La tecnologia e le applicazioni delle reti intelligenti che cambiano l'industria dell'energia

Abbiamo parlato della smart grid nei nostri precedenti post sul blog e della sua relazione con l'immagazzinamento dell'energia, la stabilità della rete e le future esigenze di energia. È innegabile che la tecnologia delle smart grid sta cambiando il settore dell'energia; come queste tecnologie sono applicate correttamente conta, specialmente nel raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità per un futuro migliore.

Sei applicazioni tecnologiche Smart Grid che guidano il cambiamento.

Le tecnologie di rete convenzionali svolgono una funzione semplice, la trasmissione dell'energia elettrica generata in una centrale elettrica. Questo avviene con trasformatori di tensione che aumentano e diminuiscono gradualmente i livelli di tensione mentre consegnano l'energia agli utenti finali. Le griglie intelligenti, tuttavia, eseguono tutte le funzioni convenzionali con l'abilità aggiunta o il vantaggio di monitorare tutte le attività in remoto per risposte e prestazioni migliori e più rapide.Discuteremo sei applicazioni chiave per la tecnologia Smart Grid in questo post del blog. Esse sono l'infrastruttura di misurazione avanzata, la risposta alla domanda, i veicoli elettrici, la consapevolezza situazionale ad ampio raggio, le risorse energetiche distribuite e lo stoccaggio e la gestione della rete di distribuzione.

1. Infrastruttura di misurazione avanzata

Questo è anche conosciuto come AMI. Si tratta semplicemente di applicare tecnologie come i contatori intelligenti per aiutare il flusso bidirezionale di informazioni tra i clienti e le agenzie di servizi. Queste informazioni ruotano intorno al tempo di consumo, alla quantità e alla tariffazione appropriata. Permette alle reti intelligenti di avere una vasta gamma di funzioni rispetto alle tecnologie di rete convenzionali.

Queste funzioni includono, ma non sono limitate a:

• Controllo remoto del consumo
• Prezzi basati sul tempo
• Previsioni di consumo
• Rilevamento di guasti e interruzioni
• Connessione e disconnessione remota degli utenti
• Rilevamento dei furti e misurazioni delle perdite
• Riscossione efficace dei contanti e gestione del debito

Avere queste funzioni significa ottenere un migliore controllo sull'efficienza e la qualità dell'energia nelle reti intelligenti di tutto il mondo. Tuttavia, ci sono alcuni inconvenienti che preoccupano sia i consumatori che le agenzie di servizi, come i problemi di privacy e riservatezza e i problemi di sicurezza informatica relativi all'accesso non autorizzato ai dispositivi AMI.

2. Risposta alla domanda

I programmi dirisposta alla domanda (DR) sono applicazioni recenti ed emergenti per la gestione della domanda (DSM). Esempi sono le applicazioni che migliorano l'affidabilità delle reti fornendo servizi come il controllo della frequenza, le riserve di rotazione e le riserve operative, e le applicazioni che aiutano a ridurre i prezzi dell'energia all'ingrosso e la loro volatilità. Lo sviluppo di commissioni di regolamentazione dell'energia con mercati all'ingrosso aperti e supporto politico ha permesso applicazioni di risposta alla domanda nella tecnologia della rete. Ci sono due categorie di programmi di risposta alla domanda dal punto di vista del cliente:

• DR basato sul prezzo in cui i clienti regolano il loro consumo di elettricità in risposta ai prezzi variabili nel tempo creati dalle loro agenzie di servizi per massimizzare il loro uso di elettricità e risparmiare sulle bollette
• DR basato sugli incentivi dove i benefici sono aumentati promuovendo un incentivo per influenzare i comportamenti dei clienti per cambiare i loro consumi della domanda

La RD offre l'opportunità ai consumatori di ridurre o spostare il loro uso dell'elettricità durante i periodi di punta attraverso i programmi menzionati sopra, dando loro un ruolo enorme nel funzionamento delle reti elettriche con la speranza di bilanciare le esigenze della domanda e dell'offerta.

