Awọn nẹtiwọki agbara Smart
Ibeere agbara agbaye ni ifoju lati dagba ni iwọn 2,2 ogorun fun ọdun kan. Eyi tumọ si pe agbara agbaye lọwọlọwọ ti o ju awọn wakati 20 petawatt lọ yoo pọ si awọn wakati petawatt 2030 ni ọdun 33. Lẹ́sẹ̀ kan náà, a ń tẹnu mọ́ lílo agbára lọ́nà tó gbéṣẹ́ ju ti ìgbàkigbà rí lọ.
1. Auto ni smart akoj
Awọn asọtẹlẹ miiran ṣe asọtẹlẹ pe gbigbe gbigbe yoo jẹ diẹ sii ju ida mẹwa 2050 ti ibeere ina ni ọdun 10, ni pataki nitori iloyemọ dagba ti ina ati awọn ọkọ ayọkẹlẹ arabara.
ti o ba ti ina ti nše ọkọ batiri gbigba agbara ko ni iṣakoso daradara tabi ko ṣiṣẹ rara funrararẹ, eewu ti awọn ẹru oke wa nitori gbigba agbara awọn batiri lọpọlọpọ ni akoko kanna. Iwulo fun awọn ojutu ti o gba awọn ọkọ laaye lati gba agbara ni awọn akoko to dara julọ (1).
Awọn eto agbara ti ọrundun XNUMX ti kilasika, ninu eyiti a ṣe agbejade ina ni pataki ni awọn ile-iṣẹ agbara aarin ati jiṣẹ si awọn alabara nipasẹ awọn laini gbigbe foliteji giga ati awọn nẹtiwọọki pinpin alabọde ati kekere, ko ni ibamu si awọn ibeere ti akoko tuntun.
Ni awọn ọdun aipẹ, a tun le rii idagbasoke iyara ti awọn eto pinpin, awọn iṣelọpọ agbara kekere ti o le pin awọn iyọkuro wọn pẹlu ọja naa. Wọn ni ipin pataki ninu awọn eto pinpin. sọdọtun agbara orisun.
Gilosari ti smart grids
Ami - kukuru fun To ti ni ilọsiwaju Metering Infrastructure. Itumo si awọn amayederun ti awọn ẹrọ ati sọfitiwia ti o ṣe ibasọrọ pẹlu awọn mita ina, gba data agbara ati itupalẹ data yii.
Pipin iran - iṣelọpọ agbara nipasẹ awọn fifi sori ẹrọ kekere tabi awọn ohun elo ti o sopọ taara si awọn nẹtiwọọki pinpin tabi ti o wa ninu eto agbara olugba (lẹhin iṣakoso ati awọn ẹrọ wiwọn), nigbagbogbo n ṣe ina mọnamọna lati isọdọtun tabi awọn orisun agbara ti kii ṣe aṣa, nigbagbogbo ni apapo pẹlu iṣelọpọ ooru (ijọpọ pinpin kaakiri. ). . Nẹtiwọọki iran ti a pin kaakiri le pẹlu, fun apẹẹrẹ, awọn agbewọle, awọn ifowosowopo agbara, tabi awọn ile-iṣẹ agbara ilu.
smart mita - Mita ina mọnamọna latọna jijin ti o ni iṣẹ ti gbigbe data iṣiro agbara laifọwọyi si olupese ati nitorinaa nfunni awọn anfani diẹ sii fun lilo mimọ ti ina.
Micro orisun agbara - ile-iṣẹ iṣelọpọ agbara kekere kan, nigbagbogbo lo fun lilo tirẹ. Orisun micro le jẹ oorun ile kekere, omi tabi awọn ohun elo agbara afẹfẹ, awọn turbines micro ti n ṣiṣẹ lori gaasi adayeba tabi gaasi, awọn ẹya pẹlu awọn ẹrọ ti n ṣiṣẹ lori gaasi adayeba tabi gaasi.
Ilana - olumulo agbara mimọ ti o ṣe agbejade agbara fun awọn iwulo tirẹ, fun apẹẹrẹ, ni awọn orisun micro, ti o ta iyọkuro ti ko lo si nẹtiwọọki pinpin.
