داده محوری ساختار هوشمند نسل بعدی شبکه برق به سمت تکامل پایدار انرژی: بررسی روش ها و فناوری ها

    این مقاله چارچوب مفهومی NGSG را با فعالسازی برخی ویژگی‌های فنی هوشمند برای تضمین عملکرد قابل اعتماد آن، شامل کنترل هوشمند، تبدیل انرژی مبتنی بر عامل، محاسبات لبه‌ای برای مدیریت انرژی، وارونه مجهز به اینترنت اشیاء (IoT)، مدیریت طرف تقاضا مبتنی بر عامل و غیره نشان می‌دهد. همچنین، مطالعه‌ای درباره توسعه NGSG مبتنی بر داده انجام شده است تا استفاده از تکنیک‌های جدید مبتنی بر داده (DDTs) برای عملکرد پایدار SG تسهیل شود.

1. مقدمه.

    SG سنتی نمی‌تواند به طور کامل نیازها را برآورده کند زیرا با ظهور تکنولوژی‌های پیشرفته به طور مداوم تغییر می‌کند. در دهه گذشته، نیاز به انرژی تمیز به دلیل تغییر شرایط محیطی و افزایش جمعیت و تکنولوژی که ممکن است دینامیک غیرخطی بر SG تحمیل کند، در سراسر جهان افزایش یافته است. غیرخطی بودن در سیستم‌های انتقال و توزیع شبکه برق هوشمند ممکن است موجب ایجاد ترافیک جدید، قطعات، نوسانات ولتاژ و فرکانس شود که منجر به خاموشی‌ها به دلیل افزایش تقاضای برق می‌شود. منابع انرژی غیرقابل تجدید اگرچه راه ساده‌تر، سریع‌تر و ارزان‌تری برای تولید برق هستند، اما به دلیل انتشارات بالا مانع محیط سبز هستند. منابع انرژی تجدیدپذیر در حال افزایش هستند تا وابستگی به تولید برق مبتنی بر سوخت‌های فسیلی کاهش یابد. با این حال، عدم قطعیت و پیچیدگی SGs با افزودن تولید توزیع‌شده (DG) بیشتر، افزایش حجم بازار و منابع تجدیدپذیر در حال افزایش است.

2. شبکه برق هوشمند در حال حاضر: معماری فنی.

    SG امکان جریان دوطرفه برق بین شرکت برق و کاربران نهایی آن را فراهم می‌کند، با چارچوب هوشمند خود که با ترکیب اطلاعات، تکنولوژی‌های برق و مخابرات با سیستم برق موجود ساخته شده است. این تکنولوژی انرژی همچنین از مکانیزهای خودکار برای توزیع موثر برق، عناصر ذخیره‌سازی، تشخیص خطا، وسایل نقلیه برقی، نظارت بر داده‌های شبکه، ترکیب RESs ترکیبی و انعطاف‌پذیری شبکه‌های برق پشتیبانی می‌کند. مولفه‌های مختلف نشان داده شده در شکل می‌توانند برای ساخت تکنولوژی انرژی SG استفاده شوند. این مولفه‌ها شامل منابع تجدیدپذیر، سیستم نظارت هوشمند، سیستم اطلاعاتی هوشمند، سیستم ذخیره‌سازی پیشرفته، سیستم امنیتی هوشمند، سنسورها و خطوط شبکه هستند.

3. تکنولوژی اضافی به سمت شبکه برق هوشمند نسل بعدی.

    NGSGs امکان فراهم کردن ویژگی‌های بهبود یافته در منظر SG را نسبت به تکنولوژی‌های SG سنتی دارند. مشکلات امنیتی و حریم خصوصی سیستم‌های SG فعلی ممکن است بهتر با NGSG پوشش داده شوند در زمینه یکپارچه‌سازی ویژگی‌های پیشرفته‌تر. پیشرفت NGSG به طور کامل به استفاده از تکنیک‌های مبتنی بر داده در بخش‌های مختلف آن بستگی دارد. چارچوب مفهومی NGSG در شکل نشان داده شده است. می‌توان دید که چارچوب NGSG ممکن است شامل یکپارچه‌سازی دستگاه‌های محاسبات لبه‌ای، وارونه‌های مجهز به IoT، معاملات انرژی مبتنی بر بلاکچین و DDTs کارای محاسباتی در نظارت، کنترل و پیش‌بینی باشد. همچنین می‌توان توجه کرد که یک مرکز داده ممکن است در NGSG ظاهر شود تا داده‌ها را از تکنولوژی‌های متصل شده جمع‌آوری کند و داده‌ها را میان آنها به اشتراک بگذارد تا ارتباط‌پذیری آن تضمین شود. با استفاده از DDTs، داده‌های جمع‌آوری شده از منابع مختلف می‌توانند به طور هوشمند تحلیل شوند تا در تصمیم‌گیری برای تکامل پایدار انرژی کمک کنند. توضیح دقیق تکنولوژی‌های هوشمند استفاده شده در چارچوب NGSG را می‌توان در زیربخش‌های بعدی پیدا کرد.

4. شبکه برق هوشمند نسل بعدی مبتنی بر داده.

    چارچوب یک NGSG مبتنی بر داده ممکن است به تشکیل مراحل کلیدی نشان داده شده در شکل 5 بستگی داشته باشد که نشان می‌دهد چگونه یک NGSG مبتنی بر داده مشکلات کلیدی را حل می‌کند و مدل نهایی برای یک NGSG مبتنی بر داده را توسعه می‌دهد. پایین‌ترین نقطه هرم مرحله اول و بالاترین نقطه هرم مرحله آخر فرآیند است. هر مرحله در توسعه چارچوب NGSG نشان داده شده در شکل 5 در زیربخش‌های بعدی به طور دقیق بحث شده است.

منبع: IEEE Xplore

بیانیه: احترام به اصل، مقالات خوبی که ارزش به اشتراک‌گذاری دارند، اگر نقض حق تکثیر وجود دارد لطفاً تماس بگیرید تا حذف شود.