Lithuania - Lithuanian

ABB svetainė naudoja slapukus. Naudodamiesi šia svetaine Jūs sutinkate su slapukų naudojimu. Sužinokite daugiau

Naujų laikų iššūkiai. MicroGrid

Šiuolaikinėmis sąlygomis elektros energijos rinka nuolat kinta. Pastaruoju metu stebimos naujos tendencijos, tokios kaip „MicroGrid“, dar prieš dešimtmetį atrodė utopinės. Dėl naujo požiūrio į energiją – jos gamybos ir tiekimo galutiniams vartotojams, mokslininkams ir specializuotoms bendrovėms – tenka spręsti naujas užduotis. ABB stebi tokias tendencijas ir, kaip viena iš pažangių energetikos bendrovių, siūlo savo sprendimus, kurie investuotojams, vartotojams ir visiems mums padeda priimti teisingiausius sprendimus.

Jei atsigręžtume į netolimą praeitį, pamatytume, kad pagrindinis stimulas skatinti „MicroGrid“ technologiją buvo poreikis užtikrinti energijos efektyvumą.  Iš pat pradžių vertinome tai kaip tikslingą galimų energijos taupymo šaltinių paiešką. Tarp jų – nuolatinės srovės energijos perdavimas magistraliniais tinklais, kintamojo greičio pavarų naudojimas, nedidelių sąnaudų galios transformatorių įrengimas, taip pat gyventojų skatinimas pereiti nuo klasikinių lempučių prie LED technologijų. Generuojančios galios srityje investuotojai aktyviai plėtė atsinaujinančiuosius šaltinius, kurie natūraliai papildė turimą tradicinį kurą – dažniausiai anglis, dujas ir branduolinį kurą.

Kylant žaliavų kainoms ir mažėjant jų atsargoms atsirado griežti su išlaidų mažinimu susiję reikalavimai. Ilgą laiką buvusią stabilią energetikos sritį sukrėtė įvairios krizės, dėl kurių ji tapo nepasirengusi naujoms rinkos sąlygoms, tarp jų ir naujai atsiradusioms subsidijoms atsinaujinantiesiems šaltiniams.

Plečiantis alternatyvių energijos šaltinių naudojimui tokių technologijų kūrėjams ir tiekėjams kyla naujų iššūkių. Mokslininkų uždavinys teorines įžvalgas paversti komerciškai naudingomis, o tiekėjų – jas įgyvendinti.

Dėl subsidijų naujoje rinkoje atsiranda daug žaidėjų, kurie aktyviai imasi atsinaujinančiųjų energijos šaltinių (AEŠ) plėtros. Dėl to, kad esama infrastruktūra nebuvo pasiruošusi pokyčiams, daug šaltinių buvo prijungti prie tinklų, netinkamų dirbti su tokio tipo elektrinėmis. Be to, techniniai naujų išteklių naudojimo ypatumai nesutapo su turima tradicinių išteklių naudojimo patirtimi. Galia dažniausiai buvo matuojama megavatų vienetais ar dešimtimis. Tai irgi neigiamai veikė elektros tinklą. Be to, kiekvienu atveju reikėjo užtikrinti pakankamas atsargas, kurios padėtų reaguoti į alternatyviųjų šaltinių darbo pokyčius. Jei stambiose tinklo sistemose su tokiomis užduotimis buvo šiaip ne taip susidorojama, tai izoliuotuose tinkluose (t. y. tinkluose, neprijungtuose prie magistralinio tinklo arba kai toks buvo mažai palaikomas), tai buvo arba neįmanoma, arba įmanoma tiekiant netinkamos kokybės energiją. Primename, kad pagrindinės kokybės savybės vartotojams – nuolatinė įtampa ir dažnis. Taigi, kaip galima būtų išspręsti šias užduotis, susijusias su tradicinių ir atsinaujinančiųjų šaltinių veikla izoliuotuose tinkluose? Dabar tai ir yra esminis klausimas.

