Mga Smart Energy Grid

Ang panginahanglan sa enerhiya sa kalibutan gibanabana nga motubo sa mga 2,2 porsyento matag tuig. Nagpasabot kini nga ang kasamtangang global nga konsumo sa enerhiya nga kapin sa 20 ka oras nga petawatt mosaka ngadto sa 2030 ka oras nga petawatt sa 33. Sa samang higayon, gihatagan og gibug-aton ang paggamit sa enerhiya nga mas episyente kaysa kaniadto.

1. Auto sa smart grid

Ang ubang mga projection nagtagna nga ang transportasyon mokonsumo labaw pa sa 2050 porsyento sa panginahanglan sa elektrisidad sa 10, kadaghanan tungod sa nagkadako nga pagkapopular sa mga electric ug hybrid nga mga salakyanan.

kon pag-charge sa baterya sa electric car dili maayo nga pagdumala o dili molihok sa iyang kaugalingon, adunay peligro sa peak load tungod sa daghang mga baterya nga gi-charge sa parehas nga oras. Ang panginahanglan alang sa mga solusyon nga nagtugot sa mga sakyanan nga ma-charge sa labing maayo nga mga panahon (1).

Ang klasikal nga mga sistema sa kuryente sa ika-XNUMX nga siglo, diin ang elektrisidad gihimo nga kadaghanan sa mga sentral nga planta sa kuryente ug gihatud sa mga konsumedor pinaagi sa mga linya sa transmission nga taas ang boltahe ug mga network sa pag-apod-apod sa medium ug ubos nga boltahe, dili angay sa mga gipangayo sa bag-ong panahon.

Sa bag-ohay nga mga tuig, makita usab nato ang paspas nga pag-uswag sa gipang-apod-apod nga mga sistema, gagmay nga mga prodyuser sa enerhiya nga makapaambit sa ilang mga sobra sa merkado. Sila adunay usa ka mahinungdanon nga bahin sa gipang-apod-apod nga mga sistema. renewable nga tinubdan sa enerhiya.

Glossary sa mga smart grids

AMI - mubo alang sa Advanced Metering Infrastructure. Nagpasabut nga ang imprastraktura sa mga aparato ug software nga nakigsulti sa mga metro sa kuryente, nagkolekta data sa enerhiya ug nag-analisar niini nga datos.

gipang-apod-apod nga henerasyon - produksyon sa enerhiya pinaagi sa gagmay nga mga instalasyon sa paghimo o mga pasilidad nga konektado direkta sa mga network sa pag-apod-apod o nahimutang sa sistema sa kuryente sa nakadawat (sa luyo sa kontrol ug mga aparato sa pagsukat), kasagarang nagprodyus og elektrisidad gikan sa mabag-o o dili tradisyonal nga mga gigikanan sa enerhiya, kasagaran inubanan sa produksiyon sa kainit (giapod-apod nga cogeneration ). . Ang mga gipang-apod-apod nga generation network mahimong maglakip, pananglitan, mga prosumer, mga kooperatiba sa enerhiya, o mga planta sa kuryente sa munisipyo.

smart meter – usa ka hilit nga metro sa kuryente nga adunay function sa awtomatik nga pagpadala sa datos sa pagsukat sa enerhiya ngadto sa supplier ug sa ingon nagtanyag og dugang nga mga oportunidad alang sa mahunahunaon nga paggamit sa elektrisidad.

Micro nga tinubdan sa kuryente – usa ka gamay nga planta sa power generation, kasagaran gigamit alang sa kaugalingong konsumo. Ang micro source mahimo nga gamay nga domestic solar, hydro o wind power plants, micro turbines nga nagdagan sa natural gas o biogas, mga yunit nga adunay mga makina nga nagdagan sa natural gas o biogas.

Prosumer – usa ka mahunahunaon nga konsumidor sa enerhiya nga nagpatunghag enerhiya alang sa iyang kaugalingon nga mga panginahanglan, pananglitan, sa mga micro nga tinubdan, ug gibaligya ang wala magamit nga sobra sa network sa pag-apod-apod.

