ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СЕТЬ
На протяжении большей части последних 100 лет электрические сети представляли собой крупномасштабную централизованную генерацию энергии, расположенную вдали от потребителей. Современные электрические сети намного сложнее. В дополнение к крупным коммунальным предприятиям современные сети также включают в себя переменные источники энергии, такие как солнечная и ветровая энергия, системы накопления энергии, силовые электронные устройства, такие какинверторы, а также маломасштабные системы производства энергии, такие какустановки на крышеи микросети. Эти более мелкие и рассредоточенные источники энергии обычно известны какраспределенные энергетические ресурсы(ДЕР).
Электрическая сеть разделена на системы передачи и распределения. Сеть передачи — это сеть высоковольтных линий электропередач, по которым передается электроэнергия от централизованных источников генерации, таких как крупные электростанции. Эти высокие напряжения позволяют передавать энергию на большие расстояния без чрезмерных потерь. Распределительная сеть относится к линиям низкого напряжения, которые в конечном итоге достигают домов и предприятий. Подстанции и трансформаторы преобразуют мощность между высоким и низким напряжением. Традиционно электричество должно было проходить через эти системы только в одном направлении: от центрального источника генерации к потребителю. Тем не менее, такие системы, как солнечная батарея на крыше, теперь требуют, чтобы сеть справилась с двусторонним потоком электроэнергии, поскольку эти системы могут возвращать избыточную мощность, которую они генерируют, обратно в сеть.Посмотрите инфографику, которая объясняет, как работает сетка.
СИЛОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
Увеличение солнечной энергии и МЭР в электросети означает интеграцию большего количествасиловая электроникаустройства, преобразующие энергию из одной формы в другую. Это может включать преобразование между высоким и низким напряжением, регулирование величины потока мощности или преобразование между электричеством постоянного тока (DC) и переменного тока (AC), в зависимости от того, куда идет электричество и как оно будет использоваться. К 2030 году не менее80 процентов электроэнергииможет протекать через силовые электронные устройства. Одним из типов силовых электронных устройств, который особенно важен для интеграции солнечной энергии, являетсяинвертор. Инверторы преобразуют электричество постоянного тока, которое генерирует солнечная панель, в электричество переменного тока, которое использует электрическая сеть.
СОЛНЕЧНАЯ ПЛЮС ХРАНЕНИЕ
Поскольку солнечная энергия может генерироваться только тогда, когда светит солнце, способностьхранить солнечную энергиюдля последующего использования важно: это помогает сохранить баланс между производством электроэнергии и спросом. Это означает, что разработка батарей или тепловых накопителей является ключом к добавлению большего количества солнечной энергии.
УСТОЙЧИВОСТЬ И НАДЕЖНОСТЬ СЕТИ
Электрическая сеть должна быть в состоянии надежно обеспечивать электроэнергию, поэтому для коммунальных служб и других операторов энергосистем важно иметь информацию в режиме реального времени о том, сколько электроэнергии производят солнечные системы. Увеличение количества солнечной энергии и DER в сети приводит как к возможностям, так и к проблемам с надежностью сети. Сложные современные сети с сочетанием традиционной генерации и DER могут затруднить реагирование на нештатные ситуации, такие как штормы или отключения электроэнергии. Однако силовая электроника может собирать информацию о сети в режиме реального времени и помогать контролировать работу сети. Фактически, специальные инверторы, «формирующие сеть», могут использовать солнечную энергию для перезапуска сети в случае отключения электроэнергии.