Pagrindiniai komponentai

- Dujų ar dyzeliniai generatoriai
- Vėjo jėgainės
- Saulės jėgainės
- Hidraulinės stotys
- Kiti atsinaujinantieji šaltiniai,
- Išvadai į skirstymo tinklą,
- Prijungimas prie magistralinio ar vietos tinklo,
- Energijos kaupikliai (trumpalaikiai: mechaniniai kaupikliai ir stabilizatoriai, ilgalaikiai: akumuliatorių baterijos)
- Vartotojai (pramoniniai, komerciniai ir privatūs vartotojai).

Darbo principas

„MicroGrid“ – vietinis izoliuotas tinklas, kurio galia apsiriboja apie 20 MW. Yra ir sąvoka „NanoGrid“, tačiau tokių tinklų galia yra visai maža ir tesiekia 50 kW. Aiškių „MicroGrid“ tinklo galios ribų nėra, jos niekur nėra nurodytos. Bendrovė ABB nustatė tokią ribą, kad, taikydama savo gaminius, galėtų sutelkti visą dėmesį šioms užduotims spręsti.

„MicroGrid“ galima apibūdinti kaip generuojančių šaltinių ir vartotojų visumą. Generuojantys objektai – tai tradiciniai šaltiniai, varomi dyzelinu (dyzeliniai generatoriai) arba dujomis (dujomis varomi stūmokliniai varikliai), nedidelės hidroelektrinės ir atsinaujinantieji energijos šaltiniai (dažniausiai vėjo ir saulės jėgainės). Nurodytus šaltinius galima derinti bet kokia tvarka, ir, jei pagrindinis motyvas naudoti AEŠ yra ekonominis (subsidijos, garantuotas įkainis ir t. t.) arba sutaupyti pagrindinio kuro, tai elektros energijos šaltinio tipas nėra labai svarbus techniniam „MicroGrid“ sprendimui. Reikia pažymėti, kad tradicinį šaltinį pakeitus „žaliuoju“, tai bus naudinga ir ekologiniu aspektu. Galutiniam vartotojui svarbu sumažinti kenksmingus tradicinių šaltinių išmetamus teršalus bei pagerinti gyvenimo lygį, o generuojančių objektų savininkai, naudodami AEŠ, moka mažesnius taršos mokesčius. Kai kuriose šalyse šis veiksnys tapo lemiamu pereinant prie AEŠ vietos tinkluose.

Esminiai AEŠ naudojimo ir jų poveikio vietos tinklams trūkumai yra pats energijos gamybos būdas, nes energija priklauso nuo klimato sąlygų. Atsisakoma darbo tik „salos režimu“ – tinklo operatoriai atjungia AEŠ atsiradus „salos režimui“, kuriame dalyvauja arba dalyvautų tik alternatyvieji šaltiniai.  Ir antras veiksnys – dideli svyravimai gaminant pačią energiją. Taip pat verta pažymėti, kad sunku prognozuoti pagamintos energijos kiekį.

Ypatingą vaidmenį čia atlieka klimato sąlygos ir jų kaita per metus. Dėl šios priežasties „salos“ tinkluose, izoliuotuose nuo magistralinių tinklų, neįmanoma pasigaminti kokybiškos elektros energijos tuo pat metu neprijungus tradicinių šaltinių.

Tai suformuoja pagrindinę „MicroGrid“ sprendimo užduotį – užtikrinti darnų tinklą. ABB turima patirtis leidžia siūlyti kompleksinius sprendimus izoliuotiems „MicroGrid“ tinklams.

