Sedert die laat 19de eeu was kragverspreidingstelsels (wat dikwels roosters genoem word) die wêreld se primêre bron van elektrisiteit.Wanneer hierdie netwerke geskep word, werk hulle eenvoudig – genereer elektrisiteit en stuur dit na huise, geboue, en enige plek waar daar 'n behoefte aan elektrisiteit is.
Maar namate die vraag na elektrisiteit toeneem, is 'n meer doeltreffende netwerk nodig.Moderne “slimnetwerk”-kragverspreidingstelsels wat nou regoor die wêreld gebruik word, maak staat op die nuutste tegnologie om doeltreffendheid te optimaliseer.Hierdie vraestel ondersoek die definisie van 'n slimnetwerk en die sleuteltegnologieë wat dit slim maak.
Wat isslimnetwerktegnologie?
’n Slimnetwerk is ’n kragverspreidingsinfrastruktuur wat tweerigtingkommunikasie tussen nutsverskaffers en kliënte verskaf.Digitale tegnologieë wat slimnetwerktegnologieë moontlik maak, sluit krag-/stroomsensors, beheertoestelle, datasentrums en slimmeters in.
Sommige slim roosters is slimmer as ander.Baie lande het baie moeite gedoen om uitgediende verspreidingsnetwerke na slimnetwerke om te skakel, maar die transformasie is kompleks en sal jare of selfs dekades neem.
Voorbeelde van slimnetwerktegnologieë en slimnetwerkkomponente
Slimmeters – Slimmeters is die eerste stap in die bou van 'n slimnetwerk.Slimmeters verskaf inligting oor energieverbruikspunte aan kliënte en nutsprodusente.Hulle verskaf inligting oor energieverbruik en koste om gebruikers te waarsku om energievermorsing te verminder en verskaffers te help om verspreidingslaste oor die netwerk te optimaliseer.Slimmeters bestaan oor die algemeen uit drie hoofsubstelsels: 'n kragstelsel om kragverbruik te meet, 'n mikrobeheerder om die tegnologie binne die slimmeter te bestuur, en 'n kommunikasiestelsel om energieverbruik/beveldata te stuur en te ontvang.Daarbenewens kan sommige slim meters rugsteunkrag hê (wanneer die hoofverspreidingslyn af is) en GSM-modules om die ligging van die meter vir sekuriteitsdoeleindes vas te stel.
Wêreldwye belegging in slim meters het die afgelope dekade verdubbel.In 2014 was die wêreldwye jaarlikse belegging in slim meters $11 miljoen.Volgens Statista bereik wêreldwye slimmeterbeleggings $21 miljoen teen 2019, met inagneming van die stelseldoeltreffendheidswinste deur die implementering van slim meters.
Slim vragbeheerskakelaars en verspreidingskakelborde – Alhoewel slimmeters intydse data aan nutsverskaffers kan verskaf, beheer hulle nie outomaties die verspreiding van energie nie.Om kragverspreiding tydens spitsgebruikperiodes of na spesifieke gebiede te optimaliseer, gebruik elektriese nutsdienste kragbestuurtoestelle soos intelligente lasbeheerskakelaars en skakelborde.Hierdie tegnologie bespaar aansienlike hoeveelhede energie deur onnodige verspreiding te verminder of vragte wat hul toelaatbare gebruikstydperke oorskry het, outomaties te bestuur.Om kragverspreiding tydens spitsgebruikperiodes of na spesifieke gebiede te optimaliseer, gebruik elektriese nutsdienste kragbestuurtoestelle soos intelligente lasbeheerskakelaars en skakelborde.Hierdie tegnologie bespaar aansienlike hoeveelhede energie deur onnodige verspreiding te verminder of vragte wat hul toelaatbare gebruikstydperke oorskry het, outomaties te bestuur.
Byvoorbeeld, die stad Wadsworth, Ohio, gebruik 'n elektriese verspreidingstelsel wat in 1916 gebou is. Die Stad Wadsworth het 'n vennootskap met Itron, 'n vervaardiger vanSlim vragbeheerskakelaars(SLCS), om stelsel se elektrisiteitsverbruik met 5 300 megawatt-ure te verminder deur SLCS in huise te installeer om lugversorgingskompressors gedurende spitstydperke vir elektrisiteit te gebruik.Kragstelsel-outomatisering – Kragstelsel-outomatisering word aangeskakel deur slimnetwerktegnologie, wat die nuutste IT-infrastruktuur gebruik om elke skakel in die verspreidingsketting te beheer.Geoutomatiseerde kragstelsels gebruik byvoorbeeld intelligente data-insamelingstelsels (soortgelyk aan dié van slim meters), kragbeheerstelsels (soos slim lasbeheerskakelaars), analitiese gereedskap, rekenaarstelsels en kragstelselalgoritmes.Die kombinasie van hierdie sleutelkomponente laat die rooster (of veelvuldige roosters) toe om outomaties aan te pas en homself te optimaliseer met beperkte menslike interaksie wat nodig is.
