Од касног 19. века, системи за дистрибуцију електричне енергије (које се често називају мрежама) су били примарни извор електричне енергије у свету.Када се ове мреже креирају, оне раде прилично једноставно – производе електричну енергију и шаљу је у куће, зграде и свуда где постоји потреба за електричном енергијом.
Али како се потражња за електричном енергијом повећава, потребна је ефикаснија мрежа.Модерни системи за дистрибуцију електричне енергије „паметне мреже“ који се сада користе широм света ослањају се на најсавременију технологију за оптимизацију ефикасности.Овај рад истражује дефиницију паметне мреже и кључне технологије које је чине паметном.
Шта јетехнологија паметне мреже?
Паметна мрежа је инфраструктура за дистрибуцију електричне енергије која обезбеђује двосмерну комуникацију између добављача комуналних услуга и купаца.Дигиталне технологије које омогућавају технологије паметне мреже укључују сензоре снаге/струје, контролне уређаје, центре података и паметна бројила.
Неке паметне мреже су паметније од других.Многе земље су уложиле много напора на претварање застарелих дистрибутивних мрежа у паметне мреже, али трансформација је сложена и трајаће годинама или чак деценијама.
Примери технологија паметне мреже и компоненти паметне мреже
Паметна бројила – Паметна бројила су први корак у изградњи паметне мреже.Паметна бројила пружају податке о потрошњи енергије на месту употребе купцима и произвођачима комуналних услуга.Они пружају информације о потрошњи енергије и трошковима како би упозорили кориснике да смање губитак енергије и помажу добављачима да оптимизују дистрибуциона оптерећења широм мреже.Паметна бројила се генерално састоје од три главна подсистема: енергетског система за мерење потрошње енергије, микроконтролера за управљање технологијом унутар паметног бројила и комуникационог система за слање и примање података о потрошњи енергије/команде.Поред тога, нека паметна бројила могу имати резервно напајање (када је главна дистрибутивна линија искључена) и ГСМ модуле за прецизно утврђивање локације бројила из безбедносних разлога.
Глобална улагања у паметна бројила су се удвостручила у последњој деценији.У 2014. години, глобална годишња инвестиција у паметна бројила износила је 11 милиона долара.Према Статиста-и, глобална улагања у паметна бројила достижу 21 милион долара до 2019. године, узимајући у обзир повећање ефикасности система од имплементације паметних бројила.
Паметни прекидачи за контролу оптерећења и разводне табле – Иако паметна бројила могу да пруже податке у реалном времену добављачима комуналних услуга, они не контролишу аутоматски дистрибуцију енергије.Да би оптимизовали дистрибуцију енергије током периода највеће употребе или у одређеним областима, електропривреде користе уређаје за управљање напајањем као што су интелигентни прекидачи за контролу оптерећења и централе.Ова технологија штеди значајне количине енергије смањењем непотребне дистрибуције или аутоматским управљањем оптерећењима која су премашила дозвољена временска ограничења употребе.Да би оптимизовали дистрибуцију енергије током периода највеће употребе или у одређеним областима, електропривреде користе уређаје за управљање напајањем као што су интелигентни прекидачи за контролу оптерећења и централе.Ова технологија штеди значајне количине енергије смањењем непотребне дистрибуције или аутоматским управљањем оптерећењима која су премашила дозвољена временска ограничења употребе.
На пример, град Водсворт, Охајо, користи систем за дистрибуцију електричне енергије изграђен 1916. Град Вадсворт је у партнерству са Итрон-ом, произвођачемПаметни прекидачи за контролу оптерећења(СЛЦС), како би се смањила потрошња електричне енергије система за 5.300 мегават сати уградњом СЛЦС-а у домове ради укључивања компресора за климатизацију током периода највеће потрошње електричне енергије.Аутоматизација електроенергетског система – Аутоматизација електроенергетског система је омогућена технологијом паметне мреже, користећи најсавременију ИТ инфраструктуру за контролу сваке карике у дистрибутивном ланцу.На пример, аутоматизовани енергетски системи користе интелигентне системе за прикупљање података (сличне онима код паметних бројила), системе за контролу напајања (као што су паметни прекидачи за контролу оптерећења), аналитичке алате, рачунарске системе и алгоритме електроенергетског система.Комбинација ових кључних компоненти омогућава да се мрежа (или више мрежа) аутоматски прилагоди и оптимизује уз ограничену потребу за људском интеракцијом.
