Od konca 19. storočia sú systémy distribúcie energie (často nazývané siete) hlavným svetovým zdrojom elektriny.Keď sú tieto siete vytvorené, fungujú úplne jednoducho – vyrábajú elektrinu a posielajú ju do domácností, budov a všade tam, kde je elektrina potrebná.
Keďže však dopyt po elektrine rastie, je potrebná efektívnejšia sieť.Moderné systémy distribúcie energie „inteligentnej siete“, ktoré sa teraz používajú na celom svete, sa pri optimalizácii účinnosti spoliehajú na najmodernejšie technológie.Tento dokument skúma definíciu inteligentnej siete a kľúčové technológie, ktoré ju robia inteligentnou.
Čo jetechnológia inteligentnej siete?
Inteligentná sieť je infraštruktúra distribúcie energie, ktorá poskytuje obojsmernú komunikáciu medzi poskytovateľmi verejných služieb a zákazníkmi.Digitálne technológie, ktoré umožňujú technológie inteligentných sietí, zahŕňajú výkonové/prúdové senzory, riadiace zariadenia, dátové centrá a inteligentné merače.
Niektoré inteligentné siete sú inteligentnejšie ako iné.Mnohé krajiny zamerali veľa úsilia na premenu zastaraných distribučných sietí na inteligentné siete, no transformácia je zložitá a bude trvať roky či dokonca desaťročia.
Príklady technológií inteligentných sietí a komponentov inteligentných sietí
Inteligentné merače – Inteligentné merače sú prvým krokom pri budovaní inteligentnej siete.Inteligentné merače poskytujú zákazníkom a výrobcom siete údaje o spotrebe energie v mieste použitia.Poskytujú informácie o spotrebe energie a nákladoch, aby upozornili používateľov na zníženie plytvania energiou a pomohli poskytovateľom optimalizovať distribučné zaťaženie v rámci siete.Inteligentné merače vo všeobecnosti pozostávajú z troch hlavných podsystémov: energetického systému na meranie spotreby energie, mikrokontroléra na riadenie technológie vo vnútri inteligentného merača a komunikačného systému na odosielanie a prijímanie údajov o spotrebe energie/príkazov.Niektoré inteligentné merače môžu mať navyše záložné napájanie (keď je hlavné rozvodné vedenie vypnuté) a moduly GSM na presné určenie polohy merača z bezpečnostných dôvodov.
Globálne investície do inteligentných meračov sa za posledné desaťročie zdvojnásobili.V roku 2014 bola celosvetová ročná investícia do inteligentných meračov 11 miliónov USD.Podľa spoločnosti Statista dosiahnu globálne investície do inteligentných meračov do roku 2019 21 miliónov USD, berúc do úvahy zvýšenie efektívnosti systému vďaka implementácii inteligentných meračov.
Inteligentné spínače riadenia záťaže a distribučné rozvádzače – Inteligentné merače síce môžu poskytovať údaje v reálnom čase poskytovateľom verejných služieb, ale neriadia automaticky distribúciu energie.Na optimalizáciu distribúcie energie počas špičkových období používania alebo do špecifických oblastí používajú elektrotechnické spoločnosti zariadenia na správu napájania, ako sú inteligentné spínače na riadenie záťaže a rozvádzače.Táto technológia šetrí značné množstvo energie znížením zbytočnej distribúcie alebo automatickým riadením záťaže, ktorá prekročila povolené časové limity.Na optimalizáciu distribúcie energie počas špičkových období používania alebo do špecifických oblastí používajú elektrotechnické spoločnosti zariadenia na správu napájania, ako sú inteligentné spínače na riadenie záťaže a rozvádzače.Táto technológia šetrí značné množstvo energie znížením zbytočnej distribúcie alebo automatickým riadením záťaže, ktorá prekročila povolené časové limity.
Napríklad mesto Wadsworth v štáte Ohio používa elektrický rozvodný systém postavený v roku 1916. Mesto Wadsworth sa spojilo s firmou Itron, výrobcomInteligentné spínače riadenia záťaže(SLCS), aby sa znížila spotreba elektrickej energie v systéme o 5 300 megawatthodín inštaláciou SLCS v domácnostiach na cyklovanie kompresorov klimatizácie počas období najvyššej spotreby elektriny.Automatizácia energetického systému – Automatizáciu energetického systému umožňuje technológia inteligentnej siete, ktorá využíva najmodernejšiu IT infraštruktúru na riadenie každého článku v distribučnom reťazci.Napríklad automatizované energetické systémy využívajú inteligentné systémy zberu údajov (podobné systémom inteligentných meračov), systémy riadenia výkonu (ako sú inteligentné prepínače riadenia záťaže), analytické nástroje, výpočtové systémy a algoritmy energetických systémov.Kombinácia týchto kľúčových komponentov umožňuje, aby sa mriežka (alebo viacero mriežok) automaticky prispôsobovala a optimalizovala s obmedzenou potrebou ľudskej interakcie.
