Что такое интеллектуальные сети? Интеллектуальная сеть - это современная электрическая сеть, использующая цифровые коммуникационные технологии для оптимизации производства, распределения и потребления электроэнергии.
Краткое резюме
Используя цифровые коммуникационные технологии, интеллектуальная электросеть обеспечивает оптимизацию производства, распределения и потребления электроэнергии. Интеллектуальная сеть обеспечивает двунаправленный обмен между производителями и потребителями. Это необходимо для интеграции возобновляемых источников энергии и стабильного, устойчивого снабжения.
Зачем нам нужны интеллектуальные сети?
Традиционная электросеть была основана на централизованной генерации и легко предсказуемых потоках электроэнергии. Энергетический переход приводит к тому, что производство становится все более децентрализованным и нестабильным. Все больше домохозяйств и компаний подают электроэнергию, полученную самостоятельно, в сеть с помощью своих фотоэлектрических систем.
Даже в крупных масштабах фотоэлектрические системы и ветропарки в некоторых случаях обеспечивают высокую мощность генерации, хотя и очень нестабильную. Солнце не светит круглосуточно, а ветер так же непредсказуем в течение нескольких дней. Традиционная электросеть не рассчитана на оптимальное управление этими динамическими изменениями и высокой долей колебаний мощности питания. Поэтому интеллектуальное управление электрическими сетями очень важно: оно позволяет гибко реагировать на нестабильные потоки электроэнергии, обеспечивает стабильность сети и позволяет эффективно хранить избыточную энергию.
Как работает интеллектуальная сеть?
Интеллектуальная сеть работает за счет объединения в сеть и обмена информацией между всеми компонентами энергосистемы. Основной принцип - способность собирать и анализировать данные в режиме реального времени и принимать на их основе решения. Это позволяет надлежащим образом использовать существующую гибкость в генерации и потреблении, а также хранение как прямой инструмент гибкости.
Датчики по всей электросети следят за состоянием линий, протеканием тока и напряжением. Для составления прогнозов и отправки команд управления децентрализованным устройствам эти данные передаются в центральные системы управления.
Роль потребителя
Гибкие потребители, часто просумеры (производители и потребители) с собственной генерацией, играют ключевую роль в эффективном использовании сетевой инфраструктуры, адаптируя свое поведение к интересам сети. Умные счетчики, также известные как интеллектуальные счетчики электроэнергии, являются важными элементами. Умные счетчики могут измерять потребление электроэнергии и подачу электроэнергии и передавать эти данные в цифровом виде оператору точки учета. Последний также может передать данные оператору сети. С другой стороны, динамические тарифы на электроэнергию от поставщика энергии могут передаваться потребителю через оператора точки учета.
Цена на электроэнергию может меняться в зависимости от текущего наличия и спроса, с соответствующим договором на электроэнергию. Потребители могут активно контролировать свое потребление. Z. Например, используйте энергоемкие приборы по возможности, когда в сети много возобновляемой электроэнергии и цены на нее низкие. Батареи значительно повышают гибкость использования.
Интеллектуальное управление сетью и связь
Интеллектуальное управление сетью - это мозг интеллектуальной сети. Она включает в себя технологии для мониторинга, анализа и оптимизации работы сети:
- Датчики и исполнительные механизмы регистрируют такие данные, как сила тока и напряжение.
- Для передачи объемов данных в режиме реального времени необходима надежная и безопасная коммуникационная инфраструктура.
- Алгоритмы анализа исторических и текущих потоков электроэнергии прогнозируют ожидаемое производство и потребление, возможно, с помощью искусственного интеллекта. В принципе, они могут помочь выявить аномалии и оптимизировать управление сетью.
- Агрегаторы используют цифровые платформы в смысле виртуальной электростанции и объединяют децентрализованные генераторы, хранилища и потребителей в управляемую сеть.
Децентрализованная генерация и хранение
Ключевой особенностью интеллектуальной сети является интеграция децентрализованных генераторов и систем хранения данных:
- Фотоэлектрические системы обычно подают электроэнергию непосредственно в сеть. В интеллектуальной сети подача электроэнергии контролируется и регулируется.
- Ветросиловые установки также управляются интеллектуально, чтобы эффективно использовать существующую сеть и защитить ее в случае возникновения узких мест.
- Крупные аккумуляторные накопители на уровне энергосистемы и небольшие домашние накопители для потребителей могут накапливать избыточную энергию и высвобождать ее при необходимости.
- В будущем электромобили могут служить в качестве мобильных накопителей (Vehicle to Grid), а также поглощать электроэнергию и подавать ее в сеть по мере необходимости.
Активное управление нагрузкой
Интеллектуальная сеть позволяет осуществлять активное управление нагрузкой (управление спросом), при котором потребление электроэнергии активно контролируется:
- Гибкие потребители, такие как тепловые насосы или зарядные станции, адаптируются к ценам на электроэнергию и нагрузке на сеть.
