नए विद्युत प्रणाली के लिए 4 महत्वपूर्ण स्मार्ट ग्रिड प्रौद्योगिकियाँ: वितरण नेटवर्क में नवीनता

1. नए सामग्री और उपकरणों का अनुसंधान और विकास और संपत्ति प्रबंधन

1.1 नए सामग्री और नए घटकों का अनुसंधान और विकास

विभिन्न नई सामग्री नए प्रकार के बिजली वितरण और उपभोग प्रणालियों में ऊर्जा रूपांतरण, बिजली प्रसारण और संचालन नियंत्रण के लिए सीधे वाहक के रूप में कार्य करती हैं, जो संचालन दक्षता, सुरक्षा, विश्वसनीयता और प्रणाली की लागत को सीधे निर्धारित करती हैं। उदाहरण के लिए:

• नए चालक सामग्री ऊर्जा खपत को कम कर सकते हैं, जिससे ऊर्जा की कमी और पर्यावरणीय प्रदूषण की समस्याओं का समाधान हो सकता है।

• स्मार्ट ग्रिड सेंसरों में उपयोग किए जाने वाले उन्नत विद्युत चुंबकीय सामग्री संचालन प्रणाली की विश्वसनीयता में सुधार करने में मदद करते हैं।

• नए अविच्छिन्न सामग्री और अविच्छिन्न संरचनाएँ विद्युत इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के एकीकरण के कारण आने वाली अधिक आवर्ती छोटी अवधि की विद्युत तीव्रता की समस्याओं को सुलझा सकती हैं।

• गैलियम नाइट्राइड (GaN) और सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) जैसे तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक सामग्री पर आधारित अगली पीढ़ी की माइक्रोवेव रेडियो फ्रीक्वेंसी उपकरणों और विद्युत इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का विकास संचार और इलेक्ट्रॉनिक क्षेत्रों में ऊर्जा बचाने और खपत कम करने के लिए तकनीकी सहायता प्रदान कर सकता है।

1.2 नए बिजली उपकरणों और बिजली उपभोग सुविधाओं का अनुसंधान और विकास

विशेष नए उत्पादों के संदर्भ में, उद्यम नए विद्युत इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों—विशेष रूप से सॉफ्ट नॉर्मली ओपन स्विचगियर—का विकास करते हैं। ये उपकरण जुड़े हुए फीडरों पर सक्रिय और असक्रिय शक्ति प्रवाहों को नियंत्रित करके शक्ति संतुलन, वोल्टेज सुधार, लोड हस्तांतरण और दोष धारा सीमित करने जैसे कार्यों को प्राप्त करते हैं।

ऊर्जा इंटरनेट की लहर में, नई तकनीकों को "कार्य + निगरानी + इलेक्ट्रॉनिक + डिजिटल + कृत्रिम बुद्धिमत्ता" के रूप में एकीकृत करने से उद्यम निम्न स्तरीय नकल से उच्च स्तरीय निर्माण, एकल उत्पादों से व्यापक समाधानों, और निर्माण फैक्ट्रियों से नवाचार-आधारित सुविधाओं में बदल जाते हैं। यह निम्न-वोल्टेज विद्युत उपकरणों के निर्माण और नवाचार को कार्बन मुक्त, डिजिटल और टिकाऊ विकास में योगदान देने की अनुमति देता है।

1.3 बिजली उपकरणों के लिए पूर्ण जीवन चक्र संपत्ति प्रबंधन तकनीक

नए प्रकार के बिजली वितरण और उपभोग प्रणालियों में विभिन्न प्रकार के नए बिजली उपकरण और बिजली उपभोग उपकरण शामिल होते हैं, जिससे बिजली वितरण उपकरणों के पूर्ण जीवन चक्र प्रबंधन और पारिस्थितिकी डिजाइन बहुत महत्वपूर्ण होता है। यह आवश्यक है कि सभी उपकरणों का सुरक्षित संचालन सुनिश्चित किया जाए जबकि आर्थिक दक्षता प्राप्त की जाए।