Implementácia inteligentnej siete
Keď sa digitálne, obojsmerné komunikačné a automatizačné technológie implementujú do inteligentnej siete, množstvo zmien infraštruktúry maximalizuje efektívnosť siete.Implementácia inteligentnej siete umožnila nasledujúce zmeny infraštruktúry：
1.Decentralizovaná výroba energie
Keďže inteligentná sieť dokáže nepretržite monitorovať a riadiť distribúciu energie, na výrobu elektriny už nie je potrebná jedna veľká elektráreň.Namiesto toho môžu elektrinu vyrábať mnohé decentralizované elektrárne, ako sú veterné turbíny, solárne farmy, rezidenčné fotovoltaické solárne panely, malé vodné priehrady atď.
2.Fragmentovaný trh
Infraštruktúra inteligentných sietí tiež podporuje prepojenie viacerých sietí ako prostriedok inteligentného zdieľania energie naprieč tradičnými centralizovanými systémami.Obce mali napríklad v minulosti samostatné výrobné prevádzky, ktoré neboli prepojené so susednými obcami.Implementáciou infraštruktúry inteligentnej siete môžu obce prispieť k spoločnému plánu výroby, aby sa eliminovala závislosť od výroby v prípade výpadku elektriny.
3.Prenos malého rozsahu
Jedným z najväčších plytvaní energiou v sieti je distribúcia energie na veľké vzdialenosti.Vzhľadom na to, že inteligentné siete decentralizujú výrobu a trhy, čistá distribučná vzdialenosť v rámci inteligentnej siete je výrazne znížená, čím sa znižuje plytvanie pri distribúcii.Predstavte si napríklad malú komunitnú solárnu farmu, ktorá generuje 100 % dennej spotreby elektrickej energie komunity, len 1 km odtiaľto.Bez miestnej solárnej farmy môže komunita potrebovať energiu z väčšej elektrárne vzdialenej 100 kilometrov.Straty energie pozorované počas prenosu zo vzdialených elektrární môžu byť stokrát väčšie ako straty pri prenose pozorované z miestnych solárnych fariem.
4.Obojsmerná distribúcia
V prípade lokálnych solárnych fariem môže nastať situácia, že solárna farma dokáže vyprodukovať viac energie, ako komunita spotrebuje, čím vznikne energetický prebytok.Táto prebytočná energia sa potom môže distribuovať do inteligentnej siete, čo pomáha znižovať dopyt zo vzdialených elektrární.
V tomto prípade energia prúdi zo solárnej farmy do hlavnej siete mimo komunity počas dňa, ale keď je solárna farma neaktívna, energia prúdi z hlavnej siete do tejto komunity.Tento obojsmerný tok energie možno monitorovať a optimalizovať pomocou algoritmov distribúcie energie, aby sa zaistilo, že sa počas používania plytvá čo najmenej energie.
V infraštruktúre inteligentnej siete s obojsmernou distribúciou a decentralizovanými hranicami siete môžu používatelia pôsobiť ako mikrogenerátory.Jednotlivé domy môžu byť napríklad vybavené samostatnými fotovoltaickými solárnymi systémami, ktoré pri používaní vyrábajú elektrickú energiu.Ak obytný fotovoltaický systém generuje prebytočnú energiu, táto energia môže byť dodávaná do väčšej siete, čím sa ďalej znižuje potreba veľkých centralizovaných elektrární.
Význam inteligentnej siete
Na makroekonomickej úrovni sú inteligentné siete rozhodujúce pre zníženie spotreby elektriny.Mnoho miestnych poskytovateľov služieb a vlád ponúka veľkorysé a agresívne opatrenia na účasť na zavádzaní inteligentných sietí, pretože je to finančne a environmentálne prospešné.Prijatím inteligentnej siete možno výrobu energie decentralizovať, čím sa eliminuje riziko výpadkov, znížia sa náklady na prevádzku energetického systému a odstráni sa zbytočné plytvanie energiou.
Čas odoslania: 15. marca 2023