CÁCH LÀM
LƯỚI THÔNG MINH THÔNG MINH HƠN
Cách làm cho lưới điện thông minh trở nên thông minh hơn
Cách làm cho lưới điện thông minh thông minh hơn
Trong thập kỷ qua, nhiều công ty điện lực đã có những nỗ lực nghiêm túc để chuyển đổi mạng lưới phân phối của họ thành “lưới điện thông minh”. Nhưng nếu lưới điện trung bình đã trở nên thông minh như vậy thì tại sao độ tin cậy của lưới điện Hoa Kỳ nói chung lại trở nên kém đi?
Trung bình, người Mỹ trải qua 2020 giờ không có điện trong cả năm 2021 và 2013 — cao hơn gấp đôi so với bất kỳ năm nào từ 2015 đến 60. Các sự kiện mất điện lớn đã tăng hơn 2015% từ năm 2020 đến năm XNUMX.
Nguồn: Cơ quan thông tin năng lượng Hoa Kỳ
Tùy thuộc vào nơi bạn đo lường trải nghiệm của khách hàng sẽ thay đổi số liệu, nếu đo từ trạm biến áp 'xuống' lưới điện bỏ lỡ trải nghiệm thực tế của khách hàng 'tra cứu' trên lưới điện và điều này tạo ra một điểm mù về trải nghiệm của khách hàng là gì – và
đại dịch làm việc tại nhà đã cho phép tất cả chúng ta nhận thấy những khoảnh khắc chớp nhoáng ở rìa lưới điện! Nhiều công ty tiện ích và cơ quan quản lý của họ sử dụng Chỉ số thời gian gián đoạn trung bình của hệ thống (SAIDI), loại trừ các sự kiện lớn làm thước đo độ tin cậy chính của họ. Theo thước đo đó, hầu hết các công ty điện lực tiếp tục thực hiện xuất sắc công việc vận hành độ tin cậy của lưới điện. Tuy nhiên, trong một thế giới mà biến đổi khí hậu đang làm gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan, việc đo lường mức độ hiệu quả của một công ty điện lực trong việc duy trì
lưới bật khi bầu trời trong xanh. Các tiện ích phải tinh chỉnh các số liệu chính của chúng thành những số liệu theo dõi mọi hoạt động của bạn.tage — cần có các biện pháp phục hồi lưới điện thực sự để cho thấy tiện ích này duy trì hoạt động tốt như thế nào hoặc nhanh chóng khôi phục nguồn điện khi xảy ra các sự kiện lớn như bão và bão tuyết.
Đó là một tiên đề trong kinh doanh rằng những gì không đo lường được thì không thể quản lý được. Sau khi các tiện ích đo lường khả năng phục hồi, họ có thể tìm kiếm phần còn lại của câu trả lời tại sao độ tin cậy của lưới điện ngày càng kém. Câu trả lời đó bắt đầu với thực tế là, thật không may, hầu hết các lưới điện ở Hoa Kỳ đều chưa thông minh đến mức đó…. Nhưng họ có thể như vậy.
Xác định lưới điện thông minh được xây dựng để có khả năng phục hồi
Các nhà lãnh đạo công ty điện lực đang phát biểu một cách thiện chí khi nói rằng họ đã đầu tư vào một mạng lưới thông minh hơn. Điều khó hiểu là thuật ngữ “lưới điện thông minh” có thể có nhiều nghĩa khác nhau đối với những người khác nhau.
Các tiện ích trên khắp Hoa Kỳ đã đầu tư vào cơ sở hạ tầng đo lường tiên tiến (AMI), thường được gọi là đồng hồ đo thông minh. AMI là một khối xây dựng quan trọng cho lưới điện thông minh, cung cấp cho các tiện ích những hiểu biết sâu sắc hơn về việc sử dụng năng lượng của khách hàng và khả năng tạo ra các phân tích quan trọng.
Thật không may, AMI cung cấp thông tin quan trọng nhưng không có cách nào để thực hiện hành động. Các tiện ích cần có các khả năng như chuyển đổi thông minh trên lưới phân phối để tối đa hóa số lượng khách hàng giữ điện trong thời tiết khắc nghiệt và giảm thiểu thời gian sử dụng điện.tages cho những người không.
Lưới điện thông minh thực sự được xây dựng để tăng cường khả năng phục hồi chống lại tác động của thời tiết khắc nghiệt, cho phép sửa chữa lưới điện nhanh hơn và thậm chí tự động thông qua điều khiển thông minh.
