32
Сентябрь
–
октябрь
2016
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
National Grid внедряет новые
энергетические решения
Программа Solar Phase II выбирает дальновидный
подход к решению существующих и будущих проблем
в энергетике.
Джонатан Сэлсман (Jonathan Salsman), Йорге Валенсуэла (Jorge Valenzuela)
и Джастин Вудард (Justin Woodard),
National Grid
Х
одит
много
разговоров
и
слухов
о
том
,
что
будет
следующей
крупной
«
фишкой
»
в
энергетиче
-
ском
секторе
.
В
своей
книге
«
Третья
индустри
-
альная
революция
»
автор
Джереми
Рифкин
размышляет
над
тем
,
как
интернет
и
возобновляемая
энергетика
объединяются
,
устремляясь
в
новую
инно
-
вационную
эру
.
Многие
идеи
Рифкина
уже
воплощают
-
ся
в
жизнь
,
например
,
крупномасштабное
внедрение
технологий
возобновляемой
энергетики
и
ускоренных
методов
коммуникации
для
улучшения
наблюдаемости
и
контроля
электрической
сети
.
Всего
лишь
10
лет
назад
потребители
не
могли
и
подумать
,
что
камера
будет
незаменимым
элемен
-
том
любого
мобильного
телефона
.
Сегодня
же
труд
-
но
найти
хоть
кого
-
нибудь
,
кто
продолжает
пользо
-
ваться
отдельной
камерой
.
Этот
пример
показывает
,
насколько
быстро
могут
меняться
восприятие
и
при
-
вычные
стандарты
,
когда
появляется
более
эффек
-
тивное
и
экономичное
решение
.
Люди
,
которые
уже
давно
вращаются
в
области
электроэнергетики
,
наверное
,
помнят
не
столь
давние
времена
,
когда
электроэнергия
передавалась
только
в
одном
направлении
.
Это
было
более
простое
и
,
как
некоторые
сказали
бы
,
идеальное
время
в
истории
.
Но
независимо
от
того
,
как
эти
времена
воспринимаются
в
энергетической
отрасли
,
они
давно
прошли
.
Значи
-
тельный
рост
доли
распределенной
генерации
в
суще
-
ствующих
системах
привел
к
тому
,
что
энергетические
компании
XXI
века
вынуждены
иметь
дело
с
передачей
электроэнергии
во
всех
направлениях
.
Когда
-
то
безоблачные
дни
системных
операторов
теперь
заполнены
дополнительными
проблемами
,
возникшими
в
результате
потребности
координации
тысяч
изменяющихся
параметров
элементов
энерго
-
системы
,
которые
должны
работать
как
единое
целое
,
чтобы
обеспечить
балансы
мощности
и
сохранить
ста
-
бильность
напряжения
и
частоты
.
С
большим
притоком
распределенных
энергоресурсов
компании
вынужде
-
ны
искать
нестандартные
решения
,
чтобы
подключить
эти
энергоресурсы
к
своим
системам
.
Повсеместное
распространение
распределенной
генерации
созда
-
ет
многочисленные
сложности
при
распределении
электроэнергии
,
в
том
числе
,
проблемы
с
напряже
-
нием
,
защитой
и
секционированием
энергосистемы
.
В
энергетической
отрасли
появилось
понимание
,
что
распределенная
генерация
никуда
не
денется
.
Вопрос
скорее
в
том
,
где
и
в
каком
объеме
она
будет
распро
-
страняться
.
Имея
в
виду
все
вышесказанное
, National
Grid
применяет
комплексный
,
нетривиальный
подход
,
исследуя
вопрос
,
как
энергетические
компании
могут
заставить
объекты
распределенной
генерации
рабо
-
тать
на
них
,
а
не
против
них
.
УПРАВЛЕНИЕ
энергией
33
Сентябрь
–
октябрь
2016
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
Солнечная
энергия
для
всеобщего
благосостояния
Массачусетс
знаменит
вос
-
хитительной
осенней
листвой
,
живописными
пейзажами
мыса
Кейп
-
Код
и
непредсказуемой
погодой
.
