Виртуальным электростанциям предстоит новое испытание сети

В 1950 году английский математик Алан Тьюринг разработал то, что он назвал «игрой в имитацию». Позже получил название Тест ТьюрингаВ эксперименте участнику-человеку предлагается поговорить с неизвестным партнером и попытаться определить, компьютер ли это или человек на другом конце линии. Если человек не может это понять, машина проходит проверку. Тест Тьюринга.

Электросеть операторы сейчас готовят свою версию игры. Виртуальный электростанциикоторые объединяют небольшие, распределенная энергия ресурсы все чаще используются для балансирования спроса и предложения электроэнергии. Вопрос в том, смогут ли они выполнять свою работу так же хорошо, как обычные электростанции?

Операторы сетей теперь могут это выяснить, проведя на этих электростанциях тест, подобный Тьюрингу, под названием Huels. Для прохождения теста Хюэлса производительность виртуальная электростанция должен быть неотличим от обычного электростанция. Судьей выступает человек-оператор сети.

Разработчик виртуальной электростанции ЭнерджиХаббазирующаяся в Бруклине, штат Нью-Йорк, разработала тест и изложила его в официальный документ выпущен сегодня. «На самом деле мы пытаемся обмануть операторов, заставив их почувствовать, что эти виртуальные электростанции могут действовать, ощущаться и пахнуть как обычные электростанции», — говорит Пол Хайнсглавный научный сотрудник EnergyHub. «Это своего рода первая лакмусовая бумажка».

Что такое виртуальные электростанции (ВЭС)?

Вопрос о выборе виртуальной или традиционной электростанции является своевременным. Виртуальные электростанции, или VPP, представляют собой сети таких устройств, как солнечная батарея на крыше панели, дом батарейкии интеллектуальные термостаты, которые объединяются с помощью программного обеспечения для коллективного снабжения или сохранения электроэнергии..

В отличие от обычных производство электроэнергии Системы, которые могут запустить один большой газовый завод, когда спрос на электроэнергию достигнет пика, ВЭС используют небольшое, широко распространенное оборудование. Например, VPP может использовать электроэнергию от сотен подключенных к сети устройств. электромобили или на крыше солнечные панели. Или это может заставить умные термостаты в домах или на предприятиях отключать системы отопления или охлаждения, чтобы снизить спрос.

Эта технология появляется в то время, когда опасения по поводу спроса на электроэнергию в центрах обработки данных достигают апогея. Консалтинговое агентство BloombergNEF оценки Потребность центров обработки данных в энергии Соединенные Штаты достигнет 106 гигаватт к 2035 году– на 36 процентов больше, чем прогнозировалось всего семь месяцев назад.

Как коммунальные предприятия и сетевые операторы будут удовлетворять растущий спрос, неясно, и они сталкиваются с проблемами на многих фронтах. Турбины для природный газ растения находятся в невыполненном заказе и новые ядерные реакторы до этого еще много лет. Ветер и солнечная энергия, хотя и дешевы и быстро строятся, не производят электричество 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, центры обработки данных спроса и столкнуться с тяжелой политической борьбой под руководством администрации Трампа.

Все это вместе создало открытие для VPPчто могло бы добавить в сеть гигаватты без существенного повышения тарифов на электроэнергию. “Это политический вопрос. Если вы сказали, что собираетесь взять под контроль расходы на электроэнергию, это буквально единственный способ сделать это за 12 месяцев”, – говорит Джигар Шаха чистая энергия инвестор в Множитель в Вашингтоне, округ Колумбия, который возглавлял Управление кредитных программ Министерства энергетики США при администрации Байдена.

VPP также могут снизить потребность коммунальных предприятий в инвестициях в распределительное оборудование, избегая цепочка поставок дефицит и завышенные цены, говорит Шах. «Нет другой идеи, которую можно было бы реализовать за 12 месяцев и которая имела бы такой большой эффект», — говорит он.

По данным США в 2024 г. Министерство энергетики отчетК 2030 году ВЭС смогут обеспечить мощность от 80 до 160 гигаватт по всей территории США — этого будет достаточно, чтобы удовлетворить от 10 до 20 процентов пикового спроса в сети.

Как VPP могут завоевать доверие сетевых операторов?

Но сначала разработчикам VPP необходимо привлечь на свою сторону разработчиков сетевых технологий. Такие тесты, как тест Хюэлса, имеют решающее значение для укрепления этого доверия. «Для того, чтобы мы могли полагаться на VPP, им необходимо пройти тест Huels, а операторы должны иметь возможность рассчитывать на то, что VPP будут поставлять электроэнергию, когда она потребуется», — сказал он. Лорен Швисбергруководитель некоммерческой исследовательской группы Институт Роки Маунтин который стал соавтором недавнего отчет на ВПП и не участвовал в разработке теста.

