Партнерство японских и американских компаний в проекте создания интеллектуальной сети на острове Мауи (Гавайи)

    По материалам газеты Maui Tomorrow
    Американские и японские компании — Hitachi, Ltd., Cyber Defense Institute, JFE Engineering Corporation, Sharp Corporation, Hewlett-Packard Japan, Ltd. и Mizuho Corporate Bank, Ltd. — 17 мая 2011 г. в Токио заявили о своем участии в качестве подрядчиков в проекте по созданию на гавайском острове Мауи самой передовой в мире интеллектуальной сети. Проект возглавит Организация по развитию новой энергии и промышленных технологий (NEDO). Hitachi отведена в нем главная роль — компания станет руководителем и координатором всего проекта.
    Hitachi и пять ее партнеров про­ведут технико-экономическое иссле­дование, которое предполагается за­вершить к середине сентября 2011 г. Ожидаемая дата реализации проек­та — март 2015 г.
    Данный демонстрационный про­ект предложен США и Японией, его активно поддерживают NEDO в со­трудничестве с американским шта­том Гавайи, компания Hawaiian Electric Company, Inc., Гавайский уни­верситет и Тихоокеанская северо­западная национальная лаборатория, чье участие обусловлено американо­японской инициативой «Технологии экологически чистой энергии», одо­бренной на саммите глав государств Японии и США в ноябре 2009 г.
    На острове Мауи около 15% всей электроэнергии уже получают от во­зобновляемых источников, и в буду­щем их количество будет только расти. Целями проекта являются про­верка эффективности современных технологий Smart Grid в условиях по­добной «альтернативы», содействие разработке стандартов по интеллек­туальной сети и формирование такой социальной инфраструктуры с низ­кими выбросами углекислого газа, которая смогла бы использовать не­традиционные источники энергии на удаленном острове, где стоимость электричества относительно высока.
    Шесть компаний-участниц по­строят и испытают систему, в которой будут применяться технологии последнего поколения. Среди них — платформа управления на базе ИКТ, управление распределением элект­роэнергии и энергопотреблением, контроль зарядки и функционирова­ния электромобилей, разнообразные устройства быстрой зарядки электро­мобилей, информационные и ком­муникационные системы. Одна из составляющих демонстрационного проекта — использование электро­мобилей в качестве средства стаби­лизации электросети. Данные техно­логии помогут также устранить коле­бания напряжения и частоты в сети распределения электроэнергии при подключении к ней большого коли­чества возобновляемых источников, характеристики которых зависят от погодных условий.
    Специфические детали проекта на острове Мауи представлены ниже.
    Модель интеллектуальной сети на базе электромобилей (Hitachi, Sharp и JFE Engineering)
    Чтобы избежать влияния неравномерной генерации от возобнов­ляемых источников на частоту на­пряжения в сети и обеспечить на­дежное функционирование интел­лектуальной энергосистемы, гото­вой к широкому распространению электромобилей без альтернативно­го поступления энергии от других систем, компании-участницы созда­дут Центр контроля за энергоснабже­нием электротранспорта. За процесс электроснабжения электромобилей будут отвечать система управления распределением электроэнергии (DMS), установленная на острове Ма­уи в районе Кихей, и система управ­ления энергопотреблением (EMS), которая будет балансировать спрос и предложение в электросети компа­нии Maui Electric Company, Ltd. Ком­пании протестируют средства управ­ления спросом на подзарядку элек­тромобиля, использующие автомо­бильные навигационные системы, ПК, смартфоны и т. д., а также спо­собные автоматически настраивать время зарядки, отображать ее уро­вень и ограничивать приток из сети избыточной энергии от возобновля­емых источников. Систему предпо­лагается оснастить различными ти­пами «станций» быстрой «заправ­ки» электромобиля, включая функ­ционально гибкие зарядные устрой­ства, зарядные устройства постоян­ного тока, получающие питание от фотоэлектрических панелей и акку­муляторных батарей. Система пока­жет свою эффективность в управле­нии станциями зарядки электромо­биля, не перегружая при этом сеть распределения электроэнергии. Так­же компании смоделируют условия влияния на работу распределитель­ной сети большого количества элек­тротранспорта за счет установки ста­ционарных аккумуляторных батарей и многократного повторения цикла зарядки/разрядки.