Как
сказал
Марк
Твен
:
«
Если
вам
не
нравится
пого
-
да
в
Новой
Англии
,
просто
по
-
дождите
пару
минут
».
Вот
что
многие
не
знают
,
так
это
то
,
что
согласно
отчету
«
Краткий
обзор
рынка
солнечной
электроэнер
-
гии
»,
опубликованному
Ассоци
-
ацией
солнечной
электроэнер
-
гетики
,
Массачусетс
находится
на
пятом
месте
в
США
по
выра
-
ботке
солнечной
энергии
.
Имея
в
своем
распоряжении
более
чем
22 000
установок
,
Масса
-
чусетс
быстро
нагоняет
других
крупных
игроков
на
рынке
сол
-
нечной
энергии
—
Калифорнию
и
Аризону
.
National Grid
начала
раз
-
вивать
солнечную
энергетику
в
2009
году
с
программы
Solar Phase I,
в
результате
которой
принадлежащие
компании
солнечные
пане
-
ли
,
установленные
на
недоиспользуемых
территориях
и
старых
месторождениях
,
обеспечили
5
МВт
мощно
-
сти
. Solar Phase I
помогла
повысить
уровень
осведом
-
ленности
в
области
возобновляемой
энергетики
и
соз
-
дать
рабочие
места
в
штате
Массачусетс
.
Потребители
National Grid
требовали
,
чтобы
боль
-
шая
доля
электроэнергии
поступала
к
ним
от
возобнов
-
ляемых
источников
,
и
ожидали
от
компании
действий
в
этом
направлении
.
Ввиду
установленных
процедур
,
процесс
удовлетворения
указанных
требований
мог
оказаться
затяжным
и
дорогостоящим
.
Компания
уви
-
дела
в
этом
препятствие
росту
распределенной
гене
-
рации
,
основанной
на
возобновляемых
источниках
,
и
стала
искать
инновационные
решения
этой
пробле
-
мы
.
В
2014
году
она
предприняла
вторую
попытку
раз
-
вития
солнечной
энергетики
,
запустив
программу
Solar
Phase II.
Целью
данной
программы
было
создание
до
20
МВт
фотоэлектрической
генерации
в
намеченных
районах
с
использованием
современных
инверторов
и
передовых
технологий
.
Определяя
конкретное
местоположение
солнечной
генерации
в
системе
, National Grid
преследует
цель
оце
-
нить
реальную
системную
выгоду
,
которую
может
обе
-
спечить
этот
энергоресурс
при
правильном
использова
-
нии
.
Тестирование
новейшей
инверторной
технологии
в
различных
системных
условиях
также
поможет
National
Grid
и
всей
отрасли
получить
ценный
опыт
и
информа
-
цию
о
потенциальном
эффекте
,
который
эта
технология
может
иметь
в
будущем
для
солнечной
энергетики
.
На
данный
момент
стандарты
,
используемые
энер
-
гетическими
компаниями
,
не
позволяют
оснащать
объ
-
екты
распределенной
генерации
некоторыми
передо
-
выми
технологиями
без
специального
разрешения
.
National Grid
планирует
изменить
это
посредством
ре
-
зультатов
,
полученных
в
ходе
проведения
тестирова
-
ния
объектов
программы
Phase II.
Эти
действия
позво
-
лят
существенно
поспособствовать
интеграции
новых
технологий
в
электрическую
сеть
.
Объекты Solar Phase I
Условные обозначения:
Объекты Solar Phase II
Территория обслуживания
компании
На
карте
территории
обслуживаемых
National Grid
в
штате
Массачусетс
показаны
места
расположения
объектов
фотоэлектрической
генерации
.