- Динамические тарифы мотивируют изменение потребления в периоды высокой доступности.
- Многие домохозяйства с фотоэлектрическими системами оптимизируют свое самопотребление, особенно те, которые имеют накопительные системы и управляемые потребители. Это может разгрузить сеть.
Преимущества интеллектуальных сетей: больше, чем просто эффективность
Внедрение интеллектуальных сетей дает ряд преимуществ. Они выходят далеко за рамки простого повышения эффективности и имеют решающее значение для успеха энергетического перехода и достижения главной цели - декарбонизации.
Расширение интеграции возобновляемых источников энергии
Особенно важным преимуществом интеллектуальных сетей является их способность интегрировать высокую долю возобновляемых источников энергии в электрическую сеть безопасным и стабильным образом. Поскольку энергия ветра и солнечная энергия естественно колеблются, необходима гибкая и интеллектуальная сеть, способная компенсировать эти колебания. Интеллектуальные сети позволяют управлять децентрализованной подачей электроэнергии из возобновляемых источников путем координации производства и потребления в режиме реального времени. Это снижает необходимость держать традиционные электростанции в резерве и ускоряет постепенный отказ от ископаемого топлива.
Оптимизация энергопотребления и затрат
Интеллектуальные сети позволяют более эффективно использовать электроэнергию, что в долгосрочной перспективе может привести к экономии средств. Соответствующие системы учета и динамические тарифы на электроэнергию дают потребителям возможность активно контролировать свое энергопотребление и адаптировать его к периодам снижения цен. Это способствует более осознанному использованию энергии и может помочь сократить счета за электричество.
Содействие децентрализации и участию
Интеллектуальные сети поддерживают тенденцию к децентрализации производства электроэнергии. Они позволяют домохозяйствам и компаниям не только потреблять электроэнергию, но и самостоятельно вырабатывать ее и подавать в сеть. Они становятся "просумерами". Это способствует созданию стоимости на местах и развитию местных энергетических сообществ. Такое участие является важным шагом на пути к созданию устойчивой энергетической системы, ориентированной на интересы граждан.
Проблемы и перспективы
Несмотря на огромные преимущества, полное внедрение интеллектуальных сетей сопряжено с рядом трудностей.
Технические и инфраструктурные проблемы
Переход на новые технологии требует значительных инвестиций в модернизацию существующей инфраструктуры. Это включает в себя замену миллионов обычных электросчетчиков на "умные", расширение сетей связи и внедрение сложного программного обеспечения и систем управления. Кроме того, особое значение имеет кибербезопасность, поскольку цифровая и сетевая электросеть может стать более уязвимой для кибер-атак, угрожающих целостности сети. Здесь важна защита конфиденциальных данных.
Нормативно-правовые и социальные аспекты
Помимо технических трудностей, необходимо учитывать также нормативные и социальные аспекты. Законодательство должно быть адаптировано для создания рамочных условий для эксплуатации и выставления счетов в интеллектуальной сети. Это относится, например, к Закону о возобновляемых источниках энергии. Принятие потребителями также имеет решающее значение. Опасения по поводу защиты данных, затрат и сложности должны быть сняты с помощью прозрачной коммуникации и очевидных преимуществ. Чтобы укрепить доверие, люди должны быть проинформированы о том, как работают интеллектуальные сети и какие преимущества они дают.
Smart Grid - это будущее
Несмотря на эти проблемы, ясно одно: интеллектуальные сети - это будущее нашего энергоснабжения. Это необходимая основа для успешного энергетического перехода и декарбонизации нашего акционерного общества. Продолжающиеся исследования и разработки в таких областях, как искусственный интеллект, технологии хранения энергии и электромобильность, будут способствовать дальнейшему повышению эффективности интеллектуальных сетей.
Заключение:
Интеллектуальная сеть - это не просто технология. Интеллектуальная сеть - это ключ к энергетическому переходу и устойчивому снабжению. Он эффективно и гибко интегрирует возобновляемые источники энергии. Благодаря сетевому взаимодействию и интеллектуальному управлению спрос и предложение участников энергосистемы координируются в режиме реального времени. Это повышает стабильность сети и обеспечивает активное участие потребителей. Несмотря на трудности, связанные с инфраструктурой, безопасностью и приемлемостью, интеллектуальные сети необходимы для климатически безопасного будущего, основанного на возобновляемых источниках энергии.
Свяжитесь с нашими экспертами
Дополнительные материалы
Парк All Electric Society – так получается объединение секторов
Гибкость благодаря системе аккумуляторных накопителей и управлению энергопотреблением.
Что такое темный штиль?
Если придерживаться этого термина, то он обозначает длительные периоды времени, когда ни солнце не светит, ни ветер не дует. Как мы можем противостоять этому?
Аккумуляторные накопители в качестве функционального ускорителя
Phoenix Contact использует открытую систему управления для устранения разрыва между выработкой электроэнергии, хранением и ее дальнейшим использованием.