ЦД для ЕЭС - что важно?

Вопросы информационной обеспеченности цифровых двойников (ЦД) особенно актуальны для территориально распределённой и структурно сложной сети. Например, Единой электроэнергетической системе России (ЕЭС) это важно для эффективного управления её режимами, планирования мероприятий по обслуживанию и ремонтам, предотвращения аварийных ситуаций и др.

Сложившаяся к настоящему времени эффективно работающая иерархическая система диспетчерского и автоматического управления режимами ЕЭС России обеспечивается детальной текущей измерительной информацией, получаемой от традиционных и векторных средств измерений систем SCADA и СМПР (Система мониторинга переходных режимов). На основе получаемых данных формируются текущие информационные модели ЕЭС, Объединённых и Региональных энергетических систем, являющиеся основой для решения технологических задач мониторинга и прогнозирования режимов и управления ими. Они реализуются системой EMS (Energy Management System) на каждом уровне территориальной иерархии. Для управления режимами ЕЭС вырабатываются управляющие воздействия, выполняемые диспетчером и системой автоматического управления.

Разработанная и используемая Системным оператором (СО) ЕЭС России распределенная иерархическая информационная модель ЕЭС является представительной развитой базой для формирования цифрового двойника энергообъединения на всех уровнях территориальной иерархии. Создание информационных моделей цифрового двойника представляется целесообразным осуществлять по нескольким направлениям, о которых завтра.

Оставайтесь с нами 👀
https://t.iss.one/globalenergyprize/1230

Транзистор Лоренца. Достоинства и перспективы

Помимо перечисленных плюсов есть у разработки ещё одно существенное преимущество - стоимость биполярных транзисторов с изолированным затвором (БТИЗ) оказалась значительно ниже по сравнению со старыми технологиям, а его энергосберегающий потенциал достиг 30%.

В результате всего за несколько лет БТИЗ заменили собой почти все имеющиеся технологии и стали применяться в большинстве как промышленных, так и бытовых электроприборов. Одновременно новые транзисторы стали активно применяться в принципиально новых энергетических областях, таких как производство электромобилей, технологии возобновляемых источников энергии, сети среднего напряжения для подключения к энергосистемам.

На сегодня БТИЗ применяются более чем в 96% всех электрических устройств. Эти устройства доступны в диапазоне мощностей от 500 В до 6500 В, от 1 А до 5000 А. Ими пользуются компании по всему миру, разрабатывающие и производящие системы управления двигателями – от очень малой мощности в 100 Вт в домашних и офисных помещениях до нескольких МВт в двигателях высокоскоростных поездов, насосах для откачки рудных вод, установках снабжения больших городов.

Перспективной областью являются источники возобновляемой энергии, такие как ветряные или солнечные электростанции, ЛЭП или любые сети постоянного тока, робототехника в автоматизации производства или просто системы хранения энергии в центрах обработки данных и в больницах. Помимо них существует множество других областей применения систем преобразования энергии: индукционный нагрев, твердотельные трансформаторы, применение в химической промышленности. Эти устройства необходимы для точного управления потоком электроэнергии, высокой эффективности, надёжности и компактности.
https://t.iss.one/globalenergyprize/1242

Возобновляемая энергия и хранение

Поскольку генерация возобновляемых источников энергии зависит от природных факторов, погоды и сезона, различные энергоносители (например, электричество, газ, тепло и т.д.) должны работать в комплексе, взаимодействуя друг с другом, обеспечивая высокую эффективность и надёжность системы. Кроме того, большой проблемой с точки зрения энергосистемы является поиск решений по хранению энергии для более длительного срока службы и, таким образом, более быстрого, безопасного и плавного перехода к возобновляемой генерации. В качестве аккумуляторов электроэнергии все чаще используются батареи, являющиеся эффективным носителем.