Тестирование
,
развитие
и
изучение
всех
возмож
-
ностей
передовых
инверторов
в
различных
системных
условиях
позволит
энергетической
отрасли
получить
нужную
информацию
и
провести
подготовку
для
вне
-
дрения
таких
технологий
.
Подобные
технологии
при
-
несут
пользу
для
потребителей
и
всей
энергосистемы
при
поддержании
отраслевых
стандартов
безопасности
и
надежности
.
Определение
мест
расположения
Исторически
энергетические
компании
произ
-
водили
подключение
возобновляемых
источников
энергии
по
запросу
потребителей
,
что
порой
вызы
-
вало
неожиданные
трудности
и
дорогостоящие
об
-
новления
в
электрической
сети
.
В
программе
Solar
Phase II
выразилось
стремление
National Grid
при
-
менить
иной
подход
,
сосредоточившись
на
установке
своих
объектов
в
конкретных
местах
,
где
общий
си
-
стемный
эффект
от
них
может
быть
больше
.
National Grid
проанализировала
свою
территорию
обслуживания
в
Массачусетсе
,
рассортировав
фиде
-
ры
и
города
в
соответствии
со
следующими
основными
критериями
:
–
фидеры
с
высокой
нагрузкой
;
–
фидеры
с
низкой
нагрузкой
;
–
территории
с
низким
уровнем
внедрения
фото
-
электрической
генерации
;
–
территории
с
высоким
уровнем
внедрения
фото
-
электрической
генерации
.
Использование
этих
критериев
сделало
возмож
-
ным
развитие
новых
объектов
солнечной
генерации
,
которые
могут
функционировать
,
обеспечивая
по
-
лучение
ценной
технической
информации
и
макси
-
мальной
выгоды
для
потребителей
и
электрической
сети
.
Задачи
тестирования
National Grid
требовалась
возможность
протестиро
-
вать
объекты
Solar Phase II
в
различных
ситуациях
их
использования
:
УПРАВЛЕНИЕ
энергией
34
Сентябрь
–
октябрь
2016
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
•
Снижение
мощности
.
Компания
определила
са
-
мые
загруженные
фидеры
и
подключила
солнечные
электростанции
с
современными
инверторами
в
непо
-
средственной
близости
от
подстанций
.
Была
проведена
оценка
пиковых
нагрузок
фидеров
и
,
где
возможно
,
были
отрегулированы
азимуты
солнечных
панелей
.
Это
было
сделано
для
обеспечения
лучшего
соответ
-
ствия
солнечной
генерации
условиям
пиковой
нагрузки
.
К
примеру
,
так
поступили
на
объекте
мощностью
1
МВт
в
Ширли
,
штат
Массачусетс
.
Изменив
азимут
со
значе
-
ния
в
180°,
соответствующего
стандартной
максималь
-
ной
производительности
,
на
237°,
компании
удалось
получить
дополнительные
22%
солнечной
энергии
на
пике
при
общих
годовых
потерях
в
генерации
всего
9%.
•
Оценка
функционала
передовых
инверторов
в
раз
-
личных
системных
условиях
.
Специальное
внимание
было
уделено
тем
местам
в
системе
,
где
уже
имели
место
невысокие
нагрузки
или
высокий
уровень
солнечной
генерации
.
Возможными
трудностями
при
подключении
потребителей
в
областях
с
вышеуказанными
характери
-
стиками
являются
нетрадиционные
направления
пере
-
дачи
энергии
,
проблемы
с
напряжением
и
с
защитой
.
Установив
современные
инверторы
в
подобных
местах
,
National Grid
получит
возможность
лучше
оценить
про
-
дуктивность
передовых
технологий
,
таких
как
регулиро
-
вание
напряжения
и
компенсация
реактивной
мощности
в
особенно
тяжелых
условиях
эксплуатации
.
Также
компания
сможет
протестировать
полный
спектр
возмож
-
ностей
таких
технологий
и
потенциальные
ограничения
их
применения
.
