Microretele.docx

8/14/2019 Microretele.docx

1/5

[Definitiile de mai sus au fost publicate in Definirea si Clasificarea Stabilitatii Sistemelor de

Putere de IEEE/CIGRE Joint Task Force in Termeni si Definitii de Stabilitate, 2004]

In fiecare tara din lume, clientii de astazi se asteapta la o sursa de putere de stabila si de

incredere. Oricum, un sistem de putere interconectat cu linii lungi de distributie si transmisie vor fi

intotdeauna predispuse la perturbatii. Din pacate, sunt intotdeauna situatii exceptionale in care osingura perturbatie cauzeaza intreruperi in cascada, in cele din urma conducand la pene de curent. In

general este scump si necesita o perioada mare de timp sa cresti increderea si securitatea unui

sistem mare de putere.

Cum am mentionat anterior, un sistem de putere este supus diverselor perturbatii in fiecare

zi si poate face fata acestora fara nicio intrerupere a sursei de putere pe parte de client. Pe langa

perturbatiile naturale, exista peturbatii umane- intentionate sau neintentionate. Ele includ dauna

fizica a componentelor sistemului de putere precum turnurile de transmisie sau transformatoarele,

care pot duce la intreruperi mari. In lumea digitala de astazi, atacurile cibernetice precum operatiile

de comutare la distanta gresite intentionat pot cauza de asemenea daune in c azul in care canalelede comunicatie sensibile nu indeplinesc cerintele de securitate cibernetica. Un exemplu de dauna

umana neintentionata este intreruperea din cauza deciziilor de operare gresita intr-un centru de

control al sistemelor de putere, luate de operatori cu experienta limitata si lipsa de pregatire.

Indiferent de natura si sursa sa, orice perturbatie a sistemelor de putere poate declansa o

intrerupere in cascada. Aceasta se intampla, de exemplu, cand dispozitivele de protectie si

automatizareapropiate de eprturbatie nu reactioneaza corespunzator unei situatii exceptionale, ceea

ce poate fi cazul dispozitivelor parametrizate neadecvat sau gresit.

Spre deosebire de aceasta, un sistem de putere ce consta in mai multe microretele nu esteafectat virtual de intreruperile mari datorita faptului ca fiecare microretea se poate deconecta de la

restul sistemului in caz de perturbatie.

O microretea este localizata intr-o arie geografica limitata. Generarea si sarcina sa, precum si

incarcarea la echilibru, sunt controlate de componente electronice de incredere si se poate

deconecta de la reteaua utila pentru a rula in modul insula daca este necesar. Posibilitatea ca o

microretea sa fie oprita din cauza unui dezastru natural, atac terorist sau eroare umana este foarte

mica. Intr-un sistem de putere ce consta in numeroase microretele, foarte putine dintre ele pot fi

oprite dinc auza perturbatiilor, dar majoritatea vor continua sa oepreze, fie conectate inr etea fie in

modul insula.

2.4. Cerere marita, extensii de retea si rezistenta sociala

Toata lumea isi doreste o sursa de putere de incredere. Cererea pentru putere electrica este

in crestere in multe zone din lume, iar oamenii se asteapta la accesorii potrivite cu sistemul de

putere, precum noi fabrici de putere si noi linii de distributie si transmisie.

Oricum,realitatea arata ca toti se opun constructiei unei fabrici de putere sau a unei linii de

putere in vecinatatea lor. Aceasta atitudine de nu in curtea mea fac investitiile dificile, deci

permisiunile de constructie pot dura 10 ani sau mai mult.


2/5

Intr-o zona cu structuri de microretele, o cerere crescuta de energie electrica poate fi

satisfacuta prin instalarea unor noi generatoare distribuite, bazate preferabil pe emisie nepoluanta

din surse regenerabile. In acest fel, microretelele pot ajuta la amanarea investitiilor in sisteme de

transmisie si distributie si pot rezolva problemele sociale precum proteste impotriva instalarii de linii

de transmisii in apropierea zonelor rezidentiale.

2.5. Utilizarea optima a generatoarelor distribuite

Conform codurilor de retea din ziua de astazi, toate sistemele distribuite regenerabile sau pe

baza de combustibili fosili trebuie sa fie inchise in timpul intreruperilor de putere. Dar se intampla ca

exact in aceste situatii de criza generatoarele distribuite sa ofere cele mai mari beneficii atat

proprietarilor cat si societatii: microretelele pot furniza servicii de putere consumatorilor cand

sistemul de retele cel mai intins cade.

2.6. Limitari de varf

Din punct de vedere al utlizarii, exista trei tipuri principale de fabrici de putere. O fabrica pe

baza de incarcare produce reurse pe baza de incarcare. Acestea sunt facilitatile generarii de putere

utilizate pentru a indeplini o parte sau toate cererile continue de putere ale unei regiuni. Ele produc

putere cu o rata constanta, de obicei la un pret redus comparabil cu alte facilitati de producere

disponibile in sistem. Exemple de astfel de fabrici includ fabricile nucleare si incalzite cu carbune.

