Хотя добавление энергии ветра и солнца к электроснабжению может помочь сократить выбросы углерода, их непостоянство создает проблему для традиционных методов поддержания спроса и предложения на электроэнергию. Балансировка электросети обычно подразумевает корректировку выходной мощности традиционных крупных электростанций.
В качестве альтернативы балансировка сети путем координации производства и потребления электроэнергии различными более мелкими распределенными энергетическими ресурсами может повысить надежность сети и поддержать интеграцию ветра и солнца.
Использование кондиционеров в домах Остина, штат Техас, в качестве распределенных источников энергии активно балансирует сеть, не жертвуя комфортом, согласно исследованию, проведенному Мичиганским университетом.
Исследование опубликовано в журнале IEEE Transactions on Smart Grid . Температура в помещении дома меняется через некоторое время после включения или выключения блоков переменного тока. Это делает блоки переменного тока отлично подходящими для регулирования частоты — типа обслуживания надежности, при котором электростанции регулируют производство, чтобы вернуть частоту сети к стандарту 60 Гц.
Блок переменного тока включается и выключается для поддержания температуры в помещении в небольшом диапазоне около заданного значения.
Слегка изменяя время этих переключений и координируя эти изменения в большом количестве блоков переменного тока, кондиционеры совместно могут регулировать свое энергопотребление, чтобы помочь вернуть частоту сети к 60 Гц.
«Бытовые кондиционеры могут предоставлять высококачественные услуги по балансировке сети, не влияя на домовладельца. Этот ресурс огромен и уже доступен, нам просто нужно его использовать», — сказала Джоанна Матье, доцент кафедры электротехники и компьютерных наук в UM и соавтор исследования.
До этого момента большинство стратегий балансировки сети с «гибкими нагрузками» вроде этой были протестированы только в симуляции. Чтобы проверить идеи в реальном мире, команда UM объединилась с Pecan Street Inc.
, чтобы привлечь домовладельцев из Остина, штат Техас, к участию в исследовании. «Существует ряд проблем, которые возникают при тестировании таких подходов в реальном мире.
Например, доступность данных может быть существенно ограничена по сравнению с тем, что обычно предполагается в чисто имитационных исследованиях. Преодоление таких ограничений — действительно захватывающее начинание, требующее творческих решений», — сказал Иоаннис Мариос Гранитсас, докторант кафедры электротехники и вычислительной техники в UM и ведущий автор исследования.
В ходе исследования около 100 домов приняли участие в четырех мероприятиях по регулированию частоты, каждое из которых длилось один час.
Исследователи дополнили сравнительно небольшой размер выборки смоделированными блоками переменного тока, чтобы увеличить размер коллекции. Термостаты для умного дома не допускают управления включением/выключением третьей стороной, что создает препятствие для регулирования частоты.
Чтобы обойти это, исследователи установили в каждом доме специальные аппаратные платы управления и датчики. Это позволило главному алгоритму управления распределять команды через облако на кондиционер каждого дома, реагируя на изменения в сети в течение 10 секунд.
Система успешно организовала работу блоков переменного тока для обеспечения регулирования частоты (т.е. отслеживания целевого сигнала мощности, который меняется каждые 2 секунды), получив оценку производительности, значительно превышающую пороговые значения отраслевых стандартов.
Важно отметить, что регулирование частоты не повлияло на комфорт. Домовладельцам была предоставлена возможность переопределять элементы управления, но в большинстве случаев механизм не использовался вообще, а в одном случае использовался дважды.
Согласно температурным датчикам, температура в доме отклонялась максимум на 1,6 F от заданного значения. «За эти годы мы узнали, что участники исследований по управлению системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха хотят иметь возможность отказаться от участия в программах.
Это ключ к набору участников. Это жилые дома, и нам нужно заслужить доверие участников.
Мы также узнали, что если вы правильно выполняете действия по управлению, то очень немногим участникам, если таковые вообще имеются, придется отказываться от участия в мероприятии дня», — сказал Скотт Хинсон, главный технический директор Pecan Street, Inc.
и соавтор исследования. Для обеспечения масштабируемости подход к управлению использует модель динамики сбора кондиционеров. Размер модели не зависит от количества управляемых кондиционеров, что обеспечивает возможность масштабирования.
Однако ограничения интеллектуальных термостатов создают препятствие, поскольку установка оборудования для каждого подключенного дома нецелесообразна в больших масштабах. Компании, производящие интеллектуальные термостаты, открывают свои интерфейсы прикладного программирования (API) для размещения стороннего управления для регулирования частоты, что ускорит процесс.
В исследовании также приняли участие исследователи из Pecan Street Inc. и Лос-Аламосской национальной лаборатории, а также исследователи из Калифорнийского университета в Беркли.
Рубрика: Техно и Гаджеты. Читать весь текст на android-robot.com.