Để đạt được điều khiển thông minh đòi hỏi phải lắp đặt các công nghệ lưới phân phối thông minh, chẳng hạn như thay thế công nghệ cầu chì 110 năm tuổi bằng các thiết bị bảo vệ bên tiên tiến, chẳng hạn như TripSaver II của S&C, tự động kiểm tra xem các lỗi là tạm thời hay không.
lâu dài, giúp khách hàng tránh khỏi những hoạt động không cần thiết hoặc kéo dàitagừ. Bằng cách biến lưới phân phối thành Internet vạn vật công nghiệp (IIoT), nó đáp ứng định nghĩa hiện đại về lưới điện thông minh - một lưới có khả năng tạo ra các công tắc để tránh sự gián đoạn như mất điện.tage hoặc xác định và cách ly các vấn đề ngay lập tức để việc khôi phục an toàn hơn, nhanh chóng và dễ dàng hơn.
Hãy để những thách thức về lưới điện mới nổi định hình lưới phân phối thông minh
Việc hiểu lưới phân phối thông minh được xây dựng để phục hồi sẽ trông như thế nào bắt đầu bằng việc đánh giá các thách thức về khả năng phục hồi ở phía trước. Mặc dù mỗi tiện ích phải đối mặt với những vấn đề riêng tùy thuộc vào địa lý, khí hậu, nhân khẩu học của khách hàng và cơ sở hạ tầng hiện có, một số xu hướng được chia sẻ trong toàn ngành đang thu hút sự chú ý của các nhà lãnh đạo tiện ích, bao gồm:
- Việc sử dụng ngày càng tăng của xe điện (EV) và các thiết bị điện trong các tòa nhà
- Sự gia tăng của các nguồn năng lượng phân tán (DER)
- Sự gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan
Điện hóa
Được hỗ trợ hơn nữa vào năm 2022 bởi Đạo luật giảm lạm phát (IRA), việc áp dụng xe điện và điện khí hóa các tòa nhà dưới dạng máy bơm nhiệt và máy nước nóng điện sẽ tạo ra một làn sóng phụ tải và nhu cầu điện mới đạt đỉnh ở nhiều vùng lãnh thổ dịch vụ tiện ích.
Viện Điện Edison dự đoán một phần ba tổng doanh số bán xe hạng nhẹ sẽ là xe điện vào năm 2030 trong một báo cáo năm 2022 được công bố trước khi IRA tạo ra các khoản tín dụng thuế cho xe điện mới và đã qua sử dụng. Viện Rocky Mountain ước tính các ưu đãi của IRA sẽ thúc đẩy việc lắp đặt 7.2 triệu máy bơm nhiệt điện.
Phần lớn rìa lưới điện không đáp ứng được nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho chiếc xe điện lớn của chủ nhà - chứ chưa nói đến một loạt xe điện.
Trong khi các nhà khai thác lưới điện đang cố gắng hết sức để tránh những tình huống như vậy, thì các công ty tiện ích không có hành động quyết đoán có nguy cơ phải đối mặt với nhiệm vụ rất khó chịu là nói với những người sở hữu xe điện mới rằng họ không thể sạc ô tô vì cơ sở hạ tầng điện nơi nhà họ kết nối.
vào lưới không thể xử lý nó.
DER
Sự kết hợp giữa các chương trình của tiểu bang và liên bang, bao gồm nhiều nguồn tài trợ hơn từ IRA, sẽ đẩy nhanh việc áp dụng DER - đặc biệt là hệ thống năng lượng mặt trời gia đình, hệ thống lưu trữ pin và hệ thống lưu trữ pin và năng lượng mặt trời kết hợp.
Ở những nơi như California, nơi tỷ lệ sử dụng năng lượng mặt trời phân tán cao, các chủ nhà đã cảm thấy thất vọng về quá trình kéo dài hàng tháng hoặc hàng năm để hệ thống của họ được kết nối với lưới điện. Sự chậm trễ kết nối DER gây thất vọng lớn đối với khách hàng tiện ích cũng như việc không thể sạc xe điện của họ, tuy nhiên, nhiều tiện ích hơn sẽ phải đối mặt với áp lực đó khi việc áp dụng DER ngày càng tăng.
Thời tiết khắc nghiệt
Thời tiết cực đoan ở Mỹ dự kiến sẽ trở nên tồi tệ hơn.