Awọn oṣuwọn agbara - awọn owo idiyele ti o ṣe akiyesi awọn ayipada ojoojumọ ni awọn idiyele agbara.
Akoko-aye ti o ṣe akiyesi
Yiyan awọn iṣoro wọnyi (2) nilo nẹtiwọọki kan pẹlu awọn amayederun “ero” ti o rọ ti yoo taara agbara ni pato ibiti o ti nilo. Iru ipinnu smart akoj agbara – smart agbara akoj.
2. Awọn italaya ti nkọju si ọja agbara
Ni gbogbogbo, akoj ọlọgbọn jẹ eto agbara ti o ni oye ṣepọ awọn iṣẹ ṣiṣe ti gbogbo awọn olukopa ninu awọn ilana ti iṣelọpọ, gbigbe, pinpin ati lilo lati pese ina ni ọna ọrọ-aje, alagbero ati ailewu (3).
Ipilẹ akọkọ rẹ jẹ asopọ laarin gbogbo awọn olukopa ninu ọja agbara. Nẹtiwọọki sopọ awọn ohun elo agbara, nla ati kekere, ati awọn onibara agbara ni ọna kan. O le wa tẹlẹ ati ṣiṣẹ ọpẹ si awọn eroja meji: adaṣe ti a ṣe lori awọn sensọ ilọsiwaju ati eto ICT kan.
Lati fi sii ni irọrun: akoj ọlọgbọn “mọ” nibo ati nigbati iwulo ti o tobi julọ fun agbara ati ipese ti o tobi julọ dide, ati pe o le taara agbara apọju si ibiti o ti nilo julọ. Bi abajade, iru nẹtiwọki kan le mu ilọsiwaju ṣiṣẹ, igbẹkẹle ati aabo ti pq ipese agbara.
3. Smart akoj - ipilẹ eni
4. Awọn agbegbe mẹta ti awọn grids smart, awọn ibi-afẹde ati awọn anfani ti o dide lati ọdọ wọn
Awọn nẹtiwọki Smart gba ọ laaye lati ya awọn kika latọna jijin ti awọn mita ina, ṣe atẹle ipo gbigba ati nẹtiwọọki, ati profaili ti gbigba agbara, ṣe idanimọ agbara ilodi si, kikọlu ninu awọn mita ati awọn adanu agbara, ge asopọ / so olugba latọna jijin, yipada awọn idiyele, pamosi ati owo fun kika iye, ati awọn miiran akitiyan (4).
O nira lati pinnu deede ibeere fun ina, nitorinaa nigbagbogbo eto naa gbọdọ lo ohun ti a pe ni ifiṣura gbona. Lilo iran ti a pin (wo Smart Grid Glossary) ni apapo pẹlu Smart Grid le dinku iwulo lati jẹ ki awọn ifiṣura nla ṣiṣẹ ni kikun.
Ọwọn smart grids Eto iwọn wiwọn lọpọlọpọ wa, ṣiṣe iṣiro oye (5). O pẹlu awọn ọna ṣiṣe ibaraẹnisọrọ ti o tan data wiwọn si awọn aaye ipinnu, bakanna bi alaye ti oye, asọtẹlẹ ati awọn algoridimu ṣiṣe ipinnu.
Awọn fifi sori ẹrọ awakọ awakọ akọkọ ti awọn ọna ṣiṣe iwọn “oye” ti wa tẹlẹ labẹ ikole, ti o bo awọn ilu kọọkan tabi awọn agbegbe. Ṣeun si wọn, o le, ninu awọn ohun miiran, tẹ awọn oṣuwọn wakati fun awọn alabara kọọkan. Eyi tumọ si pe ni awọn akoko kan ti ọjọ, iye owo ina fun iru olumulo kan yoo jẹ kekere, nitorina o tọ lati tan-an, fun apẹẹrẹ, ẹrọ fifọ.
Gẹgẹbi diẹ ninu awọn onimo ijinlẹ sayensi, gẹgẹbi ẹgbẹ awọn oniwadi lati German Max Planck Institute ni Göttingen nipasẹ Mark Timm, awọn miliọnu awọn mita ọlọgbọn le ni ọjọ iwaju ṣẹda adase patapata. nẹtiwọki ti ara ẹni, decentralized bi awọn Internet, ati ki o ni aabo nitori ti o jẹ sooro si awọn ku ti o si aarin awọn ọna šiše ti wa ni fara si.