Dynamic nga mga presyo - mga taripa nga nagkonsiderar sa adlaw-adlaw nga pagbag-o sa presyo sa enerhiya.

Maobserbahan nga space-time

Ang pagsulbad niini nga mga problema (2) nanginahanglan usa ka network nga adunay usa ka flexible nga "panghunahuna" nga imprastraktura nga magdirekta sa enerhiya kung diin kini kinahanglan. Ang ingon nga desisyon smart energy grid - intelihenteng power grid.

2. Mga hagit nga giatubang sa merkado sa enerhiya

Sa kinatibuk-an, ang usa ka smart grid usa ka sistema sa kuryente nga maalamon nga naghiusa sa mga kalihokan sa tanan nga mga partisipante sa mga proseso sa produksiyon, transmission, pag-apod-apod ug paggamit aron mahatagan ang elektrisidad sa ekonomikanhon, malungtaron ug luwas nga paagi (3).

Ang panguna nga sukaranan niini mao ang koneksyon tali sa tanan nga mga partisipante sa merkado sa enerhiya. Ang network nagkonektar sa mga planta sa kuryente, dako ug gamay, ug mga konsumedor sa enerhiya sa usa ka istruktura. Mahimo kini nga maglungtad ug molihok salamat sa duha ka elemento: automation nga gitukod sa mga advanced sensor ug usa ka sistema sa ICT.

Sa yanong pagkasulti: ang smart grid "nahibal-an" kung asa ug kanus-a ang pinakadako nga panginahanglan sa enerhiya ug ang pinakadako nga suplay mitungha, ug makadirekta sa sobra nga enerhiya ngadto sa kung asa kini labing gikinahanglan. Ingon usa ka sangputanan, ang ingon nga network makapauswag sa kahusayan, kasaligan ug seguridad sa kadena sa suplay sa enerhiya.

3. Smart grid - sukaranan nga laraw

4. Tulo ka mga bahin sa mga smart grids, mga tumong ug mga benepisyo nga naggikan niini

Mga Smart network Gitugotan ka sa layo nga pagkuha sa mga pagbasa sa mga metro sa kuryente, pag-monitor sa kahimtang sa pagdawat ug sa network, ingon man ang profile sa pagdawat sa enerhiya, pag-ila sa iligal nga pagkonsumo sa enerhiya, pagpanghilabot sa mga metro ug pagkawala sa enerhiya, layo nga pagdiskonekta / pagkonekta sa nakadawat, pagbalhin mga taripa, archive ug bill alang sa read values, ug uban pang mga kalihokan (4).

Lisud ang tukma nga pagtino sa panginahanglan alang sa elektrisidad, mao nga kasagaran ang sistema kinahanglan nga mogamit sa gitawag nga init nga reserba. Ang paggamit sa gipang-apod-apod nga henerasyon (tan-awa ang Smart Grid Glossary) inubanan sa Smart Grid makapakunhod pag-ayo sa panginahanglan sa pagpadayon sa dagkong mga reserba nga hingpit nga magamit.

Haligi mga smart grids adunay usa ka halapad nga sistema sa pagsukod, intelihente nga accounting (5). Naglakip kini sa mga sistema sa telekomunikasyon nga nagpadala sa datos sa pagsukod ngadto sa mga punto sa desisyon, ingon man mga intelihente nga kasayuran, pagtagna ug mga algorithm sa paghimog desisyon.

Ang unang mga instalasyon sa piloto sa "intelligent" nga mga sistema sa pagsukat gisugdan na sa pagtukod, nga naglangkob sa indibidwal nga mga siyudad o mga komunidad. Salamat sa kanila, mahimo nimo, taliwala sa ubang mga butang, ipaila ang matag oras nga bayad alang sa indibidwal nga mga kliyente. Kini nagpasabot nga sa pipila ka mga panahon sa adlaw, ang presyo sa elektrisidad alang sa ingon nga usa ka konsumedor mahimong mas ubos, mao nga kini angay nga i-on, pananglitan, usa ka washing machine.

