4 galvenās uzlabotās tīkla tehnoloģijas jaunajam enerģētikas sistēmai: inovācijas pārnieguma tīklos
1. Jaunās materiālu un aprīkojuma pētīšana un izstrāde & Aktīvu pārvaldība
1.1 Jaunās materiālu un komponentu pētīšana un izstrāde
Dažādi jauni materiāli ir tiešie enerģijas pārveidošanas, elektroenerģijas pārnese un darbības kontroles nosūtītāji jaunos elektrosistēmu distribūcijas un patēriņa sistēmās, tieši noteikot darbības efektivitāti, drošumu, uzticamību un sistēmas izmaksas. Piemēram:
Jauni vedēju materiāli var samazināt enerģijas patēriņu, risinot tādas problēmas kā enerģijas trūkums un vides piesārņojums.
Uzlabotās elektriskās magnētiskās materiālus, kas tiek izmantoti intelektuālajos tīkla sensoros, palīdz uzlabot sistēmas darbības uzticamību.
Jauni izolējošie materiāli un izolācijas struktūras var atrisināt biežākas īslaicīgās impulsveida pārsprieguma problēmas, kas rasties, integrējot elektroonkārtīgu aprīkojumu.
Nākamās paaudzes mikroviļņu radiofrekvenču ierīces un elektroonkārtīgie ierīces, kas izstrādātas balstoties uz trešās paaudzes poluprovadītāju materiāliem (piemēram, gaļijs nitrids (GaN) un silīcijs karbidss (SiC)), var nodrošināt tehnisko atbalstu enerģijas taupībai un patēriņa samazināšanai sakaru un elektronikas nozarēs.
1.2 Jauna elektroaprīkojuma un elektropatēriņa ierīču pētīšana un izstrāde
Attiecībā uz konkrētiem jauniem produktiem, uzņēmumi izstrādā jaunu elektroonkārtīgo aprīkojumu—jo īpaši mīkstus normāli atvērtus līdzekļus. Šie ierīces, kontrolējot aktīvo un reaktivās jaudas plūsmas savienotajās līnijās, sasniedz funkcijas, piemēram, jaudas līdzsvarošanu, sprieguma uzlabošanu, slodzes pārnešanu un defektālo strāvas robežojumu.
Enerģijas interneta veja dēļ, integrējot jaunas tehnoloģijas, lai realizētu "funkciju + monitoringu + elektronizāciju + digitalizāciju + mākslīgo intelektu", uzņēmumi var pāriet no zemākā līmeņa imitācijas uz augsta līmeņa ražošanu, paplašināties no vienīgiem produktiem uz visaptverošiem risinājumiem un transformēties no ražošanas rūpnīcām uz inovāciju vadītām struktūrām. Tas ļauj zema sprieguma elektroaprīkojuma ražošanai un inovācijām ieguldīt nabadzīgāka oglekļa, digitālā un ilgtspējīga attīstība.
1.3 Elektroaprīkojuma pilna dzīves cikla pārvaldības tehnoloģija
Jaunās elektrosistēmas distribūcijas un patēriņa sistēmas ietver daudzveidīgu jaunu elektroaprīkojumu un elektropatēriņa ierīču, padarot pilna dzīves cikla pārvaldību un ekoloģisku dizainu elektrosistēmu distribūcijas aprīkojumā ārkārtīgi svarīgu. Ir būtiski nodrošināt visu aprīkojuma drošu darbību, vienlaikus sasniedzot ekonomisku efektivitāti.
Pilna dzīves cikla operācijas un apkalpošana ietver iepirkuma prasību fāzi, aprīkojuma pieņemšanas fāzi, ražošanas un darbības fāzi, un noņemšanas fāzi. Aktīvu pārvaldībā jāievieš integrierte dizains, lai nodrošinātu datu koplietošanu un optimizētu pārvaldību. Tādās tehnoloģijās kā "Internet +" jāintegrē, lai paplašinātu pārvaldības diapazonu un uzlabotu pārvaldības efektivitāti.
