Grid pintar generasi berikutnya berorientasikan data menuju evolusi tenaga yang mampan: tinjauan teknik dan teknologi

IEEE Xplore

Medan: Standard Elektrik

Canada

Kertas ini menunjukkan kerangka konseptual NGSG dengan membolehkan beberapa ciri teknikal pintar untuk memastikan operasinya yang boleh dipercayai, termasuk kawalan pintar, pemindahan tenaga berdasarkan agen, pengkomputan tepian untuk pengurusan tenaga, inverter yang didayakan oleh internet of things (IoT), pengurusan permintaan berorientasikan agen, dan lain-lain. Juga, satu kajian tentang pembangunan NGSG berasaskan data dibincangkan untuk memudahkan penggunaan teknik berasaskan data yang muncul (DDTs) bagi operasi mampan SG.

1.Pengenalan.

SG konvensional tidak dapat sepenuhnya memenuhi keperluan kerana ia terus berubah dengan teknologi maju yang muncul. Keperluan untuk tenaga bersih telah meningkat di seluruh dunia dalam dekad lalu akibat perubahan keadaan alam sekitar dan peningkatan populasi serta teknologi yang mungkin memberikan dinamik bukan linear kepada SG. Ketidaklinearan dalam sistem penghantaran dan pengedaran grid kuasa pintar mungkin menambah kesesakan baru, gangguan, fluktuasi voltan dan frekuensi, yang menyebabkan pemadaman sebagai hasil daripada permintaan elektrik yang semakin meningkat. Sumber tenaga tidak diperbaharui walaupun menjadi jalan yang lebih mudah, cepat, dan murah untuk menghasilkan kuasa, tetapi ia merupakan halangan langsung kepada persekitaran hijau disebabkan emisi yang tinggi. Sumber tenaga diperbaharui sedang meningkat untuk mengurangkan kebergantungan pada penghasilan kuasa berasaskan bahan api fosil. Walau bagaimanapun, ketidakpastian dan kompleksiti SG meningkat dengan penambahan penjanaan teragih (DG), saiz pasaran yang bertambah, dan sumber-sumber diperbaharui.

Differences between conventional SG and NGSG.png

2.Grid Pintar Semasa: Arkitektur Teknikal.

SG membolehkan aliran dua hala elektrik antara utiliti dan pengguna akhirnya, dengan rangka pintarnya disusun dengan menggabungkan maklumat, teknologi kuasa, dan telekomunikasi dengan sistem elektrik yang sedia ada. Teknologi tenaga ini juga menyokong mekanisasi automatik untuk pengagihan kuasa yang cekap, elemen penyimpanan, pengesanan ralat, kenderaan elektrik, pengawasan data grid, gabungan RES hibrid, dan fleksibiliti rangkaian grid. Komponen-komponen pelbagai yang ditunjukkan dalam Gambar boleh digunakan untuk membina teknologi tenaga SG. Ia termasuk sumber-sumber diperbaharui, sistem pengawasan pintar, sistem maklumat pintar, sistem penyimpanan canggih, sistem keselamatan pintar, sensor, dan grid-line.

Conventional smart grid architecture.png

3.Teknologi Tambahan Menuju Grid Pintar Generasi Berikutnya.

NGSG mempunyai kemungkinan untuk membolehkan ciri-ciri yang ditingkatkan dalam landskap SG berbanding teknologi SG konvensional. Isu keselamatan dan privasi sistem SG semasa mungkin lebih baik ditutupi oleh NGSG dalam konteks penggabungan ciri-ciri yang lebih canggih. Kemajuan NGSG sepenuhnya bergantung pada penggunaan teknik berasaskan data dalam bahagian-bahagian yang berbeza. Kerangka konseptual NGSG ditunjukkan dalam Gambar. Dapat dilihat bahawa rangka NGSG mungkin terdiri daripada penggabungan peranti pengkomputan tepian, inverter yang didayakan oleh IoT, perdagangan tenaga berdasarkan blockchain, dan DDTs yang komputasi efisien dalam pemantauan, kawalan, dan peramalan. Juga boleh diperhatikan bahawa pusat data mungkin muncul dalam NGSG untuk mengumpul data dari teknologi yang saling berhubungan dan berkongsi data di antara mereka untuk memastikan interoperabilitinya. Dengan menerapkan DDTs, data yang dikumpulkan dari sumber-sumber yang berbeza boleh dianalisis secara pintar untuk membantu membuat keputusan menuju evolusi tenaga mampan. Penjelasan terperinci tentang teknologi pintar yang digunakan dalam rangka NGSG boleh didapati dalam sub-seksyen berikutnya.

A conceptual framework for next-generation smart grid energy system.png

4.Grid Pintar Generasi Berikutnya Berasaskan Data.

Kerangka NGSG berasaskan data mungkin bergantung pada pembentukan langkah-langkah penting seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 5, yang mendemonstrasikan bagaimana NGSG berasaskan data menyelesaikan isu-isu penting dan membangunkan model akhir untuk NGSG berasaskan data. Dasar piramid adalah langkah pertama dan puncaknya adalah langkah terakhir proses tersebut. Setiap langkah dalam pembangunan rangka NGSG yang ditunjukkan dalam Gambar 5 dibincangkan secara terperinci dalam sub-seksyen berikutnya.

Critical steps to develop a data-driven next-generation smart grid.png