Σήμερα, το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας αντιμετωπίζει έναν ριζικό μετασχηματισμό σε όλο τον κόσμο με την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος από ανθρακούχο άνθρακα για την αντικατάσταση των γηράσκοντων πόρων και τον έλεγχο των φυσικών πόρων με νέες πληροφορίες τεχνολογίες επικοινωνίας (ΤΠΕ). Η τεχνολογία έξυπνου δικτύου είναι απαραίτητη για την εύκολη ολοκλήρωση και την αξιόπιστη εξυπηρέτηση των καταναλωτών. Ένα σύστημα έξυπνου δικτύου είναι ένα αυτόνομο σύστημα δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας που βασίζεται σε τεχνολογία ψηφιακού αυτοματισμού για παρακολούθηση , έλεγχος και ανάλυση εντός της αλυσίδας εφοδιασμού. Αυτό το σύστημα μπορεί να βρει τη λύση στα προβλήματα πολύ γρήγορα σε ένα υπάρχον σύστημα που μπορεί να μειώσει το εργατικό δυναμικό και θα στοχεύει βιώσιμη, αξιόπιστη, ασφαλή και ποιοτική ηλεκτρική ενέργεια σε όλους τους καταναλωτές.

Επισκόπηση της τεχνολογίας Smart Grid

Το έξυπνο δίκτυο μπορεί να οριστεί ως ένα έξυπνο ηλεκτρικό δίκτυο που συνδυάζει ηλεκτρικό δίκτυο και έξυπνη τεχνολογία ψηφιακής επικοινωνίας. Ένα έξυπνο δίκτυο μπορεί να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια από πολλαπλές και ευρέως κατανεμημένες πηγές, όπως από ανεμογεννήτριες, συστήματα ηλιακής ενέργειας , και ίσως ακόμη και plug-in υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα.

“ηλεκτρονικά εξαρτήματα και τις λειτουργίες τους ”

Επισκόπηση της τεχνολογίας Smart Grid

Έξυπνα στοιχεία πλέγματος

Για να επιτευχθεί ένα εκσυγχρονισμένο έξυπνο δίκτυο, πρέπει να αναπτυχθεί και να εφαρμοστεί ένα ευρύ φάσμα τεχνολογιών. Αυτές οι τεχνολογίες γενικά ομαδοποιήθηκαν σε ακόλουθους βασικούς τομείς τεχνολογίας όπως συζητείται παρακάτω.

Ευφυείς συσκευές: Οι έξυπνες συσκευές έχουν τη δυνατότητα να αποφασίζουν πότε θα καταναλώνουν ενέργεια βάσει των προκαθορισμένων προτιμήσεων των πελατών. Αυτό μπορεί να οδηγήσει στη μείωση των φορτίων αιχμής που έχουν αντίκτυπο στο κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Για παράδειγμα, έξυπνοι αισθητήρες, όπως ο αισθητήρας θερμοκρασίας που χρησιμοποιείται σε θερμικούς σταθμούς για τον έλεγχο της θερμοκρασίας του λέβητα με βάση προκαθορισμένα επίπεδα θερμοκρασίας.

Έξυπνοι μετρητές ισχύος: Οι έξυπνοι μετρητές παρέχουν αμφίδρομη επικοινωνία μεταξύ των παρόχων ενέργειας και των τελικών χρηστών για να αυτοματοποιήσουν τις συλλογές δεδομένων χρέωσης, να εντοπίσουν αστοχίες συσκευών και να αποστείλουν τα πληρώματα επισκευής στην ακριβή τοποθεσία πολύ πιο γρήγορα.

Έξυπνα στοιχεία πλέγματος

Έξυπνοι Υποσταθμοί: Περιλαμβάνονται υποσταθμοί παρακολούθησης και ελέγχου μη κρίσιμων και κρίσιμων επιχειρησιακών δεδομένων, όπως κατάσταση ισχύος, απόδοση συντελεστή ισχύος, διακόπτης, ασφάλεια, κατάσταση μετασχηματιστή κ.λπ. ενέργειας. Οι έξυπνοι υποσταθμοί είναι επίσης απαραίτητοι για το διαχωρισμό της διαδρομής της ροής ηλεκτρικής ενέργειας σε πολλές κατευθύνσεις. Οι υποσταθμοί απαιτούν μεγάλο και πολύ ακριβό εξοπλισμό για λειτουργία, όπως μετασχηματιστές, διακόπτες, συστοιχίες πυκνωτών, διακόπτες κυκλώματος, ρελέ με προστασία δικτύου και πολλά άλλα.

