ARENA финансирует UNSW на 6,52 млн австралийских долларов для исследования сетевых накопителей энергии

Репортаж от Wedoany，Университет Нового Южного Уэльса (UNSW) получил 6,52 млн австралийских долларов (4,24 млн долларов США) от Австралийского агентства по возобновляемой энергии (ARENA) на запуск трёхлетнего исследовательского проекта по изучению взаимодействия инверторных ресурсов, таких как солнечная энергия, ветроэнергетика и аккумуляторные накопители энергии, с системами защиты Национального рынка электроэнергии Австралии (NEM).

Проект под названием «Защита и релейная работа для инверторных низкоинерционных электроэнергетических систем» (Protection & Relay Operation for Inverter-based Low-inertia Electricity Systems, PROFILES) возглавляется Школой электротехники и телекоммуникаций UNSW и её Лабораторией моделирования в реальном времени. Доцент Джорджис Константину, ответственный за исследование, отметил, что способ подачи электроэнергии из возобновляемых источников принципиально отличается от традиционной угольной генерации, и проект направлен на помощь электросети в сохранении безопасности и надёжности при постоянном изменении технологической структуры подключения. Константину заявил, что это будет непрерывный процесс передачи отрасли и академическому сообществу информации о проблемах и решениях, связанных с инверторными ресурсами, их вкладом в ток короткого замыкания и защитой электроэнергетических систем.

ARENA сообщает, что проект напрямую направлен на устранение пробелов, указанных в «Плане трансформации системной безопасности» Австралийского оператора энергетического рынка (AEMO). Этот план относит минимальную системную прочность, обеспечиваемую сетевыми аккумуляторными накопителями энергии, к областям, требующим дальнейшей проверки. Исследование будет изучать, как сетевые аккумуляторные системы хранения энергии (BESS) взаимодействуют с системами защиты при обеспечении тока короткого замыкания. ARENA отмечает, что до более широкого использования этих систем для предоставления услуг по системной прочности необходимо лучше понять этот технический вопрос.

AEMO уже признал этот пробел в официальных документах. Опубликованная в июле «Общая оценка рисков электроэнергетической системы на 2026 год» подтверждает, что сетевые BESS ещё не доказали способность обеспечивать ток короткого замыкания с качеством защиты, требуемым Национальными правилами электроэнергетики, для достижения минимального уровня системной прочности, хотя эта технология уже продемонстрировала способность поддерживать стабильность формы напряжения. AEMO также отдельно предложила закупить переходные услуги категории 2 для испытания того, смогут ли сетевые инверторы достичь этого более высокого стандарта в реальных условиях электросети. Из-за перерасхода средств на проекты синхронных компенсаторов на 38% этот вопрос стал более актуальным, что побудило некоторые электросетевые компании рассмотреть возможность замены запланированных компенсаторных установок аккумуляторными накопителями энергии.

Масштаб проектов, связанных с этой проблемой, значителен. Сетевые инверторы в настоящее время присутствуют в 74% резерва проектов аккумуляторных накопителей энергии NEM мощностью 33,2 ГВт в Австралии, что отражает как коммерческую мотивацию разработчиков бороться за контракты на системную прочность, так и расширение базы действующих активов AEMO, с которых можно получать реальные данные о токах короткого замыкания. Аппаратно-программное тестирование проекта PROFILES направлено на дополнение этих полевых данных контролируемыми и воспроизводимыми экспериментальными результатами. ARENA отмечает, что возможности аппаратно-программного тестирования UNSW и статус независимого исследовательского учреждения являются причинами, по которым университет способен возглавить эту работу.

В состав проектной группы входят доктор Фелипе Аррано-Варгас, доктор Шань Цзян и Константину. Проект будет поддержан Энергетическим институтом UNSW и продлится до ноября 2030 года. Отраслевые партнёры включают Transgrid, AEMO, оператора передачи электроэнергии Южной Австралии ElectraNet, а также производителей оборудования Power Electronics, SMA, Tesla и Siemens.

Профессор Бронвин Фокс, проректор UNSW по научной работе и предпринимательству, заявила, что это финансирование поддержит тестирование и моделирование, необходимые для обеспечения будущей безопасности австралийской электросети в процессе её трансформации.

Проблемы надёжности и безопасности инверторов не ограничиваются Австралией. В США Управление общественной безопасности и национальной безопасности Федеральной комиссии по связи (FCC) включило электрические инверторы иностранного производства в свой список угроз национальной безопасности, ссылаясь на уязвимости цепочки поставок и риски кибербезопасности, связанные с удалённым подключением к инверторам. Европа выбрала иной подход: с 2024 года там создано более 100 ГВт·AC местных производственных мощностей для солнечных и накопительных инверторов, причём более 90% из них в настоящее время контролируются компаниями со штаб-квартирами в Европе; регион стремится к устойчивости цепочек поставок через промышленную политику.

Проект PROFILES является частью более широких исследований UNSW в области возобновляемой энергии. Профессор Яньсун Шэнь из этого университета ранее предупреждал, что без коммерческой инфраструктуры переработки компонентов солнечная промышленность может исчерпать мировые запасы серебра в течение пяти лет. Исследователи UNSW также изучали риски деградации солнечных панелей следующего поколения и обнаружили атомарный механизм самовосстановления в кремниевых солнечных элементах. ARENA заявляет, что по мере подключения всё большего числа инверторных ресурсов к NEM поддержание безопасности системы требует более чёткого понимания того, как эти технологии способствуют прочности электросети, и проект PROFILES направлен на удовлетворение этой потребности с помощью тестирования, а не только моделирования.