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Jun 22, 2023

4 Übertragungstechnologien zum Anschauen

Während der Kongress, das Energieministerium und die Federal Energy Regulatory Commission versuchen, neue Übertragungen voranzutreiben, werden Anstrengungen unternommen, um bestehende Übertragungsanlagen zu verbessern und dort zu erweitern, wo sie hingehen können.

Während der Kongress, das Energieministerium und die Federal Energy Regulatory Commission versuchen, neue Übertragungen voranzutreiben, werden Anstrengungen unternommen, um bestehende Übertragungsanlagen zu verbessern und dort zu erweitern, wo sie hingehen können.

Laut Kevin Ludwig, stellvertretender Vizepräsident und Leiter für Netzlösungen bei, streben Übertragungsentwickler beispielsweise zunehmend nach einer „gemeinsamen Nutzung der Wegerechten“ und verhandeln direkt mit Bahnstrecken und staatlichen Interessenvertretern von Autobahnen über die Nutzung dieser Korridore zur Verlegung von Übertragungsleitungen Schwarz und Veatch. Ein Schwerpunkt sei auch die Nutzung von Binnenwasserstraßen mit Seekabeln, gepaart mit einem Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungssystem, um große Energiemengen zu transportieren, fügte Ludwig hinzu.

In Bezug auf die bestehende Übertragungstechnologie werden Hochtemperaturleiter mit geringer Durchbiegung in Nischenfällen eingesetzt, vor allem dann, wenn Übertragungseigentümer mehr Leistung in einem Korridor übertragen möchten oder ihre Übertragung über eine große Entfernung hinweg erfolgen muss, aber durch spezielle Kreuzungen eingeschränkt sind. Sagte Ludwig. Solche Leiter haben einen hitzebeständigen Verbundkern anstelle von Stahl, der üblicherweise zur strukturellen Unterstützung von Leitungen verwendet wird, sodass mehr Strom durch die Leitung geleitet werden kann, ohne dass sie sich ausdehnt und durchhängt.

„Das Hindernis für eine breitere Umstellung auf Hochtemperaturleiter mit geringem Durchhang sind die Kosten und die für die Installation erforderlichen Spezialwerkzeuge/Hardware“, sagte Ludwig. Aber es gibt neue Entwicklungen in diesem Bereich, die die Installation von Verbundleitern mit den gleichen Werkzeugen/Hardware wie herkömmliche Leiter ermöglichen und dabei die Vorteile des Hochtemperaturbetriebs nutzen. Unabhängig davon gibt es auch Fortschritte in der Leiterüberwachungstechnologie, die Bewertungsanpassungen in Echtzeit statt einer statischen Bewertung ermöglichen, die oft auf Worst-Case-Bedingungen basiert, die nur für einen kleinen Teil eines Jahres bestehen. Diese Technologie ermöglicht einen zusätzlichen Energiefluss ohne Investitionen in neue Leiter und wird von den Versorgungsunternehmen aufgrund der FERC-Verordnung 881 zur Verbesserung der Übertragungsleitungsleistung eingeführt.

An anderer Stelle sagte Ludwig, es seien Pilotprojekte mit Hochtemperatur-Supraleiter-Stromleitungen im Gange, die unterirdische Infrastrukturen einbeziehen, die mit flüssigem Stickstoff gekühlt werden und eine Übertragung nahezu ohne Widerstand ermöglichen. Darüber hinaus werden Wechselstromübertragungsleitungen – die typischerweise durch Leistungsschalter gesteuert werden, die es dem Bediener nur ermöglichen, die Leitungen ein- oder auszuschalten – immer dynamischer, da Steuerungen den Stromfluss durch Anpassung der Impedanz der Leitung regulieren können, ähnlich wie die Verwendung eines Ventils zur Regulierung des Wasserflusses .

Unter den Unternehmen, die Pionierarbeit bei neuen übertragungsbezogenen Technologien leisten, die den Versorgungsunternehmen helfen, sind vier erwähnenswert:

Die Lösungen zur Überlastungsüberwachung und -minderung von NewGrid für das Netz nutzen die „Optimierung der operativen Übertragungstopologie“, sagte Todd Allmendinger, Direktor für Beratung und Forschung bei der Cleantech Group. Dadurch können Engpässe umgeleitet und Engpässe umgeleitet werden, um Überlastungen und Einschränkungen bei erneuerbaren Kraftwerken zu vermeiden. Dies geschieht durch das Öffnen und Schließen von Übertragungskreisen, ähnlich wie Ampeln in einer Großstadt.

Das Unternehmen wendet Methoden aus dem Design und der Simulation von Computerchip-Schaltkreisen auf die Netzplanung an, sagte Allmendinger. „Sie haben ein physikbasiertes Netzmodell entwickelt, mit dem Simulations- und Optimierungsszenarien für die langfristige Planung ausgeführt werden können.

