EN
Protinga elektros energija: realaus laiko priežiūra ir protingas skirstomųjų tinklų valdymas
Galimybė stebėti elektros energijos suvartojimo duomenis ir tuo pačiu užtikrinti akimirksnišką operacijų valdymą yra paradigmos pasikeitimas energijos valdyme. Realaus laiko duomenys, kurie gaunami dėl IoT tinklo beveik be pertraukų veikiančių laidų įdiegtų jutiklių skaičiavimo galios bei sudėtingų algoritmų duomenų sraute, gali aptikti jutiklių sraute esančias anomalijas (įtampų smūgius, viršįtampes, įtampų kritimus ir pan.) bei suvartojimo modelius. Šie akimirksniški duomenys leidžia operatoriams:
- Išvengti įrangos gedimų, laiku aptarnaujant įrangą prieš atsirandant gedimams.
- Akimirksniu optimizuoti energijos paskirstymą didėjančios apkrovos metu.
- Sumažinti eksploatacines sąnaudas ir pagerinti vartojimo mazgų (skirstomosios tinklo) patikimumą, sumažinant vartojimo mazgų (skirstomosios tinklo) vidutines eksploatacines sąnaudas, sumažinant vartojimo mazgų (skirstomosios tinklo) vidutines eksploatacines sąnaudas.
- Sumažinti vartojimo mazgų (skirstomosios tinklo) vidutines eksploatacines sąnaudas, sumažinant vartojimo mazgų (skirstomosios tinklo) vidutines eksploatacines sąnaudas.
Realiojo laiko elektros suvartojimo stebėjimo galimybė padidinti eksploatacinę lankstumą.
Kaip protingasis stebėjimas prisideda prie protingojo tinklo integravimo
Išmanusis stebėjimas leidžia dinaminį poreikio valdymą ir poreikio pusės reakciją visoje elektros tinklo srityje. Jis keičia energijos suvartojimo modelius atsakydamas į staigius orų, audrų ar gamybos pajėgumų pokyčius. Sensoriai, kurie aptinka netipinius reakcijos pokyčius gamybos vietose, inicijuoja apsaugos priemones, kad būtų išvengta sistemos gedimų. Reaguodami į poreikį galima padidinti eksploatacinę lankstumą maždaug 40 % lyginant su sistemomis, veikiančiomis pagal poreikio reakcijos principą. Šios sistemos gali sumažinti sistemos veikimo laiką iki 40 %.
Mašininio mokymosi, analitikos ir IoT naudojimas numatytajam apkrovos balansavimui
Kraštinių skaičiavimų ir debesijos pagrindu veikiančios analizės derinys sukuria išmaniuosius ir atspariuosius elektros tinklus, kurie nuolat save optimizuoja.
Išmanieji tinklai: Išmaniųjų tinklų reikšmė: Išmaniosios elektros tiekimo sistemos pagrindas
Tinklų modernizavimas: Patikimumas, atsparumas ir dvikryptės ryšių sistemos
Išmanieji tinklai modernizuojami naudojant realaus laiko stebėjimo ir automatinio valdymo technologijas, kurios per milisekundes (per pusę laiko, kurio reikia senosioms sistemoms reaguoti į problemą) aptinka gedimus, įskaitant transformatorių gedimus. Išmanieji tinklai taip pat turi savireguliavimo mechanizmus, kurie automatiškai nukreipia elektros srovę, kad būtų išvengta didelių maitinimo nutraukimų. 2023 m. Ponemon instituto tyrimas įvertino, kad šios sistemos gamybos įmonėms kasmet sutaupo apytiksliai 740 000 JAV dolerių dėl pajamų praradimo. Be to, jos turi dvikryptį ryšį. Kai tinklo apkrova yra aukšta, energijos tiekimo įmonės gali siųsti kainų padidėjimo signalus. Vartotojai skatinami perkelti savo elektros intensyvius veiksmus (pvz., elektrinių automobilių įkrovimą ir skalbimą) į neviršutinės apkrovos valandas. Tokiu būdu vartotojai tampa aktyviais dalyviais, padedančiais stabilizuoti tinklą.
Žemo uždelstumo protokolais (MQTT, LoRaWAN, 5G) įgalinta išmanioji elektros energijos duomenų perdavimo sistema
Momentinis ir patikimas duomenų perdavimas yra būtinas elektros tinklo stabilumui užtikrinti. Mažos delsos protokolai naudojami duomenų perdavimui su įvairaus laipsnio delsa:
5G gali užtikrinti <10 ms atsakymo laiką valdymo signalams, kurie laikomi misijos kritiniais (pvz., saulės inversijos valdymas įtampos svyravimų metu).
MQTT gali apdoroti telemetrinę informaciją iš milijonų skaitiklių įrenginių ir, kaip įvertinta, sumažina duomenų apimtį 70 % (IEEE, 2023).
LoRaWAN gali veikti metus iš vienos baterijos (teikdama nutraukimo pranešimus) ir gali jungtis prie jutiklių nuošaliuose transformatoriniuose pastatuose.
Apibendrinant, šios technologijos kartu veikia, kad būtų įmanoma numatytoji apkrovos balansavimo sistema.
