Интеллектуальные сети и распределение электроэнергии: будущее надежности сетей

В связи с изменениями в текущем и будущем потреблении спрос на распределение электроэнергии и надежность сети имеют первостепенное значение в современном мире, поскольку они обеспечивают электроэнергией дома, предприятия, промышленность и другие области. С ростом спроса на энергию и интеграцией возобновляемых источников энергии в энергосистемы вопрос надежности и стабильности энергоснабжения становится критически важным. В данной статье рассматриваются современные проблемы и возможности, связанные с надежностью распределительной сети, а также то, как такие концепции, как smart grid и Dg, изменят структуру надежности сети в будущем.

Понимание распределения электроэнергии и надежности сети

Сеть распределения электроэнергии и надежности сети является последним звеном цепочки поставок электроэнергии, который используется для транспортировки электрической энергии из распределительной сети к потребителям. Таким образом, этот участок сети состоит из трансформаторов, автоматических выключателей и другого оборудования, которое обеспечивает стабильную и постоянную подачу электроэнергии в дома, промышленные предприятия и коммерческие здания. Тем не менее, существование этой сети является довольно сложной задачей для таких факторов, как погодные условия, почти деградирующая инфраструктура и растущий спрос на электроэнергию.

Термин, используемый для описания электросети, называется надежностью сети, таким образом, относится к способности сети бесперебойно поставлять электроэнергию, в то время как в других случаях это может быть во время отключения электроэнергии, отключения электроэнергии или отключения электроэнергии. Цель состоит в том, чтобы уменьшить частоту и масштабы перебоев в электроснабжении и создать адекватную защиту электросети от сил воздействия, которые включают стихийные бедствия, террористов, хакеров или поломку оборудования.

Факторы, влияющие на распределение электроэнергии и надежность сети

Как видно из приведенного выше анализа, несколько факторов охватывают оценку надежности энергосистемы и возможностей сети.

Стареющая инфраструктура:

Большинство современных моделей систем распределения электроэнергии все еще устарели и требуют модернизации. Бывшие в употреблении трансформаторы, электрические провода и кабели, а также монтаж распределительных устройств и выключателей с высокой вероятностью выйдут из строя, что приведет к отключениям электроэнергии, а восстановление процессов занимает довольно много времени.

Погодные явления:

 Ураганы и некоторые другие формы экстремальных погодных условий, такие как снежные бури или волны тепла, очень разрушительны для энергосистемы. Одним из наиболее важных аспектов сети является ситуация, когда в экстремальных погодных условиях присутствуют несколько рабочих условий, поскольку штормы, волны тепла, ураганы или подобные явления становятся все более частыми и интенсивными из-за изменения климата.

Угрозы кибербезопасности:

 Интеллектуальные счетчики и AMI также привносят новые риски в сетевую инфраструктуру. Нарушение работы систем распределения электроэнергии возможно в результате кибератак, что приведет к длительным и непредвиденным проблемам в электросети.

Интеграция возобновляемых источников энергии:

 Это связано с тем, что с появлением новых возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, проблема колебаний стабильности энергосистемы усиливается. Интеграция возобновляемых источников энергии и надежность сети стали существенными проблемами, и эти два аспекта могут быть тесно связаны, оба они нуждаются в контроле над нестабильной входящей мощностью.

Роль интеллектуальных сетей в повышении надежности

На сегодняшний день разрабатывается несколько инновационных технологий, но наиболее эффективной для стабильности сети являются интеллектуальные сети. Эти сети включают в себя некоторые функции, такие как мониторинг, автоматизация и анализ данных, для повышения надежности распределения электроэнергии. Интеллектуальные сети: они включают в себя использование распределенных энергетических ресурсов, таких как солнечные батареи на крышах, хранение батарей для обеспечения более быстрого реагирования на сбои.

Интеллектуальная сеть также включает в себя управление спросом, которое позволяет потребителям реагировать на состояние сети, используя контроль спроса в режиме реального времени. Это снизит пиковый спрос, ускорив устойчивость сети в целом.

