U današnje vrijeme elektroenergetski sustav suočava se s radikalnom transformacijom u svijetu s dekarbonizacijom opskrbe električnom energijom koja će zamijeniti ostarjela sredstva i kontrolirati prirodne resurse novim informacijama i komunikacijske tehnologije (IKT). Pametna mrežna tehnologija neophodna je za pružanje jednostavne integracije i pouzdane usluge potrošačima. Pametni mrežni sustav je samodostatan sustav električne mreže zasnovan na tehnologija digitalne automatizacije za nadzor , kontrola i analiza unutar opskrbnog lanca. Ovaj sustav može vrlo brzo pronaći rješenje problema u postojećem sustavu koji može smanjiti radnu snagu i usmjerit će se na održivu, pouzdanu, sigurnu i kvalitetnu električnu energiju svim potrošačima.
Pregled tehnologije pametne mreže
Pametna mreža može se definirati kao pametna električna mreža koja kombinira električnu mrežu i pametnu digitalnu komunikacijsku tehnologiju. Pametna mreža sposobna je pružiti električnu energiju iz više i široko distribuiranih izvora, poput vjetroagregata, solarni elektroenergetski sustavi , a možda čak i priključna hibridna električna vozila.
Pregled tehnologije pametne mreže
Komponente pametne mreže
Da bi se postigla modernizirana pametna mreža, treba razviti širok spektar tehnologija koji se moraju implementirati. Te se tehnologije uglavnom grupiraju u sljedeća ključna tehnološka područja kako je objašnjeno u nastavku.
Inteligentni uređaji: Inteligentni uređaji sposobni su odlučiti kada će potrošiti energiju na temelju unaprijed postavljenih želja korisnika. To može dovesti do smanjenja vršnih opterećenja koja utječu na troškove proizvodnje električne energije. Na primjer, pametni senzori, poput temperaturnog senzora koji se koristi u termalnim postajama za kontrolu temperature kotla na temelju unaprijed definiranih razina temperature.
Pametni mjerači snage: Pametna brojila pružaju dvosmjernu komunikaciju između davatelja električne energije i krajnjih korisnika za automatizaciju prikupljanja podataka o naplati, otkrivanje kvarova uređaja i puno brže slanje popravnih ekipa na točno mjesto.
Komponente pametne mreže
Pametne trafostanice: Trafostanice su uključene u nadzor i kontrolu nekritičnih i kritičnih operativnih podataka kao što su status snage, performanse faktora snage, prekidači, sigurnost, status transformatora itd. Trafostanice se koriste za transformiranje napona u nekoliko navrata na više mjesta, što osigurava sigurnu i pouzdanu isporuku energije. Pametne trafostanice također su potrebne za razdvajanje putanje struje električne energije u mnoge smjerove. Za rad trafostanica potrebna je velika i vrlo skupa oprema, uključujući transformatore, prekidače, kondenzatorske banke, prekidače, mrežno zaštićene releje i nekoliko drugih.
Pametne trafostanice
Super provodni kablovi: Koriste se za prijenos snage na velike udaljenosti te za automatizirane alate za praćenje i analizu koji mogu sami otkriti kvarove ili čak predvidjeti kabele i kvarove na temelju vremenskih podataka u stvarnom vremenu i povijesti nestanka.
Super provodni kablovi
Integrirane komunikacije: Ključ tehnologije pametne mreže su integrirane komunikacije. To mora biti onoliko brzo koliko je potrebno za potrebe sustava u stvarnom vremenu. Ovisno o potrebi, u komunikaciji putem pametne mreže koriste se mnoge različite tehnologije Programabilni logički kontroler (PLC) , bežični, mobilni, SCADA (nadzorna kontrola i prikupljanje podataka) i BPL.Ključna razmatranja za integriranu komunikaciju.
smanjenje
Ključna razmatranja za integriranu komunikaciju
- Jednostavnost implementacije
- Latencija
- Standardi
- Nosivost podataka
- Siguran
- Mogućnost mrežne pokrivenosti
Ključna razmatranja za integriranu komunikaciju
Jedinice za mjerenje fazora (PMU): To se koristi za mjerenje električnih valova na električnoj mreži koristeći zajednički izvor vremena za sinkronizaciju. Sinkronizator vremena omogućuje sinkronizirana mjerenja u stvarnom vremenu više udaljenih mjernih točaka na mreži.
