Для оцифровки вторичных распределительных сетей были применены концепция информационной устойчивости и коммуникационные технологии. Цель проекта — обеспечить стабильную и надежную работу низковольтных сетей для гарантирования безопасного энергоснабжения, что обусловлено постоянно расширяющейся инфраструктурой зарядки электромобилей.
Гамбург также стремится к расширению электромобильности и развитию соответствующей зарядной инфраструктуры. Как оператор, ответственный за распределительную сеть, компания Stromnetz Hamburg должна обеспечить безопасную и надежную работу сети и, в свою очередь, позволить интегрировать бытовые зарядные станции в сеть, поддерживая при этом определенные диапазоны напряжения. До сих пор домашние зарядные станции, как правило, интегрировались без внешнего контроля или вмешательства. В результате распределительные сети испытывают проблемы, достигая пределов своей пропускной способности при одновременной зарядке большого количества электромобилей, особенно в пиковые периоды спроса, такие как конец рабочего дня. В настоящее время пределы пропускной способности существующих сетей можно преодолеть только путем увеличения длины кабелей и замены трансформаторов и коммутационного оборудования. Однако это требует дорогостоящих строительных и трудовых работ, а также может негативно сказаться на качестве городской жизни. В ответ на эту ситуацию Stromnetz Hamburg и Siemens сотрудничают в разработке цифрового решения. Вмешавшись с помощью мер контроля и регулирования, операторы низковольтных сетей могут использовать гибкость бытовых зарядных станций для снижения нагрузки на сеть, например, путем распределения нагрузки.
«Требования к будущим распределительным сетям постоянно растут из-за увеличения спроса на энергию, непосредственно связанного с электромобильностью», — сказал Томас Волк, управляющий директор Stromnetz Hamburg. «Мы должны уметь справляться с этой ситуацией и сделать нашу сеть более интеллектуальной и гибкой, особенно на уровне низкого напряжения. Высокая степень цифровизации — единственный способ быть в разумной степени готовым к периодическим перебоям в подаче электроэнергии. Пилотный проект с Siemens позволяет нам тщательно протестировать эту технологию, прежде чем запускать ее — или аналогичные решения — более широко за рубежом. Наши клиенты должны иметь возможность удовлетворять свои меняющиеся потребности в мобильности и полагаться на стабильную и безопасную энергетическую сеть в будущем».
«Мы очень рады возможности реализовать этот перспективный пилотный проект совместно со Stromnetz Hamburg», — сказал Михаэль Шнайдер, руководитель отдела программного обеспечения и консалтинга по цифровым сетям в Siemens Smart Infrastructure. «Быстрый рост электромобильности в таких городах, как Гамбург, приведет к увеличению нагрузки и повышению энергопотребления низковольтной сети, что потенциально может вызвать перегрузки сети. Интеллектуальный и децентрализованный мониторинг и управление частным зарядным оборудованием во вторичной распределительной сети помогут обеспечить быстрое и экономически эффективное решение для операторов распределительных сетей, позволяя им поддерживать высокую надежность своих сетей».
Проект разделен на три этапа. На первом этапе будет проведено тестирование концепции управления операциями в инновационном кампусе Stromnetz Hamburg. На втором этапе результаты будут протестированы в полевых условиях в общедоступной сети, что позволит доработать концепцию. Наконец, будут проведены приготовления к внедрению производственного решения для блоков управления и подключения.
Цифровая вторичная распределительная сеть сконфигурирована следующим образом: на вторичной подстанции устанавливается интеллектуальный блок мониторинга и управления, выполняющий функцию децентрализованного интеллекта. Он контролирует низковольтную сеть и передает заданные значения на домашнюю зарядную станцию в случае перегрузки, давая станции указание снизить мощность зарядки. Оборудование обменивается данными по линиям электропередачи (Powerline Communication) и гарантирует, что никакие персональные данные или данные, которые могли бы быть использованы для выводов о поведении владельца транспортного средства, не используются. Решение разработано для автономной работы, поэтому во время работы не требуется связь с центральной системой, что позволяет выборочно развертывать его в распределительной сети. Использование процессов самообучения минимизирует затраты на ввод в эксплуатацию, а также затраты, связанные с обслуживанием цифровой вторичной распределительной сети.
Цифровая вторичная распределительная сеть поможет поддерживать напряжение в низковольтной сети и предотвращать перегрузки. Это станет важным фактором стабилизации сети не только по мере расширения использования электромобилей, но и в условиях увеличения доли возобновляемых источников энергии, таких как солнечные фотоэлектрические системы или расширенное использование тепловых насосов. Таким образом, цифровая вторичная распределительная сеть играет ключевую роль в переходе к новому энергетическому балансу и декарбонизации энергетического и транспортного секторов.
