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PRESS CENTER傳統(tǒng)上,電網(wǎng)由一定程度的單獨(dú)發(fā)電、輸電和配電構(gòu)成。電力由大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備造成,隨后建立的傳輸系統(tǒng)開展遠(yuǎn)程傳輸。一旦電力抵達(dá)目的地,它會(huì)降低電壓,以挪動(dòng)配電系統(tǒng)。此系統(tǒng)較為簡單,基本上是單向的,從發(fā)電到使用點(diǎn)。
由于能量分配控制相對(duì)簡單,多為集中式,操作行為長期運(yùn)行且可預(yù)測(cè),通常根據(jù)一天的時(shí)長、周幾或一年中的某一天進(jìn)行。終端用戶早晨用電后去工作,負(fù)載減少;晚上回家后用電高峰,負(fù)載增加。季節(jié)性加熱、冷卻變化及節(jié)假日差異使系統(tǒng)產(chǎn)生一定變化,但總體上系統(tǒng)可靠。
然而,隨著對(duì)可再生資源依賴的增加,電力動(dòng)態(tài)發(fā)生了變化。如今,分布式能源(DER)在配電側(cè)的引入速度超過大容量能源發(fā)電。DER多為可再生能源發(fā)電,特別是太陽能,發(fā)電量和負(fù)載每天甚至每小時(shí)都在變化。這種動(dòng)態(tài)變化增加了操作檢測(cè)的難度,傳統(tǒng)操作難以應(yīng)對(duì)。
隨著電力系統(tǒng)的復(fù)雜性增加,電壓和趨勢(shì)控制變得更加困難。大多數(shù)電壓和趨勢(shì)控制都依賴于集中的尖端配電管理系統(tǒng),通過監(jiān)控中心與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接,向操作員通報(bào)變化,由操作員調(diào)節(jié)設(shè)定值和均衡負(fù)載。
配電網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性增加,需要經(jīng)驗(yàn)豐富的人員和大量人力。然而,由于退休潮和人力資源短缺,公用事業(yè)公司不得不依靠更少的員工完成更多工作。培訓(xùn)新員工需要數(shù)年時(shí)間,而現(xiàn)代員工的平均工作時(shí)間僅為兩到三年,許多新員工在完全勝任前就會(huì)轉(zhuǎn)向其他機(jī)會(huì)。因此,公用事業(yè)公司必須擴(kuò)大業(yè)務(wù)模式,而不是僅僅增加專家數(shù)量。
解決方案是建立支持現(xiàn)有員工的基礎(chǔ)設(shè)施,探索新的操作結(jié)構(gòu),利用持續(xù)訪問的數(shù)據(jù)做出正確決策,減少對(duì)人工操作的依賴。閉環(huán)自動(dòng)化和最佳實(shí)踐將被整合到系統(tǒng)中。
電網(wǎng)邊緣控制板是推動(dòng)智能能源時(shí)代的關(guān)鍵技術(shù)之一。它將操作選項(xiàng)從監(jiān)控中心擴(kuò)展到現(xiàn)場(chǎng),實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓控制系統(tǒng)、斷路器、DER(分布式能源)和EV(電動(dòng)汽車)充電器等設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。最有效的解決方案可能位于配電站,與中央配電控制設(shè)備相連。
中央控制設(shè)備不會(huì)消失,而是將許多傳統(tǒng)的集中執(zhí)行角色分布在整個(gè)配電系統(tǒng)的電網(wǎng)邊緣控制板中。這些控制板將在集中控制設(shè)備的監(jiān)督下實(shí)現(xiàn)高效控制功能。
例如,目前從中心位置管理現(xiàn)場(chǎng)電壓調(diào)節(jié)器和/或電抗器的動(dòng)態(tài)性能,數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心后,操作人員進(jìn)行分析和決策,再將結(jié)果反饋給執(zhí)行系統(tǒng)。這個(gè)過程較為緩慢,因?yàn)楫?dāng)前智能能源的電流幾乎是瞬時(shí)變化的。
相比之下,電網(wǎng)邊緣控制板可以根據(jù)當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件自動(dòng)管理穩(wěn)壓器或電抗器??刂瓢迥軌蜃R(shí)別電壓和功率流的需求,并即時(shí)調(diào)整設(shè)備的設(shè)定值,然后向監(jiān)測(cè)中心報(bào)告,核心人員組進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
這種方式建立了一個(gè)小網(wǎng)格,而不是集中控制所有內(nèi)容,形成反饋到網(wǎng)格中。所有的協(xié)調(diào)、編輯和拓?fù)淇梢娦匀栽谥醒肟刂圃O(shè)施中進(jìn)行,但計(jì)算將分布在許多電網(wǎng)中的小型計(jì)算機(jī)上,每臺(tái)計(jì)算機(jī)都能提供快速反饋調(diào)節(jié)。
隨著電網(wǎng)邊緣控制器的提升,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)更細(xì)致的視圖。每個(gè)配電站的大多數(shù)數(shù)據(jù)可以在邊緣控制板上匯總,并將總結(jié)信息發(fā)送至監(jiān)控中心。最終效果是更好地了解配電網(wǎng)的狀況,提升操作許多連接設(shè)備的能力和快速響應(yīng)時(shí)間。
電網(wǎng)邊沿控制是一項(xiàng)新興技術(shù),通過集中機(jī)器的高速監(jiān)控和本地化實(shí)時(shí)控制,帶來了更詳細(xì)的電網(wǎng)視圖。
分布式架構(gòu)可提升電網(wǎng)彈性。當(dāng)所有操作依賴于獨(dú)立監(jiān)控中心時(shí),會(huì)出現(xiàn)單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)。即使使用備用設(shè)備,操作人員在故障情況下也可能面臨嚴(yán)重停運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)。分布式控制板為每個(gè)部分增添了一定管理自主權(quán)。在極端天氣事件等破壞性故障情況下,一些區(qū)域能夠獨(dú)立運(yùn)行,維持基本運(yùn)營,直至恢復(fù)中央控制。
分布式控制還提供更本地化的分析選項(xiàng)。邊緣控制板更貼近現(xiàn)場(chǎng),團(tuán)隊(duì)可在設(shè)備上進(jìn)行更高分辨率分析。機(jī)器學(xué)習(xí)模型能夠就地分析數(shù)據(jù),做出決策,實(shí)現(xiàn)更快速控制,減少通信帶寬需求和相關(guān)成本,無需將大量數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心。