Prednosti Smart Grid-a
- Integrirajte izolirane tehnologije: pametna mreža omogućuje bolje upravljanje energijom
- Zaštitno upravljanje električnom mrežom tijekom izvanredne situacije
- Bolja potražnja, odgovor na potražnju / potražnju
- Bolja kvaliteta napajanja
- Smanjite emisije ugljika
- Povećana potražnja za energijom: Potrebna su složenija i kritična rješenja s boljim upravljanjem energijom
- Integracija obnovljivih izvora
Mane pametne mreže
Problemi s privatnošću
Najveća briga je sigurnost u sustavu pametnih mreža. Mrežni sustav koristi neka pametna brojila, koja su automatizirana i pružaju komunikaciju između davatelja električne energije i kupca. Ovdje se neke vrste pametnih brojila mogu lako hakirati i oni mogu kontrolirati napajanje jedne zgrade ili cijele četvrti.
Volatilnost mreže
Mreža Smart Grid ima mnogo inteligencije na svojim rubovima, odnosno na ulaznoj točki i na brojilu krajnjeg korisnika. No mreža u sredini nema dovoljno inteligencije koja upravlja prebacivanjem funkcija. Ovaj nedostatak integriranog razvoja čini mrežu nestalnom mrežom. Inženjerski resursi pretočeni su u proizvodnju energije i potrošnju energije, što su rubovi mreže. Međutim, ako se mreži doda previše čvorova prije razvijanja softverske inteligencije za njezino upravljanje, uvjeti će dovesti do hlapljive pametne mreže.
Primjene Smart Grid-a
Pametna mreža igra važnu ulogu u modernim pametnim tehnologijama. Slijede najčešće aplikacije pametne mreže.
| Buduće aplikacije i usluge | Tržište u stvarnom vremenu |
| Briga o poslovanju i kupcima | Protok podataka aplikacije do / iz sustava upravljanja energijom krajnjeg korisnika |
| Pametno punjenje PHEV-a i V2G | Protok podataka aplikacije za PHEV |
| Distribuirana proizvodnja i pohrana | Praćenje raspodijeljene imovine |
| Optimizacija mreže
| Mreža za samoizlječenje: zaštita od kvarova, upravljanje prekidom, dinamička kontrola napona, integracija vremenskih podataka, centralizirana kontrola kondenzatora, automatizacija distribucije i podstanice, napredno otkrivanje, automatizirana rekonfiguracija napajanja |
| Odgovor na potražnju | Napredno održavanje potražnje i odgovor na potražnju, predviđanje opterećenja i pomicanje. |
| AMI (napredna mjerna infrastruktura) | Pruža daljinsko očitavanje brojila, otkrivanje krađe, plaćanje unaprijed kupca, upravljanje mobilnom radnom snagom |
Zahtjevi softvera
Kompajler Keil, jezik: ugrađeni C ili sklop
Zahtjevi za hardverom
Unaprijed programirani mikrokontroler (AT89C51 / S52), mjerač energije, Max232, otpornici, GSM modul , LCD (16 × 2), LED, Kristalni oscilator , Kondenzatori, diode, transformator, regulator i opterećenje.
Očitavanje brojila električne energije temeljeno na IOT-u putem Interneta
Glavni cilj ovog projekta je razviti IOT (internet stvari) temeljeno očitanje brojača energije prikazano za potrošene jedinice i troškove za potrošnju, putem Interneta u obliku grafikona i mjerača. U ovom smo projektu uzeli digitalno brojilo energije čiji je LED koji trepće povezan na mikrokontroler 8051 obitelji putem LDR-a. Po 1 jedinici, LED koji trepće treperi 3200 puta. LDR senzor daje prekid programiranom mikrokontroleru, u svakom trenutku kada LED mjerač zatreperi.
Blok dijagram pametnog brojača energije mjerača energije temeljene na IoT-u
Mikrokontroler uzima ovo očitanje i prikazuje ga na LCD-u koji je pravilno povezan s mikrokontrolerom. Ovo čitanje brojilo energije također se šalje na GSM modem koji mikrokontroler napaja preko IC i RS232 veze razvodnika. SIM koji se koristi u modemu koji omogućuje internet prenosi podatke izravno na namjensku web stranicu za prikaz ili na mobilni telefon kupca, bilo gdje u svijetu u grafičkom formatu na više razina
Dakle, ovdje se radi o pregledu tehnologije pametnih mreža. Nadamo se da ste bolje razumjeli ovaj koncept. Nadalje, bilo kakva pitanja u vezi s ovim konceptom ili bilo koja provedba električni projekti , dajte svoje vrijedne prijedloge komentirajući u odjeljku za komentare u nastavku. Evo pitanja za vas, Koje su prednosti upotrebe tehnologije pametnih mreža ?
