19-asrning oxiridan boshlab energiya taqsimlash tizimlari (ko'pincha tarmoqlar deb ataladi) dunyodagi elektr energiyasining asosiy manbai bo'lib kelgan.Ushbu tarmoqlar yaratilganda, ular juda oddiy ishlaydi - elektr energiyasini ishlab chiqaradi va uni uylarga, binolarga va elektr energiyasiga muhtoj bo'lgan har qanday joyga yuboradi.
Ammo elektr energiyasiga bo'lgan talab ortib borayotganligi sababli, yanada samarali tarmoq kerak.Butun dunyo bo'ylab qo'llaniladigan zamonaviy "aqlli tarmoq" energiya taqsimlash tizimlari samaradorlikni optimallashtirish uchun eng so'nggi texnologiyalarga tayanadi.Ushbu maqola aqlli tarmoqning ta'rifini va uni aqlli qiladigan asosiy texnologiyalarni o'rganadi.
Nima buaqlli tarmoq texnologiyasi?
Aqlli tarmoq - bu kommunal xizmat ko'rsatuvchi provayderlar va iste'molchilar o'rtasida ikki tomonlama aloqani ta'minlaydigan energiya taqsimlash infratuzilmasi.Aqlli tarmoq texnologiyalarini ta'minlaydigan raqamli texnologiyalarga quvvat / oqim sensorlari, boshqaruv qurilmalari, ma'lumotlar markazlari va aqlli hisoblagichlar kiradi.
Ba'zi aqlli tarmoqlar boshqalarga qaraganda aqlli.Ko'pgina mamlakatlar eskirgan tarqatish tarmoqlarini aqlli tarmoqlarga aylantirish uchun katta kuch sarfladilar, ammo transformatsiya murakkab va yillar yoki hatto o'nlab yillar davom etadi.
Aqlli tarmoq texnologiyalari va aqlli tarmoq komponentlariga misollar
Aqlli hisoblagichlar - Smart hisoblagichlar aqlli tarmoqni qurishda birinchi qadamdir.Aqlli hisoblagichlar iste'molchilar va kommunal xizmatlar ishlab chiqaruvchilarga foydalanish nuqtasi bo'yicha energiya sarfi ma'lumotlarini taqdim etadi.Ular energiya sarfini kamaytirish uchun foydalanuvchilarni ogohlantirish va provayderlarga tarmoq bo'ylab taqsimlash yuklarini optimallashtirishga yordam berish uchun energiya sarfi va xarajatlari haqida ma'lumot beradi.Aqlli hisoblagichlar odatda uchta asosiy quyi tizimdan iborat: quvvat sarfini o'lchash uchun quvvat tizimi, aqlli hisoblagich ichidagi texnologiyani boshqarish uchun mikrokontroller va energiya iste'moli / buyruq ma'lumotlarini yuborish va qabul qilish uchun aloqa tizimi.Bundan tashqari, ba'zi aqlli hisoblagichlar zaxira quvvatiga ega bo'lishi mumkin (asosiy tarqatish liniyasi ishlamay qolganda) va xavfsizlik maqsadida hisoblagichning joylashishini aniq aniqlash uchun GSM modullari.
So'nggi o'n yil ichida aqlli hisoblagichlarga global investitsiyalar ikki baravar ko'paydi.2014 yilda aqlli hisoblagichlarga global yillik sarmoya 11 million dollarni tashkil etdi.Statista ma'lumotlariga ko'ra, aqlli hisoblagichlarni joriy etish natijasida tizim samaradorligini oshirishni hisobga olgan holda 2019 yilga borib aqlli hisoblagichlarga global investitsiyalar 21 million dollarga etadi.