В некоторых местах до 60% всех фотоэлектрических систем для частного жилья продаются вместе с батареями; по мере снижения цен на эту технологию она станет ещё более привлекательной. Батареи в настоящее время также интегрируются в ветряные электростанции и другие более крупные установки. Процесс, что называется, пошёл, поэтому ожидается, что батареи значительно упадут в цене. Однако же, батареи не смогут хранить очень большие объёмы энергии в течение более длительного времени, а в современной энергетической системе это является необходимым условием.

Следовательно, электричество необходимо преобразовывать в другие энергоносители. Здесь на сцену выходит водород, получаемый через электролизёр; данный метод известен уже несколько десятилетий. Но водород часто бывает необходимо переработать в другие виды топлива путём проведения химических процессов, например с использованием CO2.
https://t.iss.one/globalenergyprize/1244

❗️Президент Татарстана примет участие в церемонии объявления лауреатов премии «Глобальная энергия»

Мероприятие состоится 6 сентября в Казанской Ратуше. На нём будут оглашены результаты закрытого заседания Международного комитета, который выберет лучших из 15 претендентов, попавших в шорт-лист премии и разделённых по трём номинациям:
📌«Традиционная энергетика»,
📌«Нетрадиционная энергетика»,
📌«Новые способы применения энергии».

Кроме Рустама Минниханова в церемонии примут участие: президент ассоциации «Глобальная энергия» Сергей Брилёв, Нобелевский лауреат и председатель Международного комитета по присуждению премии Рае Квон Чунг, члены комитета: Марта Бониферт из Венгрии и Дмитрий Бессарабов из ЮАР.

По словам Сергея Брилёва, «с точки зрения энергобаланса Татарстан представляет собой словно модель всей России: несмотря на исторические запасы нефти, в республике мощно представлена, например, гидроэнергетика. Одновременно в последние годы, во-первых, всё большая доля добытой нефти идёт на нефтехим, а в рамках разумного своё развитие проучила и альтернативная энергетика: ветряная и солнечная. Казань — идеальное место и для объявления лауреатов и для серии дискуссий о дальнейших путях развития российской и мировой энергетики».
https://globalenergyprize.org/ru/2021/08/31/prezident-tatarstana-primet-uchastie-v-ceremonii-obyavleniya-laureatov-premii-globalnaya-energiya/

🎞Райнер Зеле: о планах развития OMV и энергоресурсах будущего.
Новое видео на нашем Youtube-канале!

Гендиректор крупнейшей нефтяной компании в Центральной Европе о стратегии в отношении энергоперехода и трансформации OMV в игрока химической отрасли. Во что инвестирует компании? Какие сегменты возобновляемой энергетики может ожидать стремительный рост? Есть ли у OMV планы по сотрудничеству с Россией в водородной сфере? Ответы на эти и другие вопросы - по ссылке.
https://www.youtube.com/watch?v=jXCt8JjPaUs

СО2 как мягкий окислитель

На лабораторном уровне проводятся исследования процессов, в которых СО2 выступает в качестве мягкого окислителя.

На рисунке - Механизм фотокаталитического окислительного дегидрирования этана с использованием СО 2 в качестве окислителя в присутствии катализатора Pd/TiO2.

В окислительной конденсации метана (СО2-ОКМ) с образованием этана и этилена в присутствии катализатора (MnO-SrCO3, ZnO-CeO2 или CaO-CeO2) конверсия СО2 составляет 5–7%, выход С2-углеводородов до 5–7%.

Реакцию окислительного дегидрирования лёгких алканов c участием СО2 осуществляют при 650–700оС в присутствии катализаторов различного типа (Pd/CeZrAlOx, CoMo/CeO2, GaN/SiO2) [47]. Выход целевых продуктов (этилен, пропилен) достигает 70%.

Транзистор Лоренца. Два в одном

Система Лоренца основана на сочетании трёх технологий:
1️⃣ биполярном транзисторе,
2️⃣ МОП-транзисторе с «суперпереходом» (в большинстве случаев диэлектриком в таком транзисторе является двуокись кремния SiO2, поэтому обычно используется название МОП-транзисторы, металл – оксид – полупроводник),
3️⃣ карбидокремниевых диодах Шоттки.