Έξυπνοι Υποσταθμοί

Καλώδια αγωγιμότητας: Αυτά χρησιμοποιούνται για να παρέχουν μετάδοση ισχύος σε μεγάλες αποστάσεις και αυτοματοποιημένα εργαλεία παρακολούθησης και ανάλυσης ικανά να ανιχνεύουν τα ίδια τα σφάλματα ή ακόμη και να προβλέπουν καλώδια και αστοχίες με βάση τον καιρό των δεδομένων σε πραγματικό χρόνο και το ιστορικό διακοπής λειτουργίας.

Καλώδια αγωγιμότητας

Ολοκληρωμένες επικοινωνίες: Το κλειδί για μια τεχνολογία έξυπνου δικτύου είναι οι ολοκληρωμένες επικοινωνίες. Πρέπει να είναι τόσο γρήγορη όσο οι ανάγκες του συστήματος σε πραγματικό χρόνο. Ανάλογα με την ανάγκη, Πολλές διαφορετικές τεχνολογίες χρησιμοποιούνται στην έξυπνη επικοινωνία δικτύου όπως Προγραμματιζόμενος ελεγκτής λογικής (PLC) , ασύρματο, κινητό, SCADA (Εποπτικός έλεγχος και απόκτηση δεδομένων) , και BPL. Βασικές εκτιμήσεις για ολοκληρωμένη επικοινωνία.

μείωση

Βασικά ζητήματα για την ολοκληρωμένη επικοινωνία

Ευκολία ανάπτυξης
Αφάνεια
Πρότυπα
Ικανότητα μεταφοράς δεδομένων
Ασφαλής
Δυνατότητα κάλυψης δικτύου

Βασικά ζητήματα για την ολοκληρωμένη επικοινωνία

Μονάδες μέτρησης Phasor (PMU): Αυτό χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των ηλεκτρικών κυμάτων σε ένα ηλεκτρικό δίκτυο χρησιμοποιώντας μια κοινή πηγή χρόνου για συγχρονισμό. Ο συγχρονιστής χρόνου επιτρέπει συγχρονισμένες μετρήσεις σε πραγματικό χρόνο πολλαπλών σημείων απομακρυσμένης μέτρησης στο πλέγμα.

“ζώνη απορρίπτει τη λειτουργία μεταφοράς φίλτρου ”

Οφέλη του Smart Grid

Ενσωμάτωση μεμονωμένων τεχνολογιών: το έξυπνο δίκτυο επιτρέπει καλύτερη διαχείριση ενέργειας
Προστατευτική διαχείριση ηλεκτρικού δικτύου σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης
Καλύτερη απόκριση ζήτησης, προσφοράς / ζήτησης
Καλύτερη ποιότητα ισχύος
Μειώστε τις εκπομπές άνθρακα
Αυξημένη ζήτηση ενέργειας: Απαιτεί πιο πολύπλοκες και κρίσιμες λύσεις με καλύτερη διαχείριση ενέργειας
Ενσωμάτωση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας

Μειονεκτήματα του Smart Grid

Προβλήματα απορρήτου

Η μεγαλύτερη ανησυχία είναι η Ασφάλεια σε ένα έξυπνο σύστημα πλέγματος. Το σύστημα πλέγματος χρησιμοποιεί μερικούς έξυπνους μετρητές, οι οποίοι είναι αυτοματοποιημένοι και παρέχουν επικοινωνία μεταξύ παρόχου ισχύος και πελάτη. Εδώ κάποιος τύπος έξυπνων μετρητών μπορεί εύκολα να παραβιαστεί και μπορεί να ελέγξει την τροφοδοσία ενός μόνο κτιρίου ή μιας ολόκληρης γειτονιάς.

Μεταβλητότητα πλέγματος

Το δίκτυο Smart Grid έχει μεγάλη ευφυΐα στα άκρα του, δηλαδή στο σημείο εισόδου και στο μετρητή του τελικού χρήστη. Αλλά το πλέγμα έχει ανεπαρκή νοημοσύνη στη μέση, που διέπει τις λειτουργίες μεταγωγής. Αυτή η έλλειψη ολοκληρωμένης ανάπτυξης καθιστά το δίκτυο ένα πτητικό δίκτυο. Οι μηχανικοί πόροι έχουν μεταφερθεί στην παραγωγή ενέργειας και στην κατανάλωση ενέργειας των καταναλωτών, που είναι τα άκρα του δικτύου. Ωστόσο, εάν προστεθούν πάρα πολλοί κόμβοι στο δίκτυο πριν από την ανάπτυξη της νοημοσύνης λογισμικού για τον έλεγχο, οι συνθήκες θα οδηγήσουν σε ένα πτητικό έξυπνο δίκτυο.