    Модель интеллектуальной сети для подстанции с одним уровнем распределения электроэнергии (Hitachi)
    Компания Hitachi подтвердит операционную стабильность электросе­ти, способную контролировать такие параметры, как напряжение, произ­водство избыточной электроэнергии и колебание частоты электроэнергии от возобновляемых источников. Для этого будут использованы системы EMS, DMS и .DMS (микроDMS), ко­торые обеспечат баланс уровней ге­нерации и потребления электроэнер­гии. Целью данной демонстрации является решение различных задач, включая поддержание стабильного напряжения в сети при обратных по­токах мощности, возникающих из-за соединения фотоэлектрических па­нелей с сетью распределения элект­роэнергии, а также устранение повышенной нагрузки на низковольтные трансформаторы при одновременной зарядке множества электромобилей.
    Проект интеллектуальной сети на уровне низковольтных трансформаторов (Hitachi)
    Компания Hitachi протестиру­ет методы управления, призван­ные снизить вероятность неисправ­ностей при подключении .DMS, интеллектуальных систем контроля по­токов мощности и модуля системы DMS для управления спросом, ко­торые предназначены для поддер­жания стабильного напряжения на уровне низковольтных трансформа­торов. Как правило, проблемы появ­ляются при увеличении мощности домашних фотоэлектрических па­нелей и отключении ведущих к до­мам внешних линий электропереда­чи в результате возрастания нагруз­ки из-за резкого скачка потребления электроэнергии электромобилями и электрическими водонагревателями. Целью этой части программы явля­ется выполнение различных опера­ций, включая обеспечение стабиль­ного напряжения в сети при обрат­ных потоках мощности из-за соеди­нения фотоэлектрических панелей с распределительной электросетью, а также сглаживание пиков нагруз­ки на низковольтные трансформаторы при одновременной зарядке мно­жества электромобилей (при условии большого количества электротранс­порта у населения).
    Всесторонние исследования
    Компании-участницы подведут итоги реализации проекта.
    1. Анализ и оценка результатов демонстрационного проекта интел­лектуальной сети (6 компаний).
    В целях выбора оптимальной модели интеллектуальной сети для островов, не связанных с внешни­ми энергосистемами, будет создан американо-японский объединенный оценочный комитет. Совместная работа позволит наилучшим обра­зом консолидировать практический опыт решения проектных задач и де­монстрационных проектов амери­канских компаний в районе Уэйлеа острова Мауи. Комитет также обсу­дит международные стандарты.
    2. Оценка информационной без­опасности (Hitachi, HP Japan и Cyber Defense Institute).
    Указанные компании изучат со­ответствие проекта требованиям стандартов США по информацион­ной безопасности.
    3. Оценка экономической эффек­тивности системы (Mizuho Corporate Bank)
    Mizuho Corporate Bank воспользу­ется услугами экспертов для анализа экономической эффективности соз­данной системы.
    4. Разработка и проверка функ­циональности бизнес-модели совре­менной социальной инфраструкту­ры с низкими выбросами углекислого газа на удаленном острове (Hitachi, Mizuho Corporate Bank).
    В целях развития предприни­мательской деятельности в дру­гих регионах компании Hitachi и Mizuho Corporate Bank оценят прак­тичность бизнес-модели, построен­ной на результатах внедрения ноу­хау.
    Проект поддержат корпоратив­ные компании, которые выступят в качестве экспертов, а именно:
  • объединенная компания Okinawa Electric Power — консультант по технологиям электросетей на удаленном острове;
  • Advanced Energy — консультант по вопросам коммерческого исполь­зования зарядных устройств для электромобилей;
  • Nissan Motor Co., Ltd. — консуль­тант по вопросам телекоммуни­кационной и информационной интеграции электромобилей в рамках проекта, технологиям за­рядки и разрядки электромоби­лей;
  • Verizon — консультант по комму­никационным решениям и сете­вым технологиям и услугам.