Из года в год все больше и больше электроэнергии, выработанной солнечными электростанциями, поступает в течение дня в низковольтные сети Германии. В будущем все больше и больше электромобилей будут потреблять электроэнергию из это же сети. Таким образом, электросети все чаще работают на пределе нагрузки. Инженер Штефан Ланг работает над перегрузкой низковольтных сетей в рамках своей диссертации доктора философии на кафедре энергетических систем и систем управления энергопотреблением в Техническом университете Кайзерлаутерн. Потому что до сих пор не было найдено никаких решений для таких сценариев, говорит он.
Когда в немецких семьях поздно вечером работают телевизоры или подростки играют на своих компьютерных приставках, горит свет, работает сушилка для белья или еда готовится на плите, потребление электроэнергии становится особенно важным. При этом электроэнергия в наши розетки поступает из сетей низкого напряжения. «На их долю приходится около 65% всех электросетей Германии протяженностью в 1,8 миллиона километров», — говорит Штефан Ланг.
Для этих сетей важно, чтобы напряжение не выходило за определенные параметры, так как в противном случае могут быть повреждены многие из электрических устройств, например, компьютеры или кофемашины. «Добавьте к этому еще и тепловую нагрузку, которая может возникнуть, когда потребление электроэнергии слишком высокое», — продолжает он. В результате, линии электропередач перегружаются, в худшем случае выходят из строя, и подача электроэнергии прекращается.
Большая часть электроэнергии, которая поступает в низковольтные сети, производится солнечными электростанциями, которые, в свою очередь работают только днем. Электрические автомобили могут значительно увеличить потребление электроэнергии в ближайшие годы, особенно во второй половине дня, когда владельцы автомобилей подключают свои электромобили для подзарядки к домашней сети. «Для электрических сетей это дополнительное бремя», — говорит Ланг. «До сих пор не было найдено никаких решений для таких сценариев».
Инженер работал над этой проблемой в рамках своей докторской диссертации. Основное внимание уделялось так сетям с несколькими взаимосвязанными параметрами, в которых электроэнергия течет кольцеобразно, и сетевые узлы которых взаимосвязаны. Обычно они используются для электроснабжения жилых районов. Вместе с партнерами из промышленности Ланг разработал сетевой контроллер, который автоматически контролирует распределение мощности.
«Контроллер измеряет силу тока в разных точках в разных линиях», — объясняет инженер. «Он определяет, сколько электроэнергии проходит в каждой из линий, регулирует текущий поток и противодействует, например, превышению потока в линии, чем разрешено». Что особенного в этом, так это то, что используется обычная технология трансформатора, которая проста в установке в существующие распределительные шкафы. Ланг построил прототип вместе с компанией по энергетическим технологиям Walcher и протестировал ее в кампусе университета Кайзерслаутерна. Технология также успешно завершила свое первое испытание в одной из электросетей вблизи Ландау.
За свою работу под названием «Концепция управления напряжением и активной мощностью для сетей с низким напряжением» инженер получил недавно 2-ю премию Фонда «Энергетика и защита климата». Церемония награждения состоялась во время заключительного симпозиума «EnergieCampus» в Технологическом институте Карлсруэ в ноябре. Наряду с Техническим университетом Кайзерслаутерна и компанией Walcher, в проекте «Гибкий контроллер напряжения и активной мощности местной распределительной сети (FLOW-R)» участвовали также муниципальная энергоснабжающая компания Pfalzwerke и технологическая компания Power Plus Communications. Работа финансировалась Федеральным министерством экономики и энергетики.
Источник: https://www.industr.com/de/Energy-Magazin/digitalisierung-vernetzung/neuer-regler-verteilt-strom-einfach-und-effizienter-2318654