شبكة كهربائية ذكية جيل جديد قائمة على البيانات نحو تطور الطاقة المستدامة: مراجعة للتقنيات والتكنولوجيا
يعرض هذا المقال الإطار المفاهيمي لشبكة الجيل القادم الذكية (NGSG) من خلال تمكين بعض الميزات التقنية الذكية لضمان تشغيلها الموثوق به، بما في ذلك التحكم الذكي، وتحويل الطاقة المستند إلى الوكلاء، والحوسبة الحافة لإدارة الطاقة، والمقلوب المعتمد على إنترنت الأشياء (IoT)، وإدارة الطلب المستندة إلى الوكلاء، وغيرها. كما يتم مناقشة دراسة حول تطوير شبكة الجيل القادم الذكية المستندة إلى البيانات لتسهيل استخدام التقنيات المستندة إلى البيانات الناشئة (DDTs) للتشغيل المستدام لشبكة الكهرباء.
1.مقدمة.
لا يمكن لشبكة الكهرباء التقليدية أن تلبي المتطلبات بشكل كامل حيث تتغير باستمرار مع ظهور التقنيات المتقدمة الجديدة. وقد ازدادت الحاجة إلى الطاقة النظيفة عالميًا خلال العقد الماضي نتيجة لتغير الظروف البيئية وتزايد السكان والتكنولوجيا التي قد تفرض ديناميكيات غير خطية على شبكة الكهرباء. قد تضيف اللاخطية في أنظمة نقل وتوزيع الشبكة الذكية ازدحامًا جديدًا وأعطالًا وتذبذبًا في الجهد والتردد، مما يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي بسبب زيادة الطلب على الكهرباء. رغم أن مصادر الطاقة غير المتجددة هي طريقة أسهل وأسرع وأرخص لإنتاج الطاقة، إلا أنها تمثل عائقًا مباشرًا للبيئة الخضراء بسبب الانبعاثات العالية. ومع ذلك، فإن مصادر الطاقة المتجددة تزداد لتخفيض الاعتماد على إنتاج الطاقة القائم على الوقود الأحفوري. ومع ذلك، فإن عدم اليقين والتعقيد في شبكات الكهرباء الذكية يزدادان مع إضافة المزيد من التوليد الموزع (DG) وزيادة حجم السوق ومصادر الطاقة المتجددة.
2.الشبكة الذكية حاليًا: البنية التقنية.
تتيح الشبكة الذكية تدفق الكهرباء ثنائي الاتجاه بين الشركة والمستخدمين النهائيين لها، مع بنية ذكية مكونة من الجمع بين المعلومات والتكنولوجيا الكهربائية والاتصالات مع النظام الكهربائي الحالي. هذه التكنولوجيا للطاقة تدعم أيضًا الآلية الآلية لتقسيم الطاقة بكفاءة، وعناصر التخزين، وكشف الأعطال، والمركبات الكهربائية، والإشراف على بيانات الشبكة، ودمج مصادر الطاقة المتجددة الهجينة، ومرونة شبكات الكهرباء. يمكن استخدام المكونات المختلفة الموضحة في الشكل لبناء تكنولوجيا طاقة الشبكة الذكية. وتشمل مصادر الطاقة المتجددة، نظام الإشراف الذكي، نظام المعلومات الذكي، نظام التخزين المتقدم، نظام الأمان الذكي، والأجهزة الاستشعارية، وخطوط الشبكة.
3.تكنولوجيا إضافية نحو الشبكة الذكية للجيل القادم.
تمتلك شبكات الجيل القادم الذكية (NGSGs) إمكانية تمكين ميزات محسنة في مجال الشبكات الذكية مقارنة بتكنولوجيات الشبكات الذكية التقليدية. قد تغطي مشاكل الأمان والخصوصية في أنظمة الشبكات الذكية الحالية بشكل أفضل بواسطة شبكة الجيل القادم الذكية في سياق دمج ميزات أكثر تقدماً. يعتمد تطور شبكة الجيل القادم الذكية بالكامل على استخدام التقنيات المستندة إلى البيانات في أجزائها المختلفة. يتم توضيح الإطار المفاهيمي لشبكة الجيل القادم الذكية في الشكل. يمكن رؤية أن إطار شبكة الجيل القادم الذكية قد يتكون من دمج أجهزة الحوسبة الحافة، والمقلوب المعتمد على إنترنت الأشياء (IoT)، وتبادل الطاقة المستند إلى البلوكشين، والتقنيات المستندة إلى البيانات ذات الكفاءة الحسابية في الرصد والتحكم والتوقع. يمكن أيضًا ملاحظة أن مركز بيانات قد يظهر في شبكة الجيل القادم الذكية لجمع البيانات من التكنولوجيات المتصلة ومشاركتها بينها لضمان التوافقية. من خلال تطبيق التقنيات المستندة إلى البيانات، يمكن تحليل البيانات المجمعة من المصادر المختلفة بشكل ذكي لمساعدتها في اتخاذ القرارات نحو التطور المستدام للطاقة. يمكن العثور على الشرح التفصيلي للميزات الذكية المستخدمة في إطار شبكة الجيل القادم الذكية في الفصول الفرعية التالية.
4.شبكة الجيل القادم الذكية المستندة إلى البيانات.
قد يعتمد إطار شبكة الجيل القادم الذكية المستندة إلى البيانات على تشكيل الخطوات الحرجة كما هو موضح في الشكل 5، والذي يوضح كيفية حل شبكة الجيل القادم الذكية المستندة إلى البيانات للمشكلات الحرجة وتطوير النموذج النهائي لشبكة الجيل القادم الذكية المستندة إلى البيانات. قاعدة الهرم هي الخطوة الأولى وقمته هي الخطوة الأخيرة في العملية. يتم مناقشة كل خطوة في تطوير إطار شبكة الجيل القادم الذكية الموضح في الشكل 5 بشكل تفصيلي في الفصول الفرعية التالية.
المصدر: IEE-Business Xplore
بيان: احترام الأصل، المقالات الجيدة worthy من المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى الاتصال لحذف.
