Nieuwe software kan miljoenen gedistribueerde stroomapparaten, zoals batterijen en zonnepanelen, integreren om netproblemen van vandaag op te lossen en voor te bereiden op de uitdagingen van morgen.

Ons toch al complexe elektriciteitsnet wordt nog ingewikkelder dankzij gedistribueerde energiebronnen (DER's) - apparaten die stroom opwekken en lokaal opslaan - zoals zonnepanelen, batterijen, opladers voor elektrische voertuigen, HVAC-systemen, slimme waterverwarmers en zeer efficiënte verwarming wisselaars.

Nu deze apparaten steeds populairder worden, verbinden meer technologieën zich met het netwerk, waardoor het systeem nieuwer wordt en nieuwe kansen worden gecreëerd.

DER's hebben een enorm potentieel om het kritieke evenwicht tussen vraag en aanbod op het net te helpen beheren, terwijl ze de elektriciteitsrekeningen van klanten verlagen en manieren bieden om geld te verdienen door netwerkdiensten aan te bieden. Om hun potentieel volledig te benutten, zijn echter technologieën nodig om deze bronnen samen te brengen en een manier te creëren om toegang te krijgen tot het netwerk en de markten die diensten aan het netwerk leveren.

Onder degenen die met oplossingen komen, zijn de wetenschappers achter "Beyond DERMS", een samenwerkingsproject tussen het Argonne National Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy (DOE) en Packetized Energy.

Voortbouwend op technologie die oorspronkelijk was ontwikkeld door Packetized Energy en medewerkers van de Universiteit van Vermont, ontwikkelden Argonne en Packetized Energy een softwareplatform dat miljoenen DER's kon samenvoegen en deze kon gebruiken om een ​​breed scala aan netwerkdiensten te ondersteunen. Deze aggregatie van DER's vindt plaats met behulp van communicatie in de "cloud", dat wil zeggen software en services die via internet worden uitgevoerd.

Het laatste rapport over dit project, "Beyond DERMS:Demonstration of Automated Grid Services, Mode Transition, and Resilience", beschrijft hoe het Beyond DERMS-platform DER's kan samenvoegen om piekbelastingen te verminderen, de stabiliteit van het net te ondersteunen, te reageren op black-outgebeurtenissen en andere belangrijkste diensten.

"De projectresultaten tonen duidelijk het enorme potentieel voor DER's om geavanceerde netbalanceringsdiensten te genereren die verder gaan dan conventionele vraagrespons", aldus Paul Hines, voormalig CEO van Packetized Energy en nu vice-president van Power Systems bij EnergyHub.

"Het platform gaat veel verder dan de mogelijkheden van bestaande gedistribueerde beheersystemen voor energiebronnen, of DERMS, die we tegenwoordig gebruiken om groepen DER's te beheren. Deze systemen zijn doorgaans ontworpen voor zeer specifieke gebruikssituaties, maar het Beyond DERMS-platform kan een breed scala aan realtime en adaptieve netwerkdiensten", zegt Argonne Principal Distribution Engineer Ravindra Singh, die het Beyond DERMS-project beheert.

Pieklastreductie, dat verwijst naar het proces van het verminderen van de belasting van het elektriciteitsnet tijdens piekperiodes van de energievraag, is een voorbeeld. Een andere is load-shaping, het proces van het kopen van elektriciteit wanneer de prijzen laag zijn en het verkopen van die capaciteit wanneer de prijzen hoog zijn. Door gebruik te maken van het Beyond DERMS-platform voor deze service, kunnen netbeheerders DER's coördineren op manieren die de kosten van groothandelsaankopen van energie kunnen verlagen.

Ondersteuning voor ondersteunende netdiensten, zoals frequentieregeling, is ook mogelijk met het Beyond DERMS-platform. Frequentieregeling, dat wil zeggen het proces van het reguleren van de frequentie van het net - een functie die essentieel is om de stabiliteit ervan te behouden. Bovendien kan het platform helpen bij het beheren van de lokale netwerken waarmee DER's zijn verbonden; weersvoorspelling en belasting om operators te helpen een consistente vermogensafgifte te behouden; en bieden geïntegreerde tools voor economische analyse die kunnen helpen bij DER-projectplanning.

Onderzoekers hebben aangetoond dat het platform over een reeks van functies werkt door gebruik te maken van real-world gegevens van twee nutspartners. Het platform integreerde data van meer dan 20.000 slimme meters. Om te testen of het platform kan worden geïntegreerd met stroomapparaten, heeft Packetized Energy meer dan 350 DER's aangesloten, waaronder ~300 slimme waterverwarmers, ~40 laadstations voor elektrische voertuigen en ~10 batterijen, omvormers en mini-split-warmtepompen achter de meter. . Dit was een kleinschalige validatie van de Beyond DERMS-technologie.

Bij het kijken naar hoe het Beyond DERMS-platform kan helpen tijdens een black-out, hebben onderzoekers het verbonden met lokale batterijsystemen die een sleutelelement zouden zijn van een microgrid (een lokaal energienetwerk aangedreven door DER's zoals generatoren, batterijen en zonnepanelen, dat autonoom werkt en is in staat om los te koppelen van het traditionele net).

Met de gegevens van deze apparaten demonstreerden ze hoe netbeheerders het platform kunnen gebruiken om noodsignalen naar DER's te sturen om snel stroomopwekking en belastingen te verminderen wanneer het risico op cascadestoringen groot is. Om deze bevindingen verder te valideren, worden verschillende grootschalige demonstraties van deze technologie ontwikkeld door EnergyHub, de in de VS gevestigde DERMS-provider die Packetized Energy heeft overgenomen.

"De projectresultaten tonen duidelijk het enorme potentieel voor DER's om geavanceerde netwerkdiensten te leveren die verder gaan dan conventionele vraagrespons. Deze technologie is vooral belangrijk omdat nieuwe marktregels nieuwe bedrijfsmodellen openen waarmee gedistribueerde energiebronnen kunnen concurreren met gecentraliseerde netwerkactiva in markten," zei Hines.

Nu het nationale netwerksysteem wordt geconfronteerd met uitdagingen voor het beheer van grote hoeveelheden nieuwe gedistribueerde bronnen en slimme apparaten, laten nieuwe benaderingen zoals Beyond DERMS zien dat de toekomst rooskleurig is. + Verder verkennen

Bescherming van de frequentie van het stroomsysteem met toenemende gedistribueerde energiebronnen