Маттиас Юэлсинженер, проработавший более четырех лет в EnergyHub, впервые придумал идею испытания в 2024 году. После обсуждения этой идеи с коллегами и, что несколько иронично, ЧатGPTHuels представил концепцию компании.

Хьюлс разработал тест субъективно. В настоящее время, в своей самой ранней версии, он, судя по всему, следует руководящему принципу, аналогичному постановлению Верховного суда:Я знаю это, когда вижу это» тест на то, что отличает порнография из эротического искусства. То есть: прохождение теста зависит от того, кто судит. Если оператор сети считает, что энергия от ВЭС так же надежна, как и электричество от реальной электростанции, сжигающей газ для производства электроныто ВПП прошло.

Тест Хьюлса состоит из четырех уровней. Чтобы достичь уровня 1, VPP должна быть в состоянии снизить спрос в сети, например, успешно запланировав снижение мощности интеллектуальных термостатов, когда в сети наблюдается максимальный спрос. Чтобы достичь уровня 2, VPP должна быть способна реагировать на рыночные и сетевые данные и снижать спрос, когда цены достигают определенного уровня, или подключаться к солнечным панелям или батареям, когда требуется электроэнергия. На этих уровнях участвуют люди, принимающие решения.

Прохождение теста Хюэлса происходит на уровне 3. Именно на этом этапе VPP может функционировать автоматически, поскольку он оказался достаточно надежным, чтобы его можно было отличить от газовой пиковой электростанции – типа электростанции, которая подключается в качестве резервной только тогда, когда сеть находится под нагрузкой. Прохождение уровня 4 предполагает, что VPP действуют полностью автономно, корректируя выпуск на основе ряда активно меняющихся переменных в течение дня.

«Имитационная игра, которую придумал Алан Тьюринг, заключалась в следующем: может ли компьютер обмануть следователя, заставив его думать, что он на самом деле человек, даже если это компьютер», — говорит Хайнс. «Мы предлагаем идею теста, который позволил бы нам сказать: можем ли мы обмануть оператора сети, заставив его думать, что на самом деле решает его проблемы агрегация множества устройств, а не большой газовый завод?»

Могут ли ВЭС имитировать газовые пиковые установки?

Пиковые электростанции генерируют электроэнергию только около 5 процентов времени в течение своего срока службы. Это облегчает их имитацию для ВЭС, потому что, как и в случае с пиковыми электростанциями, ограниченное количество энергии, которое может быть предоставлено ответ на запрос или собранный из батарей, обеспечивает только всплески мощности, которые продолжаются несколько часов за раз.

Гораздо сложнее создать полномасштабный газовый завод, который работает 65 процентов времени и более, или атомную электростанцию, которая обычно работает не менее 95 процентов времени. Для этого потребуется оборудовать сеть VPP хранилищем длительного хранения, которое можно будет включать в течение дня, когда солнечные панели работают на пике мощности, и разряжать всю ночь. «Вы начинаете говорить о VPP с большим количеством батарей, которые могут работать 365 дней в году», — говорит Хайнс. «Это дорога, по которой мы можем пойти».

EnergyHub проводит испытания своих систем VPP в Huels. В прошлом году EnergyHub успешно провел испытания с государственной службой Аризоны, Дьюк Энерджи в Северной Каролине и Национальная сеть в Массачусетс. В Аризоне программное обеспечение EnergyHub подключалось к домам с солнечными панелями и интеллектуальными термостатами и включало кондиционеры для «предварительного охлаждения» домов в течение дня, когда солнце вырабатывало много электроэнергии. Это позволило крупнейшему коммунальному предприятию штата снизить спрос в часы пик, когда жители обычно возвращаются домой с работы, чтобы включить электроэнергию. телевизоры и включить кондиционеры.

«Из-за солнечной энергии в середине дня у вас слишком много электроэнергии, затем наступает ранний вечер, и вы заставляете людей увеличивать вечернюю нагрузку как раз в тот момент, когда солнечная энергия снижается», — говорит Хайнс. “Вам нужно что-то, что сможет справиться с этим графиком. Мы создали что-то, что может это сделать”.

Это дает компании оценку где-то между 2 и 3 по шкале тестирования Huels. Прохождение уровня 3 «займет несколько лет», говорит Хайнс.