تبلیغات
برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات. - شبکه برق هوشمند یا اسمارت گریدSmart Grid

برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)





"شبکه برق هوشمند" به سرعت به یک مسئله مهم میان سیاستمداران، دست اندرکاران محیط زیست و شرکت های سرویس دهنده شهری برق-آب-گاز تبدیل میشود. اما شبکه برق هوشمند دقیقا چیست و چگونه کار میکند و  به چه شکل میتوان از آن برای نجات زمین استفاده کرد؟

به گزارش خبرنامه کامپیوتر و وب www.PcWebPaper.com ، "شبکه هوشمند" یک مسئله منفرد و مجزا نیست، بلکه مجموعه ای کامل از فن آوری هایی است که می تواند در ایجاد یا ارتقاء شبکه برق مصرف شود. در این راه، این شبکه با استفاده از دستگاه های دیجیتال میتواند مصرف را ردگیری کند و بر نحوه مصرف در زمان اوج آن (پیک) مراقبت نموده و همچنین کنترل استفاده انرژی در خانه یا ساختمان مورد نطر را به نحوی انجام دهد که در صورت امکان دستگاههای پرمصرف در اوج مصرف خاموش شوند. شبکه هوشمند میتواند سیستمهای مراقبتی در داخل ساختمان داشته باشد که به کاربران اجازه میدهد تا مصرف انرژی خود را بهتر مدیریت کنند. حتی این امکان برای شبکه های هوشمند وجود دارد که به منابع انرژی مستقل، مانند پنلهای خورشیدی خانه یا سیستم های زمین گرمایی منزل اجازه دهند تا انرژی خود را به شبکه تزریق نمایند. اتومبیل برقی که به برق خانه وصل شده است نیز، برای کار کردن به این  فن آوری نیاز خواهند داشت.

تبلیغات


"شبکه هوشمند" نمیتواند همه مشکلات ما را حل کند ، اما ممکن است به استفاده کارآمدتر از انرژی ما را یاری دهد، و این چیزی است که فعلا بسیار مهم است زیرا جهان تشنه انرژی ارزان  است. حتی درصد کمی از کارایی در شبکه برق یک شهر بزرگ به معنی کاهشی عظیم در انتشار کربن می باشد.
یک شبکه هوشمند، برق را با روش دو طرفه از عرضه کنندگان به مصرف کنندگان میفرستد تا بتواند کنترل وسایل موجود در خانه های مصرف کنندگان را جهت صرفه جویی در انرژی، کاهش هزینه و افزایش قابلیت اطمینان و شفافیت را انجام دهد.



چنین شبکه برق مدرنی، توسط بسیاری از دولتها جهت ترویج راهی برای مقابله با استقلال انرژی، گرمایش جهانی و مسائل انعطاف پذیری فوق العاده مورد توجه قرار گرفته است. کنتورهای هوشمند هرچند بخشی از شبکه هوشمند میباشند، اما به تنهایی شبکه هوشمند تلقی نمی شوند.
همانطور که گفته شد شبکه هوشمند شامل سیستم کنترل هوشمندی است که ردیابی تمامی جریان برق در سیستم را به عهده دارد. همچنین استفاده از خطوط فوق هادیها را برای کاهش افت قدرت و همچنین قابلیت یکپارچه سازی انرژی های مولد برق تجدید پذیر مانند انرژی خورشیدی و باد را مد نظر دارد. هنگامی که انرژی ارزان است، کاربر می تواند شبکه هوشمند را طوری تنظیم کند که به لوازم خانگی پرمصرف مانند ماشین لباسشوئی دستور روشن شدن بدهد. این شبکه میتواند در زمان اوج مصرف، وسایل مذکور را غیرفعال کند.



