Концепция энергетического интернета

1.

КОНЦЕПЦИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ИНТЕРНЕТА
ИНТЕРНЕТ
Система обмена информацией
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНТЕРНЕТ
Система обмена электроэнергией
Сеть Internet
Роутер
РОУТЕР (англ. маршрут)
ЭНЕРГОРОУТЕР:
Осуществляет обмен данными между устройствами
Управляет потоками электроэнергии
Связывает устройства с сетью Internet
Осуществляет обмен информацией
Интегрирует
малую
генерацию
в
распределительные электрические сети

2.

ФУНКЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО РОУТЕРА
РЭС 10; 20 кВ
Управление потоком
электроэнергии из РЭС 10;
20 кВ в сеть 0,4 кВ
Передача излишков электроэнергии
из сети 0,4 кВ с распределенной
генерацией в РЭС 10; 20 кВ
Электрическая сеть 0,4 кВ
Связь с другими энергороутрами
для объединения микросетей в
Smart grid
Управление потоками электроэнергии в сети 0,4 кВ
(с потребителями, распределенной генерацией и устройствами накопления)
Вспомогательные функции
Дополнительные функции
Сбор и анализ информации от объектов
электрической сети
Оценка состояния элементов сети в режиме
реального времени
Управление активными элементами сети и
энергоустановками потребителей
Управление
процессом
электроэнергии
покупки/продажи

3.

УПРАВЛЕНИЕ ПОТОКАМИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
ПС
10/110 кВ
Питающие сети
Передача и распределение электроэнергии
из РЭС 10; 20 кВ потребителям 0,4 кВ
110 кВ
РПП
110/10; 20 кВ
ПС
10/110 кВ
Распределительные сети
Передача электроэнергии от источников
распределенной генерации потребителям
0,4 кВ и накопителям электроэнергии
10; 20 кВ
РУ 10; 20 кВ
Электрическая сеть 0,4 кВ
Передача
(продажа)
излишков
электроэнергии
от
собственных
источников другим потребителям 0,4 кВ и
накопителям электроэнергии
Передача
(продажа)
излишков
электроэнергии
от
источников
распределенной генерации и собственных
источников в РЭС 10; 20 кВ
Использование электроэнергии устройств
накопления

4.

ПОДХОДЫ К СОЗДАНИЮ ЭНЕРГОРОУТЕРА
В РОССИИ
ЗА РУБЕЖОМ
Разработки не проводились
Разработки проводятся с 2003 года
Концепция создания энергороутера
Развитие технологий твердотельного трансформатора
(Solid State Transformer - SST)
2 Этап
Материалы Swiss Federal Institute of Technology (ETH)
Zurich Power Electronic Systems Laboratory
энергороутер
с использованием
перспективных
технологий (SST)
1 Этап
энергороутер
на существующей элементной базе
В основе SST:
высокочастотная трансформаторная связь +
входные и выходные твердотельные
переключатели
Для полноценной реализации SST на отечественной элементной базе необходимо:
Создание новых магнитных материалов
Развитие технологий изготовления полупроводниковых SiС изделий
Разработка частотных и полярных конденсаторов

5.

КОНСТРУКТИВ ЭНЕРГОРОУТЕРА НА ОСНОВЕ SST
ПС
10/110 кВ
Питающие сети
110 кВ
РПП
110/10; 20 кВ
ПС
10/110 кВ
Распределительные сети
10; 20 кВ
Высоковольтная
ступень
РУ 10; 20 кВ
Высокочастотный
трансформатор
Низковольтная
ступень
Узел нагрузки 0,4 кВ
Solid State Transformer отличается:
Большим быстродействием
Меньшими массогабаритными показателями

6.

КОНСТРУКТИВ ЭНЕРГОРОУТЕРА НА СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ
ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЕ
Разработан опытный образец ТТРНМ ОТ 400 кВА, установленный
на цифровой трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ
(«НГТУ» Н. Новгород)
ПС
10/110 кВ
Питающие сети
110 кВ
РПП
110/10; 20 кВ
ПС
10/110 кВ
Распределительные сети
10; 20 кВ
Трансформаторнотиристорный регулятор
напряжения и мощности
(ТТРНМ ОТ)
Устройство
регулирования
потоков
мощности
(УРПМ)
РУ 10; 20 кВ
Энергороутер
Тиристорный регулятор
КТ-400
НПП
Силовой трансформатор 10/0,4 кВ
ТСЗН-400 кВА
АСУ
Экспериментальный образец УРПМ (разрабатывается)
(«НГТУ» Н. Новгород)
Узел нагрузки 0,4 кВ
АСУ – адаптивная система управления
НПП – низковольтный полупроводниковый
преобразователь

7.

РАЗРАБОТКА ЭНЕРГОРОУТЕРА НА СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЕ
КОМПАНИЕЙ ООО «АРТекнолоджи»
Разработка алгоритмов
работы энергороутра
Разработка
конструктива
энергороутера
Разработка элементной
базы энергороутера – IGBT
транзисторы на SiC
Разработка регламентов и
стандартов по использованию
энергороутера
Разработка многоуровневой
системы управления
микросети
Проектирование
электроснабжения пилотной
площадки
Изготовление опытного
образца энергороутера
Минэнерго РФ, ОАО «Россети»
Монтажные работы
(«Таврида Электрик»)
Технические условия на
присоединение
Пилотный проект микросети с двумя энергороутерами,
работающей по принципу «Энергетического интернета»

8.

ЭФФЕКТ ОТ ВНЕДРЕНИЯ ЭНЕРГОРОУТЕРОВ
Применение энергороутера в системах
электроснабжения мегаполисов
Электрические сети
для снижения пиковых нагрузок
Потребители, испытывающие
трудности с подключением
вследствие энергодефицита
для «освобождения» мощности
Потребители с собственными
источниками
для
возможности
продажи
излишков электроэнергии в сеть
Потребители со «сложной»
структурой сетей низкого
напряжения
для упорядочивания процессов
передачи, распределения
и
потребления электроэнергии
РЭС 10; 20 кВ
Электрическая сеть 0,4 кВ
Освобождение «мощности» для подключения новых потребителей
Повышение надежности электроснабжения
Повышение качества отпускаемой электроэнергии
Применение энергороутера в районах с
высоким потенциалом ВИЭ
РЭС 10; 20 кВ
Электрическая
сеть 0,4 кВ
Интеграция ВИЭ в РЭС 10; 20 кВ
Возможность
потребителям
«зарабатывать»
электроэнергии
от
продажи