Имплементација паметне мреже
Када се дигитална, двосмерна комуникација и технологије аутоматизације имплементирају у паметну мрежу, бројне инфраструктурне промене ће максимизирати ефикасност мреже.Имплементација Смарт Грид-а омогућила је следеће инфраструктурне промене:
1.Децентрализована производња енергије
Пошто паметна мрежа може континуирано да надгледа и контролише дистрибуцију енергије, више нема потребе за једном великом електраном за производњу електричне енергије.Уместо тога, електричну енергију могу производити многе децентрализоване електране, као што су ветротурбине, соларне фарме, стамбени фотонапонски соларни панели, мале хидроелектране, итд.
2.Фрагментирано тржиште
Инфраструктура паметне мреже такође подржава повезивање више мрежа као средство за интелигентну дељење енергије у традиционалним централизованим системима.На пример, у прошлости су општине имале засебне производне погоне који нису били повезани са суседним општинама.Имплементацијом инфраструктуре паметне мреже, општине могу допринети заједничком производном плану како би се елиминисала зависност производње у случају нестанка струје.
3.Пренос малог обима
Један од највећих енергетских губитака у мрежи је дистрибуција енергије на велике удаљености.С обзиром да паметне мреже децентрализују производњу и тржишта, нето дистрибутивна удаљеност унутар паметне мреже је значајно смањена, чиме се смањује дистрибутивни отпад.Замислите, на пример, малу соларну фарму у заједници која генерише 100% дневних потреба заједнице за електричном енергијом, удаљену само 1 км.Без локалне соларне фарме, заједница ће можда морати да добије струју из веће електране удаљене 100 километара.Губици енергије уочени током преноса из удаљених електрана могу бити сто пута већи од губитака у преносу уочених са локалних соларних фарми.
4.Двосмерна дистрибуција
У случају локалних соларних фарми, може доћи до ситуације у којој соларна фарма може произвести више енергије него што заједница троши, стварајући тако енергетски вишак.Овај вишак енергије се затим може дистрибуирати у паметну мрежу, помажући да се смањи потражња из удаљених електрана.
У овом случају, енергија тече од соларне фарме до главне мреже ван заједнице током дана, али када је соларна фарма неактивна, енергија тече из главне мреже у ту заједницу.Овај двосмерни ток енергије се може надгледати и оптимизовати алгоритмима за дистрибуцију енергије како би се осигурало да се најмања количина енергије губи у било ком тренутку током употребе.
У инфраструктури паметне мреже са двосмерном дистрибуцијом и децентрализованим границама мреже, корисници могу да делују као микро-генератори.На пример, индивидуални домови могу бити опремљени самосталним фотонапонским соларним системима који производе електричну енергију када се користе.Ако стамбени ПВ систем генерише вишак енергије, ова енергија се може испоручити у већу мрежу, додатно смањујући потребу за великим централизованим електранама.
Важност паметне мреже
На макроекономском нивоу, паметне мреже су кључне за смањење потрошње електричне енергије.Многи локални провајдери комуналних услуга и владе нуде великодушне и агресивне мере за учешће у усвајању паметних мрежа јер је то финансијски и еколошки корисно.Усвајањем паметне мреже, производња енергије може бити децентрализована, чиме се елиминише ризик од нестанка струје, смањују оперативни трошкови електроенергетског система и елиминише се непотребно расипање енергије.
Време поста: 15.03.2023