19 ғасырдың аяғынан бастап электр энергиясын тарату жүйелері (көбінесе желі деп аталады) әлемдегі электр энергиясының негізгі көзі болды.Бұл желілерді жасаған кезде олар өте қарапайым жұмыс істейді - электр энергиясын өндіреді және оны үйлерге, ғимараттарға және электр энергиясы қажет кез келген жерге жібереді.
Бірақ электр энергиясына сұраныс артқан сайын тиімдірек желі қажет.Қазіргі уақытта бүкіл әлемде қолданылатын «ақылды желі» электр қуатын тарату жүйелері тиімділікті оңтайландыру үшін заманауи технологияға сүйенеді.Бұл құжат смарт тордың анықтамасын және оны смарт ететін негізгі технологияларды зерттейді.
Бұл несмарт тор технологиясы?
Смарт желі - бұл коммуналдық провайдерлер мен тұтынушылар арасындағы екі жақты байланысты қамтамасыз ететін қуатты тарату инфрақұрылымы.Смарт тор технологияларына мүмкіндік беретін сандық технологияларға қуат/ток сенсорлары, басқару құрылғылары, деректер орталықтары және смарт есептегіштер кіреді.
Кейбір смарт желілер басқаларға қарағанда ақылды.Көптеген елдер ескірген тарату желілерін смарт желілерге ауыстыруға көп күш жұмсады, бірақ трансформация күрделі және жылдарға, тіпті ондаған жылдарға созылады.
Смарт тор технологиялары мен смарт тор компоненттерінің мысалдары
Ақылды есептегіштер – Смарт есептегіштер смарт торды құрудағы алғашқы қадам болып табылады.Ақылды есептегіштер тұтынушылар мен коммуналдық өндірушілерге қуат тұтыну деректерін қамтамасыз етеді.Олар энергия шығынын азайту үшін пайдаланушыларды ескерту үшін қуат тұтынуы мен құны туралы ақпаратты қамтамасыз етеді және провайдерлерге желі бойынша тарату жүктемелерін оңтайландыруға көмектеседі.Ақылды есептегіштер әдетте үш негізгі ішкі жүйеден тұрады: қуат тұтынуды өлшейтін қуат жүйесі, смарт есептегіш ішіндегі технологияны басқаруға арналған микроконтроллер және энергия тұтыну/команда деректерін жіберу және қабылдау үшін байланыс жүйесі.Бұған қоса, кейбір смарт есептегіштерде қауіпсіздік мақсатында есептегіштің орнын дәл анықтау үшін резервтік қуат (негізгі тарату желісі өшірілген кезде) және GSM модульдері болуы мүмкін.
Ақылды есептегіштерге әлемдік инвестиция соңғы онжылдықта екі есе өсті.2014 жылы смарт есептегіштерге жаһандық жылдық инвестиция 11 миллион долларды құрады.Statista мәліметтері бойынша, смарт есептегіштерді енгізуден жүйе тиімділігін арттыруды ескере отырып, 2019 жылға қарай смарт есептегіштерге жаһандық инвестициялар 21 миллион долларға жетеді.
Смарт жүктемені басқару қосқыштары және тарату қалқандары – Смарт есептегіштер коммуналдық провайдерлерге нақты уақыттағы деректерді бере алатынымен, олар энергияның таралуын автоматты түрде басқара алмайды.Қуатты пайдаланудың ең жоғары кезеңдерінде немесе белгілі бір аймақтарға бөлуді оңтайландыру үшін электр қызметтері жүктемені басқарудың интеллектуалды қосқыштары мен коммутаторлар сияқты қуатты басқару құрылғыларын пайдаланады.Бұл технология қажетсіз таратуды азайту немесе рұқсат етілген пайдалану уақытынан асып кеткен жүктемелерді автоматты түрде басқару арқылы энергияның айтарлықтай көлемін үнемдейді.Қуатты пайдаланудың ең жоғары кезеңдерінде немесе белгілі бір аймақтарға бөлуді оңтайландыру үшін электр қызметтері жүктемені басқарудың интеллектуалды қосқыштары мен коммутаторлар сияқты қуатты басқару құрылғыларын пайдаланады.Бұл технология қажетсіз таратуды азайту немесе рұқсат етілген пайдалану уақытынан асып кеткен жүктемелерді автоматты түрде басқару арқылы энергияның айтарлықтай көлемін үнемдейді.
Мысалы, Огайо штатының Уодсворт қаласы 1916 жылы салынған электр тарату жүйесін пайдаланады. Уодсворт қаласы итрон өндірушісімен серіктестік орнатқан.Смарт жүктемені басқару қосқыштары(SLCS), электр қуатын пайдаланудың ең жоғары кезеңдерінде ауаны кондиционерлеу компрессорларын айналдыру үшін үйлерде SLCS орнату арқылы жүйенің электр энергиясын пайдалануды 5,300 мегаватт сағатқа азайту.Энергия жүйесін автоматтандыру – Қуат жүйесін автоматтандыру тарату тізбегіндегі әрбір буынды басқару үшін заманауи АТ инфрақұрылымын пайдалана отырып, смарт желі технологиясы арқылы қосылады.Мысалы, автоматтандырылған қуат жүйелерінде интеллектуалды деректерді жинау жүйелері (ақылды есептегіштерге ұқсас), қуатты басқару жүйелері (жүктемені басқарудың ақылды қосқыштары сияқты), аналитикалық құралдар, есептеу жүйелері және қуат жүйесінің алгоритмдері қолданылады.Осы негізгі құрамдастардың комбинациясы торға (немесе бірнеше торға) адамның шектеулі әрекеттесуімен автоматты түрде реттеуге және оңтайландыруға мүмкіндік береді.
