Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику, электронику и автоматику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод, альтернативные источники энергии и многое другое.
 
Школа для электрика | Правила электробезопасности | Электротехника | Электроника | Электрические аппараты | Электрические машины
Автоматизация | Робототехника | Возобновляемая энергетика | Тренды, актуальные вопросы | Научно-популярные статьи | Контакты



 

База знаний | Избранные статьи | Эксплуатация электрооборудования | Электроснабжение
Электрические аппараты | Электрические машины | Электропривод | Электрическое освещение

 Школа для электрика / Электроснабжение / Ветроэнергетика / Гелиоэнергетика / Тренды, актуальные вопросы / Интеллектуальная энергетическая сеть, Smart grid, умная сеть электроснабжения


 Школа для электрика в Telegram

Интеллектуальная энергетическая сеть, Smart grid, умная сеть электроснабжения


Smart grid (умная сеть электроснабжения) - интеллектуальная электрическая сеть, в которой существует связь между всеми участниками энергетического рынка, направленная на предоставление энергетических услуг, снижение затрат и повышение эффективности, а также на интеграцию распределенных источников энергии, в том числе возобновляемых источников энергии.

Это электроэнергетические и коммуникационные сети, которые позволяют регулировать производство и потребление электроэнергии в режиме реального времени как на местном, так и на глобальном уровне. Их принцип - интерактивное двустороннее общение между производственными источниками и приборами или потребителями о текущих возможностях производства и потребления энергии.

Еще одно определение: Интеллектуальные сети - это электроэнергетические системы, в которых используются информационные и управляющие технологии, распределенная обработка данных и связанные с ними датчики и средства управления для интеграции поведения и действий пользователей и других заинтересованных сторон и для эффективного обеспечения устойчивого, экономичного и надежного электроснабжения.

Что такое Smart grid

По мере увеличения доли возобновляемых источников энергии в электрических сетях возрастают и требования, в частности, к сетям низкого напряжения. Сети низкого напряжения больше не только выполняют задачу приема и распределения электроэнергии из распределительных сетей, но и все чаще выполняют задачу подачи децентрализованно произведенной электроэнергии обратно в распределительные сети.

Вторжение возобновляемых источников энергии в энергетический ландшафт заметно изменило потоки энергии в электросети: теперь пользователи не только потребляют, но и производят электроэнергию через ту же самую сеть. Следовательно, поток энергии теперь двунаправленный.

Интеллектуальная сеть отправляет электроэнергию от поставщиков к потребителям, используя двунаправленную цифровую технологию для управления потребностями потребителей. Это помогает сэкономить электроэнергию, снизить затраты, повысить удобство использования и прозрачность.

Однако эксперты по конфиденциальности и безопасности предупреждают о возможности наблюдения и уязвимости этой технологии, которая также может быть использована ворами. Кроме того, синхронизация клиентов с ценой может привести к дестабилизации сети.

Использование фотоэлектрической солнечной энергии в экологически чистом районе Solarsiedlung

Использование фотоэлектрической солнечной энергии в экологически чистом районе Solarsiedlung, в Вобане (Фрайбург, Германия).

Характеристики умных сетей электроснабжения:

  • Полная автоматизация. Она включает в себя цифровую систему мониторинга и управления, встроенные датчики, отслеживающие поведение сети и автоматическое восстановление после сбоев. Обеспечивается доступность информации в режиме реального времени о загрузке сети, качестве электроснабжения, перебоях и т. д.
  • Полная интеграция клиентов.  Ее суть состоит в том, чтобы снабдить потребителей цифровыми счетчиками двусторонним потоком информации в реальном времени, что позволяет создавать ценовые тарифы в соответствии с текущей ситуацией в сети (так называемые «интеллектуальные счетчики электроэнергии»). Это позволяет клиентам эффективно управлять потреблением, таким как нагрев воды, стирка или подзарядка аккумуляторов.
  • Адаптация к различным способам производства электроэнергии. Развитие интеллектуальных сетей началось в основном в то время, когда к распределительной системе начали подключаться более мелкие источники электроэнергии, поведение которых трудно предсказать. Например, солнечные и ветряные электростанции, газовые микротурбины и другие децентрализованные технологии производства электроэнергии, дающие потребителям возможность вырабатывать электроэнергию из собственных ресурсов и продавать ее излишки в сеть. Солнечный свет или силу ветра очень трудно предсказать везде, где расположены эти децентрализованные источники. Благодаря тому, что интеллектуальные сети регулярно отправляют информацию о потреблении электроэнергии, можно регулировать мощность, например, на электростанциях, использующих традиционные виды топлива.

Обычные электрические сети обычно уже используют в той или иной степени информационные и управляющие технологии. В умных сетях электроснабжения (Smart grid) эти технологии получают еще большее развитие.

Основным изменением на уровне конечного пользователя является установка интеллектуальных счетчиков. Их основные задачи - удаленное считывание данных и возможность выставления счетов по ценам, изменяющимся во времени.

Интеллектуальный счетчик электроэнергии

Интеллектуальный счетчик электроэнергии

Умные счетчики (англ. Smart meter) - счетчик электроэнергии, который регистрирует потребление электроэнергии с интервалом в 1 час или меньше и передает эту информацию не реже одного раза в день в энергетическую компанию для целей мониторинга и управления.

Интеллектуальные счетчики обеспечивают двустороннюю связь между счетчиком и центральной системой.

Передача данных между отдельными компонентами сети происходит через телефонный модем, соединения GSM, ADSL или другие способы. Это позволяет разрабатывать более дифференцированные тарифы и, следовательно, более выгодные ценовые стимулы для домашних потребителей (интеллектуальный рынок).

В отличие от домашних систем мониторинга энергии, интеллектуальные счетчики могут собирать данные для удаленной отчетности.

Потребитель может реализовать ценовые преимущества, не жертвуя удобством, только если у него также есть устройства, которые работают автоматически, желательно во время низкого тарифа. Это некритичные по времени процессы, такие как зарядка электромобилей, работа тепловых насосов, замораживание, обогрев (электрические бойлеры) или мытье посуды.

Например, эдля потребителя электроэнергии эта технология гарантирует, что электромобиль будет заряжаться именно тогда, когда есть хороший доступ к дешевой возобновляемой электроэнергии. Таким образом, энергия ветра может быть лучше использована в часы, когда дует сильный ветер.

Другой пример - системы управления, которые автоматически помогают промышленным отраслям отключать низкоприоритетные производственные процессы, когда цены на электроэнергию временно высоки.

С ночными накопительными нагревателями и фиксированными ночными тарифами это уже было реализовано несколько десятилетий назад, но современные системы могут работать более гибко и разумно, что особенно важно для включения возобновляемых источников энергии.

ИТ-безопасность

Одна из основных проблем умных сетей электроснабжения (Smart Grid) - кибератаки. В основе идеи, концепции и топологии интеллектуальных сетей лежат ИТ-решения, несущие определенную угрозу. Функционирование интеллектуальных сетей и эффективный контроль за их работой зависят от многих компьютеров, компьютерных сетей, программного обеспечения и коммуникационных технологий.

Несанкционированное вмешательство в ИТ-инфраструктуру этого киберпреступника может привести к огромным убыткам, как прямо, так и косвенно, из-за отсутствия электроснабжения конкретных получателей.

Сложность сети означает, что есть пробелы, которые еще предстоит выявить. Следовательно, трудно оценить риск, связанный с потенциальной атакой, из-за размера, сложности и динамического характера энергосистемы, а также непредсказуемости потенциальных злоумышленников.

Андрей Повный