Nuo XIX amžiaus pabaigos elektros paskirstymo sistemos (dažnai vadinamos tinklais) buvo pagrindinis pasaulyje elektros energijos šaltinis.Sukūrus šiuos tinklus, jie veikia gana paprastai – gamina elektrą ir siunčia ją į namus, pastatus ir bet kur, kur reikia elektros.
Tačiau didėjant elektros poreikiui, reikia efektyvesnio tinklo.Šiuolaikinės „išmaniojo tinklo“ elektros paskirstymo sistemos, dabar naudojamos visame pasaulyje, remiasi naujausiomis technologijomis, kad optimizuotų efektyvumą.Šiame dokumente nagrinėjamas išmaniojo tinklo apibrėžimas ir pagrindinės technologijos, kurios daro jį išmanų.
Kas yraišmaniojo tinklo technologija?
Išmanusis tinklas yra energijos paskirstymo infrastruktūra, užtikrinanti dvipusį ryšį tarp komunalinių paslaugų teikėjų ir klientų.Skaitmeninės technologijos, kurios įgalina išmaniųjų tinklų technologijas, apima galios / srovės jutiklius, valdymo įrenginius, duomenų centrus ir išmaniuosius skaitiklius.
Kai kurie išmanieji tinklai yra protingesni už kitus.Daugelis šalių daug pastangų skyrė pasenusių skirstomųjų tinklų pavertimui išmaniaisiais tinklais, tačiau pertvarka yra sudėtinga ir užtruks metus ar net dešimtmečius.
Išmaniųjų tinklų technologijų ir išmaniojo tinklo komponentų pavyzdžiai
Išmanieji skaitikliai – išmanieji skaitikliai yra pirmasis žingsnis kuriant išmanųjį tinklą.Išmanieji skaitikliai teikia vartotojams ir komunalinių paslaugų gamintojams duomenis apie energijos suvartojimą naudojimo vietoje.Jie teikia informaciją apie energijos suvartojimą ir sąnaudas, kad įspėtų vartotojus sumažinti energijos švaistymą ir padeda paslaugų teikėjams optimizuoti paskirstymo apkrovas visame tinkle.Išmanieji skaitikliai paprastai susideda iš trijų pagrindinių posistemių: maitinimo sistemos, skirtos energijos suvartojimui matuoti, mikrovaldiklio, valdančio išmaniojo skaitiklio technologiją, ir ryšio sistemos, skirtos energijos suvartojimo / komandų duomenims siųsti ir gauti.Be to, kai kurie išmanieji skaitikliai gali turėti atsarginį maitinimą (kai neveikia pagrindinė skirstomoji linija) ir GSM modulius, kad būtų galima tiksliai nustatyti skaitiklio vietą saugumo sumetimais.
Pasaulinės investicijos į išmaniuosius skaitiklius per pastarąjį dešimtmetį išaugo dvigubai.2014 metais pasaulinės metinės investicijos į išmaniuosius skaitiklius siekė 11 mln.Statistos duomenimis, pasaulinės investicijos į išmaniuosius skaitiklius iki 2019 m. siekia 21 mln. USD, atsižvelgiant į sistemos efektyvumo padidėjimą diegiant išmaniuosius skaitiklius.
Išmanieji apkrovos valdymo jungikliai ir skirstomieji skirstomieji skydai – nors išmanieji skaitikliai gali teikti duomenis realiuoju laiku komunalinių paslaugų teikėjams, jie automatiškai nekontroliuoja energijos paskirstymo.Siekdamos optimizuoti energijos paskirstymą didžiausio naudojimo laikotarpiais arba tam tikrose srityse, elektros įmonės naudoja energijos valdymo įrenginius, tokius kaip išmanieji apkrovos valdymo jungikliai ir skirstomieji skydai.Ši technologija leidžia sutaupyti daug energijos, nes sumažina nereikalingą paskirstymą arba automatiškai valdo apkrovas, kurios viršijo leistiną naudojimo laiką.Siekdamos optimizuoti energijos paskirstymą didžiausio naudojimo laikotarpiais arba tam tikrose srityse, elektros įmonės naudoja energijos valdymo įrenginius, tokius kaip išmanieji apkrovos valdymo jungikliai ir skirstomieji skydai.Ši technologija leidžia sutaupyti daug energijos, nes sumažina nereikalingą paskirstymą arba automatiškai valdo apkrovas, kurios viršijo leistiną naudojimo laiką.
Pavyzdžiui, Wadsworth mieste, Ohajo valstijoje, naudojama elektros paskirstymo sistema, pastatyta 1916 m. Vadsvorto miestas bendradarbiauja su Itron, gaminančiuIšmanieji apkrovos valdymo jungikliai(SLCS), siekiant sumažinti sistemos elektros energijos suvartojimą 5 300 megavatvalandžių, namuose įrengiant SLCS, kad oro kondicionavimo kompresoriai veiktų didžiausio elektros naudojimo laikotarpiais.Energijos sistemos automatizavimas – elektros sistemos automatizavimą įgalina išmaniojo tinklo technologija, naudojant naujausią IT infrastruktūrą, kad būtų galima valdyti kiekvieną paskirstymo grandinės grandį.Pavyzdžiui, automatizuotose energijos sistemose naudojamos intelektualios duomenų rinkimo sistemos (panašios į išmaniųjų skaitiklių), galios valdymo sistemos (pvz., išmanieji apkrovos valdymo jungikliai), analitiniai įrankiai, skaičiavimo sistemos ir energijos sistemų algoritmai.Šių pagrindinių komponentų derinys leidžia tinkleliui (arba keliems tinkleliai) automatiškai susireguliuoti ir optimizuoti save, kai reikalinga ribota žmogaus sąveika.
