Защита устойчивости энергосистем в условиях резкого роста популярности электромобилей
Как энергосистема справится с быстрым ростом количества электромобилей? В отчете North American Electric Reliability Corporation подчеркивается необходимость в отраслевых стандартах и надежных моделях для прогнозирования воздействия на энергосистему.
Поскольку мир движется к чистой энергии беспрецедентными темпами, судьба и функциональность энергосистемы висят на волоске. Многие отрасли зеленой энергетики переживают бум, но увеличение количества электромобилей (EV), выезжающих на дороги, кардинально изменит основную энергосистему (BPS) и то, как энергосистема справляется с этим ростом. Инженеры часто разрабатывают модели, которые могут значительно улучшить производительность и стимулировать инновации. Например, модели производительности литий-ионных аккумуляторов помогли инженерам продолжать настраивать и улучшать этот центральный компонент производительности электромобилей.
Тем не менее, разработка модели зарядки электромобилей до сих пор отсутствует. Фактически, доступна только одна общая модель, позволяющая представить зарядку электромобилей и то, как она может повлиять на производительность сети.
Инженерам необходимо разрабатывать и обновлять модели, одновременно создавая универсальные стандарты зарядной инфраструктуры, чтобы лучше прогнозировать нагрузку на электроэнергию. Североамериканская корпорация по надежности электроснабжения (NERC) только что выпустила официальный документ, в котором срочно излагаются возможные варианты вклада и поощряется межсекторальное сотрудничество между производителями электромобилей, заинтересованными сторонами отрасли и политиками, чтобы гарантировать, что энергосистема сможет выдержать нагрузку, которую принесут огромные парки электромобилей. ближайшие годы.
Проблемы, с которыми сталкивается локальная сетевая инфраструктура
Прогнозы роста рынка электромобилей показывают будущее, в котором двигатели внутреннего сгорания устареют. Правительственные требования по сокращению выбросов углекислого газа будут только ускорять этот сдвиг. Спрос на электроэнергию, попадающую в сеть, резко возрастет.
Поскольку к 2035 году около половины всех покупок автомобилей будут электромобилями, неизбежно возникнут определенные риски, поскольку сеть будет облагаться налогом. Общий прирост внутреннего спроса на электроэнергию к 2035 году составит около 38%, что, несомненно, усложнит функционирование сетей.
Такие общие данные дают мало информации о том, как неравномерный рост рынка может создавать совершенно разные нагрузки и локальные напряжения в сети. Инженерам необходимы инструменты мониторинга сети и связи с электромобилями, чтобы предотвратить сбои в сети, вызванные внезапными нагрузками.
Во многих местах местные источники не смогут справиться с ростом. Недавнее исследование, посвященное изучению того, как местная сетевая инфраструктура Калифорнии будет справляться с возросшими нагрузками, обнаружило существенную потребность в модернизации. На территории PG&E 443 схемы потребуют модернизации, но в настоящее время модернизация запланирована только на 88.
В Калифорнии питающие сети, которые, скорее всего, будут перегружены ростом электромобилей, рассредоточены неравномерно. Эксперты обеспокоены тем, что эта непредсказуемая и неравномерная нагрузка на энергосистему непропорционально повлияет на районы, которые уже подвержены отключениям электроэнергии и отключениям электроэнергии.
Программы моделирования, FIDVR и V2G
В официальном документе NERC оценивается и прогнозируется необходимая работа. Он дает общие рекомендации по расширению сотрудничества между производителями, политиками и персоналом коммунальных сетей, чтобы обеспечить совместную работу всех сторон для защиты устойчивости сетей.
Одна конкретная рекомендация заключается в том, что зарядное оборудование для электромобилей в идеале должно продолжать работать во время крупных сбоев в сети. Однако поставщики услуг передачи должны определить области, в которых условия задержки восстановления напряжения, вызванные неисправностями (FIDVR), могут изменить рекомендуемые характеристики бесперебойности. Это конкретный пример нынешнего отсутствия информации. Такие пробелы в знаниях окажутся проблематичными, если их не будут систематически заполнять и распространять среди всех заинтересованных сторон.
В официальном документе также указано, что если зарядные устройства для электромобилей должны прекратить зарядку, они должны сделать это без временной задержки и вернуться к уровням зарядки, существовавшим до сбоя, в течение одной секунды после восстановления напряжения.
Еще одной важной рекомендацией является развитие и внедрение технологии «автомобиль-сеть» (V2G), которая позволит электромобилям стать источниками энергии для экспорта избыточной емкости аккумуляторов обратно в сеть, что может стабилизировать функциональность сети. Владельцы электромобилей могут получать доход от такой технологии V2G, тем самым стимулируя многих потребителей участвовать в усилиях по стабилизации сети.
Рост рынка электромобилей уже наступил, но реальность такова, что инфраструктура зарядки, правила и протоколы для защиты устойчивости энергосистем отстают. Недавние рекомендации NERC являются важным шагом на пути к формализации пути поддержки развития электромобилей при одновременной защите коммунальных сетей.
