Prezentare generală a tehnologiei rețelelor inteligente și a funcționării și aplicației sale (pentru sistemul de alimentare existent)

În zilele noastre, sistem electric se confruntă cu o transformare radicală în întreaga lume, prin furnizarea de electricitate decarbonizată pentru a înlocui activele îmbătrânite și pentru a controla resursele naturale cu informații noi și tehnologii de comunicare (TIC). O tehnologie de rețea inteligentă este esențială pentru a oferi consumatorilor o integrare ușoară și un serviciu fiabil. Un sistem de rețea inteligentă este un sistem de rețea electrică autosuficient bazat pe tehnologie de automatizare digitală pentru monitorizare , control și analiză în cadrul lanțului de aprovizionare. Acest sistem poate găsi soluția la probleme foarte rapid într-un sistem existent care poate reduce forța de muncă și va viza electricitatea durabilă, fiabilă, sigură și de calitate pentru toți consumatorii.

Prezentare generală a tehnologiei Smart Grid

Rețeaua inteligentă poate fi definită ca o rețea electrică inteligentă care combină rețeaua electrică și tehnologia de comunicare digitală inteligentă. O rețea inteligentă este capabilă să furnizeze energie electrică din surse multiple și larg distribuite, cum ar fi de la turbine eoliene, sisteme de energie solară , și poate chiar vehicule electrice hibride plug-in.

Prezentare generală a tehnologiei Smart Grid

Componente Smart Grid

Pentru a realiza o rețea inteligentă modernizată, ar trebui dezvoltată și trebuie implementată o gamă largă de tehnologii. Aceste tehnologii sunt grupate în general în următoarele domenii tehnologice cheie, după cum se discută mai jos.

Aparate inteligente: Aparatele inteligente sunt capabile să decidă când să consume energie pe baza preferințelor prestabilite ale clienților. Acest lucru poate duce la reducerea sarcinilor de vârf care au un impact asupra costurilor de producere a energiei electrice. De exemplu, senzorii inteligenți, cum ar fi senzorul de temperatură care este utilizat în stațiile termice pentru a controla temperatura cazanului pe baza nivelurilor de temperatură predefinite.

Contoare de putere inteligente: Contoarele inteligente oferă comunicații bidirecționale între furnizorii de energie electrică și consumatorii finali pentru automatizarea colectării datelor de facturare, detectarea defecțiunilor dispozitivului și trimiterea echipajelor de reparații la locația exactă mult mai rapid.

Componente Smart Grid

Stații inteligente: stațiile sunt incluse monitorizarea și controlul datelor operaționale non-critice și critice, cum ar fi starea de putere, performanța factorului de putere, întrerupătorul, securitatea, starea transformatorului, etc. stațiile sunt utilizate pentru a transforma tensiunea de mai multe ori în multe locații, asigurând o livrare sigură și fiabilă de energie. Stațiile inteligente sunt, de asemenea, necesare pentru a împărți calea fluxului de energie electrică în mai multe direcții. Substațiile necesită echipamente mari și foarte scumpe pentru a funcționa, inclusiv transformatoare, comutatoare, baterii de condensatoare, întreruptoare, relee protejate de rețea și multe altele.

Stații inteligente

Cabluri super conductoare: Acestea sunt utilizate pentru a furniza transmisii de energie pe distanțe lungi și instrumente automate de monitorizare și analiză capabile să detecteze defecțiunile în sine sau chiar să prezică cablurile și defectele pe baza datelor meteo în timp real și a istoricului de întrerupere.

Cabluri super conductoare

Comunicații integrate: Cheia unei tehnologii de rețea inteligentă este comunicațiile integrate. Trebuie să fie cât mai rapid pentru a satisface nevoile în timp real ale sistemului. În funcție de necesitate, în comunicarea cu rețea inteligentă sunt utilizate multe tehnologii diferite Controler logic programabil (PLC) , wireless, celular, SCADA (Control de supraveghere și achiziție de date) , și BPL. Considerații cheie pentru comunicarea integrată.

