Поставка электроэнергии в Германии сегодня основана на надежной и мощной инфраструктуре сети. Но для того, чтобы управлять передачей энергии, крайне важно поддерживать эффективную сбалансированность сети распределения электроэнергии, используя датчики и системы управления и контроля, зависящие от релевантных требований.
В течение десятилетий, электрические сети Германии были самыми надежными в Европе.
Потребители электроэнергии могут ожидать перерывов поставки электроэнергии в среднем не более 16 минут в течение года. Это соответствует надежности в 99.99 процентов надежности.
Сети электропередачи Германии, протяженность которых составляет 1.78 миллиона километров, обслуживают и сопровождают 800 операторов сети.
По большей части эти сети относятся к сетям низкого напряжения, соединенными региональными распределительными сетями (среднего и высокого напряжения) с сетями очень высокого напряжения. Существующая инфраструктура сетей распределения электроэнергии складывалась десятилетиями. Большая часть элементов сетей используется с шестидесятых и семидесятых годов. Эти элементы не проектировались для работы со скачкообразной поставкой электричества при ее производстве на основе возобновляемых источников энергии.
Более того, потребители, сохранявшие до настоящего время пассивность, превращаются в активных участников рынка, так называемых "потрезводителей" (потребитель и производитель в одном лице).
Сети распределения электроэнергии среднего и низкого напряжения преобразуются в разнонаправленные динамические сети. Необходимым условием обеспечения эффективной сбалансированности сети, и работы ее совместно с пользователями сети, является мониторинг и управление такой системой. Важно учитывать то, что каждая распределительная сеть должна обеспечивать индивидуальный доступ с точки зрения ее сетевой структуры (например, подключенные к ней потребители и производители энергии) и открытой инфраструктуры (например, нагрузка и плотность населения).
В прошлом распределительные сети работали в одном направлении, доставляя электроэнергию с более высокого уровня напряжения. Вся структура сети проектировалась для решения данной конкретной задачи.
Схема электрических сетей Германии – Сегодня
- Радиальная система
- Одиночная защита
- Простая / отсутствующая автоматизация
- Простое / отсутствующее управление
До сегодняшнего времени лишь очень небольшое количество сетей распределения электроэнергии работали с использованием детальной визуализации и анализом сетевой ситуации, применяя реальную автоматизацию. Более того, возможности эффективного контроля и управления применяются в ограниченном объеме.
Но если требуется управлять передачей электроэнергии, то такая ситуация должны измениться. Передающие и распределительные сети должны быстрее и чаще реагировать на изменения производства электричества и направлений потоков и нагрузок. Это становится особенно актуальными при включении в сеть все увеличивающихся объемов электроэнергии, генерируемой на основе энергии ветра и солнца.
Схема электрических сетей Германии - Завтра
- Сложная структура системы
- Дифференциальная защита линий
- Всесторонняя автоматизация
- Двунаправленная коммуникация
Для того чтобы поддерживать эффективный баланс сети и ее работу с потребителями и производителями электроэнергии, должны быть доступны больше возможностей сбора информации и управления.
Потребности в таких функциях продолжат расти: увеличение использования нерегулярного децентрализованного производства электроэнергии, расширение электрической мобильности в области движения отдельных пассажиров, управление нагрузкой - все это предъявит сетям и их операторам дополнительные требования.
Дальнейшее улучшение эффективности использования энергии также станет побудительной причиной для будущего изменения сетей распределения среднего и низкого напряжения.
Доля электричества от всех источников возобновляемой энергии* Планы энергетической концепции Федеративного Правительства Германии
Изменение источников поставки энергии
Развитие фотогальванического производства энергии
- в 2010 г. Производство энергии увеличилось на 70% (с 7 400 до 17 300 МВт)
- в 2011 г. Производство энергии увеличилось на 45% (с 7 500 до 24 800 МВт)
* По отношению к валовому потреблению электроэнергии в Германии
** Предварительные данные
Улучшения уже начались...
Северная Германия:
Развитие электрических сетей Северной Германии показывает, что в отдельных сетях будущее уже началось. Здесь, сетевые операторы уже сообщают о перегрузках электрических сетей из-за быстрого развития производства энергии на базе возобновляемых источников в сельских ветреных регионах. Сегодня, в районе Нижней Саксонии эксплуатируемые средства производства электроэнергии на основе возобновляемых источников энергии уже превышают ежегодную максимальную нагрузку почти на 70 процентов.
Почти 50 процентов общего количества электроэнергии, передаваемой отдельными сетевыми операторами, генерируется на основе возобновляемых источников энергии.
Южная Германия:
В последние два года заметное увеличение количества солнечных электростанций демонстрирует Бавария.
В настоящее время к сети подключено более 350 000фотогальванических установок, генерирующих более 7 000 МВт электроэнергии. Это не только превышает спрос Баварии в периоды низкой нагрузки, но также соответствует примерно 35 процентам всем мощности солнечных электростанций в стране. Для сравнения, в США общая мощность солнечных электростанций составляет 3000 МВт.