2. Sadalītās ģenerācijas un mikrotīkla tehnoloģija
2.1 Sadalītais jauno enerģijas avotu ģenerācijas tehnoloģija
2.1.1 Efektīva un ekonomiska jauno enerģijas un atjaunojamās enerģijas izstrādes tehnoloģija
Ar jauno enerģijas izstrādes tehnoloģiju progresu, daži atjaunojamās enerģijas avoti (piemēram, vēja un saules enerģija) ir sasniedzis augstu lietošanas līmeni un tagad dominē elektrosistēmu distribūcijas sistēmās. Tomēr joprojām ir svarīgi izstrādāt jaunus materiālus un integrētās fotovoltaiskās paneļu tehnoloģijas ar zemākiem izmaksām un augstāku efektivitāti.
Tāpat, citu enerģijas avotu, piemēram, hidrogena, geotermales un biomasas enerģijas, izstrādei jātiecas tālāk. Piemēram, hidrogena ražošana, glabāšana un transportēšana, vairākstadiaņu geotermales izmantošanas tehnoloģijas un biodegvielas tehnoloģijas.
Turklāt, koordinēta centraļā un sadalītā jauno enerģijas attīstība var samazināt pārnese zaudējumus, uzlabot jauno enerģijas izmantošanas efektivitāti un palielināt tīkla spēju absorbēt jauno enerģiju, tādējādi nodrošinot labākus sociālos un ekonomiskos labumus.
2.2 Sadalītās enerģijas plānošanas tehnoloģija
Atslēga sadalītās enerģijas īpašnieku plānošanai un optimizācijai ir informācijas un koordinācijas barjeru starp dažādiem subjektiem sabrukšana.
No tehniskā viedokļa, plānošanas fāzē jāņem vērā vēl vairāk tehniski ierobežojumi, tostarp sprieguma līmenis, īsā gājiena strāvas līmenis un enerģijas kvalitāte (mitināšanās, harmoniskie).
No matemātiskā viedokļa, plānošanas metodes, kas ietver vairākos mērķus un vairākos nezināmības kombinatorisko optimizāciju, ir ļoti sarežģītas. Tāpēc ir kritiski svarīgi vairākos mērķus optimizējošs plānošana, kas integrē resursus un operācijas.
Turklāt, ir jāpievērš uzmanība: tīkla analīzei un novērtēšanai sistēmām ar sadalīto enerģiju; pētījumiem par elektrosistēmu un sakaru tīklu integrāciju un optimālo plānošanu; modeļu un simulāciju rīku izstrādei visaptverošai uzticamības, riska un ekonomikas analīzei.
2.3 Aktīvs atbalstošs tehnoloģiju sadalītam jauno enerģijas avotu ģenerācijai
Sadalītajai ģenerācijai (DG) jāspēj ne tikai pielāgot frekvenci un spriegumu noteiktā apjomā, bet arī nomierināt ātru frekvences un sprieguma maiņu.
Pašlaik, daži zinātnieki ir piedāvājuši "inerču-stingumu kompensatoru", kas ļauj DG sniegt momentānu frekvences un sprieguma atbalstu, kad sistēmā rodas enerģijas trūkums. DG frekvences inerču atbalsta spēju kvantitatīvi izsaka ar aktīvās jaudas kompensāciju enerģijas pakāpes maiņas laikā, sniedzot pamatu turpmāko tīkla savienojuma standartu izstrādei.
2.4 Izdošanas prognozēšanas tehnoloģija sadalītam jauno enerģijas avotu ģenerācijai
Sadalītā jauno enerģijas avotu ģenerācija raksturojas plašu telpisku izplatību, sarežģītām apkārtnešu mikrometeoroloģiskām īpašībām un lielu ietekmi no ēku un cilvēku aktivitātēm, padarot izdošanas prognozēšanu grūtu.
Pašreizējie pētījumi par sadalīto jauno enerģijas avotu ģenerācijas izdošanu galvenokārt koncentrējas uz laika apstākļu un klimata prognozēm enerģijas ražošanai, pārmērīgi uzsverot dabiskās apstākļu ietekmi uz jauno enerģijas izdošanu. Tām trūkst apsvērumu par DG telpiskās izplatības raksturlielām un faktoriem, kas saistīti ar cilvēka sociālajām aktivitātēm.
