Национальный научный фонд выделил 39 миллионов долларов команде инженеров и ученых-информатиков из Калифорнийского университета в Сан-Диего на создание первого в своем роде испытательного стенда, чтобы лучше понять, как интегрировать распределенные источники энергии, такие как солнечные панели, ветряные турбины, умные здания. и аккумуляторы электромобилей в электросеть.
Цель состоит в том, чтобы к 2025 году сделать стенд доступным для внешних исследовательских групп и представителей отрасли.
Основной движущей силой проекта является необходимость декарбонизации электросети, защиты ее от атак кибербезопасности и повышения устойчивости. Чтобы обеспечить 50% (или более) электроэнергии из чистых источников энергии, электрические сети должны иметь возможность использовать распределенные источники энергии и надежно управлять динамическими изменениями, минимизируя при этом влияние на качество обслуживания клиентов.
Создание испытательного стенда DERConnect отвечает национальной потребности в масштабных возможностях тестирования в университетах, национальных лабораториях, промышленности, коммунальных предприятиях и независимых системных операторах для проверки будущих технологий для автономных энергосетей в реальных сценариях — серьезное препятствие для внедрение таких технологий в работу реальных энергетических систем — это разработка реалистичных тестовых примеров в реалистичном масштабе.
«Мы будем копировать всю энергосистему Калифорнии в одном кампусе», — говорит Ян Кляйсл, профессор кафедры механической и аэрокосмической техники Калифорнийского университета в Сан-Диего и главный исследователь проекта.
Большинство коммунальных предприятий борются с тем фактом, что возобновляемые и распределенные источники энергии не так стабильны, как традиционные источники, такие как электростанции, работающие на природном газе. Мощность солнечных батарей зависит, например, от погоды, как и ветряные турбины. На другом конце сети электромобили нуждаются в зарядке только на определенное время каждый день, а когда они не используются, их можно использовать в качестве временных батарей для хранения энергии от возобновляемых источников энергии. В результате, в то время как количество и разнообразие распределенных энергоресурсов (DER) в энергосистеме быстро расширяется, принятие этих ресурсов для балансировки энергосистемы затрудняется опасениями по поводу безопасности, надежности и стоимости.
Предоставление коммунальным предприятиям, исследователям, промышленным предприятиям и другим организациям испытательного стенда с реальными проблемами связи имеет важное значение для решения этих проблем и разработки новых теорий, алгоритмов и приложений распределенного управления. Предполагаемый испытательный стенд основан на ряде технических инноваций Калифорнийского университета в Сан-Диего, которые создают микросеть, охватывающую DER. Эта распределенная система контролируется и контролируется вычислительными и сетевыми системами, которые делают ее доступной для локальных и удаленных исследователей в качестве программируемой платформы.
DERConnect будет включать в себя более 2500 DER в микросети кампуса с его топливными элементами и солнечными панелями, дюжину учебных и офисных зданий, а также 300 зарядных станций для электромобилей. Это также повлечет за собой строительство нового испытательного центра хранения энергии в Восточном кампусе.
Основная часть строительства будет произведена в наступающем учебном году. Исследователи надеются, что смогут начать испытания своего оборудования в 2022 году.