3.Segmente de piata ale microretelelor

Conform cu experienta si publicatiile de astazi, exista 5 segmente principale de piata:

3.1. Microretele pentru institutii si campusuri

Retelele pentru institutii si campusuri constau intr-un anumit numar de cladiri intr-o zona

geografica restransa. Cerintele calitatii sursei de putere pot sa difere in functie de tipul institutiei. Un

grad moderat de incredere in sursa de putere va fi optim pentru majoritatea cladirilor de colegii sau

guverne, in timp ce institutiile de cercetare pot cere o sursa de putere care sa furnizeze cea mai buna

calitate a sursei.

De obicei, toate cladirile si participantii la aceste microretele apartin unei singure organizatii

si exista o singura persoana care ia deciziile. Acesta structura face deciziile rapide posibile si in caz de

beneficii evidente, proprietarul real poate initia actiunea necesara.

3.2. Microretele comerciale si industriale

In cazul proprietatii singulare, acest tip de microretele este similar celui descris anterior.

Situatia devine compelxa daca o microretea trebuie sa fie stabilita intr-o zona comerciala sau

industriala care dispune de mai multi participanti. Cand un parc comercial-industrial este un proiect

verde cu capacitate inalta si normala de surse de putere, investitorul poate decide ca o structura de

microretea sa indeplineasca asteptarile tuturor clientilor.


3/5

3.3. Microretele militare

Desi acesta este segmentul cel mai mic, este in dezvoltare cu efort marit, pentru ca exista

beneficii clare si cuantificabile ale clientilor. Generatoarele distribuite bazate pe surse regenerabile

sunt folosite pentru securitatea surselor de putere si reducerea costurilor de combustibil.

3.4. Microretele gospodaresti si comunitare

Microretelele gospodaresti si comunitare vor cuprinde in principal clienti privati in zone

predominant rezidentiale, dar uneori si clienti comerciali si industriali. Ele pot include zone urbane,

vecinatati si afluenti rurali. Aceste microretele pot furniza putere comunitatilor urbane sau rurale

care sunt conectate la reteaua gospodareasca principala. Poate fi o varietate larga de resurse

energetice distribuite regenerabile sau bazate pe combustibili fosili in cadrula cestor microretele.

Acceptul comercial sporit al acestei clase de microretele va depinde puternic de standardele si legile

nationale si internationale. Datorita numarului mare de participanti, deciziile vor fi de durata in

comparatie cu alte structuri de microretele.

3.5. Microretele insula si la distanta off-grid

O microretea insula este de obicei simialra cu microretelele comunitare sau gospodaresti.

Principala diferenta este ca in cele mai multe cazuri nu va exista o conexiune la reteaua

gospodareasca. In putine cazuri poate exista o conexiune prin cablu la reteaua gospodareasca daca

distanta de la insula la tarm face asta fezabil. Pe de alta parte, procesul de luare a deciziei poate fi

foarte scurt in functie de actuala infrastructura a sursei de putere din insula.

Microretelele off-grid pentru comunitatile indepartate geografic si tarile in curs de

dezvoltare se axeaza pe surse de putere diversificate si regenerabile. Cum regiunile din tarile indezvoltare continua sa isi extinda infrastructura electrica, multe microretele la distanta sunt

proiectate pentru a se interconecta in final la un sistem mai mare. Alte microretele la distanta sunt

construite sa ramana autonome pentru a mentine inependenta de energie.

4. Exemple de microretele

Microretelele pot fi foarte diferite in fucntie de segmentul de piata, dimensiune si locatie. Cateva

exemple de microretele vor fi discutate mai jos.

4.1. Microretele institutionale/de campus

Acest exemplu arata o microretea institutionala/de campus care este operata continuu in

modul insula. Conectarea la reteaua gospodareasca este o optiune de backup. Biogazul si unitatile

CHP sunt necesare pentru o sursa continua de putere si de asemenea pentru caldura in zilele reci de

iarna. Oricum, fluctuatia energiei din surse regenerabile ca vantul sau sistemele solare pot fi stocate,

de exemplu, cu un sistem de electroliza. Aceasta energie stocata poate fi apoi folosita cu aplicatia

unei celule de combustibil.


4/5

4.2. Microretele industriale

Principalele motive pentru instalarea unei microretele industriale sunt securitatea sursei de

putere si nivelul de incredere. Sunt multe procese de fabricatiein care o intrerupere a sursei poate

cauza mari pierderi si perioade mari de revenire.

Exemple tipice sunt fabricarea de chipuri, industria chimica si industriile de hartie si

alimentara. Astazi, unele locuri industriale instaleaza surse de putere neintreruptibile daca utilziarea

lor este justificata economic. Structurile de microretele pot aduce avantaje in plus, de exemplu

combinarea unei surse de putere sigure cu oe ficienta ridicata si utilizarea generarii regenerabile.

4.3. Microretele insula si off-grid

O microretea off-grid ca in figura 4.3 este construita de obicei in zone indepartate fata de

infrastructuri de transmisie si distributie si de aceea nu sunt conectate la reteaua gospodareasca. Din

aceasta cauza, o astfel de microretea trebuie sa aiba capacitate black start.

