Przegląd technologii Smart Grid oraz jej działania i zastosowania (dla istniejącego systemu elektroenergetycznego)

Obecnie system elektroenergetyczny stoi w obliczu radykalnej transformacji na całym świecie związanej z dekarbonizacją dostaw energii elektrycznej w celu zastąpienia starzejących się aktywów i kontrolowania zasobów naturalnych za pomocą nowych informacji i technologie komunikacyjne (ICT). Technologia inteligentnych sieci jest niezbędna do zapewnienia łatwej integracji i niezawodnych usług dla konsumentów. System inteligentnych sieci to samowystarczalny system sieci elektroenergetycznej oparty na cyfrowa technologia automatyzacji do monitorowania , kontroli i analizy w łańcuchu dostaw. System ten może bardzo szybko znaleźć rozwiązanie problemów w istniejącym systemie, który może zredukować siłę roboczą i będzie skierowany do wszystkich konsumentów w zakresie zrównoważonej, niezawodnej, bezpiecznej i wysokiej jakości energii elektrycznej.

Przegląd technologii Smart Grid

Inteligentną sieć można zdefiniować jako inteligentną sieć elektryczną, która łączy sieć elektryczną i inteligentną technologię komunikacji cyfrowej. Inteligentna sieć może dostarczać energię elektryczną z wielu i szeroko rozproszonych źródeł, takich jak turbiny wiatrowe, systemy energii słonecznej , a może nawet pojazdy hybrydowe typu plug-in.

Przegląd technologii Smart Grid

Komponenty Smart Grid

Aby osiągnąć zmodernizowaną inteligentną sieć, należy opracować i wdrożyć szeroką gamę technologii. Technologie te są ogólnie pogrupowane w następujące kluczowe obszary technologiczne, jak omówiono poniżej.

Inteligentne urządzenia: Inteligentne urządzenia potrafią decydować, kiedy zużywać energię, na podstawie wcześniej ustalonych preferencji klienta. Może to prowadzić do odejścia w kierunku zmniejszenia obciążeń szczytowych, które mają wpływ na koszty wytwarzania energii elektrycznej. Na przykład inteligentne czujniki, takie jak czujnik temperatury, który jest używany w stacjach cieplnych do sterowania temperaturą kotła na podstawie wstępnie zdefiniowanych poziomów temperatury.

Inteligentne mierniki mocy: Inteligentne liczniki zapewniają dwukierunkową komunikację między dostawcami energii a konsumentami końcowymi w celu zautomatyzowania gromadzenia danych rozliczeniowych, wykrywania awarii urządzeń i znacznie szybszego wysyłania ekip naprawczych do dokładnej lokalizacji.

Komponenty Smart Grid

Inteligentne podstacje: podstacje obejmują monitorowanie i kontrolę niekrytycznych i krytycznych danych operacyjnych, takich jak stan mocy, wydajność współczynnika mocy, wyłącznik, bezpieczeństwo, stan transformatora itp. Podstacje są używane do kilkakrotnej transformacji napięcia w wielu lokalizacjach, co zapewnia bezpieczne i niezawodne dostawy energii. Inteligentne podstacje są również niezbędne do rozdzielenia ścieżki przepływu energii elektrycznej na wiele kierunków. Podstacje wymagają do działania dużego i bardzo kosztownego sprzętu, w tym transformatorów, przełączników, baterii kondensatorów, wyłączników, przekaźników zabezpieczonych siecią i kilku innych.

Inteligentne podstacje

Kable super przewodzące: Służą one do przesyłania energii na duże odległości oraz do zautomatyzowanych narzędzi do monitorowania i analizy zdolnych do samodzielnego wykrywania usterek, a nawet przewidywania kabli i awarii na podstawie danych pogodowych w czasie rzeczywistym i historii awarii.

Kable Super Conducting

Zintegrowana komunikacja: Kluczem do technologii inteligentnych sieci jest komunikacja zintegrowana. Musi być tak szybki, jak na potrzeby systemu w czasie rzeczywistym. W zależności od potrzeb, w komunikacji inteligentnej sieci wykorzystuje się wiele różnych technologii, takich jak Programowalny sterownik logiczny (PLC) bezprzewodowe, komórkowe, SCADA (kontrola nadzorcza i pozyskiwanie danych) oraz BPL. Kluczowe zagadnienia dotyczące komunikacji zintegrowanej.

zmniejszać

Kluczowe zagadnienia dotyczące komunikacji zintegrowanej

• Łatwość wdrożenia
• Czas oczekiwania
• Normy
• Zdolność przenoszenia danych
• Bezpieczne
• Możliwość pokrycia sieci

Kluczowe zagadnienia dotyczące komunikacji zintegrowanej

Jednostki pomiaru wskazu (PMU): Służy do pomiaru fal elektrycznych w sieci elektrycznej przy użyciu wspólnego źródła czasu do synchronizacji. Synchronizator czasu umożliwia zsynchronizowane pomiary w czasie rzeczywistym wielu zdalnych punktów pomiarowych w sieci.

