Il sistema elettrico statunitense si sta adattando a una nuova ondata di risorse energetiche distribuite, come i pannelli solari e l'accumulo di energia. Alcuni di questi lavorano insieme in reti localizzate note come microgrid, quasi 2, 000 sono ora operativi o pianificati in tutto il paese, secondo una stima.

Apprezzati per la loro flessibilità, le microgrid possono funzionare in modalità "isola" o connettersi alla rete principale. Sebbene le microgrid possano potenzialmente migliorare l'affidabilità, l'attuale sistema elettrico necessita di un aggiornamento per potersi sincronizzare correttamente con essi.

I ricercatori dell'Argonne National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) studiano l'impatto delle microreti e analizzano i modi per assimilarle senza problemi all'interno del sistema elettrico più ampio. Parte di questo lavoro si concentra sul sistema di distribuzione, l'ultima tappa del viaggio dell'elettricità dalla fonte di energia allo sbocco.

"Tradizionalmente, i sistemi di distribuzione hanno operato come reti passive, con flusso di energia unidirezionale dalle fonti di energia alla rinfusa ai singoli clienti, "dice Ning Kang, uno scienziato nella divisione Energy Systems di Argonne, chi si occupa di interconnessione microgrid, strategie di integrazione e controllo con il collega e Principal Distribution Engineer Ravindra Singh.

"Ma una microrete, con le proprie risorse energetiche distribuite, come i pannelli solari, ora possono reiniettare energia nella rete. Se quel flusso di energia non è gestito correttamente, può interrompere i sistemi di protezione e altri aspetti della rete di distribuzione".

Sono necessarie nuove strategie per capitalizzare questo potere aggiunto evitando problemi. Ecco quattro consigli, sulla base dei risultati della ricerca precedente e dell'analisi di Kang e Singh:

Definire la generazione di microgrid all'interno del mercato dell'energia

Le microgrid hanno bisogno di un modo strutturato per vendere la loro energia alla rete. Un modo sarebbe quello di definire pool di microgrid in grado di effettuare transazioni tra loro e con la griglia più ampia; un altro sarebbe creare contratti di acquisto di energia tra diverse microreti. In entrambi gli scenari, le regole di spedizione devono essere impostate in modo che le microgrid inviino energia nel posto giusto al momento giusto.

Aggiorna i sistemi di protezione della distribuzione

I dispositivi che proteggono il sistema di distribuzione dalla corrente eccessiva sono generalmente configurati per servire una rete legacy con flusso di alimentazione unidirezionale. Il sistema di distribuzione dovrebbe implementare un meccanismo di aggiornamento delle impostazioni in tempo reale per tutti i suoi dispositivi di protezione per evitare potenziali problemi.

Migliora il monitoraggio della qualità dell'energia

I nostri dispositivi elettronici in proliferazione possono essere sensibili alle variazioni della qualità dell'energia. L'integrazione di microreti su larga scala richiederà sistemi di monitoraggio online che forniscano dati ad alta risoluzione su tensione e qualità dell'energia. In alcuni punti del sistema di distribuzione, può avere senso aggiungere sensori e strumenti analitici che possono aiutare a valutare e risolvere eventuali problemi.

Costruisci controlli migliori

Sempre più, gli operatori di rete utilizzano il funzionamento del sistema di distribuzione e il software di controllo per monitorare e diagnosticare i problemi sulla rete e apportare modifiche tempestive per garantire affidabilità, efficiente funzionamento della rete. Questi sistemi utilizzano applicazioni, proprio come fa uno smartphone, per affrontare una serie di compiti. Alcune applicazioni richiedono aggiornamenti per gestire un mondo con un numero crescente di microgrid.