Smart Grid-technologie en toepassingen die de energie-industrie veranderen

We hebben het in onze vorige blogposts gehad over het slimme elektriciteitsnet en de relatie ervan met energieopslag, netstabiliteit en toekomstige energiebehoeften. Het valt niet te ontkennen dat smart grid-technologie de energiesector aan het veranderen is; hoe deze technologieën correct worden toegepast is van belang, vooral bij het bereiken van duurzaamheidsdoelstellingen voor een betere toekomst.

Zes toepassingen van Smart Grid-technologie die de verandering leiden.

Conventionele netwerktechnologieën voeren een eenvoudige functie uit, namelijk de transmissie van elektrische energie die wordt opgewekt in een centrale elektriciteitscentrale. Dit gebeurt met spanningstransformatoren die de spanningsniveaus geleidelijk verhogen en verlagen terwijl energie aan de eindgebruikers wordt geleverd. Smart grids, echter, voeren alle conventionele functies uit met de toegevoegde mogelijkheid of het voordeel van het op afstand monitoren van alle activiteiten voor betere en snellere reacties en prestaties.We zullen zes belangrijke toepassingen voor Smart Grid technologie in deze blog post bespreken. Het gaat om geavanceerde meetinfrastructuur, vraagrespons, elektrische voertuigen, wide-area situational awareness; verdeelde energiebronnen en opslag; en distributienetbeheer.

1. Geavanceerde meetinfrastructuur

Dit staat ook bekend als AMI. Het is gewoon het toepassen van technologieën zoals slimme meters om te helpen met de tweerichtingsstroom van informatie tussen klanten en nutsbedrijven. Deze informatie draait om verbruikstijd, hoeveelheid en passende prijsstelling. Hierdoor kunnen slimme netwerken een groot aantal functies vervullen in vergelijking met conventionele netwerktechnologieën.

Deze functies omvatten, maar zijn niet beperkt tot:

• Afstandsbediening van het verbruik
• Tijdgerelateerde prijsstelling
• Verwacht verbruik
• Opsporing van storingen en uitvallen
• Aansluiting en ontkoppeling van gebruikers op afstand
• Detectie van diefstal en verliesmetingen
• Doeltreffende inning van liquide middelen en schuldbeheer

Het hebben van deze functies betekent een betere controle over de energie-efficiëntie en -kwaliteit in slimme netwerken over de hele wereld. Er zijn echter een paar nadelen die zowel consumenten als nutsbedrijven zorgen baren, zoals privacy- en vertrouwelijkheidskwesties en cyberveiligheidskwesties in verband met ongeoorloofde toegang tot de AMI-apparaten.

2. Reactie op de vraag

Programma's voorvraagrespons (Demand Response - DR) zijn recente en opkomende toepassingen voor het beheer van de vraagzijde (Demand-Side Management - DSM). Voorbeelden zijn toepassingen die de betrouwbaarheid van de netten verbeteren door diensten aan te bieden zoals frequentiecontrole, draaiende reserves en exploitatiereserves, en toepassingen die de groothandelsprijzen van energie en de volatiliteit daarvan helpen verminderen. De ontwikkeling van energiereguleringscommissies met open groothandelsmarkten en beleidsondersteuning heeft vraagresponstoepassingen in de netwerktechnologie mogelijk gemaakt. Vanuit het oogpunt van de klant zijn er twee categorieën van vraagrespons-programma's:

• Prijsgebaseerde DR waarbij afnemers hun elektriciteitsverbruik aanpassen in antwoord op de tijdsafhankelijke prijzen die door hun nutsbedrijven worden aangerekend om hun elektriciteitsverbruik te maximaliseren en op hun facturen te besparen
• DR op basis van stimulansen, waarbij de baten worden verhoogd door het bevorderen van een stimulans om het gedrag van klanten te beïnvloeden teneinde hun vraagconsumptie te veranderen

DR biedt consumenten de mogelijkheid hun elektriciteitsverbruik tijdens piekperiodes te verminderen of te verschuiven via de bovenvermelde programma's, waardoor zij een grote rol krijgen in de werking van elektriciteitsnetten in de hoop vraag en aanbod met elkaar in evenwicht te brengen.