Первые две технологии основаны на кремнийсодержащей подложке, а последняя – на материале с широкой запрещенной энергетической зоной.

По сути, новый БТИЗ – это трёхэлектродный силовой полупроводниковый прибор, сочетающий два транзистора в одной полупроводниковой структуре: биполярный (образующий силовой канал) и полевой (образующий канал управления). Он используется, в основном, как мощный электронный ключ в импульсных источниках питания, инверторах, в системах управления электрическими приводами. Каскадное включение транзисторов двух типов позволяет сочетать их достоинства в одном приборе: выходные характеристики биполярного (большое допустимое рабочее напряжение и сопротивление открытого канала) и входные характеристики полевого (минимальные затраты на управление).

Именно поэтому разработка нового улучшенного полевого МОП-транзистора с суперпереходом с применением карбидокремниевых диодов Шоттки стала важной вехой в работе по запуску сверхкомпактных высокоэффективных преобразователей переменного и постоянного и переменного/постоянного тока во всех автономных источниках питания и в сфере ИКТ мощностью до 10 кВт.
https://t.iss.one/globalenergyprize/1249

Чистая энергия Дальнего Востока

Документальный фильм «Глобальной энергии» и Общественного телевидения Приморья к Восточному экономическому форуму-2021.

Цифровой двойник ЕЭС
Направления, по которым его следует создавать

📍Формирование цифрового двойника Единой энергосистемы (ЦД ЕЭС) как единого информационного пространства энергообъединения, реализуемого по единым принципам и распределенного по уровням территориальной иерархии управления.

📍Разработка и использование ЦД двойника ЕЭС, учитывая масштабы энергообъединения, необходимую детальность представления элементов системы и информационные возможности используемых средств измерения, должны быть связаны с работой на уровне больших данных.

📍При обработке и анализе больших объёмов данных целесообразно использовать CIM-модели (Common Information Model).

📍В качестве технологий интеллектуальной поддержки принятия решений диспетчером целесообразно исследовать возможности онтологического, когнитивного и событийного моделирования, интегрированные в рамках ИТ-инфраструктуры.

Подробнее - во втором ежегодном докладе «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет»

Достоинства УВН

1️⃣ Большая пропускная способность.

Линии УВН называют «электрическими магистралями». Натуральная мощность ЛЭП переменного тока представлена в формуле на рисунке:

Где U — линейное напряжение, Zc — волновое сопротивление линии, L и C — погонная индуктивность и ёмкость линии соответственно. Натуральная мощность P линии переменного тока пропорциональна квадрату напряжения U. Аналогичные выводы можно применить и к линиям постоянного тока:

Где U — линейное напряжение, Zc — волновое сопротивление линии, L и C — погонная индуктивность и ёмкость линии соответственно. Натуральная мощность P линии переменного тока пропорциональна квадрату напряжения U. Аналогичные выводы можно применить и к линиям постоянного тока.
https://t.iss.one/globalenergyprize/1139

От простого транзистора к революции производства. Рассказывает учёный

«Работа по запуску и массовому внедрению в производство нового транзистора - биполярного с изолированным затвором (БТИЗ) - шла в три этапа и заняла несколько лет.

1️⃣ На первом этапе, начало которого было положено в 1986 году, для БТИЗ была создана новая технология ультратонкой кремниевой подложки-пластины из очень дешёвого материала без эпитаксиального слоя. Это явилось прорывом, приведшим к созданию очень стабильного и недорогого устройства, устойчивого к току короткого замыкания и обладающего отличными коммутационными характеристиками.

2️⃣ Но понадобилось разработать совершенно новую конструкцию корпуса и технологию сопряжения чипов. В 1988 году был создан изолированный многокристальный силовой модуль на основе подложки, изоготовленной при помощи технологии прямого присоединения меди и предварительно согнутых базовых пластин.