पूर्ण जीवन चक्र का संचालन और रखरखाव खरीद आवश्यकता चरण, उपकरण स्वीकृति चरण, उत्पादन और संचालन चरण, और निरसन चरण को शामिल करता है। संपत्ति प्रबंधन में, एकीकृत डिजाइन को लागू किया जाना चाहिए ताकि डेटा साझाकरण और अनुकूलित प्रबंधन सुनिश्चित किया जा सके। "इंटरनेट +" जैसी तकनीकों को एकीकृत किया जाना चाहिए ताकि प्रबंधन की विस्तारित सीमा और प्रबंधन दक्षता में सुधार किया जा सके।

2. वितरित उत्पादन और माइक्रोग्रिड तकनीक

2.1 वितरित नए ऊर्जा उत्पादन तकनीक

2.1.1 दक्ष और आर्थिक नई ऊर्जा और नवीकरणीय ऊर्जा विकास तकनीक

नई ऊर्जा विकास तकनीकों के साथ सुधार के साथ, कुछ नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत (जैसे, वायु और सौर ऊर्जा) उच्च स्तर की अनुप्रयोग प्राप्त कर चुके हैं और अब बिजली वितरण प्रणालियों में एक प्रमुख स्थिति रखते हैं। हालांकि, निम्न लागत और उच्च दक्षता के साथ नए सामग्री और एकीकृत फोटोवोल्टेक पैनल तकनीकों का विकास करना अभी भी महत्वपूर्ण है।

इसके अलावा, हाइड्रोजन ऊर्जा, भूतापीय ऊर्जा और जैव ऊर्जा जैसे अन्य ऊर्जा स्रोतों के विकास को आगे बढ़ाना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन उत्पादन-संचय-परिवहन तकनीक, बहु-स्तरीय भूतापीय उपयोग तकनीक और जैव ईंधन तकनीक।

इसके अलावा, केंद्रीय और वितरित नई ऊर्जा के समन्वित विकास से प्रसारण नुकसान कम हो सकता है, नई ऊर्जा उपयोग दक्षता में सुधार हो सकता है, और ग्रिड की नई ऊर्जा को अवशोषित करने की क्षमता में सुधार हो सकता है, जिससे बेहतर सामाजिक और आर्थिक लाभ प्राप्त होते हैं।

2.2 वितरित ऊर्जा के लिए योजना तकनीक

वितरित ऊर्जा मालिकाना की योजना और अनुकूलन के मुख्य बिंदु में विभिन्न पक्षों के बीच सूचना संचार बाधाओं और निर्देशन समन्वय बाधाओं को टूटना शामिल है।

तकनीकी दृष्टिकोण से, योजना चरण में वोल्टेज स्तर, छोटे सर्किट धारा स्तर और बिजली गुणवत्ता (चमक, हार्मोनिक) जैसे अधिक तकनीकी विवरणों को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

गणितीय दृष्टिकोण से, बहु-उद्देश्य और बहु-अनिश्चितता संयोजी अनुकूलन योजना विधियाँ बहुत जटिल हैं। इसलिए, संसाधियों और संचालन का एकीकरण युक्त बहु-उद्देश्य अनुकूलन योजना महत्वपूर्ण है।

इसके अलावा, ध्यान दिया जाना चाहिए: वितरित ऊर्जा वाले प्रणालियों के लिए नेटवर्क विश्लेषण और मूल्यांकन करना; बिजली वितरण प्रणालियों और संचार नेटवर्कों के एकीकरण और अनुकूलन योजना का शोध करना; और व्यापक विश्वसनीयता, जोखिम और आर्थिक विश्लेषण के लिए मॉडल और सिमुलेशन उपकरणों का विकास करना।

2.3 वितरित नई ऊर्जा उत्पादन के लिए सक्रिय समर्थन तकनीक

वितरित उत्पादन (DG) को केवल निश्चित सीमा में आवृत्ति और वोल्टेज को समायोजित करना चाहिए, बल्कि आवृत्ति और वोल्टेज में तेज बदलावों को भी दबाना चाहिए।

वर्तमान में, कुछ विद्वानों ने "इनर्टिया-स्टिफनेस कंपेंसेटर" का प्रस्ताव दिया है, जो DG को प्रणाली में शक्ति की कमी होने पर तात्कालिक आवृत्ति और वोल्टेज समर्थन प्रदान करने में सक्षम बनाता है। DG की आवृत्ति इनर्टिया समर्थन क्षमता को शक्ति चरण परिवर्तन के दौरान प्रदान की गई सक्रिय शक्ति कंपेंसेशन के माध्यम से मात्रात्मक रूप से व्यक्त किया गया है, जो आगामी ग्रिड-संलग्नीकरण मानकों के निर्माण के लिए एक आधार प्रदान करता है।