انتاریوی کانادا سال قبل با معرفی قانون انرژی سبز حمایت از شبکه هوشمند را آغاز کرد. ساکنان استان به سرعت با این تکنولوژی آشنا میشوند و در این راه Hydro One با انجام پروژه ای جهت ارائه کنتورهای هوشمند، انتاریو را تحت پوشش قرار داده است. برای تکمیل این طرح، نیاز است تا کشور به ارتقا زیرساخت های خود همانند کشورهای دیگر بپردازد، اما چون اکثر جمعیت کانادا در مرز جنوبی آن متمرکز است،  چالشی برای اینکار بوجود آورده است زیرا بخش عمده ای از برق آبی کانادا از مناطق بسیار دور افتاده شمال بدست میآید.
آی.بی.ام اولین کشور دارای شبکه هوشمند را مالت معرفی میکند. مالت کشوری است که شدیدا وابسته به انرژی از خارج است و لزوم صرفه جویی بهنیه روی برق و آب از موارد حیاتی حساب میشود. شبکه هوشمند جدید روی هر دو مورد آب و برق این کشور کار میکند که میتواند محل نشت آب یا افت برق را فورا یافته و به تعمیرکاران امکان دهد تا آنرا سریعا تعمیر کنند و به سازمانهای سرویس دهنده کمک میکند تا بتوانند طرحهای خود را هرجه هوشمندانه تر و مقرون به صرفه پیاده کنند. تعداد 25000 کنتور هوشمند دوطرفه کار مراقبت از مصرف برق را بصورت بلادرنگ به عهده دارند و قیمتها را لحظه ای تنظیم کرده و به مشتریان خوش  حساب پاداش میدهند. بدین ترتیب دولت مالت میتواند به شهروندانش بگوید که چگونه مصرف خود را تنظیم کنند تا به نفعشان باشد و بدین ترتیب کشوری شود که در آینده بتواند سوخت نفت را با انرژی دیگری عوض کند.


شبکه های هوشمند توزیع برق(smart grid)

امروزه صنعت برق، نه تنها با فراهم کردن منابع جهت برآورده سازی انرژی مورد تقاضا صنایع مواجه هستند، بلکه از طرفی حداقل سازی و کاهش اثراتی که بشر بر روی محیط در ارتباط با تولید این انرژی دارد نیز یکی دیگر از موارد مورد توجه می باشد و Smart Gridراه حلی برای این چالش است که سود و بازدهی بسیار زیادی دارد. برای سمت مصرف کنندهSmart Gridبدین معنی است که آنها می توانند بروی مصرف خود مدیریت هوشمندانه انجام دهند تا در ساعات پیک که قیمت انرژی گران می باشد، هزینه کمتری بپردازند و برای کارشناسان محیط زیست، این شبکه بمعنی استفاده از تکنولوژی جهت کمک به حل تغییرات مضر آب و هوایی و اجتناب از تولید گازهای کربن بیش از اندازه می باشد و برای همکاران صنعت برق پیک سایی و تصمیم گیری هوشمندانه و ارائه اطلاعات دقیق از وضعیت شبکه است.

شبکه های هوشمند توزیع انرژی الکتریکی یکی از جدیدترین تکنولوژی های روز دنیا و حاصل سعی و تلاش متخصصین جهت مدرنیزه نمودن شبکه های توزیع و ورود به قرن دیجیتال است . اصلی ترین هدف ، تأمین برق مطمئن و پاسخگوئی به نیازهای رو به رشد مشتریان با کمترین خسارت به محیط زیست است . اولین شبکه هوشمند جهان در مارس 2008 معرفی گردید و شهر بالدر ایالت کلرادو آمریکا موفق به دریافت عنوان اولین شهر با شبکه توزیع برق هوشمند گردید هدف طراحان با بکارگیری تکونولوژی هوشمند حول سه محور اصلی مشترکین ، تجهیزات و ارتباطات می باشد . تکنولوژی هوشمند توانایی ایجاد تغییرات اساسی در تولید ، انتقال ، توزیع و استفاده از انرژی الکتریکی به همراه منافع اقتصادی و محیطی دارد که در نهایت به برآورده نمودن نیازهای مشتریان و در دسترس بودن برق مطمئن و پایدار ختم می شود . از طرف دیگر سیستم می تواند با استفاده از اطلاعات جمع آوری نموده در مواقع بحرانی ، تصمیم گیری نماید و از خاموشی های ناخواسته جلوگیری کند