3️⃣ Здесь уже стояла задача по запуску новых устройств в серийное производство. Сложность заключалась в том, что новый транзистор приводил к переосмыслению всего производственного процесса техники. «Потребовалось создание очень разумной структуры обучения для компаний во всем мире, наряду с созданием выдающейся университетской концепции по внедрению обучения новым технологиям силовых полупроводников и задачам в применении этих новых устройств», – комментирует Лео Лоренц.

Для вашего удобства - интервью с гендиректором OMV Райнером Зеле прямо на нашем телеграм-канале.

И оно же - в Youtube «Глобальной энергии».

В Китае электроэнергию успешно передали без проводов на расстояние 10 м.

Прототип устройства 10-метровой передачи энергии с помощью микроволн прошел экспертную приемку Китайской национальной корпорации электросети.

Ученые ожидают, что с помощью подобной системы можно передать электричество мощностью 1 кВт на расстояние до 20 м. Общая эффективность передачи энергии составляет 25,5%. 

Передача электроэнергии с помощью микроволн поможет дополнить традиционную проводную сеть и стать незаменимой в условиях ограничения передачи по проводам  — в особых географических условиях, на космических беспилотных аппаратах и зарядки беспроводной сети.

https://russian.news.cn/2021-09/01/c_1310161954.htm

В России появится первый частный карбоновый полигон

«СДС-Уголь» намерен создать в Кузбассе первый в России частный полигон для мониторинга выбросов CO2. К решению о создании полигона компанию могло подвести ужесточение углеродного законодательства, произошедшее в нынешнем году не только в Европе, но и в России. Это не могло не простимулировать поиск решений, снижающих углеродный след, в том числе за счёт создания карбоновых полигонов, позволяющих оценить секвестрационный потенциал различных культур.

Первый такой полигон был открыт в конце августа в Сибири на озере Кучак на базе биостанции Тюменского государственного университета. Оборудование полигона позволит осуществлять мониторинг выбросов CO2 на территории 10,6 тыс. га (что в четыре раза превышает площадь Москвы). Результаты работы полигона будут использоваться при создании карбоновых ферм, которые будут выращиваться специально для поглощения CO2.

Базой для карбонового земледелия могут стать заброшенные сельскохозяйственные земли. По оценкам экспертов ВШЭ, МШУ СКОЛКОВО и Международного центра конкурентного права и политики стран БРИКС, в России насчитывается около 80 млн. га неиспользуемых сельхозземель, которые ежегодно могут поглощать не мене 600 млн. т эквивалента CO2. Для сравнения: в 2020 г., по данным BP, объём эмиссии CO2 в России составил 1 432 млн. т.
https://globalenergyprize.org/ru/2021/09/02/v-kuzbasse-poyavitsya-pervyj-v-rossii-chastnyj-karbonovyj-poligon/

Декарбонизируя Штаты

В значительной мере электрогенерация США строится на использовании газа - более 40%. Далее идут атом и уголь - почти 20% и свыше 17% соответственно.

Если же рассматривать штаты по отдельности, картина становится гораздо более разнообразной. Так, Гавайи вырабатывают электроэнергию преимущественно из нефти - более 66%, находясь по этому показателю на первом месте в стране. И вот другие чемпионы:

Уголь - Западная Вирджиния, 80%.
Газ - Делавэр, 92%.
Ядерная энергия - Нью-Гэмпшир, 59%.
ГЭС - Вашингтон, 66%.
Геотермальная энергия - Невада, 10%.
Солнце - Калифорния, 16%.
Ветер - Айова, 58%.
Биомасса - округ Колумбия, 26%.

Источник

ОПЕК+ придержится плана

Министры энергетики стран-участниц сделки решили сохранить ранее утверждённый план-график увеличения добычи нефти на 400 тысяч баррелей в сутки ежемесячно. Стороны будут придерживаться его до декабря текущего года.

