Kopš 19. gadsimta beigām elektroenerģijas sadales sistēmas (bieži sauc par tīkliem) ir pasaules galvenais elektroenerģijas avots.Kad šie tīkli ir izveidoti, tie darbojas pavisam vienkārši – ģenerē elektrību un nosūta uz mājām, ēkām un visur, kur ir nepieciešama elektrība.
Bet, pieaugot pieprasījumam pēc elektroenerģijas, ir nepieciešams efektīvāks tīkls.Mūsdienu “viedā tīkla” elektroenerģijas sadales sistēmas, ko tagad izmanto visā pasaulē, balstās uz jaunākajām tehnoloģijām, lai optimizētu efektivitāti.Šajā rakstā ir apskatīta viedā tīkla definīcija un galvenās tehnoloģijas, kas to padara viedu.
Kas irviedā tīkla tehnoloģija?
Viedais tīkls ir elektroenerģijas sadales infrastruktūra, kas nodrošina divvirzienu saziņu starp pakalpojumu sniedzējiem un klientiem.Digitālās tehnoloģijas, kas nodrošina viedo tīklu tehnoloģijas, ietver strāvas/strāvas sensorus, vadības ierīces, datu centrus un viedos skaitītājus.
Daži viedie tīkli ir viedāki par citiem.Daudzas valstis ir veltījušas daudz pūļu, lai novecojušus sadales tīklus pārveidotu par viedtīkliem, taču pārveide ir sarežģīta un prasīs vairākus gadus vai pat gadu desmitus.
Viedo tīklu tehnoloģiju un viedo tīklu komponentu piemēri
Viedie skaitītāji – viedie skaitītāji ir pirmais solis viedā tīkla izveidē.Viedie skaitītāji klientiem un komunālo pakalpojumu ražotājiem sniedz datus par enerģijas patēriņu lietošanas vietā.Tie nodrošina informāciju par enerģijas patēriņu un izmaksām, lai brīdinātu lietotājus par enerģijas izšķērdēšanas samazināšanu un palīdzētu pakalpojumu sniedzējiem optimizēt sadales slodzi visā tīklā.Viedie skaitītāji parasti sastāv no trim galvenajām apakšsistēmām: energosistēmas enerģijas patēriņa mērīšanai, mikrokontrolleri, lai pārvaldītu tehnoloģiju viedajā skaitītājā, un sakaru sistēmas enerģijas patēriņa/komandu datu sūtīšanai un saņemšanai.Turklāt dažiem viedajiem skaitītājiem var būt rezerves jauda (kad galvenā sadales līnija ir izslēgta) un GSM moduļi, lai drošības nolūkos precīzi noteiktu skaitītāja atrašanās vietu.
Pasaules investīcijas viedajos skaitītājos pēdējo desmit gadu laikā ir dubultojušās.2014. gadā globālās ikgadējās investīcijas viedajos skaitītājos bija 11 miljoni ASV dolāru.Saskaņā ar Statista datiem, globālās investīcijas viedajos skaitītājos līdz 2019. gadam sasniedz 21 miljonu ASV dolāru, ņemot vērā sistēmas efektivitātes pieaugumu, ieviešot viedos skaitītājus.
Viedie slodzes vadības slēdži un sadales sadales paneļi — lai gan viedie skaitītāji var nodrošināt reāllaika datus komunālo pakalpojumu sniedzējiem, tie automātiski nekontrolē enerģijas sadali.Lai optimizētu enerģijas sadali maksimālās izmantošanas periodos vai noteiktās vietās, elektriskie uzņēmumi izmanto jaudas pārvaldības ierīces, piemēram, viedos slodzes vadības slēdžus un sadales paneļus.Šī tehnoloģija ietaupa ievērojamus enerģijas daudzumus, samazinot nevajadzīgu sadali vai automātiski pārvaldot slodzes, kas pārsniegušas to pieļaujamo lietošanas laika ierobežojumus.Lai optimizētu enerģijas sadali maksimālās izmantošanas periodos vai noteiktās vietās, elektriskie uzņēmumi izmanto jaudas pārvaldības ierīces, piemēram, viedos slodzes vadības slēdžus un sadales paneļus.Šī tehnoloģija ietaupa ievērojamus enerģijas daudzumus, samazinot nevajadzīgu sadali vai automātiski pārvaldot slodzes, kas pārsniegušas to pieļaujamo lietošanas laika ierobežojumus.
Piemēram, Vadsvortas pilsētā Ohaio štatā tiek izmantota 1916. gadā uzbūvēta elektrības sadales sistēma. Vadsvortas pilsēta ir sadarbojusies ar Itron,Viedie slodzes vadības slēdži(SLCS), lai samazinātu sistēmas elektroenerģijas patēriņu par 5300 megavatstundām, uzstādot SLCS mājās, lai darbinātu gaisa kondicionēšanas kompresorus elektroenerģijas maksimālās izmantošanas periodos.Energosistēmas automatizācija – Energosistēmas automatizāciju nodrošina viedtīkla tehnoloģija, izmantojot vismodernāko IT infrastruktūru, lai kontrolētu katru sadales ķēdes posmu.Piemēram, automatizētās energosistēmās tiek izmantotas viedās datu vākšanas sistēmas (līdzīgas viedajiem skaitītājiem), jaudas kontroles sistēmas (piemēram, viedie slodzes vadības slēdži), analītiskos rīkus, skaitļošanas sistēmas un energosistēmu algoritmus.Šo galveno komponentu kombinācija ļauj režģim (vai vairākiem režģiem) automātiski pielāgot un optimizēt sevi ar ierobežotu cilvēku mijiedarbību.