Išmaniojo tinklo diegimas
Kai išmaniajame tinkle bus įdiegtos skaitmeninės, dvipusio ryšio ir automatizavimo technologijos, daugybė infrastruktūros pakeitimų padidins tinklo efektyvumą.Išmaniojo tinklo įdiegimas leido atlikti šiuos infrastruktūros pakeitimus:
1.Decentralizuota energijos gamyba
Kadangi išmanusis tinklas gali nuolat stebėti ir valdyti energijos paskirstymą, elektrai gaminti nebereikia vienos didelės elektrinės.Vietoj to, elektrą gali gaminti daugelis decentralizuotų elektrinių, tokių kaip vėjo turbinos, saulės energijos parkai, gyvenamosios paskirties fotovoltinės saulės baterijos, mažos hidroelektrinės užtvankos ir kt.
2.Suskaidyta rinka
Išmaniojo tinklo infrastruktūra taip pat palaiko kelių tinklų sujungimą, kad būtų galima sumaniai dalytis energija tradicinėse centralizuotose sistemose.Pavyzdžiui, anksčiau savivaldybės turėjo atskiras gamybos patalpas, kurios nebuvo prijungtos prie gretimų savivaldybių.Įdiegus išmaniojo tinklo infrastruktūrą, savivaldybės gali prisidėti prie bendro gamybos plano, kad būtų panaikinta gamybos priklausomybė nutrūkus elektrai.
3.Mažos apimties transmisija
Vienas didžiausių energijos švaistymo tinkle yra energijos paskirstymas dideliais atstumais.Atsižvelgiant į tai, kad išmanieji tinklai decentralizuoja gamybą ir rinkas, grynasis paskirstymo atstumas išmaniajame tinkle gerokai sumažėja ir taip sumažėja paskirstymo atliekų kiekis.Įsivaizduokite, pavyzdžiui, vos už 1 km esantį nedidelį bendruomenės saulės ūkį, kuris pagamina 100% bendruomenei dienos elektros poreikio.Neturint vietinio saulės energijos ūkio, bendruomenei gali tekti elektros energiją gauti iš didesnės elektrinės, esančios už 100 kilometrų.Energijos nuostoliai, stebimi perduodant iš tolimų elektrinių, gali būti šimtą kartų didesni nei perdavimo nuostoliai iš vietinių saulės ūkių.
4.Dvipusis paskirstymas
Vietinių saulės energijos ūkių atveju gali susidaryti situacija, kai saulės ūkis gali pagaminti daugiau energijos, nei sunaudoja bendruomenė, taip susidarydamas energijos perteklių.Tada šis energijos perteklius gali būti paskirstytas į išmanųjį tinklą, padedant sumažinti tolimų elektrinių poreikį.
Šiuo atveju energija dienos metu teka iš saulės energijos ūkio į pagrindinį ne bendruomenės tinklą, tačiau kai saulės ferma neaktyvi, energija iš pagrindinio tinklo teka į tą bendruomenę.Šis dvikryptis energijos srautas gali būti stebimas ir optimizuojamas naudojant energijos paskirstymo algoritmus, siekiant užtikrinti, kad bet kuriuo naudojimo metu būtų iššvaistoma mažiausia energijos.
Išmaniojo tinklo infrastruktūroje su dvikrypčiu paskirstymu ir decentralizuotomis tinklo ribomis vartotojai gali veikti kaip mikrogeneratoriai.Pavyzdžiui, individualiuose namuose gali būti įrengtos atskiros fotovoltinės saulės sistemos, kurios naudojant generuoja elektros energiją.Jei gyvenamoji PV sistema generuoja energijos perteklių, ši energija gali būti tiekiama į didesnį tinklą, dar labiau sumažinant didelių centralizuotų elektrinių poreikį.
Išmaniojo tinklo svarba
Makroekonominiu lygmeniu išmanieji tinklai yra labai svarbūs mažinant elektros suvartojimą.Daugelis vietinių komunalinių paslaugų teikėjų ir vyriausybių siūlo dosnias ir agresyvias priemones, skirtas dalyvauti diegiant išmaniuosius tinklus, nes tai naudinga finansiškai ir aplinkai.Pritaikius išmanųjį tinklą, energijos gamyba gali būti decentralizuota, taip pašalinant elektros energijos tiekimo nutraukimo riziką, sumažinant elektros energijos sistemos eksploatavimo išlaidas ir pašalinant nereikalingą energijos švaistymą.
Paskelbimo laikas: 2023-03-15