SCADA

Considerații cheie pentru comunicarea integrată

• Ușurința desfășurării
• Latență
• Standarde
• Capacitatea de transport a datelor
• Sigur
• Capacitate de acoperire a rețelei

Considerații cheie pentru comunicarea integrată

Unități de măsurare a fazorului (PMU): Aceasta este utilizată pentru a măsura undele electrice pe o rețea electrică utilizând o sursă de timp comună pentru sincronizare. Sincronizatorul de timp permite măsurători sincronizate în timp real de mai multe puncte de măsurare la distanță de pe rețea.

Avantajele rețelei inteligente

• Integrarea tehnologiilor izolate: rețeaua inteligentă permite o mai bună gestionare a energiei
• Gestionarea de protecție a rețelei electrice în situații de urgență
• Cerere mai bună, răspuns la cerere / ofertă
• Calitate mai bună a energiei
• Reduceți emisiile de carbon
• Cerere crescută de energie: necesită soluții mai complexe și critice, cu o mai bună gestionare a energiei
• Integrare din surse regenerabile

Dezavantaje ale rețelei inteligente

Probleme de confidențialitate

Cea mai mare preocupare este securitatea într-un sistem de rețea inteligentă. Sistemul de rețea utilizează câteva contoare inteligente, care sunt automatizate și asigură comunicarea între furnizorul de energie electrică și client. Aici unele tipuri de contoare inteligente pot fi ușor sparte și pot controla alimentarea cu energie electrică a unei singure clădiri sau a unui întreg cartier.

Volatilitatea rețelei

Rețeaua Smart Grid are multă inteligență la margini, adică la punctul de intrare și la contorul utilizatorului final. Dar grila are o inteligență insuficientă la mijloc, care guvernează funcțiile de comutare. Această lipsă de dezvoltare integrată face din rețea o rețea volatilă. Resursele inginerești au fost turnate în generarea de energie și consumul de energie al consumatorilor, care sunt marginile rețelei. Cu toate acestea, dacă se adaugă prea multe noduri în rețea înainte de a dezvolta inteligența software pentru a o controla, condițiile vor duce la o rețea inteligentă volatilă.

Aplicații ale rețelei inteligente

Rețeaua inteligentă joacă un rol important în tehnologiile inteligente moderne. Următoarele sunt cele mai comune aplicații ale tehnologiei rețelelor inteligente.

Cerințe software

Compilator Keil, Limbă: C sau Asamblare încorporată

Cerințe hardware

Microcontroler pre-programat (AT89C51 / S52), contor de energie, Max232, rezistențe, Modul GSM , LCD (16 × 2), LED, Oscilator de cristal , Condensatoare, diode, transformator, regulator și sarcină.

Citirea contorului de energie electrică bazat pe IOT prin Internet

Obiectivul principal al acestui proiect este dezvoltarea unei IOT (internetul lucrurilor) citirea contorului de energie pe bază afișată pentru unitățile consumate și costul pentru consum, pe internet, în format grafic și gabarit. În acest proiect, am luat un contor de energie digital al cărui semnal LED intermitent este interfațat cu un microcontroler de 8051 familii printr-un LDR. Pe 1 unitate, LED-ul intermitent clipește de 3200 de ori. Senzorul LDR dă o întrerupere microcontrolerului programat, la fiecare moment al LED-ului contorului clipește.

Diagrama bloc a contorului de energie inteligent Contor de energie bazat pe IoT

Microcontrolerul efectuează această citire și o afișează pe un ecran LCD interfațat corespunzător cu microcontrolerul. Această lectură a contorul de energie este, de asemenea, trimis către un GSM modemul este alimentat de microcontroler prin intermediul schimbătorului de nivel IC și link-ul RS232. O cartelă SIM utilizată în modemul activat pe internet transmite datele direct pe o pagină web dedicată pentru afișare sau către telefonul mobil al clientului, oriunde în lume, în format grafic pe mai multe niveluri

Astfel, este vorba despre o privire de ansamblu asupra tehnologiei rețelelor inteligente. Sperăm că ați înțeles mai bine acest concept. În plus, orice întrebări referitoare la acest concept sau pentru a pune în aplicare oricare proiecte electrice , vă rugăm să oferiți sugestiile valoroase comentând în secțiunea de comentarii de mai jos. Iată o întrebare pentru tine, Care sunt avantajele utilizării tehnologiei rețelelor inteligente ?