Dane napędzane następną generacją inteligentnej sieci energetycznej na rzecz zrównoważonej ewolucji energii: przegląd technik i technologii

    Ten artykuł przedstawia koncepcyjną strukturę NGSG poprzez włączenie niektórych inteligentnych funkcji technologicznych, które zapewniają jej niezawodne działanie, w tym inteligentne sterowanie, oparte na agentach przetwarzanie energii, obliczenia krawędziowe do zarządzania energią, inwerter obsługujący Internet rzeczy (IoT), zarządzanie popytem oparte na agentach, itp. Ponadto omówiono badania nad rozwojem NGSG napędzanego danymi, aby ułatwić wykorzystanie nowoczesnych technik opartych na danych (DDTs) dla zrównoważonego działania SG.

1.Wprowadzenie.

    Tradycyjna SG nie może w pełni spełniać wymagań, ponieważ ciągle zmienia się wraz z pojawianiem się zaawansowanych technologii. W ciągu ostatniej dekady globalnie wzrosła potrzeba czystej energii ze względu na zmieniające się warunki środowiskowe, rosnące populacje i technologie, które mogą wprowadzać nieliniowe dynamiki do SG. Nieliniowość w systemach transmisji i dystrybucji inteligentnej sieci energetycznej może powodować nowe zatorowości, awarie, fluktuacje napięcia i częstotliwości, co prowadzi do przerw w dostawie energii elektrycznej w wyniku rosnącego popytu. Źródła nieodnawialne, choć łatwiejsze, szybsze i tańsze do generowania energii, stanowią bezpośredni przeszkodę dla środowiska zielonego ze względu na wysokie emisje. Źródła odnawialne są na podwyższeniu, aby zmniejszyć uzależnienie od generacji energii opartej na paliwach kopalnych. Jednak niepewność i złożoność SG rosną wraz z dodatkami większej liczby rozproszonych źródeł generacji (DG), zwiększoną skalą rynku i źródłami odnawialnymi.

2.Inteligentna sieć elektroenergetyczna obecnie: architektura techniczna.

    SG umożliwia dwustronne przepływy energii elektrycznej między przedsiębiorstwem energetycznym a końcowymi użytkownikami, z inteligentną strukturą utworzoną przez połączenie informacji, technologii energetycznych i telekomunikacyjnych z obecnym systemem elektroenergetycznym. Ta technologia energetyczna obsługuje również automatyzację mechanizmów do efektywnej dystrybucji energii, elementów magazynujących, wykrywania uszkodzeń, pojazdów elektrycznych, nadzoru danych sieci, łączenia hybrydowych RES, oraz elastyczności sieci. Różne komponenty pokazane na rysunku mogą być używane do budowy technologii energetycznej SG. Obejmują one źródła odnawialne, inteligentny system nadzoru, inteligentny system informacyjny, zaawansowany system magazynowania, inteligentny system bezpieczeństwa, czujniki i linie sieciowe.

3.Dodatkowe technologie w kierunku inteligentnej sieci elektroenergetycznej kolejnej generacji.

    NGSG ma możliwość umożliwienia rozszerzonych funkcji w krajobrazie SG w porównaniu z tradycyjnymi technologiami SG. Problemy bezpieczeństwa i prywatności obecnych systemów SG mogą być lepiej rozwiązane przez NGSG w kontekście integracji bardziej zaawansowanych funkcji. Postęp NGSG całkowicie zależy od wykorzystania technik opartych na danych w różnych częściach. Koncepcyjna struktura NGSG jest ilustrowana na rysunku. Można zauważyć, że struktura NGSG może składać się z integracji urządzeń obliczeniowych na krawędzi, inwerterów obsługujących IoT, handlu energią opartego na blockchain, oraz obliczeniowo efektywnych DDT w monitoringu, sterowaniu i prognozowaniu. Można też zauważyć, że w NGSG może pojawić się centrum danych, aby zbierać dane z połączonych technologii i dzielić się nimi między nimi, aby zapewnić ich interoperacyjność. Poprzez stosowanie DDT, zebrane dane z różnych źródeł mogą być inteligentnie analizowane, aby pomóc w podejmowaniu decyzji dotyczących zrównoważonej ewolucji energii. Szczegółowe wyjaśnienie inteligentnych technologii używanych w ramach NGSG można znaleźć w następujących podsekcjach.

4.Napędzana danymi inteligentna sieć elektroenergetyczna kolejnej generacji.

    Struktura NGSG napędzana danymi może zależeć od formowania kluczowych etapów, jak pokazano na rysunku 5, który demonstruje, jak NGSG napędzana danymi rozwiązuje kluczowe problemy i tworzy ostateczny model dla NGSG napędzanej danymi. Na dole piramidy znajduje się pierwszy krok, a na górze ostatni krok procesu. Każdy krok w rozwoju struktury NGSG pokazany na rysunku 5 jest szczegółowo omówiony w następujących podsekcjach.

Źródło: IEEE Xplore

Oświadczenie: Szacunek do oryginału, dobrych artykułów wartych udostępniania, jesli istnieje naruszenie praw autorskich, proszę o kontakt z celami usunięcia.