Sumala sa pipila ka mga siyentista, sama sa usa ka grupo sa mga tigdukiduki gikan sa German nga Max Planck Institute sa Göttingen nga gipangulohan ni Mark Timm, milyon-milyon nga mga intelihenteng metro mahimo sa umaabot nga paghimo sa usa ka hingpit nga awtonomiya. network nga nag-regulate sa kaugalingon, desentralisado sama sa Internet, ug luwas tungod kay kini makasugakod sa mga pag-atake nga gibutyag sa mga sentralisadong sistema.

Kusog gikan sa pluralidad

Renewable nga tinubdan sa kuryente Tungod sa gamay nga unit capacity (RES) ang gipang-apod-apod nga mga tinubdan. Ang naulahi naglakip sa mga tinubdan nga adunay yunit nga kapasidad nga ubos pa sa 50-100 MW, nga gibutang sa duol sa katapusang konsumidor sa enerhiya.

Bisan pa, sa praktis, ang limit nga kantidad alang sa usa ka tinubdan nga giisip nga giapod-apod magkalainlain kaayo sa matag nasud, pananglitan, sa Sweden kini 1,5 MW, sa New Zealand 5 MW, sa USA 5 MW, sa UK 100 MW. .

Uban sa igo nga daghang gidaghanon sa mga gigikanan nga nagkatibulaag sa usa ka gamay nga lugar sa sistema sa kuryente ug salamat sa mga oportunidad nga ilang gihatag mga smart grids, kini nahimong posible ug mapuslanon sa paghiusa niini nga mga tinubdan ngadto sa usa ka sistema nga kontrolado sa operator, paghimo sa usa ka "virtual power plant".

Ang tumong niini mao ang pagkonsentrar sa gipang-apod-apod nga henerasyon ngadto sa usa ka lohikal nga konektado nga sistema, nga nagdugang sa teknikal ug ekonomikanhong kaepektibo sa pagmugna og elektrisidad. Ang giapod-apod nga henerasyon nga nahimutang duol sa mga konsumedor sa enerhiya mahimo usab nga mogamit sa lokal nga mga kahinguhaan sa gasolina, lakip ang biofuels ug renewable energy, ug bisan ang basura sa munisipyo.

Ang usa ka virtual power plant nagkonektar sa daghang lain-laing lokal nga tinubdan sa kuryente sa usa ka lugar (hydro, wind, photovoltaic power plants, combined cycle turbines, engine-driven generators, etc.) ug energy storage (water tanks, batteries) nga layo nga kontrolado sa usa ka halapad nga IT network. sistema.

Ang usa ka hinungdanon nga gimbuhaton sa paghimo sa mga virtual nga tanum nga gahum kinahanglan nga dulaon sa mga aparato sa pagtipig sa enerhiya nga nagtugot kanimo sa pag-adjust sa henerasyon sa elektrisidad sa adlaw-adlaw nga pagbag-o sa panginahanglan sa mga konsumedor. Kasagaran ang ingon nga mga reservoir mga baterya o supercapacitor; pumped storage stations mahimo play sa usa ka susama nga papel.

Ang usa ka energetically balanse nga lugar, nga nahimong usa ka virtual nga planta sa kuryente, mahimong mabulag gikan sa power grid gamit ang mga modernong switch. Ang ingon nga switch nanalipod, naghimo sa pagsukod nga trabaho ug nag-synchronize sa sistema sa network.

Ang kalibutan nahimong mas maalamon

W mga smart grids nga karon gipuhunan sa tanan nga pinakadako nga kompanya sa enerhiya sa kalibutan. Sa Europe, pananglitan, EDF (France), RWE (Germany), Iberdrola (Spain) ug British Gas (UK).