Từ những cơn bão gần đây như Bão Ian, làm mất điện gần 3 triệu ngôi nhà và cơ sở kinh doanh ở Florida vào tháng XNUMX, cho đến cơn bão mùa đông chết chóc cuối tuần Giáng sinh dẫn đến tình trạng mất điện và mất điện luân phiên.tagỞ khắp miền Đông, thời tiết khắc nghiệt vào năm 2022 đã bộc lộ những lỗ hổng lớn trên lưới điện.
Tầm nhìn về Lưới phân phối thông minh
Nhiều nhà lãnh đạo công ty điện lực đang nỗ lực làm việc để chuẩn bị cơ sở hạ tầng cũ kỹ nhằm đảm bảo lưới điện của họ vẫn đáng tin cậy và có khả năng phục hồi trong một tương lai không xa được xác định bởi điện khí hóa, DER và thời tiết khắc nghiệt. Tuy nhiên, khoản đầu tư của họ sẽ vô ích nếu họ không hiện đại hóa các mạng lưới phân phối chưa được đầu tư và bị bỏ qua trong lịch sử.
Sự thiếu khả năng phục hồi sẽ ngày càng trở nên không thể chấp nhận được khi ngày càng có nhiều khách hàng dựa vào điện để lái xe, sưởi ấm trong nhà và các nhu cầu cơ bản khác.
Cách duy nhất để đạt được khả năng phục hồi là tạo ra một lưới phân phối thông minh.
Các nhà lãnh đạo công ty điện lực nên đánh giá mức độ mà điện khí hóa, DER và thời tiết khắc nghiệt sẽ tác động đến lưới điện của họ trong những năm tới, sau đó thiết lập tầm nhìn về các khoản đầu tư lưới điện chiến lược được thiết kế để giải quyết từng thách thức một cách hiệu quả và tiết kiệm chi phí. Mặc dù tầm nhìn của mỗi công ty điện lực về lưới phân phối thông minh sẽ khác nhau dựa trên những thách thức riêng nhưng chúng có thể sẽ có một số điểm chung:
- Đầu tư vào công nghệ giúp làm cho mạng lưới ngày càng phức tạp trở nên dễ quản lý hơn và giải quyết các nhu cầu ngày càng tăng về hành vi của khách hàng. Những khoản đầu tư này nên bao gồm các công nghệ cho phép tự động hóa phân phối, tự phục hồi, bảo vệ bên hoặc ngầm hóa.
- Một kế hoạch trải rộng trên toàn bộ hệ thống nhằm đảm bảo độ tin cậy và khả năng phục hồi cho tất cả khách hàng, bất kể họ ở đâu hay thời tiết như thế nào.
- Các thiết bị làm việc cùng nhau để hiểu những gì đang xảy ra trên lưới điện và có thể hoạt động độc lập để khôi phục nguồn điện, cuối cùng là giảm thiểu hoặc giảm thiểu phạm vi của sự cố.tage.
Việc đạt được tầm nhìn về lưới phân phối thông minh với các yếu tố đó sẽ mang lại tác động tích cực cho công ty điện lực và khách hàng của họ. Mặc dù việc hiện đại hóa lưới điện đòi hỏi phải đầu tư nhưng một kế hoạch được cân nhắc kỹ lưỡng và thực hiện tốt sẽ mang lại một lưới điện có khả năng phục hồi tốt, có thể hỗ trợ nhà ở, doanh nghiệp và cơ sở hạ tầng quan trọng và không cần phải xây dựng lại sau mỗi cơn bão. Những lợi ích đó tạo ra lợi nhuận trực tiếp cho cả công ty điện lực và khách hàng, những người cần hiện đại hóa.
Trường hợp điển hình: Florida Power & Light
Thời tiết khắc nghiệt là trường hợp sử dụng rõ ràng và hiện tại nhất đối với lưới phân phối thông minh. Trước khi có bão, các công ty điện lực phải triển khai hệ thống công nghệ thông minh từ trạm biến áp đến lưới điện phối hợp với nhau ở tất cả các cấp của hệ thống phân phối để có thể giảm thiểu các vấn đề như sự cố hoặc các ứng suất khác khi bão đổ bộ, sau đó có thể hỗ trợ trở lại phục vụ nhanh hơn cho những người bị mất điện.