Korzyści z inteligentnej sieci

• Zintegruj izolowane technologie: inteligentna sieć umożliwia lepsze zarządzanie energią
• Bezpieczne zarządzanie siecią elektryczną w sytuacjach awaryjnych
• Lepszy popyt, reakcja podaży / popytu
• Lepsza jakość energii
• Zmniejsz emisję dwutlenku węgla
• Zwiększone zapotrzebowanie na energię: wymaga bardziej złożonych i krytycznych rozwiązań z lepszym zarządzaniem energią
• Integracja odnawialnych źródeł energii

Wady Smart Grid

Problemy dotyczące prywatności

Największym problemem jest bezpieczeństwo w systemie inteligentnej sieci. System gridowy wykorzystuje kilka inteligentnych liczników, które są zautomatyzowane i zapewniają komunikację między dostawcą energii a klientem. Tutaj można łatwo zhakować niektóre rodzaje inteligentnych liczników i mogą one sterować zasilaniem pojedynczego budynku lub całej okolicy.

Zmienność sieci

Sieć Smart Grid ma wiele inteligencji na swoich obrzeżach, to znaczy w punkcie wejścia i na liczniku użytkownika końcowego. Ale sieć ma niewystarczającą inteligencję pośrodku, zarządzającą funkcjami przełączania. Ten brak zintegrowanego rozwoju sprawia, że ​​sieć jest niestabilną siecią. Zasoby inżynieryjne zostały włożone w wytwarzanie i zużycie energii przez konsumentów, czyli na obrzeżach sieci. Jeśli jednak do sieci zostanie dodanych zbyt wiele węzłów przed opracowaniem inteligencji oprogramowania do sterowania nią, warunki doprowadzą do niestabilnej inteligentnej sieci.

Zastosowania Smart Grid

Inteligentna sieć odgrywa ważną rolę w nowoczesnych inteligentnych technologiach. Poniżej przedstawiono najczęstsze zastosowania technologii inteligentnych sieci.

Wymagania Systemowe

Kompilator Keil, język: osadzone C lub zestaw

Wymagania sprzętowe

Wstępnie zaprogramowany mikrokontroler (AT89C51 / S52), licznik energii, Max232, rezystory, Moduł GSM , LCD (16 × 2), LED, Oscylator kwarcowy , Kondensatory, diody, transformator, regulator i obciążenie.

Odczyt licznika energii elektrycznej na podstawie IOT przez Internet

Głównym celem tego projektu jest stworzenie platformy IOT (internet rzeczy) na podstawie odczytu licznika energii wyświetlany przez Internet w postaci wykresu i formatu miernika dla zużytych jednostek i kosztu zużycia. W tym projekcie wzięliśmy cyfrowy licznik energii, którego migający sygnał LED jest połączony z mikrokontrolerem z 8051 rodzin poprzez LDR. Na 1 jednostkę migająca dioda LED miga 3200 razy. Czujnik LDR powoduje przerwanie zaprogramowanego mikrokontrolera, za każdym razem, gdy dioda miernika mruga.

Schemat blokowy licznika energii opartego na IoT Smart Energy Meter

Mikrokontroler pobiera ten odczyt i wyświetla go na wyświetlaczu LCD należycie połączonym z mikrokontrolerem. Ta lektura licznik energii jest również wysyłany do GSM modem zasilany jest z mikrokontrolera poprzez układ scalony przesuwnika poziomu i łącze RS232. Karta SIM używana w modemie obsługującym Internet przesyła dane bezpośrednio do dedykowanej strony internetowej w celu wyświetlenia lub do telefonu komórkowego klienta w dowolnym miejscu na świecie w wielopoziomowym formacie graficznym

W związku z tym chodzi o przegląd technologii inteligentnych sieci. Mamy nadzieję, że lepiej zrozumieliście tę koncepcję. Ponadto wszelkie zapytania dotyczące tej koncepcji lub wdrożenia dowolnego projekty elektryczne , podaj cenne sugestie, komentując w sekcji komentarzy poniżej. Oto pytanie do Ciebie, Jakie są zalety korzystania z technologii smart grid ?