Overzicht van Smart Grid-technologie en de werking en toepassing ervan (voor bestaand stroomsysteem)

Tegenwoordig is de elektrisch voedingssysteem staat wereldwijd voor een radicale transformatie met de koolstofarme elektriciteitsvoorziening om verouderde activa te vervangen en de natuurlijke hulpbronnen te beheersen met nieuwe informatie en communicatietechnologieën (ICT). Een smart grid-technologie is essentieel om een ​​gemakkelijke integratie en betrouwbare service aan de consumenten te bieden. Een smart grid-systeem is een zelfvoorzienend elektriciteitsnetwerksysteem op basis van digitale automatiseringstechnologie voor monitoring , controle en analyse binnen de toeleveringsketen. Dit systeem kan zeer snel de oplossing voor de problemen vinden in een bestaand systeem dat het personeelsbestand kan verminderen en het zal zich richten op duurzame, betrouwbare, veilige en hoogwaardige elektriciteit voor alle consumenten.

Overzicht van Smart Grid-technologie

Het smart grid kan worden gedefinieerd als een slim elektrisch netwerk dat een elektrisch netwerk combineert met slimme digitale communicatietechnologie. Een smart grid kan elektrische stroom leveren uit meerdere en wijd verspreide bronnen, zoals windturbines, zonne-energiesystemen , en misschien zelfs plug-in hybride elektrische voertuigen.

Overzicht van Smart Grid-technologie

Smart Grid-componenten

Om een ​​gemoderniseerd smart grid te realiseren, moet een breed scala aan technologieën worden ontwikkeld en geïmplementeerd. Deze technologieën zijn over het algemeen gegroepeerd in de volgende belangrijke technologiegebieden, zoals hieronder wordt besproken.

Intelligente apparaten: Intelligente apparaten kunnen beslissen wanneer ze energie verbruiken op basis van vooraf ingestelde voorkeuren van de klant. Dit kan ertoe leiden dat de piekbelastingen worden verminderd, wat een impact heeft op de kosten van elektriciteitsopwekking. Bijvoorbeeld slimme sensoren, zoals een temperatuursensor die in thermische stations wordt gebruikt om de boilertemperatuur te regelen op basis van vooraf gedefinieerde temperatuurniveaus.

Slimme vermogensmeters: De slimme meters bieden tweewegcommunicatie tussen energieleveranciers en de eindgebruikers om het verzamelen van factureringsgegevens te automatiseren, apparaatstoringen te detecteren en reparatieploegen veel sneller naar de exacte locatie te sturen.

Smart Grid-componenten

Slimme onderstations: onderstations zijn inbegrepen bewaken en besturen van niet-kritische en kritische operationele gegevens zoals stroomstatus, prestaties van de arbeidsfactor, stroomonderbreker, beveiliging, transformatorstatus, enz. van energie. Slimme onderstations zijn ook nodig om het pad van de elektriciteitsstroom in vele richtingen te splitsen. Substations hebben grote en zeer dure apparatuur nodig om te werken, waaronder transformatoren, schakelaars, condensatorbanken, stroomonderbrekers, een netwerkbeveiligd relais en verschillende andere.

Slimme onderstations

Supergeleidende kabels: Deze worden gebruikt om stroomtransmissie over lange afstanden te bieden en geautomatiseerde bewakings- en analysetools die in staat zijn om zelf fouten te detecteren of zelfs kabels en storingen te voorspellen op basis van realtime gegevensweer en de uitvalgeschiedenis.

Supergeleidende kabels

Geïntegreerde communicatie: De sleutel tot een smart grid-technologie is geïntegreerde communicatie. Het moet zo snel zijn als genoeg voor de realtime behoeften van het systeem. Afhankelijk van de behoefte worden er veel verschillende technologieën gebruikt in smart grid-communicatie, zoals Programmeerbare logische controller (PLC) , draadloos, mobiel, SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) , en BPL. Belangrijkste overwegingen voor geïntegreerde communicatie.

verminderen

Belangrijkste overwegingen voor geïntegreerde communicatie

• Eenvoudige implementatie
• Latentie
• Standaarden
• Draagkracht van gegevens
• Veilig
• Netwerkdekkingsmogelijkheid

Belangrijkste overwegingen voor geïntegreerde communicatie

Phasor-meeteenheden (PMU): Dit wordt gebruikt om de elektrische golven op een elektriciteitsnet te meten met behulp van een gemeenschappelijke tijdbron voor synchronisatie. De tijdsynchronisator maakt gesynchroniseerde real-time metingen van meerdere meetpunten op afstand op het net mogelijk.