Agbara lati ọpọ
Awọn orisun ina ti o ṣe sọdọtun Nitori awọn kekere kuro agbara (RES) ti wa ni pin awọn orisun. Igbẹhin pẹlu awọn orisun pẹlu agbara ẹyọkan ti o kere ju 50-100 MW, ti fi sori ẹrọ ni isunmọtosi si olumulo ikẹhin ti agbara.
Bibẹẹkọ, ni iṣe, iye opin fun orisun ti a gbero bi pinpin yatọ pupọ lati orilẹ-ede si orilẹ-ede, fun apẹẹrẹ, ni Sweden o jẹ 1,5 MW, ni Ilu Niu silandii 5 MW, ni AMẸRIKA 5 MW, ni UK 100 MW. .
Pẹlu nọmba nla ti awọn orisun ti tuka lori agbegbe kekere ti eto agbara ati ọpẹ si awọn aye ti wọn pese smart grids, o ṣee ṣe ati ni ere lati darapo awọn orisun wọnyi sinu eto kan ti oniṣẹ iṣakoso, ṣiṣẹda "ohun elo agbara foju".
Ibi-afẹde rẹ ni lati ṣojumọ iran ti a pin kaakiri sinu eto ti o sopọ mọ ọgbọn, jijẹ imọ-ẹrọ ati ṣiṣe eto-ọrọ ti iran ina. Iran ti a pin kaakiri ti o wa ni isunmọ si awọn onibara agbara tun le lo awọn orisun idana agbegbe, pẹlu awọn epo epo ati agbara isọdọtun, ati paapaa egbin ilu.
Ile-iṣẹ agbara foju kan so ọpọlọpọ awọn orisun agbara agbegbe pọ si ni agbegbe kan (hydro, afẹfẹ, awọn ohun ọgbin agbara fọtovoltaic, awọn turbines ti o ni idapo, awọn ẹrọ ina nfa, ati bẹbẹ lọ) ati ibi ipamọ agbara (awọn tanki omi, awọn batiri) ti o jẹ iṣakoso latọna jijin nipasẹ ohun Nẹtiwọọki IT lọpọlọpọ.
Iṣẹ pataki kan ninu ṣiṣẹda awọn ohun elo agbara foju yẹ ki o mu ṣiṣẹ nipasẹ awọn ẹrọ ipamọ agbara ti o gba ọ laaye lati ṣatunṣe iran ina si awọn ayipada ojoojumọ ni ibeere alabara. Nigbagbogbo iru awọn ifiomipamo jẹ awọn batiri tabi supercapacitors; awọn ibudo ipamọ fifa le ṣe ipa kanna.
Agbegbe ti o ni iwọntunwọnsi ti agbara ti o ṣe agbekalẹ ile-iṣẹ agbara foju kan ni a le yapa kuro ninu akoj agbara ni lilo awọn iyipada ode oni. Iru iyipada bẹ ṣe aabo, ṣe iṣẹ wiwọn ati muuṣiṣẹpọ eto pẹlu nẹtiwọọki.
Aye n ni ijafafa
W smart grids Lọwọlọwọ fowosi nipasẹ gbogbo awọn ile-iṣẹ agbara ti o tobi julọ ni agbaye. Ni Yuroopu, fun apẹẹrẹ, EDF (France), RWE (Germany), Iberdrola (Spain) ati British Gas (UK).
6. Smart akoj daapọ ibile ati isọdọtun awọn orisun
Ohun pataki ti iru eto yii ni nẹtiwọọki pinpin awọn ibaraẹnisọrọ, eyiti o pese gbigbe ọna meji ti o gbẹkẹle IP laarin awọn eto ohun elo aarin ati awọn mita ina mọnamọna ti o wa ni taara ni opin eto agbara, ni awọn alabara ipari.
Ni bayi, awọn nẹtiwọki telikomunikasonu ti o tobi julọ ni agbaye fun awọn iwulo Smart akoj lati ọdọ awọn oniṣẹ agbara ti o tobi julọ ni awọn orilẹ-ede wọn - gẹgẹbi LightSquared (USA) tabi EnergyAustralia (Australia) - ni a ṣe ni lilo imọ-ẹrọ alailowaya Wimax.
