Grille intelligente de nouvelle génération pilotée par les données vers une évolution énergétique durable : revue des techniques et technologies

    Cet article présente le cadre conceptuel de la NGSG en activant certaines fonctionnalités techniques intelligentes pour assurer son fonctionnement fiable, y compris le contrôle intelligent, la conversion d'énergie basée sur des agents, le calcul en périphérie pour la gestion de l'énergie, l'onduleur doté de l'Internet des objets (IoT), la gestion de la demande orientée vers les agents, etc. De plus, une étude sur le développement de la NGSG à base de données est discutée pour faciliter l'utilisation de techniques émergentes à base de données (DDTs) pour le fonctionnement durable du SG.

1.Introduction.

    Le SG conventionnel ne peut pas pleinement répondre aux exigences car il change constamment avec l'émergence de technologies avancées. La demande d'énergie propre a augmenté à l'échelle mondiale au cours de la dernière décennie en raison des changements environnementaux et de l'expansion des populations et des technologies qui peuvent imposer des dynamiques non linéaires au SG. La non-linéarité dans les systèmes de transmission et de distribution de l'énergie intelligente peut ajouter de nouvelles congestions, pannes, fluctuations de tension et de fréquence, conduisant à des coupures d'électricité en raison de l'augmentation de la demande d'électricité. Bien que les sources d'énergie non renouvelables soient un moyen plus facile, plus rapide et moins coûteux de produire de l'énergie, elles sont un obstacle direct à l'environnement vert en raison de leurs émissions élevées. Les sources d'énergie renouvelables sont en hausse pour réduire la dépendance à l'égard de la production d'électricité à base de combustibles fossiles. Cependant, l'incertitude et la complexité des SG augmentent avec l'ajout de plus de génération distribuée (DG), l'augmentation de la taille du marché et des sources renouvelables.

2.Réseaux intelligents actuels : architecture technique.

    Un SG permet un flux bidirectionnel d'électricité entre l'entreprise de services publics et ses utilisateurs finaux, avec sa structure intelligente combinant des informations, des technologies de puissance et de télécommunication avec le système électrique existant. Cette technologie d'énergie prend également en charge l'automatisation pour une distribution efficace de l'énergie, des éléments de stockage, la détection de pannes, les véhicules électriques, la supervision des données du réseau, la combinaison de sources d'énergie renouvelable hybrides (RES) et la flexibilité des réseaux. Les divers composants montrés dans la figure peuvent être utilisés pour construire la technologie d'énergie du SG. Ils incluent des sources renouvelables, un système de supervision intelligent, un système d'information intelligent, un système de stockage avancé, un système de sécurité intelligent, des capteurs et des lignes de réseau.

3.Technologies supplémentaires vers le réseau intelligent de prochaine génération.

    Les NGSG ont la possibilité d'activer des fonctionnalités améliorées dans le paysage du SG par rapport aux technologies de SG conventionnelles. Les problèmes de sécurité et de confidentialité des systèmes de SG actuels peuvent être mieux couverts par un NGSG dans le contexte de l'intégration de fonctionnalités plus avancées. L'avancement d'un NGSG dépend entièrement de l'utilisation de techniques basées sur les données dans ses différentes parties. Un cadre conceptuel d'un NGSG est illustré dans la figure. On peut voir que le cadre d'un NGSG peut consister à intégrer des dispositifs de calcul en périphérie, des onduleurs dotés de l'IoT, un échange d'énergie basé sur la blockchain et des DDTs efficaces en calcul pour la surveillance, le contrôle et la prévision. Il convient également de noter qu'un centre de données peut apparaître dans un NGSG pour collecter des données provenant des technologies interconnectées et partager ces données entre elles pour assurer leurinteropérabilité. En appliquant les DDTs, les données recueillies auprès des différentes sources peuvent être analysées de manière intelligente pour aider à prendre des décisions en faveur de l'évolution durable de l'énergie. L'explication détaillée des technologies intelligentes utilisées dans le cadre d'un NGSG peut être trouvée dans les sous-sections suivantes.

4.Réseaux intelligents de prochaine génération basés sur les données.

    Le cadre d'un NGSG basé sur les données peut dépendre de la formation des étapes critiques telles que montrées dans la figure 5, qui démontre comment un NGSG basé sur les données résout des problèmes critiques et développe le modèle final pour un NGSG basé sur les données. La base de la pyramide est la première étape et le sommet est la dernière étape du processus. Chaque étape dans le développement du cadre NGSG montré dans la figure 5 est discutée en détail dans les sous-sections suivantes.

Source: IEEE Xplore

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