Sejak akhir abad ke-19, sistem pengagihan kuasa (sering dipanggil grid) telah menjadi sumber elektrik utama dunia.Apabila grid ini dicipta, ia berfungsi dengan mudah – menjana elektrik dan menghantarnya ke rumah, bangunan dan di mana-mana sahaja yang memerlukan tenaga elektrik.
Tetapi apabila permintaan untuk elektrik meningkat, grid yang lebih cekap diperlukan.Sistem pengagihan kuasa "grid pintar" moden yang kini digunakan di seluruh dunia bergantung pada teknologi terkini untuk mengoptimumkan kecekapan.Makalah ini meneroka definisi grid pintar dan teknologi utama yang menjadikannya pintar.
Apa ituteknologi grid pintar?
Grid pintar ialah infrastruktur pengagihan kuasa yang menyediakan komunikasi dua hala antara pembekal utiliti dan pelanggan.Teknologi digital yang membolehkan teknologi grid pintar termasuk penderia kuasa/semasa, peranti kawalan, pusat data dan meter pintar.
Sesetengah grid pintar lebih pintar daripada yang lain.Banyak negara telah menumpukan banyak usaha untuk menukar grid pengedaran usang kepada grid pintar, tetapi transformasi itu rumit dan akan mengambil masa bertahun-tahun atau bahkan beberapa dekad.
Contoh teknologi grid pintar dan komponen grid pintar
Meter Pintar – Meter pintar ialah langkah pertama dalam membina grid pintar.Meter pintar menyediakan data penggunaan tenaga titik guna kepada pelanggan dan pengeluar utiliti.Mereka menyediakan maklumat penggunaan tenaga dan kos untuk memaklumkan pengguna supaya mengurangkan sisa tenaga dan membantu pembekal mengoptimumkan beban pengedaran merentas grid.Meter pintar biasanya terdiri daripada tiga subsistem utama: sistem kuasa untuk mengukur penggunaan kuasa, mikropengawal untuk menguruskan teknologi di dalam meter pintar, dan sistem komunikasi untuk menghantar dan menerima data penggunaan/perintah tenaga.Di samping itu, sesetengah meter pintar boleh mempunyai kuasa sandaran (apabila talian pengedaran utama terputus) dan modul GSM untuk menentukan lokasi meter untuk tujuan keselamatan.
Pelaburan global dalam meter pintar telah meningkat dua kali ganda dalam dekad yang lalu.Pada 2014, pelaburan tahunan global dalam meter pintar ialah $11 juta.Menurut Statista, pelaburan meter pintar global mencecah $21 juta menjelang 2019, dengan mengambil kira keuntungan kecekapan sistem daripada melaksanakan meter pintar.
Suis kawalan beban pintar dan papan suis pengedaran – Walaupun meter pintar boleh menyediakan data masa nyata kepada pembekal utiliti, ia tidak mengawal pengagihan tenaga secara automatik.Untuk mengoptimumkan pengagihan kuasa semasa tempoh penggunaan puncak atau ke kawasan tertentu, utiliti elektrik menggunakan peranti pengurusan kuasa seperti suis kawalan beban pintar dan papan suis.Teknologi ini menjimatkan sejumlah besar tenaga dengan mengurangkan pengedaran yang tidak perlu atau secara automatik menguruskan beban yang telah melebihi had masa penggunaan yang dibenarkan.Untuk mengoptimumkan pengagihan kuasa semasa tempoh penggunaan puncak atau ke kawasan tertentu, utiliti elektrik menggunakan peranti pengurusan kuasa seperti suis kawalan beban pintar dan papan suis.Teknologi ini menjimatkan sejumlah besar tenaga dengan mengurangkan pengedaran yang tidak perlu atau secara automatik menguruskan beban yang telah melebihi had masa penggunaan yang dibenarkan.
Sebagai contoh, bandar Wadsworth, Ohio, menggunakan sistem pengedaran elektrik yang dibina pada tahun 1916. Kota Wadsworth telah bekerjasama dengan Itron, pengeluarSuis Kawalan Beban Pintar(SLCS), untuk mengurangkan penggunaan elektrik sistem sebanyak 5,300 megawatt jam dengan memasang SLCS di rumah untuk mengitar pemampat penghawa dingin semasa tempoh penggunaan elektrik puncak.Automasi Sistem Kuasa – Automasi sistem kuasa didayakan oleh teknologi grid pintar, menggunakan infrastruktur IT yang canggih untuk mengawal setiap pautan dalam rantaian pengedaran.Contohnya, sistem kuasa automatik menggunakan sistem pengumpulan data pintar (serupa dengan meter pintar), sistem kawalan kuasa (seperti suis kawalan beban pintar), alat analisis, sistem pengkomputeran dan algoritma sistem kuasa.Gabungan komponen utama ini membolehkan grid (atau berbilang grid) melaraskan dan mengoptimumkan dirinya secara automatik dengan interaksi manusia yang terhad diperlukan.
