Будущее за постоянным током

Page 1
background image

Page 2
background image

22

Июль

август

 2016

    

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

Будущее за

постоянным током

Грегори Рид (Gregory Reed)

лаборатория Electric Power Systems Lab, Университет Питтсбурга

ПРЯМОЙ 

разговор

Я

 

пригласил

 

Рика

 

Буша

 

на

 

экскурсию

 

по

 

Питтсбур

-

гу

 (

штат

 

Пенсильвания

США

) — 

городу

который

 

постепенно

 

превращается

 

в

 

кузницу

 

инноваци

-

онных

 

решений

 

для

 

обсуждения

 

критических

 

проблем

с

 

которыми

 

мы

 

сталкиваемся

 

в

 

области

 

на

-

дежности

экологичности

 

и

 

безопасности

Рик

 

посетил

 

не

 

только

 

лабораторию

 

электроэнергетических

 

систем

 

Питтсбургского

 

университета

но

 

и

 

Центр

 

Энергетических

 

Инноваций

где

 

университет

 

и

 

его

 

партнеры

 

развивают

 

в

 

лабораторных

 

условиях

 

возможности

 

сетей

 

посто

-

янного

 

и

 

переменного

 

тока

Почти

 135 

лет

 

назад

 

имен

-

но

 

в

 

этих

 

местах

 

проходила

 

знаменитая

  «

война

 

токов

» 

между

 

Эдисоном

Тесла

 

и

 

Вестингаузом

В

 

той

 

вой

 

не

 

по

-

беда

 

осталась

 

за

 

переменным

 

током

Но

 

сейчас

благо

-

даря

 

эволюции

 

высоковольтных

 

электронных

 

технологий

 

и

 

разработке

 

выключателей

 

для

 

цепей

 

постоянного

 

тока

 

высокого

 

напряжения

 

и

 

других

 

технологий

 

поддержки

постоянный

 

ток

 

может

 

снова

 

составить

 

конкуренцию

 

переменному

 

току

 

в

 

качестве

 

международного

 

стандарта

 

энергораспределительной

 

инфраструктуры

 

по

 

следую

-

щим

 

причинам

:

1. 

Многие

 

новые

 

линии

 

электропередачи

 

на

 

длинные

 

дистанции

 

в

 

США

Азии

 

и

 

Европе

 

переходят

 

на

 

посто

-

янный

 

ток

 

высокого

 

напряжения

 (HVDC). HVDC 

может

 

передавать

 

от

 

пяти

 

до

 

восьми

 

раз

 

больше

 

энергии

 

по

 

той

 

же

 

линии

 

по

 

сравнению

 

с

 

высоковольтным

 

пере

-

менным

 

током

Широкомасштабное

 

внедрение

 HVDC 

может

 

привести

 

к

 

полному

 

исчезновению

 

широко

-

масштабных

 

каскадных

 

отключений

а

 

сегодняшний

 

уровень

 

развития

 

преобразователей

 

с

 

питанием

 

от

 

источника

 

напряжения

 (VSC) 

позволяет

 

строить

 

сети

 

постоянного

 

тока

В

 

США

 

и

 

Канаде

где

 

мы

 

сейчас

 

видим

 

зарождение

 

коммерческой

 

передачи

 HVDC, 

предлагается

 

множество

 

проектов

 

передачи

 

энергии

 

от

 

больших

 

ветряных

 

и

 

солнечных

 

электростанций

Все

 

новые

 

высоковольтные

 

ЛЭП

 

Китая

 

спроектирова

-

ны

 

и

 

построены

 

под

 HVDC. 

Европа

 

расширяет

 

и

 

об

-

новляет

 

свою

 

инфраструктуру

 

передачи

 

электроэнер

-

гии

 

в

 

формате

 HVDC, 

включая

 

межнациональные

 

и

 

межконтинентальные

 

соединения

.

2. 

Постоянный

 

ток

 

по

 

умолчанию

 

совместим

 

с

 

солнеч

-

ной

 

и

 

ветряной

 

генерацией

Возобновляемые

 

источ

-

ники

 

производят

 

энергию

 

неравномерно

что

 

требует

 

включения

 

в

 

систему

 

устройств

 

хранения

  (

батарей

для

 

обеспечения

 

бесперебойного

 

электроснабжения

а

 

также

 

конвертирующего

 

интерфейса

 

на

 

входе

 

в

 

сеть

Солнечные

 

панели

 

по

 

умолчанию

 

вырабатывают

 

по

-

стоянный

 

ток

как

 

и

 

батареи

в

 

силу

 

чего

 

постоянный

 

ток

 

оказывается

 

более

 

совместимым

 

интерфейсом

3. 