„Anfänglich die Übertragungsnetze in den USA ins Visier zu nehmen, ist ein kluger Schachzug des Unternehmens, da dieser bundesweit reguliert ist und daher auf nationaler Ebene auf saubere Daten zugreifen kann“, sagte er. Mit der im Januar eingeworbenen Startfinanzierung plant das Unternehmen eine Aufstockung sein Portfolio an ISO-Kunden. Allmendinger weist darauf hin, dass sie zum Teil für diejenigen wichtig sind, die Übertragungs- und Verteilungssysteme besitzen und betreiben: Ihre längerfristige Vision besteht darin, „eine zentrale Anlaufstelle für die Planung der Echtzeitsteuerung aller Verteilungs-, Übertragungs- und Verteilungssysteme zu werden.“ Microgrid-Netzwerke“, sagte er.

Pearl automatisiert die Erstellung von Basis-Case-Planungsmodellen für Kunden, die den traditionellen „handgefertigten“ Ansatz satt haben, der mehr Personalzeit kostet. Diese Modelle waren ein Segen für Kunden, die ihre Kosten senken und eine höhere Effizienz bei der Planung neuer Investitionen, einschließlich Übertragungs- und anderen Projekten, erzielen wollten. Ein potenzieller Nachteil der Automatisierung von Basisfallplanungsmodellen ist jedoch das Problem, das entsteht, wenn zu Beginn des Prozesses bei der Erstellung von Basisfällen Daten von geringer Qualität verwendet werden.

Das in Kalifornien ansässige Unternehmen modernisiert bestehende stahlbasierte Leiter-/Draht-Übertragungstechnologien – ein Segment des Netzes, das sich über mehr als ein Jahrhundert kaum verändert hat.

Laut Gründer und CEO Jason Huang produziert das Unternehmen eine neue Art von elektrischen Leitern (die in Übertragungs- und Verteilungsnetzen verwendet werden), mit denen die Kapazität bestehender Leitungen um das 2,5-fache erhöht werden kann, ohne dass die bestehende unterstützende Infrastruktur (z. B. Masten, Masten usw.) geändert oder nachgerüstet werden muss. Türme). „Dies ermöglicht es den Netzbetreibern, große Zuwächse bei der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien zu akzeptieren, die online gehen, und das bei minimalen Zusatzkosten für die Stromverbraucher“, sagte Huang. Dies wird wichtig, da in den nächsten Jahren immer mehr dieser Ressourcen online verfügbar sein werden. Ein Vorteil der TS-Technologie bestehe daher darin, dass sie ein begrenztes Stromnetz zu möglichst geringen Kosten eröffne, um erneuerbare Energien den Weg zu den Kunden zu ermöglichen, sagte Hervé Touati, Chief Strategy Officer von TS.

Im vergangenen Dezember finanzierte TS drei Partner – Breakthrough Energy Ventures, National Grid Partners und eine Tochtergesellschaft von NextEra Energy – seine 25-Millionen-Dollar-Investitionsrunde. Touati weist schnell auf die möglichen Auswirkungen seiner Technologien auf die Netzstabilität hin. In einer Zeit, in der die Nachfrage nach Hardware steigt, die extremen Wetterbedingungen standhält, sind TS-Leiter 2,4-mal stärker als ihre Gegenstücke mit Stahlkern, die seit dem frühen 20. Jahrhundert für Übertragungs- und Verteilungsnetze verwendet werden.

Die globale Erwärmung führt dazu, dass die Leitungen heißer werden, was bedeutet, dass sie weniger Kapazität aushalten können. Touati sagt: „TS-Leiter haben eine Wärmeausdehnung, die erheblich geringer ist als die Wärmeausdehnung von Stahl – genauer gesagt 193-mal niedriger. Infolgedessen sind TS-Leiter bei höheren Temperaturen viel weniger anfällig für Durchhängen.“

TS Conductor wurde von PG&E für die Brandsanierung ausgewählt. Die spezielle Technologie, die ausgewählt wurde, sind die intelligenten, abgedeckten Leiter von TS. Touati erklärte, dass „die Leiter außen durch eine Isolierung geschützt („abgedeckt“) sind und im Inneren eine optische Faser enthalten, die als Sensor fungiert, um erhöhte Temperaturen oder andere Anomalien auf der Leitung zu erkennen. Die beabsichtigte Verwendung ist nicht das Verteilungsnetz von PG&E das Übertragungsnetz.“

Larry Miloshevich, ein unabhängiger Anwalt für Fragen der Energiepolitik und Energieregulierung, lernte TS Conductor kennen, als er an einem Übertragungsverfahren vor der staatlichen Kommission für öffentliche Versorgungsbetriebe beteiligt war, in dem es um den Antrag von Xcel Energy auf den Bau einer 1,7 Milliarden US-Dollar teuren und 560 Meilen langen Übertragungsleitung namens Colorado ging Kraftweg. Die Leitung wird hochwertige erneuerbare Ressourcen im Osten Colorados erschließen.

