Actualment, el sistema d’energia elèctrica s'enfronta a una transformació radical a tot el món amb el subministrament elèctric de descarbonització per substituir els actius envellits i controlar els recursos naturals amb nova informació i tecnologies de la comunicació (TIC). Una tecnologia de xarxes intel·ligents és essencial per proporcionar una integració fàcil i un servei fiable als consumidors. Un sistema de xarxa intel·ligent és un sistema de xarxa elèctrica autosuficient basat en tecnologia d’automatització digital per al control , control i anàlisi dins de la cadena de subministrament. Aquest sistema pot trobar la solució als problemes molt ràpidament en un sistema existent que pot reduir la força de treball i es dirigirà a electricitat sostenible, fiable, segura i de qualitat per a tots els consumidors.
Visió general de la tecnologia Smart Grid
La xarxa intel·ligent es pot definir com una xarxa elèctrica intel·ligent que combina la xarxa elèctrica i la tecnologia de comunicació digital intel·ligent. Una xarxa intel·ligent és capaç de subministrar energia elèctrica a partir de fonts múltiples i àmpliament distribuïdes, com els aerogeneradors, sistemes d'energia solar , i potser fins i tot vehicles elèctrics híbrids endollables.
Visió general de la tecnologia Smart Grid
Components de la xarxa intel·ligent
Per aconseguir una xarxa intel·ligent modernitzada, s’hauria de desenvolupar i implementar una àmplia gamma de tecnologies. Aquestes tecnologies generalment s'agrupen en les següents àrees tecnològiques clau, tal com es descriu a continuació.
Electrodomèstics intel·ligents: Els aparells intel·ligents són capaços de decidir quan consumir energia en funció de les preferències preestablertes dels clients. Això pot conduir a desaparèixer cap a la reducció de les càrregues màximes que afecten els costos de generació d'electricitat. Per exemple, els sensors intel·ligents, com el sensor de temperatura que s’utilitza a les estacions tèrmiques per controlar la temperatura de la caldera en funció de nivells de temperatura predefinits.
Mesuradors de potència intel·ligents: Els comptadors intel·ligents proporcionen comunicació bidireccional entre els proveïdors d’energia i els consumidors d’usuaris finals per automatitzar les recopilacions de dades de facturació, detectar fallades del dispositiu i enviar equips de reparació a la ubicació exacta molt més ràpidament.
Components de la xarxa intel·ligent
Subestacions intel·ligents: les subestacions s’inclouen per controlar i controlar dades operatives no crítiques i crítiques, com l’estat de potència, el rendiment del factor de potència, l’interruptor, la seguretat, l’estat del transformador, etc. d’energia. Les subestacions intel·ligents també són necessàries per dividir el recorregut del flux d’electricitat en moltes direccions. Les subestacions requereixen equips grans i molt cars per operar, inclosos transformadors, commutadors, bancs de condensadors, interruptors automàtics, relés protegits per xarxa i diversos altres.
Subestacions intel·ligents
Cables super conductors: S’utilitzen per proporcionar transmissió d’energia a llarga distància i eines de seguiment i anàlisi automatitzades capaces de detectar defectes per si mateixos o fins i tot predir fallades de cable i basades en dades meteorològiques en temps real i en l’historial d’interrupcions.
Cables super conductors
Comunicacions integrades: La clau per a una tecnologia de xarxes intel·ligents són les comunicacions integrades. Ha de ser tan ràpid com per satisfer les necessitats del sistema en temps real. Depenent de la necessitat, s’utilitzen moltes tecnologies diferents en la comunicació de xarxes intel·ligents, com ara Controlador lògic programable (PLC) , sense fil, mòbil, SCADA (Control supervisor i adquisició de dades) , i BPL.Consideracions clau per a la comunicació integrada.
disminuir
Consideracions clau per a la comunicació integrada
- Facilitat de desplegament
- Latència
- Normes
- Capacitat de càrrega de dades
- Segur
- Capacitat de cobertura de xarxa
Consideracions clau per a la comunicació integrada
Unitats de mesura de fases (PMU): S'utilitza per mesurar les ones elèctriques d'una xarxa elèctrica mitjançant una font horària comuna per a la sincronització. El sincronitzador de temps permet realitzar mesures sincronitzades en temps real de diversos punts de mesurament remots de la xarxa.