Большинство

 

современных

 

нагрузок

  (

потребите

-

лей

и

 

электронного

 

оборудования

 

работают

 

на

 

постоянном

 

токе

Большинство

 

современных

 

элек

-

трических

 

и

 

электронных

 

приборов

 

требуют

 

низко

-

вольтного

 

постоянного

 

тока

И

 

все

 

же

 

мы

 

продол

-

жаем

 

снабжать

 

это

 

конечное

 

оборудование

 

через

 

старомодные

 

выпрямители

вызывающие

 

потерю

 

мощности

 

от

 5% 

до

 20%. 

4. 

Значительный

 

рост

 

интеграции

 

хранения

 

энергии

Хранение

 

энергии

 

необходимо

 

для

 

более

 

эффек

-

тивного

 

использования

 

возобновляемых

 

источников

 

энергии

Большинство

 

технологий

 

хранения

 

энергии

 

работают

 

на

 

постоянном

 

токе

  (

в

 

первую

 

очередь

батареи

), 

что

 

создает

 

возможности

 

для

 

улучшения

 

эффективности

 

интеграции

 

и

 

сокращения

 

операци

-

онных

 

издержек

5. 

Постоянный

 

ток

 

значительно

 

эффективнее

чем

 

пе

-

ременный

Нынешние

 

моторы

 

и

 

устройства

работа

-

ющие

 

на

 

постоянном

 

токе

обладают

 

более

 

высокой

 

эффективностью

 

и

 

соотношением

 

мощности

 

к

 

разме

-

рам

Аналогично

 

светодиодные

 

светильники

работа

-

ющие

 

на

 

постоянном

 

токе

до

 75% 

более

 

эффективны

чем

 

лампы

 

накаливания

На

 

уровне

 

высоковольтных

 

сетей

 

большая

 

эффективность

 

технологий

 

конверте

-

ров

 

постоянного

 

тока

 

позволяет

 

улучшить

 

доставку

 

электроэнергии

 

на

 

дальние

 

расстояния

6. 

Микросети

 

постоянного

 

тока

 

и

 

гибридные

 

микросети

 

постоянно

-

переменного

 

тока

 

разрабатываются

 

в

 

рас

-

чете

 

на

 

устойчивость

 

и

 

надежность

Микросетевые

 

решения

 

эффективно

 

интегрируют

 

локальные

 

и

 

рас

-

пределенные

 

источники

 

энергии

 

в

 

основную

 

сеть

 

для

 

обеспечения

 

определенных

 

конечных

 

нагрузок

повы

-

шения

 

надежности

 

и

 

создания

 

возможностей

 

для

 

куп

-

ли

-

продажи

  (

по

 

нетто

-

замерам

энергии

 

в

 

целях

 

ми

-

нимизации

 

стоимости

 

электроэнергии

 

для

 

конечного

 

потребителя

Устройство

 

микросетей

 

также

 

способ

-

ствует

 

повышению

 

устойчивости

 

сети

 

и

 

безопасности

 

энергоснабжения

7. 

Постоянный

 

ток

 

больше

 

подходит

 

для

 

использова

-

ния

 

в

 

подземных

 

и

 

подводных

 

условиях

чем

 

пере

-

менный

Применительно

 

к

 

подземным

 

и

 

подводным

 

способам

 

передачи

 

и

 

распределения

постоянный

 

ток

 

обходится

 

дешевле

чем

 

переменный

и

 

по

 

начальной

 

стоимости

и

 

по

 

стоимости

 

долгосрочной

 

эксплуата

-

ции

 

и

 

обслуживания

Постоянный

 

ток

 

также

 

требует

 

только

 

двух

 

проводов

 

в

 

отличие

 

от

 

переменного

 

тока

для

 

которого

 

требуются

 

три

 

фазы

то

 

есть

 

меньше

 

ин

-

фраструктуры

8. 

Технологии

необходимые

 

для

 

использования

 

всех

 

преимуществ

 

постоянного

 

тока

 

в

 

дата

-

центрах

домах

 

и

 

в

 

обществе

сейчас

 

активно

 

развиваются

Постоян

-

ный

 

ток

 

уже

 

и

 

так

 

используется

 

в

 «

нижней

 

части

 

соци

-

альной

 

пирамиды

» 

в

 

сельском

 

Китае

Индии

 

и

 

других

 

развивающихся

 

странах

потому

 

что

 

существующие

 

национальные

 

сети

  (

переменного

 

тока

не

 

достига

-


Page 3
background image

23

Июль

август

 2016

    

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

ПРЯМОЙ 

разговор

ют

 

отдаленных

 

районов

Также

 

наиболее

 

важными

 

новыми

 

потребителями

 

электроэнергии

 

сегодня

 

яв

-

ляются

 

такие

 

компании

как

 Google 

и

 Apple, 

которые

 

используют

 

дата

-

центры

 

и

 

серверные

 

кластеры

ра

-

ботающие

 

от

 

постоянного

 

тока

9. 