Технологии, повышающие надежность распределения электроэнергии

Некоторые из этих технологий включают в себя, среди прочего, технологии обнаружения неисправностей, профилактического обслуживания и технологии автоматизации сетей. В частности, предиктивное обслуживание — это определение и использование датчиков с помощью машинного обучения, которые определяют, когда часть оборудования наиболее вероятна к выходу из строя, и выполняют необходимую работу для предотвращения сбоя. Например, системы SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) способны осуществлять футуристический мониторинг состояния сети и отправлять оповещения операторам в случае надвигающейся неисправности.

В том же отношении системы локализации неисправностей, изоляции и восстановления обслуживания (FLISR) нацелены на то, чтобы свести к минимуму время прерывания обслуживания потребителя в тех случаях, когда неисправность выявляется в распределительной системе. Они важны для обеспечения надежности распределительной сети, в основном в густонаселенных и чувствительных регионах, таких как больницы и промышленные районы.

Как среда сети защищает себя от киберугроз?

В частности, с учетом того, что количество межсетевых соединений между электрическими сетями растет, а электрификация различных отраслей промышленности продолжается, кибербезопасность оказывается ключевым фактором обеспечения безопасности электрических сетей. Такие угрозы, как киберпреступники, хакеры, злонамеренные инсайдеры и системные интеграторы, могут воспользоваться уязвимостью сети, что приведет к сбоям и, вероятно, отключениям электроэнергии.

Чтобы преодолеть эти риски, коммунальный сектор должен разработать правильные защитные меры, такие как шифрование, сегментация сети и инструменты мониторинга. С помощью систем реального времени можно выявить любые отклонения в работе сети, а оценка вероятности надежности сети показывает возможность кибератаки на энергосистемы.

Лучшие практики для улучшения распределения электроэнергии и надежности сети

Таким образом, повышение надежности сетей и отказоустойчивости системы распределения электроэнергии требует комплексного решения. В этой статье выявляются следующие передовые методы, которые могут быть использованы для повышения надежности энергосистем:

модернизация инфраструктуры:

Трансформаторы, распределительные устройства и некоторые компоненты трансмиссии являются функциями электростанции, которые требуют частой замены, когда они устаревают. Современное оборудование прочнее и поэтому может удовлетворить растущий спрос в энергетических системах.

Инвестирование в хранение возобновляемой энергии:

Благодаря включению систем накопления энергии, которые включают в себя батареи, избыточная энергия, которая была произведена из возобновляемых источников, накапливается и может быть использована при необходимости для удовлетворения спроса. Из приведенного выше обсуждения видно, что это повышает стабильность и надежность сети.

Регулярное обслуживание и обнаружение неисправностей:

 Системы управления отключениями, а также профилактическое обслуживание имеют большие преимущества в снижении физических простоев предприятия из-за отказов оборудования. Эти технологии могут значительно помочь в оценке неисправностей до того, как они приведут к постоянным перебоям в подаче электроэнергии.

Продвижение автоматизации сети:

Возможность более быстрого реагирования во время сбоев существенно влияет на надежность системы распределения за счет применения технологий автоматизации. К ним относятся, например, переключатели для перенаправления питания при возникновении неисправности во избежание обрыва цепи.

Планирование устойчивости к экстремальным погодным условиям:

Способность сети справляться со стихийными бедствиями имеет основополагающее значение. Коммунальные компании должны убедиться, что их оборудование устойчиво к атмосферным воздействиям, и подготовиться к быстрому реагированию с точки зрения восстановления электроснабжения, как только стихийные бедствия нарушат работу электроснабжения.

Заключение

В условиях растущего спроса, интеграции возобновляемых источников энергии и возникающих угроз, таких как риски кибербезопасности, обеспечение надежности распределения электроэнергии и стабильности сети никогда не было столь важным. Инвестируя в интеллектуальные сети, усовершенствованное обнаружение неисправностей и профилактическое обслуживание, коммунальные службы могут улучшить устойчивость своих систем распределения электроэнергии устойчивости своих систем распределения электроэнергии. Для получения дополнительной информации о том, как улучшить распределение электроэнергии и надежность сети, посетите XY Tower.