Atsinaujinančių energijos šaltinių integravimo įgalinimas protingų elektros sistemų pagalba
Skirstytų saulės, vėjo ir kaupiamųjų sistemų koordinavimas per protingas valdymo sluoksnius
Saulės ir vėjo energijos gamybai palaikyti elektros tinklo stabilumą reikia daug koordinavimo, nes ji gaminama netolygiai. Šiuolaikiniai protingieji tinklai turi pažangius valdymo sistemas, kurios valdo įvairius energijos gamybos šaltinius visame tinkle. Šios sistemos valdo saulės ir vėjo energijos gamybą bei kaupimą remdamosi orų prognozėmis ir realiuoju duomenimis iš tinklo. Pavyzdžiui, jei saulės energijos gamyba yra perteklinė, tinklas nukreipia šią energiją į kaupimo įrenginius ar kitas tinklo zonas. Atvirkščiai, kai vėjas nurimsta, tinklas išleidžia sukauptą energiją į generatorius. Toks valdymas sumažina poreikį naudoti fosiliniais kuro šaltiniais veikiančius generatorius ir mažina atsinaujinančiosios energijos gamybos nuostolius. Pagal praeitais metais Nacionalinio atsinaujinančiosios energijos tyrimų centro atliktą tyrimą, nustatyta, kad toks valdymas gali padidinti atsinaujinančiosios energijos gamybos naudojimą beveik 30 %, o tai kasmet kiekvienam MW galios pajėgumui sumažins iš fosilinio kuro gamybos kilusias CO2 emisijas 28 tonomis. Tai, kas anksčiau buvo tik atskirų, netolygių atsinaujinančiosios energijos gamybos taškų rinkinys, dabar tampa patikimu elektros tinklo energijos tiekimo šaltiniu.
Vartotojų įgalinimas: protingieji skaitikliai ir paklausos pusės dalyvavimas
Protingųjų skaitiklių plėtojimas suteikia klientams galimybę kontroliuoti savo energijos suvartojimą. Protingieji skaitikliai leidžia energijos paslaugų klientams išeiti už paprasto pasyvaus vartotojo ribų ir tapti aktyviais energijos sistemos veikimo dalyviais. Protingieji skaitikliai yra sudėtinė dalis sistemos, vadinamos pažangiąja skaitiklių infrastruktūra. Tai reiškia, kad klientas gali matyti, kaip veikia sistema, bei stebėti, kaip jo suvartojimas suskirstytas pagal kiekvieną prietaisą, o galiausiai – keisti elgesį, kad sutaupytų pinigų. „Energy Efficiency Journal“ straipsnyje pateikta studija parodė, kad pirmaisiais protingųjų skaitiklių diegimo metais jų naudotojai sumažino energijos suvartojimą 50 % lygiu. Tai yra tikėtina, nes žinantys savo suvartojimo lygius klientai keičia elgesį, kad suvartotų mažiau.
Įprasti skaitikliai prieš protinguosius skaitiklius
Mėnesinio rankiniu būdu atliekamų rodmenų nuskaitymų, įvertintų sąskaitų ir vienakryptės komunikacijos.
Visa sistema palaiko šiuolaikinius dinaminio kainodaros nustatymus, ypač laiko pagrindu nustatomas elektros energijos kainas. Turint šias galimybes, žmonės skalauja drabužius ir įkrauna savo EV automobilius nešukio metu, kai kainos žemesnės. Kai kurie bandymo projektai pateikė įrodymų realiomis sąlygomis. Pagal praeitais metais paskelbtą „Tinklo modernizavimo ataskaitą“, paklausos pusės valdymas sumažino priklausomybę nuo senesnių iš fosilinių kuro šaltinių veikiančių rezervinių elektrinės įrenginių 14 procentų. Šia tema yra daug tyrimų. Žmonės dažniausiai supranta situaciją ir tada savo naudojimą viršūnėje sumažina 8–12 procentų. Tai patvirtino „Energy Policy“ žurnale paskelbtas tyrimas, tyręs vartotojų įtraukimo poveikį. Protingosios namų sistemos dar labiau išplečia galimybes. Skaitikliai automatiškai reaguoja į dienos metu kintančias kainas ir gali keisti termostato nustatymus ar net sustabdyti EV automobilio įkrovimą. Atsitiktinis energijos suvartojimas paverčiamas sąmoningu ir naudinga elektros tinklui energijos naudojimo forma.
D.U.K.
Kas yra realaus laiko elektros energijos suvartojimo stebėjimas?
Realaus laiko elektros energijos suvartojimo stebėjimas reiškia jutiklių ir duomenų srautų naudojimą automatiškai nustatyti elektros energijos suvartojimo anomalijoms ir imtis taisomųjų veiksmų, kad būtų padidinta efektyvumas ir sumažintos eksploatacinės sąnaudos.
Kaip protingosios elektros tinklų sistemos pagerina tinklo patikimumą?
Pažangūs analizės įrankiai ir realaus laiko duomenų stebėjimas padeda protingosioms elektros tinklų sistemoms valdyti ir išvengti didelių nutraukimų dar prieš jų įvykstant. Savireguliuojamos ir automatizuotos valdymo sistemos valdo ir gerina elektros tiekimo patikimumą net tada, kai paklausa pasiekia maksimalų lygį.
Kokios technologijos palaiko protingųjų elektros duomenų srautus?
Norint, kad duomenų srautų technologijos išlaikytų stabilumą, reikia žemo uždelstumo ryšio. 5G, LoRaWAN ir MQTT puikiai atlieka šią funkciją, leisdamos greitai apdoroti duomenis ir taip geriau valdyti apkrovas bei elektros tinklų sistemas.
Kaip protingieji skaitikliai skatina vartotojų dalyvavimą?
Protingieji skaitikliai skatina vartotojus stebėti ir keisti savo elektros energijos suvartojimą, pateikdami jiems realaus laiko duomenis. Vartotojai taip pat gali dalyvauti naudojimo laiko kainų programose ir perkelti savo elektros energijos suvartojimą į nešukio laikotarpius, kad sumažintų sąskaitas.