Развитие

 

и

 

адаптация

 

электромобилей

Электромо

-

били

 

с

 

батареями

 

постоянного

 

тока

 

заряжаются

 

от

 

источника

 

постоянного

 

тока

 

в

 

разы

 

быстрее

чем

 

от

 

источника

 

переменного

 

тока

Новая

 

инфраструктура

 

обслуживания

 

электромобилей

 

предоставляет

 

значи

-

тельный

 

потенциал

 

роста

 

для

 

сектора

 

электрического

 

транспорта

приводит

 

к

 

снижению

 

выбросов

 

углево

-

дородов

 

и

 

другим

 

экологическим

 

преимуществам

.

10. 

Новые

 

технологии

 

поддерживают

 

чистую

локаль

-

ную

распределенную

 

генерацию

 

постоянного

 

тока

Энергия

 

солнца

ветра

вторичной

 

переработки

 

био

-

массы

а

 

также

 

инновационные

 

недорогие

 

топливные

 

элементы

 

на

 

основе

 

природного

 

газа

 

идеальны

 

для

 

зеленой

 

локальной

 

генерации

Инфраструктура

 

по

-

стоянного

 

тока

 

позволит

 

улучшить

 

интеграцию

 

таких

 

ресурсов

 

в

 

сеть

 

и

 

повысить

 

их

 

общую

 

экономическую

 

и

 

природоохранную

 

ценность

Я

 

счастлив

 

присоединиться

 

к

 

общемировым

 

усили

-

ям

 

по

 

поддержке

 

развития

 

инфраструктуры

 

постоянного

 

тока

Здесь

в

 

Питтсбурге

в

 

двадцать

 

первом

 

веке

 

исто

-

рия

 

повторяется

и

 

нам

 

предстоят

 

новые

 

битвы

 

между

 

постоянным

 

и

 

переменным

 

током

.   

Грегори

 

Рид

 — 

профессор

 

и

 

директор

 

Центра

 

Энер

-

гетики

 

и

 

Лаборатории

 

электроэнергетических

 

систем

 

(Electric Power Systems Lab) 

в

 

Свансоновской

 

инженер

-

ной

 

школе

 

Питтсбургского

 

Университета

.

Обновление электросистемы

приводит к рекордному сокращению отключений

В

 

целях

 

постоянного

 

обеспече

-

ния

 

потребителей

 

безопасной

на

-

дежной

доступной

 

и

 

чистой

 

энер

-

гией

 

и

 

энергетическими

 

услугами

 

компания

 

РЕСО

 

инвестирует

 

более

 

500 

млн

 

долларов

 

в

 

обновление

 

своей

 

электрической

 

инфраструк

-

туры

 

путем

 

превентивного

 

обслу

-

живания

 

и

 

обновления

 

оборудова

-

ния

Эта

 

работа

 

привела

 

к

 

тому

что

 

средняя

 

длительность

 

отключений

 

оказалась

 

самой

 

низкой

 

в

 

исто

-

рии

 

компании

а

 

число

 

отключений

 

в

 

год

 — 

вторым

 

снизу

Конкретно

 

за

 

последние

 

три

 

месяца

 2015 

года

 

РЕСО

 

выполнила

 

более

 100 

про

-

ектов

направленных

 

на

 

повыше

-

ние

 

надежности

 

электроснабже

-

ния

 

клиентов

Эта

 

работа

 

в

   

сумме

 

с

 580 

проектами

выполненными

 

за

 

первые

 

три

 

квартала

 2015 

года

со

-

ставляет

 

почти

 700 

проектов

С

 

октября

 

по

 

декабрь

 

в

 

рамках

 

постоянного

 

мониторинга

 

систе

-

мы

 

были

 

проведены

 22 

проекта

 

по

 

коррекции

 

и

 

превентивному

 

обслу

-

живанию

РЕСО

 

также

 

продолжи

-

ла

 

обновление

 

и

 

установку

 

новых

 

реклоузеров

 

по

 

всему

 

региону

В

 

системе

 

РЕСО

 

более

 1700 

рекло

-

узеров

которые

 

