Die von NREL entwickelte Software PREconfiguring and Controlling Inverter SEt-points (PRECISE) hilft Energieversorgern dabei, optimale Wechselrichtermodi und -einstellungen für verteilte Solaranlagen zu identifizieren. PRECISE ist ein eigenständiges System, mit dem Versorgungsingenieure die PV-Erzeugung nahtlos miteinander verbinden können, wodurch die Wartezeit und die Kosten für die Kunden erheblich gesenkt werden. PRÄZISE: Reduzierung von Kosten und Verzögerungen für PV auf dem Dach
Automatisierungstool: PRECISE: Reduzierung von Kosten und Verzögerungen für PV auf dem Dach
Jeden Tag erhalten Energieversorger im ganzen Land Anträge von Kunden, die ihre Solaranlagen auf dem Dach an das Stromnetz anschließen möchten – bis zu Hunderte pro Tag und Tausende pro Woche. Dieses hohe Volumen an Verbindungsanfragen zeigt keine Anzeichen einer Verlangsamung, da die Preise für Photovoltaik (PV)-Systeme sinken und Staaten und lokale Regierungen ihren Gemeinden höhere Ziele für erneuerbare Energien setzen.
Dieser Anstieg der Solarverbindungsanfragen hat die Energieversorger vor eine neue Herausforderung gestellt, da jeder eingegangene Antrag eine technische Bewertung erfordert, um die potenziellen Netzauswirkungen der neuen Solaranlage zu bewerten. Diese technische Bewertung bewertet die Auswirkungen auf die Stromqualität und die Infrastrukturanlagen und ist ein Schlüsselelement des Verbindungsgenehmigungsverfahrens eines Versorgungsunternehmens. Derzeit evaluieren Versorgungsunternehmen Verbindungsanwendungen manuell, was bedeutet, dass die Nachfrage nach bereits überlasteten Verteilungsingenieuren steigt.
Um das wachsende Volumen an Anfragen zu bewältigen, wenden sich Versorgungsunternehmen zunehmend an Hosting-Kapazitätsanalyse um der Öffentlichkeit Einblick in die Kapazität ihrer Netze für die Aufnahme von Solarenergie zu geben. Die resultierenden Karten der Hosting-Kapazität bieten Kunden eine umfassende Momentaufnahme, um zu wissen, ob ihr lokales Netz neue Solargenerationen aufnehmen oder hosten kann. Obwohl diese Karten für die Planung auf hoher Ebene nützlich sind, beantworten sie immer noch nicht die Frage, ob einzelne Solaranwendungen mit dem Netz verbunden werden können, da jede Verbindung einzigartige lokale Beschränkungen des Verteilungssystems auslösen kann.
Automatisierung des Kundenverbindungsprozesses
Netzforscher des National Renewable Energy Laboratory (NREL) arbeiteten mit dem Sacramento Municipal Utility District (SCHMUTZ), um diesen Schmerzpunkt im Verbindungsprozess zu lösen.
„Unser Projektteam wollte verstehen, wie ein Energieversorger Solaranwendungen schnell und robust bewerten und dabei technisch gründlich vorgehen kann“, sagte Killian McKenna, leitender Forscher im Grid Planning and Analysis Center des NREL und Hauptforscher der Bemühungen.
Ihre Lösung war PRÄZISE – VORKONFIGURIEREN UND KONTROLLIEREN Inverter SEt-points – ein Tool, das schnelle und automatisierte Verbindungsbewertungen durchführt und sich nahtlos in den bestehenden Geschäftsverbindungs-Workflow von SMUD integriert.
„Die Bewertung der PV-Verbindung wird zu einem zeitaufwändigen Prozess, da jedes vorgeschlagene Solarstromsystem einzeln im Detail überprüft werden muss, um sicherzustellen, dass es sicher mit unserem Netz funktioniert“, sagte Sheikh Hassan, ein leitender Vertriebsingenieur bei SMUD. „PRECISE reduziert diese Bewertungszeit erheblich, indem es sofort die optimalen Wechselrichtereinstellungen für einen bestimmten Standort ermittelt.“
PRECISE ging am 26. Februar 2022 bei SMUD live und hat in den ersten sechs Betriebsmonaten über 1.700 Anträge bearbeitet, durchschnittlich 13 Anträge an jedem Geschäftstag und bis zu fast 30 Anträge an einem Tag. Das Tool selbst kann für die Verarbeitung einer beliebigen Anzahl von Anwendungen skaliert werden: Durch Automatisierung, Datenintegration und schnelle Rechentechniken kann PRECISE problemlos täglich Hunderte von Anwendungen verarbeiten.
„Dies ist ein hervorragendes Ergebnis für unser Team und hat sichergestellt, dass die Mitarbeiter die benötigte Hilfe erhalten, während der Verbindungsprozess beschleunigt und die Kosten für unsere Kunden gesenkt wurden“, sagte Sruthi Nadimpalli, Projektmanager für Informationstechnologie (IT) bei SMUD. Diese Funktionalität wurde PRECISE 2019 mit einem R&D 100 Award ausgezeichnet, hat Kunden dabei geholfen, mehr Solarenergie in den Versorgungsgebieten von SMUD sicher und effizient zu installieren, und hat weltweites Potenzial.