6. Ang Smart grid naghiusa sa tradisyonal ug renewable nga tinubdan

Ang usa ka hinungdanon nga elemento sa kini nga klase sa sistema mao ang network sa pag-apod-apod sa telekomunikasyon, nga naghatag usa ka kasaligan nga two-way IP transmission sa taliwala sa mga sentral nga sistema sa aplikasyon ug mga intelihenteng metro sa kuryente nga nahimutang direkta sa katapusan sa sistema sa kuryente, sa katapusan nga mga konsumedor.

Sa pagkakaron, ang pinakadako nga network sa telekomunikasyon sa kalibutan alang sa mga panginahanglan Smart Grid gikan sa pinakadako nga mga operator sa enerhiya sa ilang mga nasud - sama sa LightSquared (USA) o EnergyAustralia (Australia) - gihimo gamit ang Wimax wireless nga teknolohiya.

Dugang pa, ang una ug usa sa pinakadako nga giplano nga pagpatuman sa sistema sa AMI (Advanced Metering Infrastructure) sa Poland, nga usa ka hinungdanon nga bahin sa intelihenteng network sa Energa Operator SA, naglakip sa paggamit sa sistema sa Wimax alang sa pagpadala sa datos.

Usa ka importante nga bentaha sa solusyon sa Wimax nga may kalabotan sa ubang mga teknolohiya nga gigamit sa sektor sa enerhiya alang sa pagpadala sa datos, sama sa PLC, mao nga dili kinahanglan nga palongon ang tibuok nga mga seksyon sa mga linya sa kuryente kung adunay emerhensya.

7. Energy pyramid sa Europe

Ang gobyerno sa China nakahimo og usa ka dako nga long-term nga plano sa pagpamuhunan sa mga sistema sa tubig, pag-upgrade ug pagpalapad sa transmission network ug imprastraktura sa mga rural nga lugar, ug mga smart grids. Ang Chinese State Grid Corporation nagplano sa pagpaila kanila sa 2030.

Ang Japan Electricity Industry Federation nagplano sa paghimo sa usa ka solar-powered smart grid sa 2020 uban sa suporta sa gobyerno. Sa pagkakaron, usa ka programa sa estado alang sa pagsulay sa elektronik nga enerhiya alang sa mga smart grids gipatuman sa Germany.

Ang usa ka enerhiya nga "super grid" pagahimoon sa mga nasud sa EU, diin ang renewable energy ipang-apod-apod, kasagaran gikan sa wind farms. Dili sama sa tradisyonal nga mga network, kini ibase dili sa alternating, apan sa direktang kuryente (DC).

Gipondohan sa mga pondo sa Europe ang programa sa panukiduki ug pagbansay nga may kalabotan sa proyekto MEDOW, nga naghiusa sa mga unibersidad ug mga representante sa industriya sa enerhiya. Ang MEDOW usa ka minubo sa English nga ngalan nga "Multi-terminal DC Grid For Offshore Wind".

Ang programa sa pagbansay gilauman nga modagan hangtod sa Marso 2017. Paglalang renewable energy networks sa usa ka kontinental nga sukod ug episyente nga koneksyon sa kasamtangan nga mga network (6) adunay kahulugan tungod sa piho nga mga kinaiya sa renewable energy, nga gihulagway pinaagi sa mga periodic surplus o kakulang sa kapasidad.

Ang programa sa Smart Peninsula nga naglihok sa Hel Peninsula ilado kaayo sa industriya sa enerhiya sa Poland. Dinhi gipatuman sa Energa ang labing una nga pagsulay sa nasud nga remote reading system ug adunay tukma nga teknikal nga imprastraktura alang sa proyekto, nga dugang nga pauswagon.

Kini nga dapit wala gipili sa sulagma. Kini nga lugar gihulagway sa taas nga pag-usab-usab sa konsumo sa enerhiya (taas nga konsumo sa ting-init, labi ka gamay sa tingtugnaw), nga nagmugna og dugang nga hagit alang sa mga inhenyero sa enerhiya.