Как пояснил решение вице-премьер РФ Александр Новак, ключевым фактором на рынке является постепенное, но уверенное восстановление спроса на нефть. «Что касается 2021 года, мы отметили восстановление спроса. В среднем по году мы ожидаем рост спроса примерно на 6 млн. б/с, и, таким образом, останется в следующем году примерно 3-4 млн. б/с до полного восстановления. На сегодняшний день уровень спроса составляет 95 млн б/с, при том, что до кризиса он составлял 101 млн б/с», — сказал министр.

Россия в рамках плана-графика к октябрю восстановит 65% от сокращённой с мая 2020 года добычи нефти. В результате, по расчетам Минэнерго, в 2021 году добыча нефти в России составит 506 млн. тонн, что лишь на 1% ниже показателя 2020 года.
https://globalenergyprize.org/ru/2021/09/02/opek-budet-priderzhivatsya-plana/

Подключиться к газу станет проще: заявку можно будет подать через портал госуслуг

Потребители, которые захотят воспользоваться программой социальной газификации, анонсированной Президентом в ежегодном Послании Федеральному Собранию, смогут подать заявку на подключение к сетям в электронном формате – через портал госуслуг.

Как подключить газ:
1️⃣зарегистрироваться на портале госуслуг;
2️⃣оставить заявку;
3️⃣заполнить единый договор на подключение к сетям.

Заявка будет автоматически направляться единому оператору, ответственному за весь процесс доведения газа от магистрального газопровода до границы участка.

❗️Услуга предоставляется бесплатно.

По поручению Президента до 2023 года в России планируется провести ускоренную догазификацию, то есть доведение газа до границы участка в уже газифицированных населенных пунктах.

К 2030 году уровень газификации российских регионов достигнет 82,9%, а граждане получат возможность подключаться к сетям быстрее и с меньшими затратами.

❗️Уже на следующей неделе, 6 сентября

Церемония объявления лауреатов премии «Глобальная энергия» 2021 года. Кто участвует и из кого выбираем 👆

Достоинства УВН

2️⃣ Большая дальность передачи.

Пропускная способность линий электропередачи переменного тока уменьшается с увеличением расстояния, поэтому для передачи энергии на большие расстояния требуется более высокое напряжение. Экономически целесообразная протяжённость линии электропередачи СВН переменного тока на 500 кВ обычно составляет от 600 до 800 км, в то время как линия электропередачи УВН переменного тока на 1000 кВ обладает более высоким напряжением и меньшими потерями, что позволяет увеличить ее протяжённость до 1000-1500 км или даже выше. При этом дальность передачи ЛЭП УВН постоянного тока на ± 1000 кВ может достигать 5000 км.

УВН особенно подходит для межрегиональной или межконтинентальной передачи энергии в районы с её неравномерным распределением. Это может способствовать и интенсивному развитию, эффективному использованию и транспортировке возобновляемой энергии (например, гидроэнергии, энергии ветра и солнечной энергии) в отдалённые районы к центрам нагрузки (в больших масштабах и на большие расстояния).
https://t.iss.one/globalenergyprize/1257

Силовая электроника и AC/DC

На этом рисунке показана роль силовой электроники в преобразовании электроэнергии (AC/DC) в энергетической системе. Стоимость технологии будет стабильно снижаться, а сама технология – постоянно развиваться, обеспечивая более эффективный контроль над возобновляемыми источниками энергии и нагрузками, а также их интегрирование в сеть.

Некоторые из будущих тенденций в силовой электронике – повышение напряжения участков постоянного тока ветряных и фотоэлектрических систем – сделают их более эффективными, но при этом принесут и технические проблемы. Новые силовые полупроводники (широкозонные устройства) для силовых электронных компонентов снизят потребность в весе/материалах и повысят эффективность почти до 100%, обеспечив, таким образом, больший выход энергии и более эффективную эксплуатацию.

Кроме того, силовая электроника способна передавать гигаватты электроэнергии эффективным и надёжным способом из отдалённых районов (центров выработки электроэнергии) в городские районы, где спрос на электроэнергию высок.
https://t.iss.one/globalenergyprize/1195