Ni afikun, akọkọ ati ọkan ninu awọn imuse igbero ti o tobi julọ ti eto AMI (Ilọsiwaju Mita Infrastructure) ni Polandii, eyiti o jẹ apakan pataki ti nẹtiwọọki smati Energa Operator SA, pẹlu lilo eto Wimax fun gbigbe data.
Anfani pataki ti ojutu Wimax ni ibatan si awọn imọ-ẹrọ miiran ti a lo ninu eka agbara fun gbigbe data, bii PLC, ni pe ko si iwulo lati pa gbogbo awọn apakan ti awọn laini agbara ni ọran pajawiri.
7. Jibiti agbara ni Europe
Ijọba Ilu Ṣaina ti ṣe agbekalẹ ero igba pipẹ nla kan lati ṣe idoko-owo ni awọn eto omi, igbesoke ati faagun awọn nẹtiwọọki gbigbe ati awọn amayederun ni awọn agbegbe igberiko, ati smart grids. Ile-iṣẹ Grid ti Ilu Kannada ngbero lati ṣafihan wọn nipasẹ 2030.
Ile-iṣẹ Ile-iṣẹ Itanna Ilu Japan ngbero lati ṣe agbekalẹ akoj ijafafa ti o ni agbara oorun nipasẹ 2020 pẹlu atilẹyin ijọba. Lọwọlọwọ, eto ipinlẹ kan fun idanwo agbara itanna fun awọn grids smart ti wa ni imuse ni Germany.
Agbara “akoj super” yoo ṣẹda ni awọn orilẹ-ede EU, nipasẹ eyiti agbara isọdọtun yoo pin kaakiri, nipataki lati awọn oko afẹfẹ. Ko dabi awọn nẹtiwọọki ibile, kii ṣe lori alternating, ṣugbọn lori lọwọlọwọ itanna taara (DC).
Awọn owo Yuroopu ṣe agbateru iwadi ti o jọmọ iṣẹ akanṣe ati eto ikẹkọ MEDOW, eyiti o ṣajọpọ awọn ile-ẹkọ giga ati awọn aṣoju ti ile-iṣẹ agbara. MEDOW jẹ abbreviation ti awọn English orukọ "Multi-terminal DC Grid For Offshore Wind".
Eto ikẹkọ ni a nireti lati ṣiṣẹ titi di Oṣu Kẹta ọdun 2017. Ìṣẹ̀dá sọdọtun agbara nẹtiwọki lori iwọn continental ati asopọ daradara si awọn nẹtiwọọki ti o wa tẹlẹ (6) jẹ oye nitori awọn abuda kan pato ti agbara isọdọtun, eyiti o jẹ ifihan nipasẹ awọn iyọkuro igbakọọkan tabi awọn aito agbara.
Eto Smart Peninsula ti n ṣiṣẹ lori Hel Peninsula jẹ olokiki daradara ni ile-iṣẹ agbara Polandi. O wa nibi ti Energa ti ṣe imuse awọn ọna ṣiṣe kika latọna jijin akọkọ ti orilẹ-ede ati pe o ni awọn amayederun imọ-ẹrọ ti o yẹ fun iṣẹ akanṣe naa, eyiti yoo jẹ ilọsiwaju siwaju.
Ibi yi ti a ko yan nipa anfani. Agbegbe yii jẹ ijuwe nipasẹ awọn iyipada giga ni agbara agbara (agbara agbara ni igba ooru, pupọ kere si ni igba otutu), eyiti o ṣẹda ipenija afikun fun awọn onimọ-ẹrọ agbara.
Eto ti a ṣe imuse yẹ ki o ṣe afihan kii ṣe nipasẹ igbẹkẹle giga nikan, ṣugbọn tun nipasẹ irọrun ni iṣẹ alabara, gbigba wọn laaye lati mu agbara agbara pọ si, yi awọn idiyele ina mọnamọna pada ati lo awọn orisun agbara yiyan ti o nyoju (awọn panẹli fọtovoltaic, awọn turbines kekere, bbl).