•
Координация
и
системная
оптимизация
.
National
Grid
проводит
оценку
координации
ресурсов
на
уровне
фидера
и
станции
на
основе
специальных
алгоритмов
оптимизации
.
В
зависимости
от
системных
условий
,
National Grid
собирается
протестировать
такие
проекты
,
как
сокращение
мощности
распределенной
генерации
,
компенсация
реактивной
мощности
и
регулирование
напряжения
.
Разместив
объекты
солнечной
генерации
в
местах
с
различными
условиями
и
оборудованием
,
National Grid
получит
отличную
возможность
протестиро
-
вать
и
оптимизировать
различные
стратегии
и
координа
-
цию
проектов
.
УПРАВЛЕНИЕ
энергией
Системные
преимущества
Преимущество
Описание
Снижение
нагрузки
Сокращение
загруженности
оборудования
в
пиковых
условиях
.
Как
работает
:
используются
оперативные
данные
и
информация
о
погоде
для
определения
потенциала
солнечной
энергии
в
различных
условиях
.
Улучшение
условий
эксплуатации
Улучшение
условий
эксплуатации
в
областях
с
сущест
-
вующими
или
потенциальными
проблемами
с
качеством
электроэнергии
.
Как
работает
:
используются
подробные
дан
-
ные
,
полученные
на
объектах
,
в
сочетании
с
функциональными
возможностями
новейших
инверторов
для
коррекции
условий
эксплуатации
в
режиме
реального
времени
.
Анализ
функ
ц
ио
-
нальных
воз
мож
-
ностей
инвер
торов
в
различных
условиях
Анализ
работы
инверторов
в
условиях
малой
нагрузки
и
высокой
эффективности
фотоэлектричества
.
Как
работает
:
обстоятельно
изучаются
ситуации
,
из
которых
пре
-
жде
выходили
только
с
помощью
дорогих
системных
улучшений
.
•
Сокращение
расходов
на
тех
-
нологическое
присоединение
.
National Grid
введет
тестирова
-
ние
дополнительных
проектов
и
продуктов
,
которые
потенци
-
ально
могут
снизить
стоимость
технологического
присоедине
-
ния
для
будущих
потребителей
.
Использование
солнечной
гене
-
рации
под
полным
контролем
компании
позволит
National Grid
провести
тестирование
и
оцен
-
ку
эффективности
проектов
,
которые
было
бы
практически
невозможно
проанализировать
в
реальных
условиях
.
Внедре
-
ние
накопителей
электроэнер
-
гии
,
динамической
схемы
огра
-
ничения
мощности
и
решения
для
защиты
от
секционирования
энергосистемы
дадут
инжене
-
рам
National Grid
возможность
проверить
и
оценить
надеж
-
ность
и
действенность
этих
технологий
по
сравнению
с
наиболее
дорогостоящими
существующими
технологиями
.
Предполагаемые
выгоды
Программа
Solar Phase II
в
первую
очередь
принесет
выгоду
потребителям
. National Grid
убеждена
,
что
бла
-
годаря
проектам
Phase II,
потребители
получат
более
надежную
и
эффективную
энергосистему
,
сниженную
стоимость
подключения
,
а
также
рост
информирован
-
ности
,
взаимодействия
с
профессиональным
сообще
-
ством
и
сотрудничества
с
местными
школами
и
универ
-
ситетами
,
занимающимися
вопросами
возобновляемой
энергии
.
Сотрудничество
со
школами
и
университетами
позво
-
лит
провести
обширные
исследования
,
направленные
на
выявление
преимуществ
и
недостатков
,
связанных
с
распределенной
генерацией
на
основе
возобновляе
-
мых
источников
.
Результатом
подобных
исследований
будут
более
дешевые
,
эффективные
и
быстрые
способы
получения
разрешений
и
установки
объектов
солнечной
генерации
для
потребителей
.