Smart Grid-implementering
Wanneer digitale, tweerigtingkommunikasie- en outomatiseringstegnologieë in die slimnetwerk geïmplementeer word, sal 'n aantal infrastruktuurveranderings die netwerkdoeltreffendheid maksimeer.Die implementering van die Smart Grid het die volgende infrastruktuurveranderinge moontlik gemaak:
1.Gedesentraliseerde energieproduksie
Omdat die slimnetwerk deurlopend energieverspreiding kan monitor en beheer, is daar nie meer ’n behoefte aan ’n enkele groot kragsentrale om elektrisiteit op te wek nie.In plaas daarvan kan elektrisiteit deur baie gedesentraliseerde kragstasies vervaardig word, soos windturbines, sonkragplase, residensiële fotovoltaïese sonpanele, klein hidroëlektriese damme, ens.
2.Gefragmenteerde mark
Slimnetwerkinfrastruktuur ondersteun ook die verbinding van veelvuldige netwerke as 'n manier om energie intelligent oor tradisionele gesentraliseerde stelsels te deel.In die verlede het munisipaliteite byvoorbeeld afsonderlike produksiefasiliteite gehad wat nie aan naburige munisipaliteite gekoppel was nie.Met die implementering van 'n slimnetwerk-infrastruktuur kan munisipaliteite bydra tot 'n gedeelde produksieplan om produksieafhanklikheid uit te skakel in die geval van 'n kragonderbreking.
3.Kleinskaalse oordrag
Een van die grootste energievermorsings in die netwerk is die verspreiding van energie oor lang afstande.As in ag geneem word dat slimnetwerke produksie en markte desentraliseer, word die netto verspreidingsafstand binne 'n slimnetwerk aansienlik verminder, wat verspreidingsvermorsing verminder.Stel jou byvoorbeeld 'n klein gemeenskapsonkragplaas voor wat 100% van die gemeenskap se daaglikse elektrisiteitsbehoeftes opwek, net 1 km weg.Sonder ’n plaaslike sonkragplaas sal die gemeenskap dalk krag van ’n groter kragsentrale 100 kilometer verder moet kry.Die energieverliese wat tydens transmissie vanaf verafgeleë kragsentrales waargeneem word, kan honderd keer groter wees as die transmissieverliese wat vanaf plaaslike sonkragplase waargeneem word.
4.Tweerigtingverspreiding
In die geval van plaaslike sonkragplase kan daar 'n situasie wees waar die sonkragplaas meer energie kan opwek as wat die gemeenskap verbruik en sodoende 'n energiesurplus skep.Hierdie oortollige energie kan dan in die slimnetwerk versprei word, wat help om die vraag van verafgeleë kragsentrales te verminder.
In hierdie geval vloei energie bedags vanaf die sonkragplaas na die hoofnetwerk vir nie-gemeenskappe, maar wanneer die sonkragplaas onaktief is, vloei energie vanaf die hoofnetwerk na daardie gemeenskap.Hierdie tweerigting-energievloei kan gemonitor en geoptimaliseer word deur kragverspreidingsalgoritmes om te verseker dat die minste hoeveelheid energie te eniger tyd tydens gebruik vermors word.
In 'n slimnetwerk-infrastruktuur met tweerigtingverspreiding en gedesentraliseerde netwerkgrense, kan gebruikers as mikro-opwekkers optree.Individuele huise kan byvoorbeeld toegerus word met alleenstaande fotovoltaïese sonkragstelsels wat elektrisiteit opwek wanneer dit gebruik word.As die residensiële FV-stelsel oortollige energie opwek, kan hierdie energie aan die groter netwerk gelewer word, wat die behoefte aan groot gesentraliseerde kragsentrales verder verminder.
Die belangrikheid van Smart Grid
Op makro-ekonomiese vlak is slimnetwerke van kritieke belang om elektrisiteitsverbruik te verminder.Baie plaaslike nutsverskaffers en regerings bied vrygewige en aggressiewe maatreëls om deel te neem aan die aanvaarding van slimnetwerke omdat dit finansieel en omgewingsgunstig is.Deur 'n slimnetwerk aan te neem, kan energieproduksie gedesentraliseer word, en sodoende die risiko van stroomonderbrekings uitskakel, kragstelselbedryfskoste verminder en onnodige energievermorsing uitskakel.
Postyd: 15-Mrt-2023