Kas yra išmanusis tinklas ir kokią naudą jis duoda?

Elektros tinklas, tiekiantis energiją visoje šalyje, susideda iš perdavimo linijų, elektros generatorių, transformatorių, vartotojų ir kelių kitų komponentų.

JAV elektros tinklas yra technologijų ir inžinerijos stebuklas, kurį sudaro daugiau nei 9 200 elektros energijos gamybos įrenginių. Vien perdavimo linijos nusidriekė daugiau nei 600 000 mylių, išsibarsčiusios įvairiose vietovėse.

Tačiau įprastinis elektros tinklas sensta. Tai neefektyvu ir yra didelė našta, kuri turi įtakos jo veikimui. Vietoj to, dabar didesnis dėmesys skiriamas „išmaniajam tinklui“.

Kas yra išmanusis tinklas?

Išmaniojo tinklo sąvoka tiesiog reiškia modernų, išmanesnį elektros tinklą. Iš esmės išmanusis tinklas panaudoja skaitmeninės transformacijos galią, kad pagerintų elektros energijos valdymą, dažnai pasitelkiant daiktų interneto (IoT) technologijas ir naudojant didelius duomenis.

Dabartinis elektros tinklas JAV buvo sukurtas 1890 m. ir patyrė didelių pokyčių. Nors stebėjimo technologijos vis dar naudojamos, jos yra nepatikimos ir archajiškos.

Išmanieji tinklai užtikrina dvipusį elektros srautą ir užtikrina didesnį duomenų tikslumą. Tai dažnai apima pažangesnių technologijų, įskaitant prijungtus skaitiklius ir išmaniuosius prietaisus, naudojimą ir palaiko atsinaujinančios energijos perdavimą abiem kryptimis.

Kodėl išmanusis tinklas yra svarbus?

Interneto raida atnešė reikšmingų pokyčių visose kitose pramonės šakose. Energetikos sektoriuje taip pat vyksta ši pertvarka, o perėjimas prie išmaniojo tinklo būtų geresnis energijos perdavimas, technologiniai patobulinimai, tikslesnis sekimas ir ataskaitų teikimas bei klientų informuotumas. Perėjimas prie išmaniojo tinklo turi daug privalumų.

Pagerintas elektros perdavimo efektyvumas

Išmanieji tinklai gali reguliuoti elektros perdavimą, nes jie remiasi išmaniosiomis technologijomis, kad sumažintų elektros nuostolius paskirstymo metu. Tai pagerina elektros perdavimo efektyvumą, o tai naudinga visoms suinteresuotosioms šalims.

Greitesnis elektros atstatymas po gedimų

Nutrūkus elektrai, naudojant išmaniąsias technologijas, tampa daug lengviau aptikti, kurioje srityje tiksliai neveikia. Tai leidžia įmonėms daug greičiau išsiųsti komandas ir atkurti energiją, palyginti su įprastais metodais, kurie yra nepatikimi ir gana lėti.

Automatinis apkrovos balansavimas

Pagrindinis išmaniojo elektros tinklo pranašumas yra automatinis apkrovos balansavimas, kuris savo ruožtu sumažina įrangos gedimų riziką. Kadangi elektros apkrova paprastai skiriasi priklausomai nuo išorinių aplinkybių, įmonės turi atlikti rankinį reguliavimą.

Tačiau išmanusis tinklas naudos technologijas (dažnai pasikliaudamas genetiniais algoritmais), kad peržiūrėtų vartojimo modelius ir valdytų apkrovas. Tai sumažina elektros įrangos apkrovą, ypač piko metu.

Sumažintas elektros vagysčių skaičius

Elektros vagystės yra rimta problema. Pagal Pepco, tai trečia pagal dydį vagysčių rūšis šalyje. Daugeliu atvejų elektra pavagiama pažeidžiant skaitiklį.

Vartotojai arba sulėtina skaitiklį, arba visiškai jį sustabdo ir toliau vartodami elektros energiją. Kitais atvejais jį galima išsiurbti per elektros linijas.

Išmanusis tinklas gali to išvengti, nes skaitikliai stebimi nuotoliniu būdu. Bet kokie bandymai jį sugadinti sukels įspėjimą. Ir jei bus energijos suvartojimo nukrypimų, įmonės bus nedelsiant informuotos, o tai paskatins skubiai imtis veiksmų.

Skatina naudoti atsinaujinančią energiją

Išmanieji tinklai leidžia vartotojams tiekti energiją atgal į tinklą, ją reguliuoti ir sekti. Jei vartotojas naudojasi skirtingi elektros gamybos būdai, ir jie gamina perteklinius kiekius, gali grąžinti jį į tinklą ir uždirbti pelno.