„Früher wusste ich nicht, dass ein Leiter mit Kohlenstoffkern eine Alternative zur herkömmlichen ACSR-Übertragungsleitung mit Stahlkern [Aluminiumleiter mit Stahlverstärkung] darstellt, aber ... anhand technischer Daten wurde schnell klar, dass [der] Leiter mit Kohlenstoffkern und insbesondere der TS-Leiter ist die Zukunft der Übertragungsleitungen“, sagte Miloshevich.

„Während neue Materialien und Designs für Übertragungsleitungen vielleicht nicht wie eine revolutionäre Anwendung klingen, die das Potenzial hat, den Übergang zu erneuerbaren Energien zu beschleunigen und ihre Kosten zu senken, ist sie es aus mehreren Gründen. Der Kohlenstoffkern des TS-Leiters ist stärker und.“ „Es ist leichter als der herkömmliche Stahlkernleiter und weist eine sehr geringe Ausdehnung und einen sehr geringen „Leitungsdurchhang“ auf, der durch Erwärmung beim Transport höherer elektrischer Leistung verursacht wird“, fuhr er fort.

„Die höhere Festigkeit ermöglicht die Verwendung von hochleitfähigem, aber weicherem ‚geglühtem‘ Aluminium zur Stromübertragung, wohingegen geglühtes Aluminium nicht mit [dem] herkömmlichen ACSR-Leiter verwendet werden kann, da das Aluminium einen Teil der Festigkeit liefern muss, also härter und weniger leitfähig ist.“ „Aluminium muss mit [dem] traditionellen Leiter verwendet werden“, fügte Miloshevich hinzu.

Auf die Frage nach TS sagte der Mitbegründer des Rocky Mountain Institute, Amory B. Lovins, dass er „zugestimmt habe, TS Conductor zu beraten, weil seine einzigartige Technologie für die Entlastung des Netzes durch eine profitable und bequeme Umleitung im Rahmen bestehender Rechte von so großer Bedeutung zu sein scheint.“ -Weg. Dies könnte die dringende Beseitigung von Übertragungsengpässen für den Ausbau erneuerbarer Energien um ein Jahrzehnt verkürzen – und auch die Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit sehen hervorragend aus“, sagte Lovins.

Im vergangenen Dezember gab die New York Power Authority (NYPA) bekannt, dass sie die berührungslosen LiDAR-Sensoren (Light Detection and Ranging) von LineVision einsetzen wird, um ihre 230-kV-Übertragungsleitungen in den Landkreisen Franklin und Clinton, beide im Norden des Bundesstaates New York, zu überwachen. Die Sensoren erschließen nicht nur zusätzliche Kapazitäten im Netz, ihre Daten liefern auch Einblicke in den Zustand der Leiter und unterstützen die „Echtzeiterkennung von Anomalien und potenziellen Risiken für das Übertragungssystem“, so Jonathan Marmillo, Mitbegründer und Vizepräsident von LineVision Produkt Management.

Marmillo erklärte, dass „Versorgungsunternehmen auf widerstandsfähigere und optimierte Netze umsteigen. Besonders im Zeitalter des Klimawandels stellen wildere, heftigere Stürme eine Gefahr für Übertragungsleitungen dar. Wir haben gesehen, wie Stromleitungen Waldbrände verursachten; wir haben gesehen, wie sie vereisten.“ In den meisten Fällen müssen sich 70 Jahre alte Leitungen mit modernen Problemen auseinandersetzen, die nicht nur auf Kapazitätsprobleme beschränkt sind. Und das können sie einfach nicht. Unser Sensor bietet ein vollständiges Bild davon, was auf den Leitungen passiert – Sie bieten Daten an, über die sie noch nie zuvor verfügt haben, ohne einfach ein Team loszuschicken, das rund um die Uhr jede Linie physisch inspiziert. Unser Sensor erledigt das für sie.“

Laut Babak Enayati, Manager für DG-Standards und neue Technologien bei National Grid, „sind die Sensoren von LineVision das Herzstück unseres Technologieprogramms zur Netzverbesserung, da die dynamische Leitungsbewertungslösung es uns ermöglicht, die Sichtbarkeit der Kapazität unseres Stromübertragungsnetzes zu erhöhen.“ Beim Testen dieser Sensoren im vergangenen Jahr haben wir festgestellt, dass das Überwachungssystem und die Dynamic Line Ratings-Plattform von LineVision eine Kapazitätssteigerung von 31 % gegenüber Umgebungsleitungsbewertungen und eine Steigerung von 45 % im Vergleich zu statischen Bewertungen bieten. Die Kenntnis der Bewertung der Übertragungsleitung hilft uns dabei Optimieren Sie den Systembetrieb.