Descripción general de la tecnología de red inteligente y su funcionamiento y aplicación (para el sistema de energía existente)

Descripción general de la tecnología de red inteligente y su funcionamiento y aplicación (para el sistema de energía existente)

Hoy en día, el sistema de energía eléctrica se enfrenta a una transformación radical en todo el mundo con la descarbonización del suministro de electricidad para reemplazar activos envejecidos y controlar los recursos naturales con nueva información y tecnologías de la comunicación (TIC). Una tecnología de red inteligente es esencial para proporcionar una fácil integración y un servicio confiable a los consumidores. Un sistema de red inteligente es un sistema de red de electricidad autosuficiente basado en tecnología de automatización digital para monitorización , control y análisis dentro de la cadena de suministro. Este sistema puede encontrar la solución a los problemas muy rápidamente en un sistema existente que puede reducir la fuerza laboral y se dirigirá a la electricidad sostenible, confiable, segura y de calidad para todos los consumidores.

Descripción general de la tecnología Smart Grid

La red inteligente se puede definir como una red eléctrica inteligente que combina la red eléctrica y la tecnología de comunicación digital inteligente. Una red inteligente tiene la capacidad de proporcionar energía eléctrica de fuentes múltiples y ampliamente distribuidas, como turbinas eólicas, sistemas de energía solar , y tal vez incluso vehículos eléctricos híbridos enchufables.




Descripción general de la tecnología Smart Grid

Descripción general de la tecnología Smart Grid



Componentes de la red inteligente

Para lograr una red inteligente modernizada, se debe desarrollar y aplicar una amplia gama de tecnologías. Estas tecnologías generalmente se agrupan en las siguientes áreas tecnológicas clave, como se analiza a continuación.

Electrodomésticos inteligentes: Los dispositivos inteligentes tienen la capacidad de decidir cuándo consumir energía en función de las preferencias preestablecidas del cliente. Esto puede llevar a avanzar hacia la reducción de las cargas pico que tienen un impacto en los costos de generación de electricidad. Por ejemplo, sensores inteligentes, como el sensor de temperatura que se utiliza en estaciones térmicas para controlar la temperatura de la caldera en función de niveles de temperatura predefinidos.



Medidores de potencia inteligentes: Los medidores inteligentes proporcionan comunicación bidireccional entre los proveedores de energía y los consumidores finales para automatizar la recopilación de datos de facturación, detectar fallas en los dispositivos y enviar equipos de reparación a la ubicación exacta mucho más rápido.

Componentes de la red inteligente

Componentes de la red inteligente

Subestaciones inteligentes: Las subestaciones se incluyen monitoreando y controlando datos operativos críticos y no críticos, como el estado de la energía, el rendimiento del factor de potencia, el interruptor, la seguridad, el estado del transformador, etc. de energía. Las subestaciones inteligentes también son necesarias para dividir la ruta del flujo de electricidad en muchas direcciones. Las subestaciones requieren equipos grandes y muy costosos para operar, incluidos transformadores, interruptores, bancos de capacitores, disyuntores, relés protegidos de red y varios otros.




Subestaciones inteligentes

Subestaciones inteligentes

Cables superconductores: Estos se utilizan para proporcionar transmisión de energía a larga distancia y herramientas de monitoreo y análisis automatizadas capaces de detectar fallas por sí mismas o incluso predecir cables y fallas basadas en datos meteorológicos en tiempo real y el historial de interrupciones.

Cables superconductores

Cables superconductores

Comunicaciones integradas: La clave de una tecnología de red inteligente son las comunicaciones integradas. Debe ser lo suficientemente rápido para las necesidades en tiempo real del sistema. Dependiendo de la necesidad, se utilizan muchas tecnologías diferentes en la comunicación de redes inteligentes como Controlador lógico programable (PLC) , inalámbrico, celular, SCADA (Control de supervisión y adquisición de datos) y BPL. Consideraciones clave para la comunicación integrada.

disminución

disminución

Consideraciones clave para la comunicación integrada

  • Facilidad de implementación
  • Latencia
  • Normas
  • Capacidad de transporte de datos
  • Seguro
  • Capacidad de cobertura de red
Consideraciones clave para la comunicación integrada

Consideraciones clave para la comunicación integrada

Unidades de medida fasorial (PMU): Se utiliza para medir las ondas eléctricas en una red eléctrica utilizando una fuente de tiempo común para la sincronización. El sincronizador de tiempo permite mediciones sincronizadas en tiempo real de múltiples puntos de medición remotos en la red.