4.4. Microretea gospodareasca

O astfel de retea poate include un furnizor de distributie, o substatie de distributie completa

de tensiune medie sau chiar cateva substatii de distributie intr-o zona intinsa. In ultimul caz, fluxul de

energie din generatoare diverse din microretea catre sarcini si transferul de energie dintre diferite

segmente pot deveni dificil de manevrat. Deci, operarea microretelei poate necesita instalarea unui

SCADA de distributie si un sistem de management al distributiei (DMS), inclusiv estimarea starii de

distributie si calculul fluxului de putere. Pot fi necesare de asemenea operatii, control si sisteme

automate aditionale precum sistemul de management al intreruperilor (OMS) si o substatie de

distributie si un furnizor automatizat pentru a micsora timpul de intrerupere in cazul unei perturbatiia mciroretelei.

5. Caracteristici asteptate ale microretelei

Componentele microretelei precum generatoare regenerabile sau cu combustibili fosili,

intrerupator cu punct comun de cuplare si controalele sale, sarccinile, sistemele de stocare a energiei

si altele trebuie sa indeplineasca o serie de cerinte pentru a permite o operare unitara. Standarde

adecvate pentru microretele vor fi descrise, altele vor fi revizuite. Pentru suportul acestor activitati,

Lawrence Berkely National Laboratory a identificat unele caracteristici importante ale

microretelei[1,10] care trebuie luate in considerare in toate proiectele de cercetare, dezvoltare,prototip si standardizare:

Autonomiemicroretelele includ generari, stocari si sarcini si pot opera autonom conectate

la retea sau in modul insula. In primul caz, o microretea isi poate optimiza independent producerea

de putere si consumul sub considerentele economiei de sistem precum deciziile de vanzare sau

cumparare. In ambele moduri de operare, sistemul poate minimiza emisiile CO2 maximizand

consumul de energie regenerabila si minimizand generarea consumui de combustibil fosil. In modul

insula sistemul este capabil sa echilibreze generarea si sarcina si poate tine frecventa si tensiunea

sistemului in limite definite cu controale adecvate.


5/5

Stabilitate- Controlul local independent al generatoarelor, bateriilor si sarcinilor

mciroretelelor sunt bazate pe pierderi in frecventa si nivele de tensiunela terminalul fiecarui

dispozitiv.Aceasta inseamna ca o microretea poate opera intr-un mod stabil in timpul conditiilor de

operare nominale si a evenimentelor tranzitorii, netinand seama daca reteaua cea mai intinsa este

jos sau sus.(Este necesara o cercetare aditionala pentru a obtine un nivel marit de stabilitate, de

exemplu pentru a elimina transferul reactiv care nu este necesar intre generatoarele rotative sau

invertoare).

Compatibilitatea- Microretelele sunt complet compatibile cu reteaua gospodareasca

existenta. Ele pot fi considerate unitati functionale care suporta cresterea sistemelor existente intr-

un mod economic si prietenos.

FlexibilitateaExpansiunea si rata de crestere a microretelelor nu au nevoie sa urmeze nicio

prognoza precisa. Timpul de conducere a componentelor corespunzatoare (generatoare regenerabile

sau cu combustibili fosili, sisteme de stocare si altele) este scurt si o microretea poate creste

constant. Microretelele sunt de asemenea neutre tehnologic si capabile sa faca fata unorgeneratoare diverse regenerabile si cu combustibili fosili.

ScalabilitateaMicroretelele pot creste prin instalarea aditionala a generatoarelor, stocarii

si sarcinilor. O astfel de extensie necesita de obicei o noua planificare a microretelei si poate fi

executata intr-o maniera paralela si modulara pentru a ridica productia de putere si nivelele de

consum.

EficientaStructurile de supraveghere centralizate sau distribuite pot optimiza utilizarea

generatoarelor, administra incarcarea si descarcarea unitatilor de stocare a energiei si a administra

consumul. In acest fel obiectivele de administrare a energiei pot fi optimizate intr-un mod avansat,de exemplu in economie la fel ca si in privinta mediului.

EconomiaConform studiilor de piata, economia refacerii caldurii si aplicarea sa de

sistemele CHP este foarte importanta in evaluarea microretelelor.In plus, utilizarea energiei

regenerabile va ajuta la reducerea costurilor de combustibil si emisiilor CO2.

Modelul utilizator-la-utilizatorMicroretelele pot suporta un adevarat model de

operare,control si comert de energie de tipul utilizator-la-utilizator.In plus, tranzactiile interactive de

energie cu reteaua centralizata sunt de asemenea posibile cu acest model.Conceptul propus nu

dicteaza marimea, scala si numarul de utilizatori si nici rata de crestere a microretelei.

Aceasta inseamna ca nicio entitate centrala, ca un calculator central cu capacitati adecvate de soft si

comunicatie cu toate componentele microretelei, nu va fi necesara.

Documents

Microretele.docx