Системная
выгода
основана
на
снижении
необходи
-
мой
мощности
,
улучшении
рабочих
условий
и
функци
-
онального
анализа
в
специальных
условиях
,
снижении
стоимости
технологического
присоединения
,
а
также
на
безопасном
и
надежном
распространении
фотоэлек
-
трической
генерации
. National Grid
также
выражает
на
-
дежду
получить
информацию
относительно
ценности
новых
технологий
солнечной
генерации
и
использовать
ее
в
качестве
инструмента
планирования
и
дополнения
к
детальной
информации
,
касающейся
функционирова
-
ния
новейших
инверторов
в
различных
рабочих
условиях
штата
Массачусетс
.
Уникальные
места
—
уникальные
проблемы
Строительство
объектов
Phase II
не
обошлось
без
проблем
.
Команда
строителей
столкнулась
с
множе
-
ством
трудных
задач
.
Возведение
целевых
объектов
на
конкретных
территориях
,
обеспечивающее
максималь
-
ную
выгоду
для
потребителей
и
системы
,
оказалось
свя
-
зано
с
рядом
неожиданных
препятствий
как
в
области
согласования
,
так
и
в
области
строительства
.
35
Сентябрь
–
октябрь
2016
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
УПРАВЛЕНИЕ
энергией
Трудности
согласования
включали
в
себя
типичные
протесты
населения
«
только
не
у
меня
во
дворе
»,
с
ко
-
торыми
сталкивается
любая
энергетическая
компания
,
а
также
некоторые
сложности
с
получением
разрешений
от
экологов
.
На
некоторых
объектах
пришлось
припод
-
нять
заборы
на
6
дюймов
(152
мм
),
чтобы
обеспечить
сво
-
бодное
передвижение
местной
фауны
.
На
одном
из
объ
-
ектов
потребовалось
соорудить
специальную
безопасную
зону
для
черепах
,
где
они
могли
бы
откладывать
яйца
.
Конструктивные
трудности
варьировались
от
простых
поправок
,
как
,
например
,
перенаправление
прямоточ
-
ной
траншеи
для
улучшения
оттока
воды
из
-
за
высокого
уровня
грунтовых
вод
до
полного
перепроектирования
подъездных
дорог
.
В
процессе
строительства
заплани
-
рованной
дороги
на
одном
из
объектов
в
г
.
Айер
(
штат
Массачусетс
)
были
обнаружены
крупные
залежи
руды
.
Эта
проблема
оказалась
серьезнее
,
чем
предполагалось
сначала
,
поскольку
потребовалось
полное
перепроекти
-
рование
подъездных
дорог
,
чтобы
обойти
пласт
руды
.
На
другом
объекте
проложить
подъездную
дорогу
оказалось
возможным
только
под
трассой
ЛЭП
.
Был
проведен
под
-
робный
анализ
воздушных
промежутков
,
в
результате
которого
их
величина
оказалась
неприемлемой
.
Это
по
-
требовало
отключений
на
линии
и
ведения
строитель
-
ных
работ
под
постоянным
наблюдением
службы
без
-
опасности
,
пока
тяжелая
техника
не
сняла
достаточный
слой
грунта
для
обеспечения
безопасного
воздушного
промежутка
.
Еще
один
объект
потребовал
строительства
нового
моста
для
безопасного
пересечения
подземного
газопровода
.
Создавая
будущее
Проект
Solar Phase II
компании
National Grid
открыл
уникальную
возможность
обеспечить
потребителей
чи
-
стой
возобновляемой
энергией
и
,
одновременно
,
пре
-
образить
возобновляемую
энергетику
,
избавившись
от
существующих
технических
ограничений
.
Используя
при
внедрении
солнечной
генерации
подход
,
ориентирован
-
ный
на
потребности
рынка
,
и
работая
в
сотрудничестве
с
опытными
строителями
объектов
солнечной
энергети
-
ки
, National Grid
ожидает
,
что
эти
объекты
будут
сданы
«
под
ключ
»
к
запланированному
времени
и
в
рамках
бюджета
.