Avantatges de Smart Grid
- Integrar tecnologies aïllades: la xarxa intel·ligent permet una millor gestió de l’energia
- Gestió protectora de la xarxa elèctrica en situacions d’emergència
- Millor resposta a la demanda, oferta / demanda
- Millor qualitat energètica
- Reduir les emissions de carboni
- Augment de la demanda d’energia: requereixen solucions més complexes i crítiques amb una millor gestió de l’energia
- Integració de renovables
Desavantatges de Smart Grid
Problemes de privadesa
La preocupació més gran és la seguretat en un sistema de xarxes intel·ligents. El sistema de xarxa utilitza alguns comptadors intel·ligents automatitzats que proporcionen comunicació entre el proveïdor d’energia i el client. Aquí alguns tipus de comptadors intel·ligents es poden piratejar fàcilment i poden controlar l’alimentació d’un sol edifici o d’un barri sencer.
Volatilitat de la xarxa
La xarxa Smart Grid té molta intel·ligència a les seves vores, és a dir, al punt d’entrada i al mesurador de l’usuari final. Però la xarxa no té prou intel·ligència al centre, que regula les funcions de commutació. Aquesta manca de desenvolupament integrat fa de la xarxa una xarxa volàtil. Els recursos d'enginyeria s'han abocat a la generació d'energia i al consum d'energia del consumidor, que són els límits de la xarxa. Tot i això, si s’afegeixen massa nodes a la xarxa abans de desenvolupar la intel·ligència del programari per controlar-la, les condicions conduiran a una xarxa intel·ligent volàtil.
Aplicacions de Smart Grid
La xarxa intel·ligent té un paper important en les tecnologies intel·ligents modernes. A continuació es mostren les aplicacions més habituals de la tecnologia de xarxes intel·ligents.
| Aplicacions i serveis futurs | Mercat en temps real |
| Atenció al negoci i al client | Flux de dades d'aplicacions cap a / des dels sistemes de gestió d'energia de l'usuari final |
| Càrrega intel·ligent de PHEV i V2G | Flux de dades de l'aplicació per als PHEV |
| Generació i emmagatzematge distribuïts | Seguiment dels actius distribuïts |
| Optimització de la xarxa
| Xarxa d’autocuració: protecció d’errors, gestió d’interrupcions, control dinàmic de voltatge, integració de dades meteorològiques, control centralitzat de banc de condensadors, distribució i automatització de subestacions, detecció avançada, reconfiguració automatitzada de l’alimentador. |
| Demanda de resposta | Manteniment avançat de la demanda i resposta a la demanda, previsió de càrrega i desplaçament. |
| AMI (Infraestructura de mesura avançada) | Proporciona lectura remota de comptadors, detecció de robatoris, prepagament del client i gestió de personal mòbil |
Requisits de programari
Compilador de tecles, Idioma: Embedded C o Assembly
Requisits de maquinari
Microcontrolador preprogramat (AT89C51 / S52), mesurador d’energia, Max232, resistències, Mòdul GSM , LCD (16 × 2), LED, Oscil·lador de vidre , Condensadors, díodes, transformador, regulador i càrrega.
Lectura de comptadors d’energia elèctrica basats en IOT a través d’Internet
L'objectiu principal d'aquest projecte és desenvolupar un IOT (Internet de les coses) lectura basada en comptador d'energia que es mostra per unitats consumides i cost per consum, a través d'Internet en format gràfic i manòmetre. En aquest projecte, havíem agafat un comptador d'energia digital el senyal LED parpellejant del qual estava connectat a un microcontrolador de 8051 famílies mitjançant un LDR. Per 1 unitat, el LED intermitent parpelleja 3200 vegades. El sensor LDR dóna una interrupció al microcontrolador programat, a cada moment del LED del comptador parpelleja.
Diagrama de blocs del mesurador d’energia intel·ligent basat en IoT
El microcontrolador pren aquesta lectura i la mostra en una pantalla LCD degudament connectada al microcontrolador. Aquesta lectura del El comptador d'energia també s'envia a un GSM el mòdem que s’alimenta mitjançant el microcontrolador mitjançant el canvi de nivell IC i l’enllaç RS232. Una targeta SIM que s’utilitza en el mòdem habilitat per Internet transmet les dades directament a una pàgina web dedicada per a la visualització o al telèfon mòbil del client, a qualsevol part del món, en format gràfic de diversos nivells
Per tant, es tracta d’una visió general de la tecnologia de xarxes intel·ligents. Esperem que tingueu una millor comprensió d’aquest concepte. A més, qualsevol consulta sobre aquest concepte o per implementar-ne qualsevol projectes elèctrics Si us plau, doneu els vostres valuosos suggeriments comentant a la secció de comentaris a continuació. Aquí teniu una pregunta, Quins avantatges té l’ús de la tecnologia de xarxes intel·ligents ?
