Od kasnog 19. vijeka, sistemi za distribuciju električne energije (često se nazivaju mrežama) bili su primarni svjetski izvor električne energije.Kada se ove mreže kreiraju, one rade prilično jednostavno – proizvode električnu energiju i šalju je u domove, zgrade i svuda gdje postoji potreba za električnom energijom.
Ali kako se potražnja za električnom energijom povećava, potrebna je efikasnija mreža.Moderni sistemi za distribuciju električne energije „pametne mreže“ koji se sada koriste širom svijeta oslanjaju se na najsavremeniju tehnologiju za optimizaciju efikasnosti.Ovaj rad istražuje definiciju pametne mreže i ključne tehnologije koje je čine pametnom.
Šta jetehnologija pametne mreže?
Pametna mreža je infrastruktura za distribuciju električne energije koja pruža dvosmjernu komunikaciju između dobavljača komunalnih usluga i kupaca.Digitalne tehnologije koje omogućavaju tehnologije pametne mreže uključuju senzore snage/struje, kontrolne uređaje, centre podataka i pametna brojila.
Neke pametne mreže su pametnije od drugih.Mnoge zemlje su uložile mnogo napora na pretvaranje zastarjelih distributivnih mreža u pametne mreže, ali transformacija je složena i trajat će godinama ili čak decenijama.
Primjeri tehnologija pametnih mreža i komponenti pametne mreže
Pametna brojila – Pametna brojila su prvi korak u izgradnji pametne mreže.Pametna brojila pružaju podatke o potrošnji energije na mjestu korištenja kupcima i proizvođačima komunalnih usluga.Oni pružaju informacije o potrošnji energije i troškovima kako bi upozorili korisnike da smanje rasipanje energije i pomažu dobavljačima da optimiziraju distributivna opterećenja u mreži.Pametna brojila se generalno sastoje od tri glavna podsistema: energetskog sistema za mjerenje potrošnje energije, mikrokontrolera za upravljanje tehnologijom unutar pametnog mjerača i komunikacijskog sistema za slanje i primanje podataka o potrošnji energije/komandi.Osim toga, neka pametna brojila mogu imati rezervno napajanje (kada je glavna distributivna linija isključena) i GSM module za precizno utvrđivanje lokacije brojila iz sigurnosnih razloga.
Globalna ulaganja u pametna brojila su se udvostručila u posljednjoj deceniji.U 2014. godini, globalna godišnja investicija u pametna brojila iznosila je 11 miliona dolara.Prema Statisti, globalna ulaganja u pametna brojila dostižu 21 milion dolara do 2019. godine, uzimajući u obzir povećanje efikasnosti sistema od implementacije pametnih brojila.
Pametni prekidači za kontrolu opterećenja i razvodne ploče – Iako pametna brojila mogu pružiti podatke u realnom vremenu dobavljačima komunalnih usluga, oni ne kontroliraju automatski distribuciju energije.Za optimizaciju distribucije energije tokom perioda najveće potrošnje ili u određenim područjima, električna preduzeća koriste uređaje za upravljanje napajanjem kao što su inteligentni prekidači za kontrolu opterećenja i centrale.Ova tehnologija štedi značajne količine energije smanjenjem nepotrebne distribucije ili automatskim upravljanjem opterećenjima koja su premašila dozvoljeno vremensko ograničenje upotrebe.Za optimizaciju distribucije energije tokom perioda najveće potrošnje ili u određenim područjima, električna preduzeća koriste uređaje za upravljanje napajanjem kao što su inteligentni prekidači za kontrolu opterećenja i centrale.Ova tehnologija štedi značajne količine energije smanjenjem nepotrebne distribucije ili automatskim upravljanjem opterećenjima koja su premašila dozvoljeno vremensko ograničenje upotrebe.
Na primjer, grad Wadsworth, Ohajo, koristi električni distributivni sistem izgrađen 1916. godine. Grad Wadsworth se udružio s Itron, proizvođačemPametni prekidači za kontrolu opterećenja(SLCS), kako bi se smanjila potrošnja električne energije sistema za 5.300 megavat sati ugradnjom SLCS-a u domove radi uključivanja kompresora za klimatizaciju tokom perioda najveće potrošnje električne energije.Automatizacija elektroenergetskog sistema – Automatizacija elektroenergetskog sistema je omogućena tehnologijom pametne mreže, koristeći najsavremeniju IT infrastrukturu za kontrolu svake karike u distributivnom lancu.Na primjer, automatizirani energetski sistemi koriste inteligentne sisteme za prikupljanje podataka (slične onima kod pametnih brojila), sisteme za kontrolu napajanja (kao što su pametni prekidači za kontrolu opterećenja), analitičke alate, računarske sisteme i algoritme elektroenergetskog sistema.Kombinacija ovih ključnih komponenti omogućava mreži (ili više mreža) da se automatski prilagodi i optimizira uz ograničenu potrebu za ljudskom interakcijom.
