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Il nuovo software può integrare milioni di dispositivi di alimentazione distribuita, come batterie e pannelli solari, per aiutare a risolvere i problemi di rete di oggi e prepararsi per le sfide di domani.
La nostra già complessa rete elettrica sta diventando ancora più complessa, grazie alle risorse energetiche distribuite (DER), dispositivi che generano energia e immagazzinano energia a livello locale, come pannelli solari, batterie, caricabatterie per veicoli elettrici, sistemi HVAC, scaldabagni intelligenti e riscaldamento ad alta efficienza scambiatori.
Con la crescente popolarità di questi dispositivi, sempre più tecnologie si interconnettono con la rete, ponendo nuovi oneri sul sistema e creando nuove opportunità.
I DER hanno un enorme potenziale per aiutare a gestire l'equilibrio critico tra domanda e offerta sulla rete, riducendo al contempo le bollette elettriche dei clienti e offrendo modi per guadagnare fornendo servizi di rete. Tuttavia, per sfruttare appieno il loro potenziale, sono necessarie tecnologie per riunire queste risorse e creare un modo per accedere alla rete e ai mercati che forniscono servizi alla rete.
Tra coloro che escogitano soluzioni ci sono gli scienziati dietro "Beyond DERMS", un progetto di collaborazione tra l'Argonne National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) e Packetized Energy.
Basandosi sulla tecnologia inizialmente sviluppata da Packetized Energy e dai collaboratori dell'Università del Vermont, Argonne e Packetized Energy hanno sviluppato una piattaforma software in grado di aggregare milioni di DER e utilizzarli per supportare un'ampia gamma di servizi di rete. Questa aggregazione di DER avviene utilizzando le comunicazioni nel "cloud", ovvero software e servizi eseguiti su Internet.
L'ultimo rapporto su questo progetto, "Beyond DERMS:Demonstration of Automated Grid Services, Mode Transition, and Resilience", descrive come la piattaforma Beyond DERMS può aggregare i DER per ridurre i picchi di carico, supportare la stabilità della rete, rispondere a eventi di blackout e fornire altri servizi chiave.
"I risultati del progetto mostrano chiaramente l'enorme potenziale per i DER di generare servizi di bilanciamento della rete avanzati che vanno oltre la risposta alla domanda convenzionale", secondo Paul Hines, ex CEO di Packetized Energy e ora vicepresidente di Power Systems presso EnergyHub.
"La piattaforma va ben oltre le capacità dei sistemi di gestione delle risorse energetiche distribuite esistenti, o DERMS, che sono ciò che utilizziamo oggi per gestire gruppi di DER. Questi sistemi sono in genere progettati per casi d'uso molto specifici, ma la piattaforma Beyond DERMS può supportare un un'ampia gamma di servizi di rete in tempo reale e adattivi", ha affermato Ravindra Singh, Principal Distribution Engineer di Argonne, che gestisce il progetto Beyond DERMS.
Ne è un esempio la riduzione del carico di punta, che si riferisce al processo di riduzione del carico sulla rete elettrica durante i periodi di picco della domanda di energia. Un altro è il load shaping, che è il processo di acquisto di elettricità quando i prezzi sono bassi e di vendita di tale capacità quando i prezzi sono alti. Sfruttando la piattaforma Beyond DERMS per questo servizio, gli operatori di rete possono coordinare i DER in modi che possono ridurre il costo degli acquisti di energia all'ingrosso.
Il supporto per i servizi di rete ausiliari, come la regolazione della frequenza, è possibile anche con la piattaforma Beyond DERMS. Regolazione della frequenza, ovvero il processo di regolazione della frequenza della rete, una funzione fondamentale per mantenerne la stabilità. Inoltre, la piattaforma può aiutare a gestire le reti locali a cui sono collegati i DER; prevedere il tempo e il carico per aiutare gli operatori a mantenere un'erogazione di potenza costante; e fornire strumenti integrati di analisi economica che possono aiutare con la pianificazione del progetto DER.
I ricercatori hanno dimostrato che la piattaforma funziona su una vasta gamma di funzioni sfruttando i dati del mondo reale forniti da due partner di utilità. La piattaforma ha integrato i dati di oltre 20.000 contatori intelligenti. Per testare che la piattaforma può integrarsi con i dispositivi di alimentazione, Packetized Energy ha collegato oltre 350 DER, inclusi circa 300 scaldabagni intelligenti, circa 40 stazioni di ricarica per veicoli elettrici e circa 10 batterie dietro il contatore, inverter e pompe di calore mini-split . Questa è stata una convalida su piccola scala della tecnologia Beyond DERMS.
Analizzando come la piattaforma Beyond DERMS può aiutare durante un blackout, i ricercatori l'hanno collegata a sistemi di batterie locali che sarebbero un elemento chiave di una microgrid (una rete energetica locale alimentata da DER come generatori, batterie e pannelli solari, che funziona in modo autonomo ed è in grado di disconnettersi dalla rete tradizionale).
Con i dati di questi dispositivi, hanno dimostrato come gli operatori di rete potrebbero utilizzare la piattaforma per inviare segnali di emergenza ai DER per ridurre rapidamente la produzione di energia e i carichi quando il rischio di guasti a cascata è elevato. Per convalidare ulteriormente questi risultati, EnergyHub sta sviluppando diverse dimostrazioni su larga scala di questa tecnologia, il fornitore di DERMS con sede negli Stati Uniti che ha acquisito Packetized Energy.
"I risultati del progetto mostrano chiaramente l'enorme potenziale per i DER di fornire servizi di rete avanzati che vanno oltre la risposta alla domanda convenzionale. Questa tecnologia è particolarmente importante poiché le nuove regole di mercato aprono nuovi modelli di business che consentiranno alle risorse energetiche distribuite di competere con le risorse di rete centralizzate in mercati", ha detto Hines.
Con il sistema della rete nazionale che deve affrontare le sfide per la gestione di grandi quantità di nuove risorse distribuite e dispositivi intelligenti, nuovi approcci come Beyond DERMS mostrano che il futuro è luminoso. + Esplora ulteriormente