Четыре
объекта
Solar Phase II
уже
в
строю
,
еще
14
должны
быть
построены
к
концу
2016
года
.
Дух
инно
-
ваций
будет
способствовать
реализации
проекта
National
Grid
и
ее
команды
строителей
объектов
солнечной
энер
-
гетики
.
Компания
верит
,
что
программа
Solar Phase II
пред
-
ставляет
собой
предупреждающий
подход
к
решению
существующих
и
будущих
энергетических
проблем
.
Цен
-
ность
этой
инициативы
для
систем
передачи
и
распре
-
деления
электроэнергии
,
энергетической
отрасли
и
ко
-
нечного
потребителя
будет
стоить
затраченных
усилий
.
Так
,
проект
за
проектом
, National Grid
помогает
создавать
будущее
.
Джонатан
Сэлсман
(jonathan.salsman@nationalgrid.
com)
работает
в
отделе
новых
энергетических
реше
-
ний
National Grid,
США
.
В
круг
обязанностей
Сэлсмана
и
его
команды
,
помимо
прочего
,
входит
развитие
сол
-
нечной
генерации
на
всей
территории
,
обслуживаемой
National Grid
в
США
.
Сэлсман
начал
работать
в
National
Grid
с
2008
года
и
занимался
широким
спектром
задач
,
включая
передачу
и
распределение
электроэнергии
и
распределенную
генерацию
.
Сэлсман
получил
сте
-
пень
магистра
в
области
электроэнергетики
в
Вустер
-
ском
политехническом
институте
и
является
професси
-
ональным
инженером
.
Хорхе
Валенсуэла
(jorge.valenzuela@nationalgrid.
com) —
инженер
в
области
планирования
распределе
-
ния
электроэнергии
в
группе
управления
сетевыми
ре
-
сурсами
National Grid.
Валенсуэла
принимал
активное
участие
во
внедрении
новых
технических
решений
для
распределительных
сетей
,
включая
пилотный
проект
«
умной
»
сети
National Grid,
программу
Solar Phase II,
инициативу
по
распространению
быстродействующих
зарядных
станций
постоянного
тока
для
электромобилей
и
проекты
с
накопителями
электроэнергии
.
Также
в
его
исследовательские
интересы
входят
полупроводники
с
широкой
запрещенной
зоной
,
конструирование
солнеч
-
ных
панелей
и
работа
с
большими
базами
данных
.
Джастин
Вудард
(justin.woodard@nationalgrid.com) —
ведущий
инженер
в
группе
новых
энергетических
ре
-
шений
National Grid.
На
данный
момент
он
занимается
управлением
20
МВт
солнечной
генерации
в
Массачу
-
сетсе
.
Вудард
является
сертифицированным
професси
-
ональным
инженером
штата
Массачусетс
,
он
получил
степень
магистра
в
области
электроэнергетики
и
вычис
-
лительной
техники
в
Вустерском
политехническом
инсти
-
туте
.
В
круг
его
интересов
входит
качество
электроэнер
-
гии
и
интеграция
возобновляемых
источников
энергии
.
Больше
информации
на
:
National Grid | www.nationalgridus.com
Эта
таблица
показывает
характеристики
солнечных
пане
-
лей
и
фидеров
на
объекте
National Grid
в
Ширли
(
штат
Мас
-
сачусетс
).
Данная
диаграмма
иллюстрирует
прирост
солнечной
гене
-
рации
,
полученный
в
результате
изменения
азимута
в
соот
-
ветствии
с
пиковой
нагрузкой
фидера
.
+22%
солнечной
генерации
180
градусов
Азимут
на
объекте
в
Ширли
(
Массачусетс
)
237
градусов
Оригинал статьи: National Grid внедряет новые энергетические решения
Программа Solar Phase II выбирает дальновидный подход к решению существующих и будущих проблем в энергетике.