Εφαρμογές του Smart Grid

Το έξυπνο πλέγμα διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στις σύγχρονες έξυπνες τεχνολογίες. Ακολουθούν οι πιο κοινές εφαρμογές της τεχνολογίας έξυπνου δικτύου.

Μελλοντικές εφαρμογές και υπηρεσίες	Αγορά σε πραγματικό χρόνο
Επιχείρηση και εξυπηρέτηση πελατών	Ροή δεδομένων εφαρμογής προς / από συστήματα διαχείρισης ενέργειας τελικού χρήστη
Έξυπνη φόρτιση PHEV και V2G	Ροή δεδομένων εφαρμογής για PHEVs
Κατανεμημένη παραγωγή και αποθήκευση	Παρακολούθηση κατανεμημένων περιουσιακών στοιχείων
Βελτιστοποίηση πλέγματος	Πλέγμα αυτοθεραπείας: προστασία σφαλμάτων, διαχείριση διακοπής λειτουργίας, δυναμικός έλεγχος τάσης, ενσωμάτωση δεδομένων καιρού, κεντρικός έλεγχος τράπεζας πυκνωτών, αυτοματισμός διανομής και υποσταθμού, προηγμένη ανίχνευση, αυτόματη επαναδιαμόρφωση τροφοδότη.
Απόκριση ζήτησης	Προηγμένη συντήρηση και απόκριση ζήτησης, πρόβλεψη φορτίου και μετατόπιση.
AMI (Προηγμένη υποδομή μέτρησης)	Παρέχει απομακρυσμένη ανάγνωση μετρητή, ανίχνευση κλοπής, προπληρωμή πελατών, διαχείριση κινητού εργατικού δυναμικού

Απαιτήσεις λογισμικού

Μεταγλωττιστής Keil, Γλώσσα: Ενσωματωμένο C ή Assembly

Απαιτήσεις υλικού

Προ-προγραμματισμένος μικροελεγκτής (AT89C51 / S52), μετρητής ενέργειας, Max232, αντιστάσεις, Ενότητα GSM , LCD (16 × 2), LED, Κρυστάλλινος ταλαντωτής , Πυκνωτές, Δίοδοι, Μετασχηματιστής, Ρυθμιστής και Φόρτωση.

Ανάγνωση μετρητή ηλεκτρικής ενέργειας με βάση το ΙΟΤ μέσω Διαδικτύου

Ο κύριος στόχος αυτού του έργου είναι η ανάπτυξη ενός IOT (Διαδίκτυο πραγμάτων) με βάση την ένδειξη μετρητή ενέργειας για τις μονάδες που καταναλώνονται και το κόστος για κατανάλωση, μέσω του Διαδικτύου σε μορφή χάρτη και μετρητή Σε αυτό το έργο, είχαμε πάρει έναν ψηφιακό μετρητή ενέργειας του οποίου το σήμα LED που αναβοσβήνει συνδέεται με έναν μικροελεγκτή 8051 οικογενειών μέσω ενός LDR. Ανά 1 μονάδα, το LED που αναβοσβήνει αναβοσβήνει 3200 φορές. Ο αισθητήρας LDR δίνει μια διακοπή στον προγραμματισμένο μικροελεγκτή, κάθε φορά που αναβοσβήνει το LED του μετρητή.

Διάγραμμα μπλοκ έξυπνου μετρητή ενέργειας Μετρητής ενέργειας με βάση IoT

Ο μικροελεγκτής παίρνει αυτήν την ανάγνωση και την εμφανίζει σε μια LCD δεόντως διασυνδεδεμένη με τον μικροελεγκτή. Αυτή η ανάγνωση του ο μετρητής ενέργειας αποστέλλεται επίσης σε ένα GSM Το μόντεμ τροφοδοτείται από τον μικροελεγκτή μέσω συνδέσμου στάθμης IC και RS232. Μια SIM που χρησιμοποιείται στο μόντεμ με δυνατότητα πρόσβασης στο Διαδίκτυο μεταδίδει τα δεδομένα απευθείας σε μια ειδική ιστοσελίδα για προβολή ή στο κινητό τηλέφωνο του πελάτη, οπουδήποτε στον κόσμο σε γραφική μορφή πολλαπλών επιπέδων

Έτσι, πρόκειται για μια επισκόπηση της τεχνολογίας έξυπνου δικτύου. Ελπίζουμε να έχετε καλύτερη κατανόηση αυτής της έννοιας. Επιπλέον, τυχόν ερωτήσεις σχετικά με αυτήν την ιδέα ή για την εφαρμογή οποιουδήποτε ηλεκτρικά έργα , δώστε τις πολύτιμες προτάσεις σας σχολιάζοντας την παρακάτω ενότητα σχολίων. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της χρήσης της τεχνολογίας έξυπνου δικτύου ;