مزایای شبکه های هوشمند
به طور خلاصه مزایای شبکه های هوشمند به شرح ذیل است :
- پیک سایی که نتیجه اصلی بکارگیری شبکه هوشمند به همراه تکنولوژی های پیشرفته در پست های توزیع و منازل مشترکین است .
- کاهش مصرف سوخت های فسیلی که در نتیجه کاهش پیک و تلفات انرژی به همراه کاهش افت خطوط توزیع بدست می آید .
- کاهش در تعداد مشترکین که خاموشی دارند، این امر نتیجه مهم توانایی پیش بینی کردن و یا به صورت بالقوه جلوگیری کردن از قطع برق و پاسخ موثر در صورت قطع برق جهت رفع عیب است .
- کاهش سرمایه گذاری مورد نیاز برای پروژه های توزیع و انتقال به جهت بهبود بالانس بار و کاهش در بار پیک بدلیل مدیریت پیشرفته دیماند
- کاهش هزینه ها که منتج از قطع و وصل از راه دورمشترکین می باشد

کاهش زمان خاموشی مشترکین
جلوگیری از قطع برق مشترکین، فاکتور اصلی رضایت مندی مشترکین است .شبکه توزیع هوشمند به سرعت وسایلی را که احتمالاً موجب خطا در شبکه توزیع می شوند را شناسایی و از مدار خارج می کند و همچنین جریان نشتی را به سرعت مشخص می کند و مکانهایی که نیاز به حضور نیرو جهت اصلاح شبکه را دارند به سرعت اعلام می کند. استفاده از نرم افزارهای پیشرفته اندازه گیری سریعاً مشترکین را که خارج از سرویس هستند ،را مشخص می کند . فراهم نمودن چنین اطلاعاتی برای پرسنل اتفاقات که در محل خاموشی هستند، بسیار ذی قیمت بوده و بازده عملکردرا بسیار بالا می برد .

شبکه های توزیع هوشمند با استفاده از راه حل های ذیل زمان خاموشی مشترکین را کاهش می دهند

- تنظیم مجدد سیستم با کمک گرفتن از سوئیچ های اتوماتیک هوشمند که هماهنگ با پست های هوشمند هستند .
- تشخیص از راه دور فالت
- تعیین اندازه و محل بار خارج شده از مدار از راه دور و بصورتReal Time
- کنترل از راه دور تولیدات پراکنده انرژی و تجمیع آنها جهت استفاده
- تشخیص از راه دور قطع و وصل شبکه

منافع شبکه توزیع هوشمند برای مشترکین

با توجه به طبیعت متغیر انرژی های تجدید پذیر که عموماً نیروی باد می باشد، مشترکین جهت انتخاب نیاز به اطلاعات میزان تولید آن و در دسترس بودن آن دارند، تا با توجه به درآمدشان و اولویت های زیست محیطی انتخاب صحیح انجام دهند که این امر نیاز به آموزش و توانمند ساختن مشترکین و آماده سازی بستر فرهنگی دارد، لذا بایستی در این زمینه نیز سرمایه گذاری مناسبی انجام شود. نرم افزارهای قیمت گذاری بلادرنگ به مدیریت تقاضا کمک می کنند، تا هر زمان که برق گران است قیمت خرده فروشی را افزایش دهند و هنگامی که قیمت برق پایین است قیمت خرده فروشی را کاهش دهند .
به هر حال ، مردم با این گونه نرم افزارها آشنایی ندارند ولی اکنون سیستمی طراحی شده است که مصرف انرژی مشترک را بر اساس تنظیمات خود (که توسط مشترک انجام شده است) بر اساس قیمت و زمان کنترل می کند . این سیستم ها مشترکینی را که نگران محیط زیست خود هستند قادر به کنترل منبع تولید انرژی می کند و می توانند از آن نوع انرژی استفاده کنند که آسیب کمتری به محیط زیست وارد می کند .