Pelaksanaan Grid Pintar
Apabila teknologi digital, komunikasi dua hala dan automasi dilaksanakan dalam grid pintar, beberapa perubahan infrastruktur akan memaksimumkan kecekapan grid.Pelaksanaan Grid Pintar telah membolehkan perubahan infrastruktur berikut:
1.Pengeluaran tenaga terdesentralisasi
Oleh kerana grid pintar boleh terus memantau dan mengawal pengagihan tenaga, tidak ada lagi keperluan untuk satu loji kuasa besar untuk menjana elektrik.Sebaliknya, tenaga elektrik boleh dihasilkan oleh banyak stesen janakuasa terdesentralisasi, seperti turbin angin, ladang solar, panel solar fotovoltaik kediaman, empangan hidroelektrik kecil, dsb.
2.Pasaran berpecah-belah
Infrastruktur grid pintar juga menyokong sambungan berbilang grid sebagai cara untuk berkongsi tenaga secara bijak merentas sistem terpusat tradisional.Sebagai contoh, pada masa lalu, majlis perbandaran mempunyai kemudahan pengeluaran berasingan yang tidak bersambung dengan majlis perbandaran jiran.Dengan pelaksanaan infrastruktur grid pintar, majlis perbandaran boleh menyumbang kepada rancangan pengeluaran bersama untuk menghapuskan pergantungan pengeluaran sekiranya berlaku gangguan bekalan elektrik.
3.Penghantaran berskala kecil
Salah satu sisa tenaga terbesar dalam grid ialah pengagihan tenaga pada jarak jauh.Memandangkan grid pintar mendesentralisasikan pengeluaran dan pasaran, jarak pengagihan bersih dalam grid pintar dikurangkan dengan ketara, sekali gus mengurangkan sisa pengagihan.Bayangkan, sebagai contoh, sebuah ladang solar komuniti kecil yang menjana 100% keperluan elektrik siang hari komuniti, hanya 1 km jauhnya.Tanpa ladang solar tempatan, komuniti mungkin perlu mendapatkan kuasa daripada loji janakuasa yang lebih besar sejauh 100 kilometer.Kehilangan tenaga yang diperhatikan semasa penghantaran dari loji janakuasa jauh mungkin seratus kali lebih besar daripada kerugian penghantaran yang diperhatikan dari ladang solar tempatan.
4.Pengagihan dua hala
Dalam kes ladang solar tempatan, mungkin terdapat situasi di mana ladang solar boleh menjana lebih banyak tenaga daripada yang digunakan oleh masyarakat, sekali gus mewujudkan lebihan tenaga.Tenaga berlebihan ini kemudiannya boleh diagihkan ke dalam grid pintar, membantu mengurangkan permintaan daripada loji janakuasa jauh.
Dalam kes ini, tenaga mengalir dari ladang suria ke grid utama bukan komuniti pada waktu siang, tetapi apabila ladang suria tidak aktif, tenaga mengalir dari grid utama ke komuniti tersebut.Aliran tenaga dua arah ini boleh dipantau dan dioptimumkan oleh algoritma pengagihan kuasa untuk memastikan jumlah tenaga paling sedikit dibazirkan pada bila-bila masa semasa penggunaan.
Dalam infrastruktur grid pintar dengan pengedaran dua arah dan sempadan grid terpencar, pengguna boleh bertindak sebagai penjana mikro.Sebagai contoh, rumah individu boleh dilengkapi dengan sistem solar fotovoltaik yang berdiri sendiri yang menjana elektrik apabila digunakan.Jika sistem PV kediaman menjana lebihan tenaga, tenaga ini boleh dihantar ke grid yang lebih besar, seterusnya mengurangkan keperluan untuk loji kuasa berpusat yang besar.
Kepentingan Grid Pintar
Di peringkat makroekonomi, grid pintar adalah penting untuk mengurangkan penggunaan elektrik.Banyak penyedia utiliti tempatan dan kerajaan menawarkan langkah yang murah hati dan agresif untuk mengambil bahagian dalam penggunaan grid pintar kerana ia bermanfaat dari segi kewangan dan alam sekitar.Dengan mengguna pakai grid pintar, pengeluaran tenaga boleh didesentralisasikan, sekali gus menghapuskan risiko pemadaman, mengurangkan kos operasi sistem kuasa, dan menghapuskan pembaziran tenaga yang tidak perlu.
Masa siaran: Mac-15-2023