Aqlli yukni boshqarish kalitlari va tarqatish kommutatorlari - Smart hisoblagichlar kommunal xizmat ko'rsatuvchi provayderlarga real vaqt rejimida ma'lumotlarni taqdim etishi mumkin bo'lsa-da, ular energiya taqsimotini avtomatik ravishda nazorat qilmaydi.Maksimal foydalanish davrida yoki muayyan hududlarda quvvat taqsimotini optimallashtirish uchun elektr ta'minot kompaniyalari aqlli yukni boshqarish kalitlari va kommutatorlar kabi quvvatni boshqarish qurilmalaridan foydalanadilar.Ushbu texnologiya keraksiz taqsimotni kamaytirish yoki ruxsat etilgan foydalanish muddati chegarasidan oshib ketgan yuklarni avtomatik boshqarish orqali sezilarli miqdorda energiyani tejaydi.Maksimal foydalanish davrida yoki muayyan hududlarda quvvat taqsimotini optimallashtirish uchun elektr ta'minot kompaniyalari aqlli yukni boshqarish kalitlari va kommutatorlar kabi quvvatni boshqarish qurilmalaridan foydalanadilar.Ushbu texnologiya keraksiz taqsimotni kamaytirish yoki ruxsat etilgan foydalanish muddati chegarasidan oshib ketgan yuklarni avtomatik boshqarish orqali sezilarli miqdorda energiyani tejaydi.
Masalan, Ogayo shtatining Uodsvort shahri 1916 yilda qurilgan elektr taqsimlash tizimidan foydalanadi. Uodsvort shahri Itron kompaniyasi bilan hamkorlik qiladi.Smart yukni boshqarish kalitlari(SLCS), elektr energiyasidan foydalanishning eng yuqori davrlarida konditsioner kompressorlarini aylantirish uchun uylarda SLCS o'rnatish orqali tizimning elektr energiyasidan foydalanishni 5300 megavatt soatga kamaytirish.Energiya tizimini avtomatlashtirish - Energiya tizimini avtomatlashtirish tarqatish zanjiridagi har bir bo'g'inni boshqarish uchun eng zamonaviy IT infratuzilmasidan foydalangan holda aqlli tarmoq texnologiyasi orqali yoqiladi.Masalan, avtomatlashtirilgan energiya tizimlarida aqlli ma'lumotlarni yig'ish tizimlari (aqlli hisoblagichlarga o'xshash), quvvatni boshqarish tizimlari (masalan, aqlli yukni boshqarish kalitlari), analitik vositalar, hisoblash tizimlari va energiya tizimi algoritmlari qo'llaniladi.Ushbu asosiy komponentlarning kombinatsiyasi tarmoqni (yoki bir nechta panjaralarni) avtomatik ravishda sozlash va insonning cheklangan shovqini bilan optimallashtirish imkonini beradi.
Smart Gridni amalga oshirish
Raqamli, ikki tomonlama aloqa va avtomatlashtirish texnologiyalari aqlli tarmoqda joriy etilganda, bir qator infratuzilma o'zgarishlari tarmoq samaradorligini maksimal darajada oshiradi.Smart Gridning joriy etilishi quyidagi infratuzilmani o'zgartirishga imkon berdi:
1.Markazlashtirilmagan energiya ishlab chiqarish
Aqlli tarmoq energiya taqsimotini doimiy ravishda kuzatib borishi va nazorat qilishi mumkinligi sababli, endi elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun bitta yirik elektr stantsiyasiga ehtiyoj qolmaydi.Buning o'rniga, elektr energiyasini shamol turbinalari, quyosh fermalari, turar-joy fotovoltaik quyosh panellari, kichik gidroelektr to'g'onlari va boshqalar kabi ko'plab markazlashtirilmagan elektr stantsiyalari ishlab chiqarishi mumkin.
2.Parchalangan bozor
Smart grid infratuzilmasi an'anaviy markazlashtirilgan tizimlar bo'ylab energiyani aqlli almashish vositasi sifatida bir nechta tarmoqlarni ulashni ham qo'llab-quvvatlaydi.Masalan, ilgari munitsipalitetlarning qo‘shni munitsipalitetlarga ulanmagan alohida ishlab chiqarish quvvatlari bo‘lgan.Aqlli tarmoq infratuzilmasini amalga oshirish bilan munitsipalitetlar elektr ta'minoti uzilib qolganda ishlab chiqarishga qaramlikni bartaraf etish uchun umumiy ishlab chiqarish rejasiga hissa qo'shishi mumkin.