Laipe, alaye tun ti han pe Polskie Sieci Energetyczne fẹ lati fi agbara pamọ sinu awọn batiri ti o lagbara pẹlu agbara ti o kere ju 2 MW. Oniṣẹ naa ngbero lati kọ awọn ohun elo ipamọ agbara ni Polandii ti yoo ṣe atilẹyin akoj agbara, aridaju ilọsiwaju ti ipese nigbati awọn orisun agbara isọdọtun (RES) da iṣẹ duro nitori aini afẹfẹ tabi lẹhin okunkun. Awọn ina lati ile ise yoo ki o si lọ si akoj.
Idanwo ojutu le bẹrẹ laarin ọdun meji. Gẹgẹbi alaye laigba aṣẹ, Japanese lati Hitachi nfunni PSE lati ṣe idanwo awọn apoti batiri ti o lagbara. Ọkan iru litiumu-ion batiri ni o lagbara ti jiṣẹ 1 MW ti agbara.
Awọn ile-ipamọ tun le dinku iwulo lati faagun awọn ohun elo agbara mora ni ọjọ iwaju. Awọn oko afẹfẹ, eyi ti o jẹ iyatọ ti o ga julọ ninu iṣelọpọ agbara (da lori awọn ipo oju ojo), fi agbara mu agbara ibile lati ṣetọju ipamọ agbara ki awọn afẹfẹ afẹfẹ le rọpo tabi ṣe afikun ni eyikeyi akoko pẹlu idinku agbara agbara.
Awọn oniṣẹ kọja Yuroopu n ṣe idoko-owo ni ibi ipamọ agbara. Laipẹ, Ilu Gẹẹsi ṣe ifilọlẹ fifi sori ẹrọ ti o tobi julọ ti iru yii lori kọnputa wa. Ohun elo ti o wa ni Leighton Buzzard nitosi Ilu Lọndọnu ni agbara lati fipamọ to 10 MWh ti agbara ati jiṣẹ 6 MW ti agbara.
Lẹhin rẹ ni S&C Electric, Samsung, ati UK Power Networks ati Younicos. Ni Oṣu Kẹsan 2014, ile-iṣẹ igbehin ti kọ ibi ipamọ agbara iṣowo akọkọ ni Yuroopu. O ti ṣe ifilọlẹ ni Schwerin, Jẹmánì ati pe o ni agbara ti 5 MW.
Iwe naa "Smart Grid Projects Outlook 2014" ni awọn iṣẹ akanṣe 459 ti a ṣe lati ọdun 2002, ninu eyiti lilo awọn imọ-ẹrọ tuntun, awọn agbara ICT (teleinformation) ṣe alabapin si ṣiṣẹda “akoj smart”.
O yẹ ki o ṣe akiyesi pe a ṣe akiyesi awọn iṣẹ akanṣe ninu eyiti o kere ju Ẹgbẹ ọmọ ẹgbẹ EU kan kopa (jẹ alabaṣepọ) (7). Eyi mu nọmba awọn orilẹ-ede ti o wa ninu ijabọ si 47.
Nitorinaa, 3,15 bilionu awọn owo ilẹ yuroopu ti pin fun awọn iṣẹ akanṣe wọnyi, botilẹjẹpe 48 ogorun ninu wọn ko ti pari. Awọn iṣẹ akanṣe R&D lọwọlọwọ n gba 830 milionu awọn owo ilẹ yuroopu, lakoko ti idanwo ati imuse awọn idiyele 2,32 bilionu awọn owo ilẹ yuroopu.
Lara wọn, fun okoowo, Denmark nawo julọ. Ilu Faranse ati UK, ni ida keji, ni awọn iṣẹ akanṣe isuna ti o ga julọ, aropin € 5 million fun iṣẹ akanṣe.
Ni afiwe si awọn orilẹ-ede wọnyi, awọn orilẹ-ede ti Ila-oorun Yuroopu buru pupọ. Gẹgẹbi ijabọ naa, wọn ṣe agbejade ida kan ṣoṣo ti apapọ isuna ti gbogbo awọn iṣẹ akanṣe wọnyi. Nipa nọmba awọn iṣẹ akanṣe ti a ṣe imuse, marun ti o ga julọ jẹ: Germany, Denmark, Italy, Spain ati France. Poland mu ipo 1th ni ipo.