Die Automatisierung dieses Workflows ist kompliziert. Um technisch streng zu sein, automatisiert PRECISE die Modellierung aller über 40.000 sekundären Verteiler von SMUD – oder des Niederspannungs-Verteilsystems, das mit Häusern und Solardächern verbunden ist – und zieht nach Bedarf Advanced Metering Infrastructure (AMI)-Daten ein. Das Tool verwendet auch lokale Einstrahlungsmessungen im Versorgungsgebiet von SMUD und erstellt mathematische Modelle jedes eingehenden PV-Systems. Dies beinhaltet die Modellierung aller Komponenten der Solarmodule und ihrer Ausrichtung sowie der Wechselrichter und intelligenten Wechselrichterfähigkeiten, um die Bewertung vorzunehmen.
Der gesamte Prozess ist automatisiert, um sicherzustellen, dass PRECISE Daten einzieht, sobald die Verbindungsanwendung eines Kunden erstellt ist, und die nachgelagerten Geschäftsteams (dh Planung, Messung, Leitungsdesign) aktualisiert, sobald die Berechnungen abgeschlossen sind, wodurch ein optimierter Solarverbindungsprozess entsteht, der darauf zugeschnitten ist den einzigartigen lokalen Anforderungen von SMUD entsprechen.
Solarlösungen für alle finden
Ein gängiges Szenario für SMUD-Kunden sind Anfragen zur Verbindung von Solarstromsystemen, die größer sind, als das Netz an einem bestimmten Ort aufnehmen könnte. PRECISE automatisiert eine Bewertung, welche Systemgröße das Netz aufnehmen kann und wie fortschrittliche Wechselrichterfunktionen die Genehmigung unterstützen können. In diesen Szenarien verfügen Planungsingenieure über diese Informationen und können mit dem Kunden zusammenarbeiten, um eine Lösung zu finden, damit das PV-System erfolgreich zusammengeschaltet werden kann.
Für jede PV-Verbindungsanwendung in Privathaushalten bewertet PRECISE die Auswirkungen des Verbindungsvorschlags und bewertet die Notwendigkeit, intelligente Wechselrichterfunktionen zu verwenden.
„Die Aufgabe, optimale intelligente Wechselrichtereinstellungen zu bestimmen, um unsere PV-Hosting-Kapazität zu maximieren, wird komplexer und zeitintensiver, wenn die Zahl der PV-Verbindungsanwendungen zunimmt“, sagte Hassan. Intelligente Wechselrichterfunktionen können der entscheidende Faktor dafür sein, ob eine Verbindung verkleinert werden muss oder nicht, und PRECISE ermöglicht diese Bewertung, indem es die Wechselrichterfunktionen nach Bedarf nutzt, um mehr Solarenergie in das Netz einzubringen.
Partnerschaften für bahnbrechende Ergebnisse und zukünftige Möglichkeiten
Um PRECISE zu verwirklichen, arbeitete NREL eng mit einem SMUD-Team zusammen, dem mehr als 20 Mitarbeiter angehörten, die in mehreren Abteilungen des Versorgungsunternehmens tätig waren – darunter Experten für geografische Informationssysteme (GIS), Leiter der Infrastruktur für fortschrittliche Zähler, Vertriebsingenieure, Datenbankadministratoren, Anwendungsadministratoren und Informationen Technologieprojektmanager und Geschäftsprozessexperten.
NRELs Projektteam eingeschlossen Kapil Duwadider die Rolle des Anwendungsentwicklers spielte, Aadil Latifder die Modellierung des gesamten Vertriebssystems von SMUD automatisierte, und Killian McKennader die Bemühungen beaufsichtigte.
Die enge Zusammenarbeit zwischen NREL-Ingenieuren und einem vielfältigen SMUD-Team war entscheidend für die erfolgreiche Integration und Automatisierung von PRECISE. Das Projekt war die erste Automatisierung des Bewertungsprozesses für technische Zusammenschaltungen dieser Art, die als Vorlage für viele Versorgungsunternehmen dienen könnte, die die zunehmende Herausforderung der Bewertung neuer Zusammenschaltungsanfragen automatisieren möchten. „PRECISE ist ein hochmodernes Bewertungstool für PV-Verbindungen, das es Versorgungsunternehmen ermöglicht, kostengünstig mehr Solar zu hosten“, sagte Hassan.
Angesichts dieser Leistung prüfen NREL und SMUD künftige gemeinsame Kooperationen, nachdem PRECISE nun die verschiedenen Versorgungsdatensätze (z. B. Zählerdaten, GIS, Verbindungsanwendungen) verknüpft hat, die für die automatisierte Bewertung neuer dezentraler Energieressourcen benötigt werden. PRECISE könnte nun auf große kommerzielle Solaranlagen angewendet werden, um die Batteriespeicherung zu bewerten oder die Auswirkungen von Elektrofahrzeugen beim Anschluss an das Stromnetz zu bewerten.
„Die Zukunft für die Planung und den Betrieb von Netzen liegt in einer verstärkten Automatisierung zur Bewertung des Zustands, der Auswirkungen und der Möglichkeiten einer zunehmenden Menge an verteilten Energieressourcen“, sagte McKenna. „PRECISE ist ein erster Schritt von vielen, um diese Zukunft zu erreichen.“
Lerne mehr über Netzmodernisierungsforschung von NREL, Forschung zur Energieanalyseund Solarforschung, oder kontaktieren Sie Senior Researcher Killian McKenna unter [email protected].
Ursprünglich veröffentlicht am NREL.
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