Khi cơn bão mạnh cấp 4 Ian tấn công bờ biển phía tây nam Florida vào ngày 28 tháng 2022 năm 2, ban đầu khoảng XNUMX triệu khách hàng của Florida Power & Light (FPL) bị mất điện do gió thảm khốc, nước dâng do bão và lũ lụt.
Tuy nhiên, trước khi cơn bão quét qua lãnh thổ dịch vụ của FPL, công ty tiện ích này đã bắt đầu khôi phục điện cho khách hàng. Chưa đầy 24 giờ sau khi bão đi qua, FPL đã khôi phục điện cho hơn 1 triệu khách hàng và gần như toàn bộ khách hàng đã trực tuyến trở lại sau đó vài ngày.
Làm thế nào mà FPL đạt được kỳ tích này trong thời gian dàitagkhách hàng của các tiện ích khác phải đối mặt sau cơn bão hoặc thời gian dàitagnhững gì phải đối mặt trên khắp Đông Nam Bộ vào năm 2021 sau Bão Ida?
Câu trả lời phần lớn có thể là do FPL từ chối để những thách thức thời tiết trong khu vực quyết định khả năng cung cấp năng lượng đáng tin cậy và việc thực hiện kế hoạch cải thiện hệ thống toàn diện của họ.
Ngoài những nỗ lực tăng cường lưới điện và xác định lại hiệu suất hệ thống trong những ngày diễn ra sự kiện lớn, chẳng hạn như các cơn bão dữ dội, FPL đã quyết định làm thông minh lưới điện bằng cách đầu tư vào các công nghệ tự động hóa phân phối hàng đầu trong ngành.
Đã làm việc với Công ty Điện lực S&C trong nhiều năm, FPL đã nâng cấp các nguồn cấp dữ liệu và các nguồn phụ của mình bằng cách lắp đặt hàng nghìn thiết bị kiểm tra lỗi của S&C. Khi xảy ra lỗi, lỗi
thiết bị kiểm tra giúp các vấn đề tạm thời không trở thành vĩnh viễn hoặctagừ. Nếu xảy ra lỗi liên tục, các công nghệ tự phục hồi có thể cách ly chúng và định tuyến lại nguồn điện từ các nguồn thay thế - giảm thiểu phạm vi sự cố.tage tới số lượng khách hàng ít nhất có thể. Nhiều sự cố xảy ra trong các cơn bão dữ dội mà Florida trải qua và các thiết bị thông minh này hoạt động như “những người ứng phó đầu tiên” có thể tự động khôi phục nguồn điện, ngay cả trong mắt bão.
Bằng cách đầu tư trước cơn bão Ian, công nghệ hiện đại của FPL đã giúp công ty tiện ích này hoạt động ở mức cao để giữ khách hàng trực tuyến trong cơn bão và giúp việc khôi phục nhanh chóng các phần lưới điện bị mất điện trở nên dễ dàng hơn.
4 bước để bắt đầu con đường hướng tới lưới điện thông minh có khả năng phục hồi
Sau khi các nhà lãnh đạo tiện ích đánh giá các xu hướng mới nổi sẽ thách thức lưới phân phối của họ như thế nào và thiết lập tầm nhìn về lưới điện thông minh mang lại khả năng phục hồi và độ tin cậy, họ phải đặt ra chiến lược để biến tầm nhìn của mình thành hiện thực. Việc này bắt đầu bằng một loạt kế hoạch và
các bước thực hiện:
- Chọn một đối tác đáng tin cậy có chuyên môn về công nghệ lưới điện thông minh có thể đưa ra đánh giá khách quan về toàn bộ hệ thống phân phối của công ty điện lực — từ trạm biến áp đến rìa lưới điện. Các nhà lãnh đạo tiện ích đôi khi cho rằng lưới điện của họ “đủ thông minh” do đã đầu tư trước vào khả năng tự động hóa nhỏ, vì vậy, điều quan trọng là họ phải nhận được đánh giá độc lập về việc lưới điện của họ phải đi bao xa để trở nên thực sự thông minh và sẵn sàng cho tương lai.
- Với khả năng đánh giá lưới điện trong tay, đã đến lúc cập nhật quy hoạch hệ thống phân phối để đưa các khoản đầu tư được đề xuất vào lộ trình đầu tư. Để đạt được sự chấp thuận cho việc tăng giá có thể cần thiết để tài trợ cho các khoản đầu tư vào lưới điện, điều quan trọng là phải đưa ra một trường hợp rõ ràng và thuyết phục nêu rõ những lợi ích mà khách hàng sẽ thấy - và chi phí nếu không đầu tư vào lưới điện thông minh.