Tai sumažina priklausomybę nuo naftos, o tai suteikia daug papildomos naudos, pavyzdžiui, sumažina išmetamų teršalų kiekį, daro teigiamą poveikį aplinkai ir taip pat kovoja su klimato kaita.

Sumažėjusios priežiūros išlaidos

Šiuo metu įmonės kasmet išleidžia nemažą sumą pinigų senstančiajai infrastruktūrai taisyti ir prižiūrėti. Perėjimas prie išmaniojo tinklo gali padėti sumažinti priežiūros išlaidas, nes visos ataskaitos ir stebėjimas atliekami automatiškai.

Įmonės gali perduoti šią naudą vartotojams, o tai galiausiai sumažina vartotojų elektros energijos sąnaudas. Tada įmonės gali investuoti šias sutaupytas lėšas į mokslinius tyrimus ir plėtrą.

Smart Grid vs. Įprasti elektros tinklai

Šiuo metu įprasti elektros tinklai turi minimalias saugojimo galimybes. Paprastai jie laikosi į paklausą orientuoto modelio, kai įmonės sumažina tinklo įtampą, kad ją galėtų naudoti skirtingi vartotojai.

Atsižvelgdami į įvairius kintamuosius, pvz., oro pokyčius, žalą laukinei gamtai, žmonių vykdomą sabotažą ar stichines nelaimes, tampa lengva suprasti, kad elektros tinklus sunku prižiūrėti.

Kita vertus, išmanusis tinklas turi savigydos galimybes. Tai tiesiog reiškia, kad tinklas aptinka dingimo vietas ir automatiškai nukreipia elektros energiją (jei įmanoma), įspėdamas remonto komandas.

Kadangi tai leidžia abipusį elektros srautą, suinteresuotosios šalys gali peržiūrėti duomenis, kurie tiekiami į tinklą ir prognozuoti paklausos pokyčius, planuoti atšiaurius orus ir parengti nenumatytų atvejų planus ilgesniam laikui gedimų.

Siekiama sukurti tinklą, kuriame būtų minimalūs išjungimai ir būtų išvengta, kad jie virstų didelio masto elektros energijos tiekimo nutraukimais. Naujos technologijos leis greičiau reaguoti pagalbos tarnyboms, o pasikliaujant paskirstyta elektros gamyba dėl to susidaro „mikro tinklelis“, kuriame bendruomenė pati gali teikti savo esmines paslaugas Skubus atvėjis.

Išmanieji tinklai sutelkia dėmesį į decentralizaciją

Išmanusis tinklas remiasi ne tik išmanesniais skaitikliais ar efektyvesnėmis elektros linijomis. Taip pat daugiausia dėmesio skiriama decentralizacijai, kuri leidžia gaminti ir saugoti energiją arčiau vartotojo.

„Arčiau“ ne visada reiškia tiesioginį fizinį atstumą. Vietoj to, išmanusis tinklas leis parduoti energiją ir vartotojams. Taigi rimto gedimo atveju galėtumėte efektyviai pirkti elektrą iš kaimyno, jei jis turi a saulės energijos sistema, pavyzdžiui.

Iššūkiai diegiant išmanųjį tinklą

Išmaniojo tinklo idėja yra daug žadanti, tačiau ji neapsieina be iššūkių. Didžiausią iššūkį kelia vartotojai, kurie dažnai priešinasi tokio paprasto dalyko kaip išmanusis skaitiklis įrengimui.

Dėl to vyriausybės ar elektros energijos įmonės dažnai yra priverstos siūlyti finansinį atlygį arba skirti baudas klientams, kurie nesilaiko reikalavimų. Taip pat reikia įveikti dar vieną didesnį iššūkį – kibernetinį saugumą.

Jei matėte Die Hard 4, tikriausiai žinote šį scenarijų. Visada yra rizika, kad įsilaužėliai gali įsilaužti į prijungtą elektros tinklą ir nukreipti išteklius arba, dar blogiau, užgrobti tinklo dalis. Tai pasakė, mūsų esama infrastruktūra taip pat yra pažeidžiama šiems klausimams.

Išmanusis tinklas yra dešimtmečio planas

Išmanusis tinklas negali būti įdiegtas iš karto. Jį reikės išbandyti daug, ypač todėl, kad jį sudaro milijonai komponentų, kurie turi veikti darniai. Kiekviena dalis turi būti integruota į tinklą, pradedant leisti žmonėms apskaičiuoti savo elektros sąnaudas ir baigiant padėti subalansuoti elektros apkrovas.

Prireiks daugiau nei dešimtmečio, kol visa tai susijungs, tačiau kai išmanusis tinklas pasieks brandą, jo pranašumai atsilieps ir ateinančioms kartoms.

Apskaičiuokite savo elektros išlaidas naudodami šiuos 8 patogius įrankius

Skaitykite toliau

Apie autorių