Smart Grid енгізу
Смарт желіде цифрлық, екі жақты байланыс және автоматтандыру технологиялары енгізілгенде, бірқатар инфрақұрылымдық өзгерістер желілік тиімділікті барынша арттырады.Smart Grid енгізу келесі инфрақұрылымдық өзгерістерге мүмкіндік берді:
1.Орталықтандырылмаған энергия өндірісі
Смарт желі энергияның таралуын үздіксіз бақылап, бақылай алатындықтан, электр энергиясын өндіру үшін бір ғана ірі электр станциясының қажеті жоқ.Оның орнына электр энергиясын көптеген орталықтандырылмаған электр станциялары өндіре алады, мысалы, жел турбиналары, күн фермалары, тұрғын үй фотоэлектрлік күн панельдері, шағын гидроэлектрлік бөгеттер және т.б.
2.Бөлінген нарық
Smart grid инфрақұрылымы сонымен қатар дәстүрлі орталықтандырылған жүйелерде энергияны интеллектуалды бөлісу құралы ретінде бірнеше желілерді қосуды қолдайды.Мысалы, бұрын муниципалитеттердің көршілес муниципалитеттермен байланысы жоқ жеке өндіріс орындары болған.Ақылды желі инфрақұрылымын енгізу арқылы муниципалитеттер электр қуаты үзілген жағдайда өндіріске тәуелділікті жою үшін ортақ өндіріс жоспарына үлес қоса алады.
3.Шағын масштабты тасымалдау
Тордағы ең үлкен энергия қалдықтарының бірі энергияның ұзақ қашықтыққа таралуы болып табылады.Смарт желілер өндіріс пен нарықты орталықсыздандыруды ескере отырып, смарт желідегі таза тарату қашықтығы айтарлықтай қысқарады, осылайша тарату қалдықтарын азайтады.Мысалы, небәрі 1 км қашықтықтағы қауымдастықтың күндізгі электр энергиясына қажеттілігінің 100% өндіретін шағын қауымдық күн фермасын елестетіп көріңіз.Жергілікті күн фермасы болмаса, қауымдастыққа 100 шақырым қашықтықтағы үлкенірек электр станциясынан қуат алу қажет болуы мүмкін.Алыстағы электр станцияларынан электр энергиясын беру кезінде байқалатын энергия шығындары жергілікті күн электр станцияларынан байқалатын электр беру шығындарынан жүз есе көп болуы мүмкін.
4.Екі жақты бөлу
Жергілікті күн фермалары жағдайында күн фермасы қауымдастық тұтынатын энергиядан көбірек энергия өндіре алатын жағдай болуы мүмкін, осылайша энергия артықшылығын жасайды.Бұл артық энергияны ақылды желіге таратуға болады, бұл алыстағы электр станцияларының сұранысын азайтуға көмектеседі.
Бұл жағдайда күндізгі уақытта энергия күн фермасынан негізгі қоғамдық емес желіге ағып кетеді, бірақ күн фермасы белсенді емес болғанда, энергия негізгі желіден сол қауымдастыққа өтеді.Бұл екі бағытты энергия ағынын пайдалану кезінде кез келген уақытта энергияның ең аз мөлшерінің ысырап болуын қамтамасыз ету үшін қуатты тарату алгоритмдері арқылы бақылауға және оңтайландыруға болады.
Екі бағытты тарату және орталықтандырылмаған желі шекаралары бар смарт желілік инфрақұрылымда пайдаланушылар микрогенераторлар ретінде әрекет ете алады.Мысалы, жеке үйлерді пайдалану кезінде электр энергиясын өндіретін автономды фотоэлектрлік күн жүйелерімен жабдықтауға болады.Тұрғын үй PV жүйесі артық энергияны өндіретін болса, бұл энергияны үлкенірек желіге жеткізуге болады, бұл үлкен орталықтандырылған электр станцияларына қажеттілікті одан әрі азайтады.
Smart Grid маңыздылығы
Макроэкономикалық деңгейде смарт желілер электр энергиясын тұтынуды азайту үшін өте маңызды.Көптеген жергілікті коммуналдық қызметтерді жеткізушілер мен үкіметтер ақылды желілерді қабылдауға қатысу үшін жомарт және агрессивті шараларды ұсынады, себебі бұл қаржылық және экологиялық тұрғыдан тиімді.Смарт желіні қолдану арқылы энергия өндірісін орталықсыздандыруға болады, осылайша электр қуатының тоқтау қаупін жояды, электр жүйесін пайдалану шығындарын азайтады және қажетсіз энергия қалдықтарын жояды.
Хабарлама уақыты: 15 наурыз 2023 ж