- Sau khi lập bản đồ đầu tư, các công ty điện lực có thể tiến hành các chương trình thí điểm để thử nghiệm các thiết bị mới trên lưới điện. Chứng minh lợi ích và thể hiện thành công thông qua thí điểm có thể giúp thuyết phục các cơ quan quản lý về một khoản đầu tư đáng thực hiện.
- Duy trì liên lạc nhất quán với khách hàng về những lợi ích họ nhận được, chẳng hạn như tránh được chi phí và giảm chi phí.tagừ. Trong giai đoạn mở rộng quy mô này, điều quan trọng là phải tránh tình trạng tê liệt phân tích và tử vong của 1,000 phi công. Thời tiết khắc nghiệt, làn sóng điện khí hóa và DER sẽ không chờ đợi vô số phi công. Các chương trình thí điểm sẽ kéo dài hàng tháng chứ không phải nhiều năm và các nhà lãnh đạo công ty điện lực nên chuẩn bị sẵn sàng để nhân rộng các chương trình thí điểm thành công một cách nhanh chóng.
- Khi các công ty điện lực xác định được những thử nghiệm thành công trong đó các công nghệ mới đang tăng cường khả năng phục hồi của lưới điện, đã đến lúc đưa ra những quyết định lớn và táo bạo vì những thay đổi mà lưới điện điện lực phải đối mặt đang diễn ra nhanh chóng. Theo đuổi đầu tư vào lưới phân phối thông minh bằng các công nghệ đã được chứng minh sẽ giảm thiểu rủi ro, giảm chi phí và đẩy nhanh quá trình tạo ra lưới phân phối thông minh tiên tiến.
Phần kết luận
Dữ liệu rất rõ ràng: Khi tính đến các sự kiện lớn như thời tiết khắc nghiệt, lưới điện ngày càng trở nên kém tin cậy hơn. Sự thiếu khả năng phục hồi ngày càng tăng đã dẫn đến sự thất vọng và kết quả tiêu cực với khách hàng và cơ quan quản lý, điều này sẽ gây tổn hại đến lợi nhuận của công ty điện lực về lâu dài.
Sự gia tăng điện khí hóa, triển khai DER và thời tiết khắc nghiệt sẽ chỉ làm tăng áp lực lên lưới điện và thách thức khả năng phục hồi. Bây giờ là lúc các công ty điện lực đo lường khả năng phục hồi để có thể quản lý thách thức.
Để đảm bảo lưới điện duy trì khả năng phục hồi, các công ty điện lực phải hành động trước làn sóng điện khí hóa và DER xuất hiện hoặc cơn bão lớn tiếp theo tấn công. Các công ty điện lực cần các giải pháp lưới phân phối có khả năng điều khiển thông minh từ trạm biến áp đến rìa lưới điện để duy trì độ tin cậy và khả năng phục hồi của lưới điện trong tương lai.
Với hơn 100 năm chuyên môn về lưới điện, Công ty Điện lực S&C tập trung vào việc giúp khách hàng đảm bảo lưới điện của họ sẵn sàng cho 100 năm tới với chuyên môn tuyệt vời, chất lượng dẫn đầu ngành và sự đổi mới lấy khách hàng làm trung tâm.
Chúng tôi áp dụng những cải tiến để giải quyết những thách thức mà lưới điện ngày nay và ngày mai phải đối mặt. Với sự tập trung chuyên biệt vào độ tin cậy và khả năng phục hồi, chúng tôi giúp giảm thời gian sử dụng điện.tages từ giờ đến giây — hoặc khôngtagkhông hề.
2000-T150
T&D World © Tháng 2024 năm XNUMX
Thông tin liên hệ của S&C:
Trụ sở chính toàn cầu
Công ty Điện lực S&C
6601 N Ridge Blvd
Chicago, IL 60626-3997
(+1) 585-953-0111
media@sandc.com
Tài liệu / Tài nguyên
 |
T DWorld Làm thế nào để lưới điện thông minh trở nên thông minh hơn [tập tin pdf] Hướng dẫn sử dụng Cách làm cho lưới điện thông minh thông minh hơn, lưới điện thông minh thông minh hơn, lưới điện thông minh hơn, thông minh hơn |