3.Kichik o'lchamdagi uzatish
Tarmoqdagi eng katta energiya chiqindilaridan biri bu energiyani uzoq masofalarga taqsimlashdir.Aqlli tarmoqlar ishlab chiqarish va bozorlarni markazsizlashtirishini hisobga olsak, aqlli tarmoq ichidagi aniq tarqatish masofasi sezilarli darajada kamayadi, bu esa tarqatish chiqindilarini kamaytiradi.Masalan, atigi 1 km uzoqlikdagi jamiyatning kunduzgi elektr energiyasiga bo‘lgan ehtiyojini 100% ishlab chiqaradigan kichik jamoa quyosh fermasini tasavvur qiling.Mahalliy quyosh fermasi bo'lmasa, jamoa 100 kilometr uzoqlikdagi yirikroq elektr stantsiyasidan quvvat olishi kerak bo'lishi mumkin.Uzoq elektr stantsiyalaridan uzatishda kuzatilgan energiya yo'qotishlari mahalliy quyosh fermalarida kuzatilgan uzatish yo'qotishlaridan yuz baravar ko'p bo'lishi mumkin.
4.Ikki tomonlama tarqatish
Mahalliy quyosh fermalari misolida, quyosh fermasi jamiyat iste'mol qilganidan ko'ra ko'proq energiya ishlab chiqarishi mumkin bo'lgan vaziyat bo'lishi mumkin va shu bilan energiya ortiqcha hosil qiladi.Bu ortiqcha energiya keyinchalik aqlli tarmoqqa taqsimlanishi mumkin, bu esa uzoq elektr stansiyalaridan talabni kamaytirishga yordam beradi.
Bunday holda, energiya quyosh fermasidan kunduzi asosiy jamoat tarmog'iga oqadi, lekin quyosh fermasi faol bo'lmaganda, energiya asosiy tarmoqdan o'sha jamiyatga oqib o'tadi.Ushbu ikki yo'nalishli energiya oqimi foydalanish paytida istalgan vaqtda eng kam energiya sarflanishini ta'minlash uchun quvvat taqsimlash algoritmlari orqali kuzatilishi va optimallashtirilishi mumkin.
Ikki tomonlama tarqatish va markazlashtirilmagan tarmoq chegaralariga ega aqlli tarmoq infratuzilmasida foydalanuvchilar mikrogenerator sifatida harakat qilishlari mumkin.Misol uchun, yakka tartibdagi uylar foydalanish paytida elektr energiyasini ishlab chiqaradigan mustaqil fotovoltaik quyosh tizimlari bilan jihozlanishi mumkin.Agar turar-joy PV tizimi ortiqcha energiya ishlab chiqarsa, bu energiya kattaroq tarmoqqa etkazilishi mumkin, bu esa yirik markazlashtirilgan elektr stantsiyalariga bo'lgan ehtiyojni yanada kamaytiradi.
Smart Gridning ahamiyati
Makroiqtisodiy darajada aqlli tarmoqlar elektr energiyasini iste'mol qilishni kamaytirish uchun juda muhimdir.Ko'pgina mahalliy kommunal xizmatlar ko'rsatuvchi provayderlar va hukumatlar aqlli tarmoqlarni qabul qilishda ishtirok etish uchun saxiy va agressiv choralarni taklif qilishadi, chunki bu moliyaviy va ekologik jihatdan foydalidir.Aqlli tarmoqni qo'llash orqali energiya ishlab chiqarish markazlashtirilmagan bo'lishi mumkin, bu esa elektr energiyasini to'xtatish xavfini yo'q qiladi, energiya tizimining ishlash xarajatlarini kamaytiradi va keraksiz energiya chiqindilarini yo'q qiladi.
Yuborilgan vaqt: 2023-yil 15-mart