предупредили

 

бо

-

лее

 580 000 

устойчивых

 

перебоев

 

в

 

электроснабжении

 

клиентов

 

РЕСО

 

в

 2015 

году

С

 

целью

 

предотвращения

 

от

-

ключений

вызванных

 

влияни

-

ем

 

растительности

РЕСО

 

также

 

устанавливает

 

укрепленные

   

ВЛ

 

с

 

изолированными

 

проводами

По

-

сле

 

установки

 

почти

 11 000 

футов

 

(3353 

м

такого

 

провода

 

в

 2015 

году

 

РЕСО

 

стала

 

обладателем

 

более

 

19 

миль

 (31 

км

линий

 

такого

 

типа

 

по

 

всей

 

обслуживаемой

 

террито

-

рией

.

Тщательная

 

обрезка

 

деревьев

 

также

 

способствует

 

сокращению

 

числа

 

отключений

вызванных

 

вли

-

янием

 

деревьев

 

и

 

другой

 

расти

-

тельности

В

 2015 

году

 

компания

 

инвестировала

 

приблизительно

 

36 

млн

 

долларов

 

в

 

подрезку

 

дере

-

вьев

 

и

 

другой

 

растительности

 

вдоль

 

2800 

миль

 (4506 

км

воздушных

 

ЛЭП

 

ее

 

системы

 

передачи

 

и

 

распределе

-

ния

 

электроэнергии

.   

www.peco.com

НОВОСТИ 

технологии

Компания

 Greenlee 

запустила

 

проект

 

первой

 

в

 

отрасли

 

лаборато

-

рии

 

эргономики

, Greenlee ErgoLab. 

Лаборатория

расположенная

 

в

 

го

-

роде

 

Рокфорд

  (

штат

 

Иллинойс

США

предлагает

 

передовое

 

обо

-

рудование

 

для

 

определения

 

эрго

-

номичности

 

инструментов

 

путем

 

тщательного

 

научного

 

тестирова

-

ния

измерений

 

и

 

анализа

Такой

 

анализ

 

поможет

 

энергетическим

 

компаниям

 

и

 

всем

кто

 

использует

 

электроинструменты

 

в

 

своей

 

ра

-

боте

а

 

также

 

менеджерам

 

по

 

за

-

купкам

 

и

 

руководителям

 

опреде

-

лить

 

наилучшие

 

инструменты

 

для

 

использования

 

на

 

рабочем

 

месте

Также

 

была

 

разработана

 

мобиль

-

ная

 

версия

 ErgoLab 

для

 

проведе

-

ния

 

анализа

 

на

 

местах

.

В

 

лаборатории

 ErgoLab 

клиенты

  

компаний

 Greenlee, Sherman+Reilly 

Inc. 

и

 HD Electric Co. 

смогут

 

во

-

очию

 

наблюдать

как

 

сокращаются

 

их

 

мышцы

 

при

 

пользовании

 

разны

-

ми

 

инструментами

 

в

 

разных

 

поло

-

жениях

Это

 

поможет

 

им

 

принять

 

взвешенное

 

решение

 

и

 

выбрать

 

наиболее

 

подходящие

 

для

 

работы

 

инструменты

Мобильное

 

отделе

-

ние

 Greenlee ErgoLab 

позволяет

 

специалистам

 

по

 

эргономике

 

до

-

ставить

 

оборудование

 

для

 

тести

-

рования

 

непосредственно

 

на

 

место

 

работы

 

клиента

будь

 

то

 

здание

люлька

 

подъемника

 

или

 

верхушка

 

опоры

 

ЛЭП

.

Использование

 

передового

 

обо

-

рудования

 

для

 

электромиографии

 

и

 

программного

 

обеспечения

 

для

 

эргономического

 

анализа

 

дает

 

воз

-

можность

 

исследователям

 Greenlee 

замерять

 

и

 

регистрировать

 

электри

-

ческую

 

активность

 

в

 

скелетной

 

мы

-

шечной

 

ткани

В

 

дополнение

 

к

 

этому

они

 

также

 

смогут

 

собирать

 

информа

-

цию

 

о

 

силе

 

хвата

 

и

 

значениях

 

других

 

биопараметров

таких

 

как

 

частота

 

сердечных

 

сокращений

ЭКГ

 

и

 

тем

-

пература

 

кожи

.   

www.greenlee.com

Greenlee создает первую в отрасли 

эргономическую лабораторию


Читать онлайн

Постоянный ток может снова составить конкуренцию переменному току в качестве международного стандарта энергораспределительной инфраструктуры

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»