کاهش 2.5 درصدی در مصرف انرژی ، آزاد سازی گازco2 را به میزان یک میلیون تن کاهش میدهد.
کاهش هزینهBilling و هزینه سرویس دهی به مشترکین نرم افزارهای پیشرفته اندازه گیری قادر به خواندن اتوماتیک کنتورها با دقت بالا و بهبود بخشیدن به کارائی مراکز Call centerهستند. موارد ذیل قابل پیش بینی و تحقق هستند
کاهش هزینه های مرتبط با افزایش بازده قرائت کنتورها
- %50 کاهش در نیروی انسانی که نیاز به قرائت دوره ای کنتورها بوده است .
کاهش تماسها باCall center یک میلیون دلار منافع سالیانه
منافع سالانه حاصل از جلوگیری سرقت انرژی 10 تا 20 میلیون دلار
قطع و وصل از راه دور 5 تا 10 میلیون دلار منافع حاصل از عدم مراجعه تکنیسین

تلفات خطوط انتقال و توزیع که حاصل از امپدانس هادی ها و عملکرد شبکه کم بازده است که در حال حاضر بین 8 تا14 درصد است، با کاهش این تلفات ، نیروگاهها می توانند در سطح تولید پایین تر قرار گیرد و در نتیجه آلودگی کمترمی شود . شبکه توزیع هوشمند، ما را قادر به محاسبه و حداقل سازی تلفات خطوط با بوجود آوردن بالانس بهینه بین ولتاژ و فرکانس و توان راکتیو می سازد.
کاهش 20 درصدی تلفات خطوط انتقال میزان تولید را500000 تن در سال کاهش می دهد .

شبکه توزیع هوشمند از روشهای زیر برای کاهش تلفات سیستم استفاده می کند :

در مدار قرار دادن بانک های خازنی از راه دور برای کاهش جریان مورد نیاز برای توان راکتیو
اندازه گیری ضریب توان مشترکین در ترانس های توزیع
بالانس بار با استفاده از اتوماسیون توزیع
کنترل و به مدار آوردن منابع انرژی تولید پراکنده(DG)


بهینه سازی سرمایه

شبکه توزیع هوشمند ما را قادر به آگاهی از سلامت و اطمینان شبکه می نماید . جمع آوری و انتقال داده ها سیستمی را بوجود می آورد که قادر است تصمیم گیری اتوماتیک انجام دهد . نتیجه این عمل، قابلیت بهره برداری بهینه از سرمایه است که دلایل آن عبارتند از :
اجتناب از خرابی ها با تعویض به موقع کابل ها ، تجهیزات ،پست ها و ترانس های توزیع
تنظیم دینامیکی ترانس ها برای کمک به تعویق سرمایه گذاری در این زمینه
افزایش عمر تجهیزات تولید که از سرمایه گذاری مجدد جهت تولید انرژی مورد نیاز جلوگیری می کند .
 
نتایجی که از راه اندازی شهر نمونه بدست آمده است به شرح ذیل است :
* کاهش سرمایه مورد نیاز در زیر ساخت های توزیع و پست ها حدود 1200000 دلار در سال
* کاهش هزینه های نگهداری ترانس های توزیع حدود 30000000 دلار در سال
* کاهش هزینه نگهداری ترانسهای فشار ضعیف به میزان 1000000 دلار در سال

پروژه پیشنهادی جهت اجرایSmart Grid

با توجه به بررسی های بعمل آمده توسط کارشناسان جهت پیاده سازی این شبکه ، فازبندی پروژه به شکل زیر پیشنهاد گردید :
فاز اول شامل نصب تجهیزات اولیه جهت تست موردی و ایجاد منطقه نمونه – فاز دوم توسعه فاز اول و شروع به کار سیستم

فاز اول
- نصب تجهیزات جهت منطقه نمونه شامل تعویض 15000 کنتور (خانگی ، صنعتی و روشنایی معابر) ، بهینه سازی 2 پست توزیع و 5 فیدر منشعب از آن
- راه اندازی پرتال جهت مدیریت مصرف انرژی و اطلاعات کامل مصرف

فاز دوم
- نصب تجهیزات شبکه توزیع و انتقال باقیمانده ( 2 پست توزیع ، 20 فیدر و 35000 مشترک)
- نصب تجهیزات اتوماسیون در منازل
- فعال سازی پرتال جهت استفاده تمام مشترکین
- استفاده از تولیدات پراکنده شامل باد ، خورشید ، اتومبیلهای برقی و مدیریت آنها

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :