|
Старіючі сітки під
навантаженням
Успіх глобальних енергетичних переходів залежить від
модернізації застарілих енергомереж, спочатку розроблених для
централізованого виробництва електроенергії на основі викопного
палива. Старіюча енергетична інфраструктура зараз стикається з
проблемою розміщення децентралізованої відновлюваної енергії. Без
значних модернізацій електромережа ризикує стати вузьким місцем у
досягненні цільових показників чистого нуля.
Щоб досягти цільового показника зростання на 1,5°C, встановленого
Паризькою кліматичною угодою 2015 року, Міжнародне енергетичне
агентство (МЕА) оцінює, що до 2040 року необхідно побудувати або
модернізувати 80 мільйонів км мереж, що еквівалентно всім
електричним мережам у світі на сьогодні1. Цей безпрецедентний
масштаб ускладнює зусилля з модернізації глобальних мереж. Згідно з
висновками МЕА, модернізація енергомереж вимагає вирішення трьох
ключових проблем:
1. Напруження ємності
Електромобілі (EV), центри обробки даних на базі штучного інтелекту
та теплові насоси підвищують попит на енергію до нових висот. У
багатьох регіонах потужність мережі повинна подвоїтися або навіть
потроїтися, щоб задовольнити зростаючий попит, що створює величезне
навантаження на існуючу інфраструктуру.
2. Затримки в інтеграції відновлюваної
енергетики.
Станом на липень 2024 року 1650 ГВт
потужностей вітрової, сонячної фотоелектричної та гідроенергетичної
енергії очікували на схвалення підключення до мережі2 через
регуляторні бар'єри, вузькі місця в інфраструктурі та проблеми з
фінансуванням.
3. Регіональні диспропорції в мережі
Системи мережі значно відрізняються
залежно від регіону, створюючи унікальні проблеми. Наприклад, штат
Техас у США експлуатує майже ізольовану мережу з обмеженими
взаємозв'язками, що вимагає локалізованих та індивідуальних рішень
для забезпечення стійкості.
Ключові стовпи модернізації
мережі
Хоча ці виклики є складними, модернізація мережі є ключем до
успішного енергетичного переходу. Moxa визначає три стратегічні
стовпи для трансформації енергетичних систем:
1. Оцифровування за стандартом IEC 61850
Спочатку розроблений для
автоматизації підстанцій, IEC 61850 став наріжним каменем для ширшої
енергетичної екосистеми. Його стандартизовані протоколи зв'язку,
такі як Специфікація виробничих повідомлень (MMS), Загальна
об'єктно-орієнтована подія підстанції (GOOSE) та Вибіркові виміряні
значення (SMV), сприяють безперебійному обміну даними, забезпечуючи
узгодженість та надійність усієї системи, а також ефективність
розгортання. Структура IEC 61850 дозволяє:
-
Сумісність: Спрощення
інтеграції пристроїв від різних постачальників, зменшення
складності системи.
-
Узгоджені моделі даних:
підтримують операції в режимі реального часу та покращують
інтеграцію розподілених енергетичних ресурсів (РЕР).
-
Системи, готові до майбутнього:
масштабуються для врахування різноспрямованих потоків енергії та
мінливих вимог мережі.
2.
Зберігання енергії як якір стабільності
Системи акумуляторного накопичення
енергії (BESS) життєво важливі для балансування енергії з
періодичними відновлюваними джерелами енергії та підтримки
стабільності мережі.
-
Стабільність частоти:
реагує протягом мілісекунд, щоб виправити відхилення частоти,
або поглинаючи надлишкову потужність, або вивільняючи накопичену
енергію, підтримуючи стабільність частоти мережі.
-
Динамічна генерація та балансування
навантаження:
Зберігайте надлишок енергії в періоди позапікового навантаження
та постачайте її під час пікового попиту.
3. Розширення прав і
можливостей споживачів у енергетичному переході
Споживачі еволюціонують від простих
пасивних користувачів до активної участі в енергетичній екосистемі.
-
Програми реагування на попит: Заохочують
зміни у використанні енергії для зняття навантаження на мережу в
години пік.
-
Розподілене зберігання:
Надає громадам можливість зберігати та використовувати
відновлювану енергію локально, підвищуючи надійність мережі.
-
Інтеграція електромобілів:
Розумна інфраструктура електромобілів, побудована на
інтелектуальному управлінні зарядкою, прокладає шлях для
електромобілів, щоб підтримувати гнучкість мережі як мобільні
засоби зберігання.
Глобальні історії успіху в трансформації
мережі
1. Таїланд: Підтримка свого зростання як енергетичного центру
Південно-Східної Азії
Таїланд використовує розумні лічильники для аналізу поведінки
споживачів та модернізації підстанцій відповідно до IEC 61850. Ці
зусилля зменшили кількість перебоїв у електропостачанні, подвоїли
впровадження відновлюваної енергії та позиціонували Таїланд як
енергетичний центр, що розвивається, у Південно-Східній Азії.
Дізнатися більше.
2. Австралія: Де відновлювані джерела енергії зустрічаються з
мережами майбутнього
Австралія була на передовій інтеграції відновлюваної
енергетики, поєднуючи сонячну, вітрову та акумуляторну енергію з
традиційними джерелами та зміцнюючи стабільність мережі завдяки
моніторингу в режимі реального часу та управлінню інтелектуальною
мережею.
Дізнатися більше.
3. Німеччина: Забезпечення розширення електромобілів завдяки
прозорості мережі в режимі реального часу
Німеччина розгорнула проекти моніторингу
низьковольтної мережі для збору даних про роботу трансформаторів у
режимі реального часу. Ця ініціатива забезпечила прозорість мережі
та запобігання перевантаженню, одночасно підтримуючи масштабне
впровадження електромобілів.4. Комплексні рішення з кібербезпеки.
Дізнатися більше.
Шлях вперед: Стійке енергетичне майбутнє
Модернізація мережі є основою енергетичного переходу. Завдяки
впровадженню цифровізації, накопичення енергії та розширення прав і
можливостей споживачів, глобальна енергомережа може подолати сучасні
виклики та пришвидшити рух до сталого майбутнього.
Moxa знаходиться на передовій цієї трансформації, пропонуючи
передові комунікаційні рішення, що забезпечують надійність,
гнучкість та ефективність мережі. Від інтеграції IEC 61850 до
великомасштабних систем зберігання, наш комунікаційний досвід дає
змогу енергетичним гравцям досягти стійкого майбутнього з нульовим
рівнем викидів.
Дізнайтеся, як Moxa сприяє цифровій
трансформації в енергетичних системах.
[1] Electricity
Grids and Secure Energy Transitions (IEA, Oct, 2023): https://www.iea.org/reports/electricity-grids-and-secure-energy-transitions
[2] Renewables
2024: Analysis and forecasts to 2030 (IEA, Oct, 2024): https://www.iea.org/reports/renewables-2024
| 