Stabilumas ir darna

Darnų tinklą sunku įrengti ir dėl nedidelių pajėgumų, apkrovų svyravimo ir gamybos apribojimų. Jei gamybą užtikrintų tik tradiciniai šaltiniai, sukurdami tinkamas pagamintos energijos atsargas, tokiam tinklui kontroliuoti ir valdyti tereikėtų stebėti šaltinius, teisingai nustatyti reguliatorius ir sujungti juos į grupes. Pasikeitus apkrovoms gamybos pokyčių greičio užtektų tam, kad elektros energija būtų tiekiama kokybiškai. Paleidus ar, atvirkščiai, netikėtai atjungus stambius vartotojus, tai kurį laiką galėtų turėti įtakos tinklo darbui.

Prijungus AEŠ prie tokio tinklo, ne tik būtų neigiamai paveiktas vartojimo stabilumas, bet ir kiltų pavojus gamybai. Todėl keliami dar griežtesni reikalavimai, susiję su visos sistemos greitu veikimu.  Šią problemą galima išspręsti taikant veiksmingus stabilizavimo įrankius.

Čia svarbu ne tik didinti vartojimo efektyvumą, bet ir greitai reaguoti į bet kokius tinklo pokyčius, kad galima būtų išvengti nuostolių, dėl kurių mikrotinklas veiktų nuostolingai. Tinklui su sparčiai kintančiais pradiniais duomenimis valdyti naudojami patikimi ir greiti valdikliai. Bendrovė ABB naudoja jos pagamintus valdiklius MGC („MicroGrid Controller“). Duomenims rinkti naudojami skaitmeniniai ir analoginiai IDC serijos įvesties / išvesties moduliai. Tinklui stabilizuoti pasitelkiami du esminiai elementai – kaupiklis, naudojantis ESV serijos akumuliatorių baterijas, ir tinklo stabilizatorius „PowerStore“, veikiantis pagal mechaninį besisukančio smagračio principą generatoriaus ar variklio darbo režimu. Pagrindinė kaupiklio užduotis – subalansuoti sistemą esant ilgalaikiams pokyčiams, t. y. kaupti perteklinę energiją arba kompensuoti ją esant energijos trūkumui.  „PowerStore“ užtikrina stabilų tinklo darbą dėl galimybės trumpam sugerti perteklių arba kompensuoti deficitą. Tokios sistemos reakcijos laikas yra mažesnis nei 150 ms, o perkrovos pajėgumai siekia 10 nominaliųjų galių.

Bendrovė ABB gamina trijų nominalų – 500 kW, 1 000 kW ir 1 500 kW – tinklo stabilizatorius „PowerStore“. Tai reiškia, kad perkrovos atveju galima efektyviai stabilizuoti iki 15 MW galios tinklą. Tokia sistema su visomis valdymo, kaupimo, stabilizavimo ir lygiagretaus tradicinių bei atsinaujinančiųjų šaltinių eksploatavimo funkcijomis vadinama „MicroGrid Plus“.

 АВВ sprendimą „PowerStore“ sudaro dažnių keitikliai ir speciali programinė įranga (virtualusis generatorius). Jį galima integruoti su dažnai nestabiliu atsinaujinančiųjų energijos šaltinių naudojimu, be to, tai leidžia veiksmingiau naudoti ir apsaugoti nutolusias gyvenvietes nuo tinklo šuolių. „PowerStore“ apsaugo izoliuotus nedidelius tinklus ir leidžia saugiai integruoti saulės ir vėjo energiją, sumažina tradicinių šaltinių (dažniausiai dyzelinių) išmetamų kenksmingų teršalų kiekį, sumažina bendrą priklausomybę nuo tokios rūšies kuro.  Itin greita taikomoji įranga leidžia kontroliuoti energijos srautą smagratyje (dėl didelio inertiškumo).  Tai akimirksniu sumažina galios, pagaminamos vėjo jėgainių ar saulės baterijų, svyravimus.  Prijungus prie tinklo akumuliatorių baterijas kaip kaupiklius, gaunamas visiškai subalansuotas tinklas, atsparus gamybos pokyčiams ir nepriklausantis nuo vartojimo (žinoma, tik tol, kol kaupikliai efektyviai veikia).

Daugiau informacijos

ABB naujienų srautas