Switzerland wà níwájú wa, Ireland sì tẹ̀ lé e. Labẹ awọn kokandinlogbon ti smati akoj, ifẹ agbara, fere rogbodiyan solusan ti wa ni imuse ni ọpọlọpọ awọn ibiti ni ayika agbaye. ngbero lati modernize agbara eto.
Ọkan ninu awọn apẹẹrẹ ti o dara julọ ni Ise agbese Smart Infrastructure Project (2030), eyiti a ti pese sile ni awọn ọdun aipẹ ati pe o ni iye akoko ti o to ọdun 8.
8. Gbero fun gbigbe Smart Grid ni agbegbe Canada ti Ontario.
Awọn ọlọjẹ agbara?
Sibẹsibẹ, ti o ba nẹtiwọki agbara di bi Intanẹẹti, o gbọdọ ṣe akiyesi pe o le koju awọn irokeke kanna ti a koju ni awọn nẹtiwọọki kọnputa ode oni.
9. Awọn roboti ti a ṣe lati ṣiṣẹ ni awọn nẹtiwọki agbara
Awọn ile-iṣẹ F-Secure ti kilọ laipẹ ti irokeke eka tuntun si awọn eto iṣẹ ile-iṣẹ, pẹlu awọn akoj agbara. O n pe Havex ati pe o nlo ilana tuntun to ti ni ilọsiwaju pupọ lati ṣe akoran awọn kọnputa.
Havex ni awọn paati akọkọ meji. Ni igba akọkọ ti Trojan software, eyi ti o ti lo lati latọna jijin sakoso awọn ti kolu eto. Ẹya keji jẹ olupin PHP.
Tirojanu Tirojanu naa jẹ asopọ nipasẹ awọn ikọlu si sọfitiwia APCS/SCADA ti o ni iduro fun ibojuwo ilọsiwaju ti awọn ilana imọ-ẹrọ ati iṣelọpọ. Awọn olufaragba ṣe igbasilẹ iru awọn eto lati awọn aaye amọja, laimọ ti irokeke naa.
Awọn olufaragba Havex ni akọkọ awọn ile-iṣẹ Yuroopu ati awọn ile-iṣẹ ti o ni ipa ninu awọn solusan ile-iṣẹ. Apakan koodu Havex ni imọran pe awọn olupilẹṣẹ rẹ, ni afikun si ifẹ lati ji data nipa awọn ilana iṣelọpọ, tun le ni agba ipa-ọna wọn.
10. Awọn agbegbe ti smati grids
Awọn onkọwe malware yii nifẹ paapaa si awọn nẹtiwọọki agbara. O ṣee a ojo iwaju ano smart agbara eto awọn roboti yoo tun.
Laipe, awọn oniwadi ni Ile-ẹkọ Imọ-ẹrọ Imọ-ẹrọ ti Michigan ti ṣe agbekalẹ awoṣe roboti kan (9) ti o fi agbara ranṣẹ si awọn aaye ti o ni ipa nipasẹ awọn ijade agbara, gẹgẹbi awọn ajalu ajalu.
Awọn ẹrọ ti iru yii le, fun apẹẹrẹ, mu agbara pada si awọn amayederun ibaraẹnisọrọ (awọn ile-iṣọ ati awọn ibudo ipilẹ) lati le ṣe awọn iṣẹ igbala daradara siwaju sii. Awọn roboti jẹ adase, awọn funrararẹ yan ọna ti o dara julọ si opin irin ajo wọn.
Wọn le ni awọn batiri lori ọkọ tabi awọn paneli oorun. Wọn le jẹun ara wọn. Itumo ati awọn iṣẹ smart grids lọ jina ju agbara (10).
Awọn amayederun ti a ṣẹda ni ọna yii le ṣee lo lati ṣẹda igbesi aye ọlọgbọn alagbeka tuntun ti ọjọ iwaju, ti o da lori awọn imọ-ẹrọ-ti-ti-aworan. Nitorinaa, a le foju inu wo awọn anfani (ṣugbọn tun awọn alailanfani) ti iru ojutu yii.