Viedā tīkla ieviešana
Kad viedtīklā tiek ieviestas digitālās, divvirzienu komunikācijas un automatizācijas tehnoloģijas, vairākas infrastruktūras izmaiņas palielinās tīkla efektivitāti.Viedā tīkla ieviešana ir ļāvusi veikt šādas infrastruktūras izmaiņas:
1.Decentralizēta enerģijas ražošana
Tā kā viedais tīkls var nepārtraukti uzraudzīt un kontrolēt enerģijas sadali, elektroenerģijas ražošanai vairs nav vajadzīga viena liela spēkstacija.Tā vietā elektroenerģiju var ražot daudzās decentralizētās spēkstacijās, piemēram, vēja turbīnās, saules enerģijas fermās, dzīvojamos fotoelektriskos saules paneļos, mazos hidroelektrostaciju dambjos utt.
2.Sadrumstalots tirgus
Viedā tīkla infrastruktūra atbalsta arī vairāku tīklu savienošanu kā līdzekli gudrai enerģijas sadalei tradicionālajās centralizētajās sistēmās.Piemēram, agrāk pašvaldībās bija atsevišķas ražotnes, kas nebija savienotas ar kaimiņu pašvaldībām.Ieviešot viedo tīklu infrastruktūru, pašvaldības var sniegt ieguldījumu kopīgā ražošanas plānā, lai elektroenerģijas padeves pārtraukuma gadījumā novērstu ražošanas atkarību.
3.Maza mēroga transmisija
Viens no lielākajiem enerģijas atkritumiem tīklā ir enerģijas sadale lielos attālumos.Ņemot vērā, ka viedie tīkli decentralizē ražošanu un tirgus, viedtīkla neto sadales attālums ir ievērojami samazināts, tādējādi samazinot sadales atkritumus.Iedomājieties, piemēram, nelielu kopienas saules enerģijas fermu, kas saražo 100% no kopienas dienas elektroenerģijas nepieciešamības, tikai 1 km attālumā.Bez vietējās saules enerģijas saimniecības kopienai, iespējams, būs jāiegūst enerģija no lielākas elektrostacijas, kas atrodas 100 kilometru attālumā.Enerģijas zudumi, kas novēroti pārraides laikā no attālām elektrostacijām, var būt simts reižu lielāki nekā pārvades zudumi, kas novēroti no vietējām saules enerģijas fermām.
4.Divvirzienu izplatīšana
Vietējo saules enerģijas fermu gadījumā var rasties situācija, ka saules saimniecība var saražot vairāk enerģijas, nekā sabiedrība patērē, tādējādi radot enerģijas pārpalikumu.Šo lieko enerģiju pēc tam var sadalīt viedtīklā, palīdzot samazināt pieprasījumu no attālām spēkstacijām.
Šajā gadījumā enerģija plūst no saules enerģijas saimniecības uz galveno ārpuskopienas tīklu dienas laikā, bet, kad saules saimniecība ir neaktīva, enerģija plūst no galvenā tīkla uz šo kopienu.Šo divvirzienu enerģijas plūsmu var uzraudzīt un optimizēt, izmantojot jaudas sadales algoritmus, lai nodrošinātu, ka lietošanas laikā tiek iztērēts vismazākais enerģijas daudzums.
Viedā tīkla infrastruktūrā ar divvirzienu sadali un decentralizētām tīkla robežām lietotāji var darboties kā mikroģeneratori.Piemēram, individuālās mājas var aprīkot ar atsevišķām fotoelementu saules sistēmām, kas lietošanas laikā ģenerē elektroenerģiju.Ja dzīvojamā PV sistēma ģenerē lieko enerģiju, šo enerģiju var piegādāt lielākam tīklam, vēl vairāk samazinot vajadzību pēc lielām centralizētām spēkstacijām.
Viedā tīkla nozīme
Makroekonomikas līmenī viedie tīkli ir ļoti svarīgi elektroenerģijas patēriņa samazināšanai.Daudzi vietējie komunālo pakalpojumu sniedzēji un valdības piedāvā dāsnus un agresīvus pasākumus, lai piedalītos viedo tīklu ieviešanā, jo tas ir finansiāli un videi izdevīgi.Ieviešot viedo tīklu, enerģijas ražošanu var decentralizēt, tādējādi novēršot strāvas padeves pārtraukumu risku, samazinot energosistēmu ekspluatācijas izmaksas un novēršot nevajadzīgu enerģijas izšķērdēšanu.
Izlikšanas laiks: 15.03.2023