Микросетевое решение получает высшие баллы в университетском городке

MSU — государственный исследовательский университет, расположенный всего в 19 км от Нью-Йорка. В нем проходят обучение более 21 000 студентов, что почти вдвое больше, чем два десятилетия назад. У главного входа в MSU стоит бронзовая скульптура красного ястреба, символа школы, высотой 3,6 метра. По кампусу площадью 102 га проходят обсаженные деревьями улицы и пешеходные дорожки, гуляя по которым можно полюбоваться зданиями в испанском колониальном стиле возрождения с белыми оштукатуренными стенами и нависающими терракотовыми карнизами.

Два таких здания, расположенные рядом на улице Йоги Берра Драйв, не демонстрируют ни намека на то, что внутри них скрываются прекрасные образцы технического прогресса. В более крупном здании находится университетская когенерационная установка, вырабатывающая тепло, холод и электроэнергию, введенная в эксплуатацию в 2013 году. От этого здания короткая дорожка ведет ко второму, меньшему по размеру зданию, в котором размещается оборудование микросети MSU, эксплуатируемое с начала 2018 года.

Финансирование обоих объектов осуществлялось в рамках государственно-частного партнерства между MSU и энергетической компанией DCO Energy из Нью-Джерси. По словам Коннолли, это партнерство позволило внедрить когенерационную установку, а затем и микросеть.

«Это отличный инструмент для финансирования ключевых энергетических проектов, особенно на фоне того, что бюджеты высших учебных заведений становятся все более ограниченными», — говорит он.

Университетская когенерационная установка мощностью 5,4 МВт энергетически эффективно генерирует пар для теплоснабжения и охлажденную воду для кондиционирования воздуха, а также производит электроэнергию из природного газа. Она обеспечивает 85 процентов потребностей университета в электроэнергии, а остальное электроснабжение осуществляет региональная энергокомпания.

Такая организация энергоснабжения не является необычной для больших университетских городков, и в отсутствие не зависящих от энергокомпании событий она работает хорошо. Неисправности, вызванные ураганами, сильными снегопадами, автомобильными авариями и даже бродячими животными, иногда приводят к отключению подачи электроэнергии через магистральную сеть, что влияет на электроснабжение кампуса.

«С учетом 6000 студентов, проживающих в кампусе, большого числа зданий и наличия исследовательских программ на уровне докторских диссертаций, требующих использование чувствительных к изменению температуры образцов и оборудования, мы нуждаемся в электроэнергии круглосуточно», — говорит Коннолли.

И здесь в дело вступает микросеть, работающая на природном газе. В тандеме с когенерационной установкой она обеспечивает дополнительную выработку электроэнергии и ее интеллектуальное распределение.

«Мы разработали настоящую микросеть во всех смыслах этого слова», — говорит Кайл Ганди, менеджер по электротехнике DCO Energy.

Основу микросети составляет контроллер SEL. Перед его установкой инженеры SEL провели тщательное программно-аппаратное тестирование, чтобы убедиться, что он успешно взаимодействует с моделью микросети при различных смоделированных сценариях.

Тестирование полностью подтвердило эффективность решения.

По словам Ганди, контроллер не только за миллисекунды реагирует на прерывания внешнего энергоснабжения, но также определяет, сколько, когда и куда микросеть должна подавать электроэнергию.

«Отказоустойчивость является большим преимуществом микросетей, а в этой системе она вдобавок оптимизирована, — поясняет он. — Если в магистральной энергосети произойдет сбой, микросеть MSU плавно перейдет в автономный режим и обеспечит автоматическое восстановление нагрузки. Электричество не выключится. Свет не погаснет. Никто даже не заметит, что произошел сбой».

За плавное выполнение таких переходов отвечает сложная система управления микросетью. Также, по словам Ганди, микросеть дает не только эксплуатационные, но также и финансовые преимущества.

Коннолли надеется, что выгоды, получаемые MSU от микросети, послужат путеводной звездой и для других университетов.

«Они естественные кандидаты на использование микросетей, — говорит он. — Будь то обеспечение безопасности студентов или защита дорогостоящих исследовательских лабораторий, кампусам необходимо электричество круглосуточно».

Поскольку во многих университетах есть когенерационные установки, добавление микросети в большинстве случаев повышает эффективность их использования и позволяет экономить деньги. Более того, микросети могут создать поток доходов через продажу электроэнергии региональным энергокомпаниям в зависимости от условий спроса.

Вместе с тем, для создания такой энергетической экосистемы требуется «сообразительный» контролер. «Без него микросеть будет инертной смесью энергетических технологий, — говорит Бхарат Туммала, менеджер инженерно-технической службы филиала SEL в городе Кинг-оф-Праша, штат Пенсильвания, который курировал проектирование контроллера для MSU.

Он поясняет, что вместо готового решения, изготовленного одной компанией, большинство микросетей представляет собой комбинацию оборудования разных поставщиков — от генераторов и инверторов до переключателей и проводов.

«Хороший контроллер может взаимодействовать с этими технологиями и управлять ими так, что они эффективно работают вместе», — говорит он.

Компания SEL эффективно решает такие задачи, поскольку она разрабатывала специальные контроллеры на основе индивидуальных требований клиентов еще до того, как термин «микросеть» стал в отрасли модным словом.

«SEL понимала пользу микросетей и контроллеров задолго до урагана Сэнди», — говорит Туммала, добавляя, что компания разрабатывала системы управления и для других университетов, муниципалитетов, военных и промышленных объектов.

Основным компонентом системы управления SEL является цифровое защитное реле — технология, которую в 1982 году изобрел доктор Эдмунд О. Швайцер, III, основатель SEL.

Многолетний опыт решения самых разных задач в сочетании с тем, что SEL изготавливает свою продукцию на собственных предприятиях, «позволяет нам создавать индивидуальные системы, которые решают задачи наших клиентов интеллектуально и эффективно», — говорит Туммала.

Доказательство находится внутри здания в испанском колониальном стиле в MSU.