2.4 वितरित नई ऊर्जा उत्पादन के लिए उत्पादन पूर्वानुमान तकनीक

वितरित नई ऊर्जा उत्पादन की विशेषता व्यापक स्थानिक वितरण, जटिल आसपास की माइक्रो-मौसमी विशेषताएँ, और इमारतों और मानव गतिविधियों से बहुत प्रभाव होता है, जो उत्पादन पूर्वानुमान को चुनौती देता है।

वितरित नई ऊर्जा उत्पादन के उत्पादन पर वर्तमान शोध मुख्य रूप से मौसम भविष्यवाणियों और मौसमी स्थितियों का उपयोग कर उत्पादन पूर्वानुमान करने पर केंद्रित है, जिसमें प्राकृतिक स्थितियों के नई ऊर्जा उत्पादन पर प्रभाव का अत्यधिक ध्यान दिया जाता है। यह वितरित नई ऊर्जा उत्पादन की स्थानिक वितरण विशेषताओं और मानव सामाजिक गतिविधियों से संबंधित कारकों को ध्यान में नहीं रखता है।

2.5 वितरित नई ऊर्जा उत्पादन के लिए क्लस्टर नियंत्रण तकनीक

वितरित नियंत्रण उच्च नई ऊर्जा निर्गम के साथ बिजली वितरण प्रणालियों में DG के लिए एक आदर्श क्लस्टर नियंत्रण विधि है।

वर्तमान में, वितरित नई ऊर्जा उत्पादन के लिए क्लस्टर नियंत्रण तकनीक पर शोध अभी भी अपने आरंभिक चरण में है। संबंधित उपलब्धियाँ मुख्य रूप से एकल ऊर्जा उत्पादन उपकरणों के नियंत्रण पर केंद्रित हैं, जिसमें ग्रिड-संलग्न इनवर्टरों के माध्यम से प्रणाली से जुड़े अनेक नई ऊर्जा उत्पादन उपकरणों के लिए समन्वित नियंत्रण रणनीतियों को ध्यान में नहीं रखा गया है।

कुंजी मुद्दे अभी भी हल नहीं हुए हैं: शक्ति चरण परिवर्तन के दौरान अनेक इनवर्टरों के बीच असंतुलित शक्ति वितरण का तंत्र; अनेक इनवर्टरों के लिए बहु-समय-स्तरीय नियंत्रण रणनीतियों के बीच अंतरक्रिया तंत्र; और पारंपरिक ड्रॉप नियंत्रण (सक्रिय शक्ति-आवृत्ति और असक्रिय शक्ति-वोल्टेज विशेषता वक्रों पर आधारित) की अपर्याप्तता, जब बिजली वितरण लाइनों का प्रतिरोध नगण्य नहीं है, जो DG को प्राथमिक आवृत्ति और वोल्टेज नियमन में भाग लेने से रोकता है।

2.6 वितरित ऊर्जा संचय तकनीक

शक्ति के दृष्टिकोण से, नए प्रकार के बिजली वितरण प्रणालियों की स्थिर और गतिशील समस्याएँ मूल रूप से विभिन्न समय स्तरों पर शक्ति असंतुलन की समस्याएँ हैं:

• पीक लोड काल के अपेक्षाकृत लंबे समय स्तर पर, उत्पादन और लोड पक्षों के बीच शक्ति असंतुलन स्थिर समस्याओं जैसे पीक-वैली अंतर का कारण बनता है।

• शक्ति चरण परिवर्तन से प्राथमिक आवृत्ति/वोल्टेज नियमन की सक्रियता तक के अपेक्षाकृत छोटे समय स्तर पर, विद्युत इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को संक्रिय जनरेटरों की रोटर इनर्टिया की कमी होती है और प्रणाली को शक्ति असंतुलन के खिलाफ समर्थन नहीं दे सकते, जिससे प्रणाली की स्थिरता कम हो जाती है और बिजली गुणवत्ता खराब हो जाती है।

वितरित ऊर्जा संचय तकनीक विभिन्न समय स्तरों पर शक