Beneficios de Smart Grid

  • Integre tecnologías aisladas: la red inteligente permite una mejor gestión de la energía
  • Gestión protectora de la red eléctrica en situaciones de emergencia
  • Mejor demanda, respuesta de oferta / demanda
  • Mejor calidad de energía
  • Reducir las emisiones de carbono
  • Mayor demanda de energía: requiere soluciones más complejas y críticas con una mejor gestión de la energía.
  • Integración de energías renovables

Desventajas de Smart Grid

Problemas de privacidad

La mayor preocupación es la seguridad en un sistema de red inteligente. El sistema de red utiliza algunos medidores inteligentes, que están automatizados y proporcionan comunicación entre el proveedor de energía y el cliente. Aquí, algunos tipos de medidores inteligentes se pueden piratear fácilmente y pueden controlar el suministro de energía de un solo edificio o de todo un vecindario.

Volatilidad de la red

La red Smart Grid tiene mucha inteligencia en sus bordes, es decir, en el punto de entrada y en el medidor del usuario final. Pero la red no tiene suficiente inteligencia en el medio, que rige las funciones de conmutación. Esta falta de desarrollo integrado convierte a la red en una red volátil. Los recursos de ingeniería se han invertido en la generación de energía y el consumo de energía de los consumidores, que son los bordes de la red. Sin embargo, si se agregan demasiados nodos a la red antes de desarrollar la inteligencia del software para controlarla, las condiciones conducirán a una red inteligente volátil.

Aplicaciones de Smart Grid

La red inteligente juega un papel importante en las tecnologías inteligentes modernas. A continuación se muestran las aplicaciones más comunes de la tecnología de redes inteligentes.

Aplicaciones y servicios futuros Mercado en tiempo real
Atención comercial y al clienteFlujo de datos de aplicaciones hacia / desde los sistemas de gestión de energía del usuario final
Carga inteligente de PHEV y V2GFlujo de datos de la aplicación para PHEV
Almacenamiento y generación distribuidosSeguimiento de activos distribuidos
Optimización de la red

Red de autorreparación: protección contra fallas, gestión de interrupciones, control dinámico de voltaje, integración de datos meteorológicos, control centralizado de bancos de condensadores, automatización de distribución y subestaciones, detección avanzada, reconfiguración automática de alimentadores.

Respuesta de la demanda

Mantenimiento de demanda avanzado y respuesta de demanda, pronóstico de carga y cambio.
AMI (infraestructura de medición avanzada)Proporciona lectura remota de contadores, detección de robos, prepago del cliente, gestión de la fuerza laboral móvil
Requisitos de Software

Compilador de Keil, Lenguaje: C incorporado o Ensamblador

Requisitos de hardware

Microcontrolador preprogramado (AT89C51 / S52), Medidor de energía, Max232, Resistencias, Módulo GSM , LCD (16 × 2), LED, Oscilador de cristal , Condensadores, diodos, transformador, regulador y carga.

Lectura de medidores de energía eléctrica basados ​​en IOT a través de Internet

El principal objetivo de este proyecto es desarrollar una IOT (internet de las cosas) lectura del medidor de energía basada en unidades consumidas y costo de consumo, a través de Internet en el formato de gráfico y medidor. En este proyecto, habíamos tomado un medidor de energía digital cuya señal LED parpadeante está interconectada a un microcontrolador de 8051 familias a través de un LDR. Por 1 unidad, el LED parpadeante parpadea 3200 veces. El sensor LDR da una interrupción al microcontrolador programado, cada vez que el LED del medidor parpadea.

Diagrama de bloques del medidor de energía inteligente basado en IoT

Diagrama de bloques del medidor de energía inteligente basado en IoT

El microcontrolador toma esta lectura y la muestra en una pantalla LCD debidamente interconectada con el microcontrolador. Esta lectura del El medidor de energía también se envía a un GSM. módem alimentado por el microcontrolador a través de la palanca de cambios IC y el enlace RS232. Una SIM utilizada en el módem habilitado para Internet transmite los datos directamente a una página web dedicada para su visualización o al teléfono móvil del cliente, en cualquier parte del mundo en formato gráfico de varios niveles.

Por lo tanto, se trata de una descripción general de la tecnología de redes inteligentes. Esperamos que comprenda mejor este concepto. Además, cualquier consulta sobre este concepto o para implementar cualquier proyectos electricos , dé sus valiosas sugerencias comentando en la sección de comentarios a continuación. Aquí hay una pregunta para ti, ¿Cuáles son las ventajas de utilizar la tecnología de red inteligente? ?