3. Veicoli elettrici (EV)

Questa può sembrare un'applicazione fuori luogo per le smart grid, ma con l'ovvia elettrificazione dell'industria dei trasporti, i veicoli elettrici sono una soluzione preferita ai problemi di riscaldamento globale. In termini di tecnologie di smart grid, l'introduzione dei veicoli elettrici plug-in viene con una miriade di sfide e opportunità per sostenere i sistemi di alimentazione. Se i veicoli elettrici vengono aggiunti alle reti come carichi regolari, allora non ci sarà alcuna tolleranza per la flessibilità delle variabili di carico, il che metterà in pericolo la rete nel suo complesso.

Tuttavia, queste sfide possono essere gestite con successo con approcci controllati, specialmente quando la ricarica viene spostata nelle ore di basso carico. I veicoli elettrici possono anche promuovere la sostenibilità della Smart grid operando come risorse di stoccaggio distribuite (V2G) che contribuiscono ai servizi ausiliari come la regolazione della frequenza, il risparmio di energia di picco per il sistema o l'integrazione di risorse rinnovabili fluttuanti.

4. Consapevolezza situazionale ad ampio raggio

Questo si riferisce all'implementazione di una serie di tecnologie progettate per migliorare il monitoraggio del sistema energetico in grandi aree geografiche - fornendo efficacemente agli operatori di rete un quadro ampio e dinamico del funzionamento della rete. I sistemi WASA forniscono agli operatori e agli ingegneri le informazioni giuste al momento giusto per un funzionamento e un'analisi efficienti del sistema energetico, secondo SELinc. L'obiettivo finale rimane lo stesso: capire e ottimizzare l'affidabilità della smart grid attraverso le sue prestazioni e anticipare dove devono avvenire i cambiamenti necessari prima che i problemi abbondino.

Le reti intelligenti utilizzano unità di misurazione dei fasori come sensori per la raccolta di dati su grandi aree geografiche, rendendo i sensori di misurazione dei fasori la rovina dei sistemi di misurazione ad ampio raggio. Si può fare affidamento su di loro per trasmettere la consapevolezza della situazione su grandi aree interconnesse attraverso:

• Monitoraggio in tempo reale
• Previsione di disturbi futuri

5. Risorse energetiche distribuite e stoccaggio

Lerisorse energetiche distribuite sono anche conosciute come DER e fanno parte della generazione distribuita; si riferiscono a fonti di energia o unità di generazione che sono più piccole e situate sul lato del consumatore del contatore di generazione elettrica. L'energia è generata da fonti (per lo più rinnovabili) vicino al punto di utilizzo piuttosto che da un sistema centralizzato. Alcuni esempi sono le unità solari fotovoltaiche sui tetti e le unità di generazione eolica, mentre lo stoccaggio DER coinvolge sistemi che immagazzinano l'energia distribuita per un uso successivo. Questo viene fatto con due componenti: batterie caricate in CC e inverter bidirezionali. Aiuta a bilanciare la generazione di energia, la domanda e l'offerta. Alcune altre caratteristiche chiave sono:

• Rasatura dei picchi
• Spostamento del carico
• Regolazione della tensione
• Integrazione rinnovabile
• Potenza di riserva

6. Gestione della rete di distribuzione

Una rete di distribuzione comprende tutte le attrezzature necessarie per la distribuzione dell'energia, come fili, pali, trasformatori ecc. La gestione della rete di distribuzione nelle reti intelligenti ha a che fare con l'avere un sistema "capace di raccogliere, organizzare, visualizzare e analizzare in tempo reale o quasi reale le informazioni del sistema di distribuzione elettrica" secondo le necessità. Questo sistema può anche permettere agli operatori di rete di pianificare e collocare compiti complessi per aumentare l'efficienza, raggiungere gli obiettivi, prevenire i guasti e ottimizzare il flusso di energia. Può anche lavorare mano nella mano con altri sistemi per creare una visione combinata delle operazioni distribuite.Le tecnologie Smart grid sono create per essere intelligenti, con la capacità di predeterminare i guasti che possono poi essere prevenuti, tagliare i costi dove possibile, e fornire il miglior valore ai consumatori quando necessario.

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