Ang gipatuman nga sistema kinahanglan nga mailhan dili lamang sa taas nga kasaligan, apan usab sa pagka-flexible sa serbisyo sa kostumer, nga gitugotan sila nga ma-optimize ang konsumo sa enerhiya, magbag-o sa mga taripa sa elektrisidad ug magamit ang mga nag-uswag nga alternatibong gigikanan sa enerhiya (photovoltaic panel, gagmay nga mga turbin sa hangin, ug uban pa).

Bag-ohay lang, nagpakita usab ang impormasyon nga gusto ni Polskie Sieci Energetyczne nga magtipig og enerhiya sa kusgan nga mga baterya nga adunay kapasidad nga labing menos 2 MW. Nagplano ang operator nga magtukod mga pasilidad sa pagtipig sa enerhiya sa Poland nga mosuporta sa grid sa kuryente, pagsiguro sa pagpadayon sa suplay kung ang mga gigikanan sa nabag-o nga enerhiya (RES) mohunong sa paglihok tungod sa kakulang sa hangin o pagkahuman sa kangitngit. Ang kuryente gikan sa bodega moadto dayon sa grid.

Ang pagsulay sa solusyon mahimong magsugod sa sulod sa duha ka tuig. Sumala sa dili opisyal nga impormasyon, ang mga Hapon gikan sa Hitachi nagtanyag PSE sa pagsulay sa gamhanan nga mga sudlanan sa baterya. Ang usa sa ingon nga lithium-ion nga baterya makahimo sa paghatud sa 1 MW nga gahum.

Ang mga bodega mahimo usab nga makunhuran ang panginahanglan sa pagpalapad sa naandan nga mga planta sa kuryente sa umaabot. Ang mga umahan sa hangin, nga gihulagway sa usa ka taas nga kabag-ohan sa output sa kuryente (depende sa kahimtang sa meteorolohiko), nagpugos sa tradisyonal nga kusog sa pagpadayon sa usa ka reserba sa gahum aron ang mga windmill mahimong mapulihan o madugangan bisan unsang oras nga adunay pagkunhod sa output sa kuryente.

Ang mga operator sa tibuok Europe namuhunan sa pagtipig sa enerhiya. Bag-ohay lang, gilusad sa Britanya ang pinakadako nga pag-instalar niini nga matang sa atong kontinente. Ang pasilidad sa Leighton Buzzard duol sa London makahimo sa pagtipig hangtod sa 10 MWh nga enerhiya ug paghatud sa 6 MW nga gahum.

Sa iyang luyo mao ang S&C Electric, Samsung, ingon man ang UK Power Networks ug Younicos. Niadtong Septyembre 2014, ang ulahi nga kompanya nagtukod sa una nga komersyal nga pagtipig sa enerhiya sa Europe. Gilusad kini sa Schwerin, Germany ug adunay kapasidad nga 5 MW.

Ang dokumento nga "Smart Grid Projects Outlook 2014" naglangkob sa 459 nga mga proyekto nga gipatuman sukad sa 2002, diin ang paggamit sa mga bag-ong teknolohiya, mga kapabilidad sa ICT (telebisyon) nakatampo sa paghimo sa usa ka "smart grid".

Kinahanglang hinumdoman nga ang mga proyekto gikonsiderar diin labing menos usa ka EU Member State ang miapil (usa ka partner) (7). Kini nagdala sa gidaghanon sa mga nasud nga nasakup sa taho ngadto sa 47.

Sa pagkakaron, 3,15 ka bilyon nga euros ang gigahin alang niini nga mga proyekto, bisan pa nga ang 48 porsyento niini wala pa mahuman. Ang mga proyekto sa R&D karon nagkonsumo sa 830 milyon nga euro, samtang ang pagsulay ug pagpatuman nagkantidad og 2,32 bilyon nga euro.

Taliwala kanila, per capita, ang Denmark ang labing namuhunan. Ang France ug UK, sa laing bahin, nagpatuman sa mga proyekto nga adunay labing kataas nga badyet, nga nag-aberids sa € 5 milyon matag proyekto.