Voordelen van Smart Grid

• Integreer geïsoleerde technologieën: smart grid maakt een beter energiebeheer mogelijk
• Beschermend beheer van elektrisch netwerk tijdens noodsituaties
• Betere vraag, vraag / aanbodrespons
• Betere stroomkwaliteit
• CO2-uitstoot verminderen
• Verhoogde vraag naar energie: vereist meer complexe en kritische oplossingen met beter energiebeheer
• Integratie van hernieuwbare energie

Nadelen van Smart Grid

Privacyproblemen

De grootste zorg is beveiliging in een smart grid-systeem. Grid-systeem maakt gebruik van enkele slimme meters, die zijn geautomatiseerd en zorgen voor communicatie tussen energieleverancier en klant. Hier kunnen een aantal slimme meters gemakkelijk worden gehackt en kunnen ze de stroomvoorziening van een enkel gebouw of een hele buurt regelen.

Volatiliteit van het net

Het Smart Grid-netwerk heeft veel intelligentie aan de randen, dat wil zeggen aan het toegangspunt en aan de meter van de eindgebruiker. Maar het net heeft onvoldoende intelligentie in het midden, die de schakelfuncties beheert. Dit gebrek aan geïntegreerde ontwikkeling maakt het net tot een vluchtig netwerk. Er zijn technische middelen gestoken in de opwekking van energie en het energieverbruik van de consument, de randen van het netwerk. Als er echter te veel knooppunten aan het netwerk worden toegevoegd voordat de software-intelligentie wordt ontwikkeld om het te besturen, zullen de omstandigheden leiden tot een vluchtig smart grid.

Toepassingen van Smart Grid

Smart grid speelt een belangrijke rol in moderne slimme technologieën. Hieronder volgen de meest voorkomende toepassingen van smart grid-technologie.

Softwarevereisten

Keil-compiler, Taal: Embedded C of Assembly

Hardwarevereisten

Voorgeprogrammeerde microcontroller (AT89C51 / S52), energiemeter, Max232, weerstanden, GSM-module , LCD (16 × 2), LED, Kristaloscillator , Condensatoren, diodes, transformator, regelaar en belasting.

IOT-gebaseerde elektriciteitsenergiemeter via internet

Het belangrijkste doel van dit project is om een IOT (internet van dingen) op basis van energiemeterwaarden weergegeven voor verbruikte eenheden en kosten voor verbruik, via internet in het diagram- en meterformaat. In dit project hadden we een digitale energiemeter genomen waarvan het knipperende LED-signaal via een LDR is gekoppeld aan een microcontroller van 8051 families. Per 1 eenheid knippert de knipperende LED 3200 keer. De LDR-sensor geeft een onderbreking aan de geprogrammeerde microcontroller, elke keer dat de meter-LED knippert.

Blokschema van slimme energiemeter IoT-gebaseerde energiemeter

De microcontroller neemt deze uitlezing en geeft deze weer op een LCD-scherm dat correct is aangesloten op de microcontroller. Deze lezing van de energiemeter wordt ook naar een gsm gestuurd modem wordt gevoed door de microcontroller via level shifter IC en RS232 link. Een simkaart die wordt gebruikt in de modem die geschikt is voor internet, verzendt de gegevens rechtstreeks naar een speciale webpagina voor weergave of naar de mobiele telefoon van de klant, waar ook ter wereld in een grafisch formaat met meerdere niveaus

Dit gaat dus allemaal over een overzicht van smart grid-technologie. We hopen dat u dit concept beter begrijpt. Bovendien, eventuele vragen over dit concept of om deze te implementeren elektrische projecten , geef alstublieft uw waardevolle suggesties door te reageren in de commentaarsectie hieronder. Hier is een vraag voor jou, Wat zijn de voordelen van het gebruik van smart grid-technologie ​