Implementacija pametne mreže
Kada se digitalna, dvosmjerna komunikacija i tehnologije automatizacije implementiraju u pametnu mrežu, brojne infrastrukturne promjene će maksimizirati efikasnost mreže.Implementacija Smart Grid-a omogućila je sljedeće infrastrukturne promjene:
1.Decentralizovana proizvodnja energije
Budući da pametna mreža može kontinuirano pratiti i kontrolirati distribuciju energije, više nema potrebe za jednom velikom elektranom za proizvodnju električne energije.Umjesto toga, električnu energiju mogu proizvoditi mnoge decentralizirane elektrane, kao što su vjetroturbine, solarne farme, stambeni fotonaponski solarni paneli, male hidroelektrane, itd.
2.Fragmentirano tržište
Infrastruktura pametne mreže takođe podržava povezivanje više mreža kao sredstvo inteligentne deljenja energije u tradicionalnim centralizovanim sistemima.Na primjer, u prošlosti su opštine imale zasebne proizvodne pogone koji nisu bili povezani sa susjednim opštinama.Uz implementaciju infrastrukture pametne mreže, opštine mogu doprinijeti zajedničkom proizvodnom planu kako bi se eliminisala zavisnost proizvodnje u slučaju nestanka struje.
3.Prenos malog obima
Jedan od najvećih energetskih gubitaka u mreži je distribucija energije na velike udaljenosti.S obzirom na to da pametne mreže decentraliziraju proizvodnju i tržišta, neto distribucijska udaljenost unutar pametne mreže je značajno smanjena, čime se smanjuje distribucijski otpad.Zamislite, na primjer, malu solarnu farmu u zajednici koja proizvodi 100% dnevnih potreba zajednice za električnom energijom, udaljenu samo 1 km.Bez lokalne solarne farme, zajednica će možda morati da dobije struju iz veće elektrane udaljene 100 kilometara.Gubici energije uočeni tokom prijenosa iz udaljenih elektrana mogu biti sto puta veći od gubitaka u prijenosu uočenih iz lokalnih solarnih farmi.
4.Dvosmjerna distribucija
U slučaju lokalnih solarnih farmi, može doći do situacije u kojoj solarna farma može proizvesti više energije nego što zajednica troši, stvarajući tako energetski višak.Ovaj višak energije se zatim može distribuirati u pametnu mrežu, pomažući u smanjenju potražnje iz udaljenih elektrana.
U ovom slučaju, energija teče od solarne farme do glavne mreže van zajednice tokom dana, ali kada je solarna farma neaktivna, energija teče iz glavne mreže u tu zajednicu.Ovaj dvosmjerni tok energije može se pratiti i optimizirati algoritmima za distribuciju energije kako bi se osiguralo da se najmanja količina energije gubi u bilo kojem trenutku tokom upotrebe.
U infrastrukturi pametne mreže sa dvosmjernom distribucijom i decentraliziranim granicama mreže, korisnici mogu djelovati kao mikrogeneratori.Na primjer, individualni domovi mogu biti opremljeni samostalnim fotonaponskim solarnim sistemima koji proizvode električnu energiju kada se koriste.Ako stambeni PV sistem generiše višak energije, ova energija se može isporučiti u veću mrežu, dodatno smanjujući potrebu za velikim centralizovanim elektranama.
Važnost pametne mreže
Na makroekonomskom nivou, pametne mreže su ključne za smanjenje potrošnje električne energije.Mnogi lokalni provajderi komunalnih usluga i vlade nude velikodušne i agresivne mjere za učešće u usvajanju pametnih mreža jer je to financijski i ekološki korisno.Usvajanjem pametne mreže, proizvodnja energije može biti decentralizovana, čime se eliminiše rizik od nestanka struje, smanjuju operativni troškovi elektroenergetskog sistema i eliminiše se nepotrebno rasipanje energije.
Vrijeme objave: Mar-15-2023