Kon itandi niini nga mga nasod, ang mga nasod sa Sidlakang Uropa mas grabe pa. Matod sa taho, 1 porsyento lang ang ilang gigama sa kinatibuk-ang budget sa tanan niini nga mga proyekto. Sa gidaghanon sa gipatuman nga mga proyekto, ang nag-unang lima mao ang: Germany, Denmark, Italy, Spain ug France. Nakuha sa Poland ang ika-18 nga pwesto sa ranggo.

Nag-una kanamo ang Switzerland, gisundan sa Ireland. Ubos sa slogan sa smart grid, ang ambisyoso, halos rebolusyonaryong mga solusyon gipatuman sa daghang mga dapit sa tibuok kalibutan. nagplano nga i-modernize ang sistema sa kuryente.

Usa sa labing kaayo nga mga pananglitan mao ang Ontario Smart Infrastructure Project (2030), nga giandam sa bag-ohay nga mga tuig ug adunay gibanabana nga gidugayon hangtod sa 8 ka tuig.

8. Pagplano alang sa pag-deploy sa Smart Grid sa probinsya sa Ontario sa Canada.

Mga virus sa enerhiya?

Bisan pa, kung network sa enerhiya mahimong sama sa Internet, kinahanglan nimong tagdon nga kini mahimong mag-atubang sa parehas nga mga hulga nga atong giatubang sa modernong mga network sa kompyuter.

9. Mga robot nga gidisenyo aron magtrabaho sa mga network sa enerhiya

Ang F-Secure Laboratories bag-o lang nagpasidaan sa usa ka bag-ong komplikadong hulga sa mga sistema sa serbisyo sa industriya, lakip ang mga power grid. Gitawag kini nga Havex ug naggamit kini usa ka labi ka abante nga bag-ong teknik aron ma-infect ang mga kompyuter.

Ang Havex adunay duha ka panguna nga sangkap. Ang una mao ang Trojan software, nga gigamit sa layo nga pagkontrol sa giatake nga sistema. Ang ikaduha nga elemento mao ang PHP server.

Ang Trojan horse gilakip sa mga tig-atake sa APCS/SCADA software nga responsable sa pagmonitor sa pag-uswag sa mga proseso sa teknolohiya ug produksyon. Ang mga biktima nag-download sa maong mga programa gikan sa espesyal nga mga site, nga wala mahibalo sa hulga.

Ang mga biktima sa Havex mao ang panguna nga mga institusyon sa Europa ug mga kompanya nga nahilambigit sa mga solusyon sa industriya. Ang bahin sa Havex code nagsugyot nga ang mga tiglalang niini, dugang sa gusto nga mangawat sa datos bahin sa mga proseso sa produksiyon, mahimo usab nga makaimpluwensya sa ilang kurso.

10. Mga dapit sa smart grids

Ang mga tagsulat niini nga malware labi nga interesado sa mga network sa enerhiya. Posible nga usa ka umaabot nga elemento intelihenteng sistema sa kuryente robot usab.

Karong bag-o, ang mga tigdukiduki sa Michigan Technological University nakahimog robot nga modelo (9) nga naghatod ug enerhiya ngadto sa mga dapit nga naapektohan sa pagkapalong sa koryente, sama niadtong gipahinabo sa mga kalamidad.

Ang mga makina nga ingon niini nga klase mahimo, pananglitan, ibalik ang gahum sa imprastraktura sa telekomunikasyon (mga tore ug base station) aron mahimo ang mga operasyon sa pagluwas nga mas episyente. Ang mga robot awtonomiya, sila mismo ang nagpili sa pinakamaayong dalan paingon sa ilang destinasyon.

Mahimong adunay sila mga baterya sa board o solar panel. Makapakaon sila sa usag usa. Kahulugan ug mga gimbuhaton mga smart grids labaw pa sa enerhiya (10).

Ang imprastraktura nga gihimo niining paagiha mahimong magamit sa paghimo og bag-ong mobile smart life sa umaabot, base sa state-of-the-art nga mga teknolohiya. Sa pagkakaron, mahanduraw lang nato ang mga bentaha (apan usab ang mga disbentaha) niining matang sa solusyon.