Защита источника питания в случае серьезного сбоя

Энергоснабжение Германии является одним из самых надежных в мире. Тем не менее, рост использования возобновляемых источников энергии привел к появлению множества непредсказуемых факторов в структуре энергопотребления.

Увеличение количества нестабильных источников энергии может привести к проблемам со стабильностью сети. Кроме того, в случае длительного перебоя в электроснабжении необходимо поддерживать электроснабжение критически важных объектов инфраструктуры. В рамках новаторской концепции исследовательские группы специалистов из общества Фраунгофера стремятся объединить цифровую технологию близнецов с парком автономных электромобилей именно для этой цели.

Использование цифровых близнецов для реагирования на факторы, влияющие на электроснабжение

Различные факторы могут поставить под угрозу наше снабжение электроэнергией. К ним относятся стихийные бедствия, кибератаки и продолжающийся переход к устойчивой энергетической системе. Продолжительное отключение электроэнергии может иметь драматические последствия.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Наше снабжение питьевой водой, например, прекратится, как и железнодорожный транспорт, телефонная сеть и уличное освещение. В настоящее время реагирование на чрезвычайные ситуации выглядит следующим образом: когда местная энергосеть отключается, для поддержания энергоснабжения подключаются дизель-генераторы. Они обеспечивают безопасность населения и снабжают электроэнергией жизненно важные системы, такие как больничное оборудование.

"Эта аварийно-спасательная служба будет работать три дня, но не целую неделю", - объясняет Ян Райх, научный сотрудник в области информационных технологий в Институте экспериментальной разработки программного обеспечения IESE во Фраунгофере. "Запасы топлива иссякнут до этого момента. Кроме того, есть много мелких, но критически важных потребителей электроэнергии, таких как водяные насосы и узлы связи, для которых просто экономически нецелесообразно держать генераторы в режиме ожидания, так как они требуют значительного технического обслуживания". Райх и научные сотрудники Института интегрированных систем и технологий устройств имени Фраунгофера (IISB) и Фраунгоферского института анализа технологических тенденций (Fraunhofer Institute for Technological Trend Analysis INT) изучают вопрос о том, как обеспечить электроснабжение такой критически важной инфраструктуры в случае чрезвычайной ситуации.

В рамках проекта, известного как SmartKRIT, они работали над альтернативными решениями, обеспечивающими быстрое реагирование на чрезвычайную ситуацию, а затем позволяющими быстро вернуться к нормальной работе.

Автоматизированные парки электромобилей для подключения генераторов и потребителей.

Их идея заключается в использовании подключенного парка электромобилей для транспортировки необходимой мощности от генераторов к потребителям, оснащенным двунаправленными интерфейсами зарядки. "Очевидно, что это не то, что может быть реализовано за пару лет", - говорит Райх. "Но мы надеемся, что наша концепция может стать реальностью примерно через десять лет, как только вырастут мобильные системы хранения энергии и подключенные парки автоматизированных транспортных средств для их транспортировки".

Центр управления будет осуществлять цифровую координацию взаимодействия между электромобилями, электрогенераторами и потребителями. Кроме того, будет создан инструмент планирования устойчивости, разработанный Фраунгофером, который поможет муниципалитетам управлять сложными процессами контроля. Кроме того, платформа программного обеспечения, работающая в режиме реального времени, обеспечит приоритетный мониторинг динамической системы электроснабжения с автономными транспортными средствами. "Эта программная платформа будет определять, какие потребители нуждаются в электроэнергии, какие генераторы имеют запасную мощность, а также расположение отдельных транспортных систем в автопарке", - поясняет Райх. Алгоритмы используются для расчета оптимальной конфигурации в пределах всей совокупности потребителей, транспортных систем и доступных энергоресурсов, таких как ветряные турбины, фотогальванические панели, комбинированные теплоэнергетические установки и промышленные объекты. Для хранения энергии будет использоваться специальная батарея, установленная внутри каждого электромобиля, а не батарея, которая управляет транспортным средством.

Цель состоит в том, чтобы в реальном времени получить картину фактических запасов энергии, доступности транспорта и потребностей в электроэнергии в любой момент времени. Это позволяет антикризисным командам быстро и эффективно реагировать на динамически меняющуюся ситуацию с доступностью электроэнергии и тем самым обеспечивать оптимальное снабжение в данных обстоятельствах. Ключевую роль здесь играют цифровые близнецы. Они обеспечивают цифровую картину всей системы. "Например, вы можете оцифровать системы датчиков в ветрогенераторе, а затем сохранить это состояние в цифровом близнеце". Это означает, что вы можете создать цифровое представление для каждого генератора и каждого потребителя, что дает вам в реальном времени информацию о количестве доступной мощности, текущем спросе на электроэнергию и состоянии транспортной системы".

Первый шаг на пути к готовому решению был сделан в марте этого года, когда в районе Кайзерслаутерна было начато технико-экономическое обоснование концепции SmartKRIT. Здесь партнеры по проекту исследуют, какие условия необходимо выполнить, чтобы создать аварийное электроснабжение, обеспечиваемое парком электромобилей. Чтобы составить необходимое планирование маршрута в случае крупного перебоя, они должны учитывать целый ряд факторов. К ним относятся количество и диапазон работы электромобилей, размер батарей и время их зарядки, а также технические характеристики ветряных турбин и фотоэлектрических систем. Они также учитывают фактический профиль нагрузки коммунальных служб. "Мы не начинаем с нуля", - говорит Райх. "Уже существуют различные концепции аварийных сценариев. Сейчас задача состоит в том, чтобы проанализировать их, а затем усовершенствовать и сделать более гибкими". опубликовано econet.ru по материалам techxplore.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet