Od konce 19. století jsou systémy distribuce energie (často nazývané sítě) hlavním světovým zdrojem elektřiny.Když jsou tyto sítě vytvořeny, fungují zcela jednoduše – vyrábějí elektřinu a posílají ji do domácností, budov a všude tam, kde je potřeba elektřina.
Ale jak se poptávka po elektřině zvyšuje, je zapotřebí výkonnější síť.Moderní systémy distribuce energie „smart grid“, které se nyní používají po celém světě, spoléhají na nejmodernější technologii k optimalizaci účinnosti.Tento dokument zkoumá definici inteligentní sítě a klíčové technologie, které ji činí chytrou.
co jetechnologie chytré sítě?
Chytrá síť je infrastruktura distribuce energie, která zajišťuje obousměrnou komunikaci mezi poskytovateli služeb a zákazníky.Digitální technologie, které umožňují technologie inteligentních sítí, zahrnují výkonové/proudové senzory, řídicí zařízení, datová centra a inteligentní měřiče.
Některé chytré sítě jsou chytřejší než jiné.Mnoho zemí zaměřilo velké úsilí na přeměnu zastaralých distribučních sítí na chytré sítě, ale tato transformace je složitá a bude trvat roky nebo dokonce desetiletí.
Příklady technologií inteligentních sítí a komponent inteligentních sítí
Inteligentní měřiče – Inteligentní měřiče jsou prvním krokem při budování inteligentní sítě.Inteligentní měřiče poskytují zákazníkům a výrobcům veřejných služeb údaje o spotřebě energie v místě použití.Poskytují informace o spotřebě energie a nákladech, aby upozornily uživatele, aby snížili plýtvání energií, a pomáhají poskytovatelům optimalizovat distribuční zatížení v celé síti.Inteligentní měřiče se obecně skládají ze tří hlavních subsystémů: napájecí systém pro měření spotřeby energie, mikrokontrolér pro správu technologie uvnitř inteligentního měřiče a komunikační systém pro odesílání a přijímání údajů o spotřebě energie/příkazů.Některé inteligentní měřiče mohou mít navíc záložní napájení (když je hlavní rozvod vypnutý) a moduly GSM pro přesné určení polohy měřiče z bezpečnostních důvodů.
Globální investice do inteligentních měřičů se za poslední desetiletí zdvojnásobily.V roce 2014 činily celosvětové roční investice do inteligentních měřičů 11 milionů dolarů.Podle Statista dosáhnou globální investice do inteligentních měřičů do roku 2019 21 milionů USD, s přihlédnutím k nárůstu efektivity systému díky implementaci inteligentních měřičů.
Inteligentní spínače řízení zátěže a distribuční rozvaděče – I když mohou inteligentní měřiče poskytovat poskytovatelům veřejných služeb data v reálném čase, neřídí automaticky distribuci energie.K optimalizaci distribuce energie během období špičky nebo do konkrétních oblastí používají elektroenergetické společnosti zařízení pro řízení spotřeby, jako jsou inteligentní spínače pro řízení zátěže a rozvaděče.Tato technologie šetří značné množství energie snížením zbytečné distribuce nebo automatickým řízením zátěží, které překročily povolené časové limity.K optimalizaci distribuce energie během období špičky nebo do konkrétních oblastí používají elektroenergetické společnosti zařízení pro řízení spotřeby, jako jsou inteligentní spínače pro řízení zátěže a rozvaděče.Tato technologie šetří značné množství energie snížením zbytečné distribuce nebo automatickým řízením zátěží, které překročily povolené časové limity.
Například město Wadsworth, Ohio, používá elektrický rozvodný systém postavený v roce 1916. Město Wadsworth uzavřelo partnerství s Itronem, výrobcemSpínače inteligentního řízení zátěže(SLCS), ke snížení spotřeby elektrické energie v systému o 5 300 megawatthodin instalací SLCS v domácnostech pro cyklování kompresorů klimatizace během období špičkové spotřeby elektřiny.Automatizace energetického systému – Automatizace energetického systému je umožněna technologií smart grid, využívající nejmodernější IT infrastrukturu k řízení každého článku v distribučním řetězci.Například automatizované energetické systémy využívají inteligentní systémy sběru dat (podobné systémům inteligentních měřičů), systémy řízení spotřeby (jako jsou inteligentní přepínače řízení zátěže), analytické nástroje, výpočetní systémy a algoritmy energetických systémů.Kombinace těchto klíčových komponent umožňuje, aby se mřížka (nebo více mřížek) automaticky přizpůsobovala a optimalizovala s omezenou potřebou lidské interakce.
Implementace Smart Grid
Když budou digitální, obousměrné komunikační a automatizační technologie implementovány do inteligentní sítě, řada změn infrastruktury maximalizuje efektivitu sítě.Implementace Smart Grid umožnila následující změny infrastruktury：
1.Decentralizovaná výroba energie
Vzhledem k tomu, že chytrá síť dokáže nepřetržitě monitorovat a řídit distribuci energie, již není potřeba jediná velká elektrárna na výrobu elektřiny.Místo toho může elektřinu vyrábět mnoho decentralizovaných elektráren, jako jsou větrné turbíny, solární farmy, obytné fotovoltaické solární panely, malé vodní přehrady atd.
2.Roztříštěný trh
Infrastruktura inteligentních sítí také podporuje propojení více sítí jako prostředek inteligentního sdílení energie napříč tradičními centralizovanými systémy.Obce například měly v minulosti samostatné výrobní provozy, které nebyly napojeny na sousední obce.Implementací infrastruktury chytré sítě mohou obce přispět ke sdílenému výrobnímu plánu, aby se eliminovala závislost na výrobě v případě výpadku proudu.
3.Přenos malého rozsahu
Jedním z největších plýtvání energií v síti je distribuce energie na velké vzdálenosti.Vzhledem k tomu, že inteligentní sítě decentralizují výrobu a trhy, je čistá distribuční vzdálenost v rámci inteligentní sítě výrazně snížena, čímž se snižuje plýtvání při distribuci.Představte si například malou komunitní solární farmu, která generuje 100 % denní spotřeby elektřiny v komunitě, jen 1 km daleko.Bez místní solární farmy by komunita možná potřebovala získat energii z větší elektrárny vzdálené 100 kilometrů.Ztráty energie pozorované při přenosu ze vzdálených elektráren mohou být stokrát větší než ztráty při přenosu pozorované z místních solárních farem.
4.Obousměrná distribuce
V případě místních solárních farem může nastat situace, kdy solární farma dokáže vyrobit více energie, než komunita spotřebuje, a vytvořit tak energetický přebytek.Tato přebytečná energie pak může být distribuována do chytré sítě, což pomáhá snižovat poptávku ze vzdálených elektráren.
V tomto případě energie proudí ze solární farmy do hlavní sítě mimo komunitu během dne, ale když je solární farma neaktivní, energie proudí z hlavní sítě do této komunity.Tento obousměrný tok energie lze monitorovat a optimalizovat pomocí algoritmů distribuce energie, aby bylo zajištěno, že se během používání bude plýtvat co nejmenší množství energie.
V infrastruktuře inteligentní sítě s obousměrnou distribucí a decentralizovanými hranicemi sítě mohou uživatelé fungovat jako mikrogenerátory.Jednotlivé domy mohou být například vybaveny samostatnými fotovoltaickými solárními systémy, které při používání vyrábějí elektřinu.Pokud obytný FV systém generuje přebytečnou energii, může být tato energie dodávána do větší sítě, což dále snižuje potřebu velkých centralizovaných elektráren.
Význam Smart Grid
Na makroekonomické úrovni jsou chytré sítě rozhodující pro snížení spotřeby elektřiny.Mnoho místních poskytovatelů služeb a vlád nabízí velkorysá a agresivní opatření k účasti na zavádění inteligentních sítí, protože je to finančně a ekologicky výhodné.Přijetím chytré sítě lze decentralizovat výrobu energie, čímž se eliminuje riziko výpadků, snižují se náklady na provoz energetické soustavy a eliminují se zbytečné plýtvání energií.
Čas odeslání: 15. března 2023