2.5 Klastera kontrolēšanas tehnoloģija sadalītam jauno enerģijas avotu ģenerācijai
Sadalītā kontrolēšana ir ideāla klastera kontrolēšanas metode DG elektrosistēmu distribūcijā ar augstu jauno enerģijas penetrāciju.
Pašlaik, pētījumi par sadalītās jauno enerģijas avotu ģenerācijas klastera kontrolēšanas tehnoloģiju vēl ir agrīnā stadijā. Sniegtie sasniegumi galvenokārt koncentrējas uz viena ģenerācijas ierīču kontrolēšanu, zemāk uzsverot koordinētas kontrolēšanas stratēģijas vairākiem jauno enerģijas ģenerācijas ierīču, kas savienotas ar tīklu invertoru.
Galvenie jautājumi joprojām nav atrisināti: nevienlīdzīgas jaudas sadale starp vairākiem invertoriem enerģijas pakāpes maiņas laikā; vairāku laika mērogu kontrolēšanas stratēģiju interakcijas mehānisma; un tradicionālās drope kontroles (balstoties uz aktīvās jaudas-frekvences un reaktivās jaudas-sprieguma charakteristikas) nepietiekamība, kad elektrosistēmas līniju pretestība ir neznojama, kas liek DG nevarēt piedalīties primārā frekvences un sprieguma regulēšanā.
2.6 Sadalītās enerģijas krājšanas tehnoloģija
No enerģijas viedokļa, jaunu elektrosistēmu statiskās un dinamiskās problēmas ir būtībā jaudas nelīdzsvarotības problēmas dažādos laika mērogos:
Relatīvi ilgā laika mērogā augstās slodzes periodos, jaudas nelīdzsvarotība starp ģenerācijas un slodzes pusi rada statiskas problēmas, piemēram, virsgrāmatas-grāmatas atšķirības.
Relatīvi īsā laika mērogā no enerģijas pakāpes maiņas līdz primārās frekvences/sprieguma regulēšanas aktivizācijai, elektroonkārtīgais aprīkojums trūkst sinkrona ģeneratora rotora inerces un nevar atbalstīt sistēmu pret jaudas nelīdzsvarotību, samazinot sistēmas stabilitāti un pasliktinot enerģijas kvalitāti.
Sadalītās enerģijas krājšanas tehnoloģija nodrošina iespējamo risinājumu, lai risinātu statiskās un dinamiskās problēmas, kas izriet no jaudas nelīdzsvarotības dažādos laika mērogos.
2.6.1 Enerģijas krājšanas virsgrāmatas šķērsošanas un frekvences regulēšanas tehnoloģija
Enerģijas tipa enerģijas krājšana—piemēram, sadalītās pompēšanas krājšana, plūsmas akumulatori, litija jonu akumulatori un siltuma/sāls krājšanas tehnoloģijas—var likvidēt slodzes virsgrāmatas, šķērsot virsgrāmatas un aizpildīt grāmatas, izlīdināt svārstības un darboties kopā ar uzlādēšanas stabiņiem, lai mazinātu uzlādēšanas enerģijas ietekmi, tādējādi uzlabojot elektrosistēmu distribūcijas aprīkojuma izmantošanas efektivitāti.
Enerģijas krājšanas virsgrāmatas šķērsošanas un frekvences regulēšanas tehnoloģija uzliek augstus prasības enerģijas krājšanas sistēmām attiecībā uz kapacitāti, atbildes ātrumu, izmaksām, drošību un jaudas/enerģijas blīvumu. Viena enerģijas krājšanas veida nevar apmierināt šīs prasības, tāpēc ir nepieciešams pētīt hibrīda enerģijas krājšanas tehnoloģijas ar visaptverošām priekšrocībām.
2.6.2 Stabilitātes un enerģijas kvalitātes uzlabošanas tehnoloģija
Sadalītās enerģijas krājšanas tehnoloģija nodrošina iespējamo risinājumu, lai uzlabotu jaunu elektrosistēmu stabil