3. Elektrische voertuigen (EV's)

Dit lijkt misschien een misplaatste toepassing voor smart grids, maar met de voor de hand liggende elektrificatie van de transportsector, zijn EV's een voorkeursoplossing voor de opwarming van de aarde. Wat smart grid-technologieën betreft, brengt de introductie van plug-in elektrische voertuigen talloze uitdagingen en kansen met zich mee voor de ondersteuning van energiesystemen. Als EV's aan de netten worden toegevoegd als gewone belastingen, zal er geen rekening worden gehouden met de flexibiliteit van belastingsvariabelen, wat het net als geheel in gevaar zal brengen.

Deze uitdagingen kunnen echter met succes worden aangepakt met een gecontroleerde aanpak, vooral wanneer het opladen wordt verschoven naar uren met een lage belasting. EV's kunnen ook de duurzaamheid van slimme netwerken bevorderen door te werken als gedistribueerde opslagbronnen (V2G) die bijdragen tot ondersteunende diensten zoals frequentieregeling, piekvermogen voor het systeem of de integratie van schommelende hernieuwbare bronnen.

4. Wide-Area Situational Awareness

Dit verwijst naar de implementatie van een reeks technologieën die ontworpen zijn om de monitoring van het elektriciteitssysteem over grote geografische gebieden te verbeteren - waardoor netbeheerders effectief een breed en dynamisch beeld krijgen van de werking van het net. WASA-systemen voorzien operatoren en ingenieurs van de juiste informatie op het juiste moment voor een efficiënte werking en analyse van het elektriciteitssysteem, aldus SELinc. Het uiteindelijke doel blijft hierbij hetzelfde: de betrouwbaarheid van het slimme net door zijn prestaties begrijpen en optimaliseren en anticiperen waar noodzakelijke veranderingen moeten plaatsvinden voordat er problemen ontstaan.

Slimme netwerken maken gebruik van fasormeeteenheden als sensoren voor het verzamelen van gegevens over grote geografische gebieden, waardoor fasormeetsensoren de bijnaam krijgen van meetsystemen voor grote gebieden. Er kan op worden vertrouwd dat zij situationeel bewustzijn doorgeven over grote onderling verbonden gebieden door:

• Controle in real time
• Voorspelling van toekomstige verstoringen

5. Gedistribueerde energiebronnen en opslag

Gedistribueerde energiebronnen zijn ook bekend als DER en maken deel uit van gedistribueerde opwekking; zij verwijzen naar energiebronnen of opwekkingseenheden die kleiner zijn en zich aan de consumentenzijde van de elektriciteitsproductiemeter bevinden. De energie wordt opgewekt uit (meestal hernieuwbare) bronnen dicht bij de plaats van gebruik in plaats van uit een gecentraliseerd systeem. Voorbeelden zijn fotovoltaïsche zonne-energie-eenheden op daken en windgeneratoren. Bij DER-opslag gaat het om systemen die gedistribueerde energie opslaan voor later gebruik. Dit gebeurt met twee componenten: batterijen die in gelijkstroom zijn geladen en bidirectionele omvormers. Het helpt bij het in evenwicht brengen van energieopwekking, vraag en aanbod. Enkele andere belangrijke kenmerken zijn:

• Piek scheren
• Verplaatsen van lading
• Spanningsregeling
• Integratie van hernieuwbare energiebronnen
• Back-up stroom

6. Beheer van distributienetwerken

Een distributienet omvat alle uitrusting die nodig is voor de distributie van energie, zoals draden, palen, transformatoren, enz. Het beheer van het distributienet in slimme netten heeft te maken met het hebben van een systeem "dat in staat is om informatie over het elektrische distributiesysteem in realtime of bijna realtime te verzamelen, te organiseren, weer te geven en te analyseren" zoals nodig is. Dit systeem kan de netbeheerders ook in staat stellen complexe taken te plannen en te plaatsen om de efficiëntie te verhogen, doelstellingen te halen, storingen te voorkomen en de energiestroom te optimaliseren. Het kan ook hand in hand werken met andere systemen om een gecombineerde visie op gedistribueerde operaties te creëren.Slimme netwerktechnologieën zijn gemaakt om slim te zijn, met de mogelijkheden om storingen vooraf te bepalen die vervolgens kunnen worden voorkomen, waar mogelijk kosten te besparen en de beste waarde te leveren aan consumenten wanneer dat nodig is.

Bent u een Energy Service Company/Provider of een Distribution Grid Operator, dan kunt u een demo boeken met ons team om te begrijpen hoe onze Hive Power FLEXO oplossingen uw smart grid management projecten kunnen aandrijven.