هوشمند کردن شبکه های قدرت
شبکه هوشمند دقیقا چیست؟
ابتدا، بیائید در مورد شبکه به شکلی که هم اکنون موجود است صحبت کنیم: شما یک زیر ساخت توزیع دارید که شامل ایستگاه های تولید نیرو، خطوط انتقال ولتاژ-بالا برای حمل حجم بالایی از نیرو به سمت نقاط تحویل، ایستگاه های فرعی برای شکستن آن نیرو به ولتاژهای پائین، مدارات تغذیه کننده، و در آخر ترانسفورماتورهای توزیع برای کاهش بیشتر ولتاژ و مناسب استفاده در منزل شما ، می باشد. هم اکنون، شبکه برق احتمالا در مورد زمان قطع برق چیزی متوجه نمی شود مگر پس از اینکه تعداد کافی از کاربران توخوانی شوند. یک شبکه نیروی هوشمند ابزارآلاتی به دستگاه های شبکه می افزاید، به ایستگاه های فرعی، و به خطوط انتقال، و حجم انبوعی از داده ها را جمع آوری می کند و سپس این داده ها را پردازش کرده، قادر خواهد بود تا بصورت یک شبکه خودکار عمل کند.
این هوشمندی در کل چه معنایی برای مصرف کننده ی مسکونی یا صنعتی خواهد داشت؟
ابعاد مختلفی در مورد منافع وجود چنین شبکه هوشمندی می توان در نظر گرفت؛ برخی تاثیر مستقیم و برخی اثر غیرمستقیم دارند. اجازه دهید در مورد تاثیرات مشتری صحبت کنیم. آیا شما مایلید که بدانید چه زمانی برق شما قیمت بالاتری و چه زمانی قیمت پائینتری دارد و بتوانید استفاده ی خود را بر این اساس بهینه کنید؟ آیا مایلید تا بدانید که، در طول ساعات مشخصی از روز، برق شما گران تر است؟ آیا دوست دارید که شبکه شما با شما تماس بگیرد و بگوید که برق در خانه شما قطع است و این امکان را به شما بددهد تا گام های اولیه را انجام دهید؟ آیا تمایل دارید که حتی یک قطعی برق را تجربه نکنید چرا که شبکه، پیش از اتفاق افتادن این امر، راهی برای مدیریت آن دارد؟ همه ی این چیزها با یک شبکه ی هوشمند در دسترس خواهند بود.
چرا صنایع برق می خواهند به سمت شبکه ی هوشمند حرکت کنند؟
هنگامی که سنسورهای توزیع شده به سیستم انتقال و توزیع اضافه می شوند، شبکه می تواند بطو خودکار تمام آن داده ها را به منظور اهداف کنترلی، مانیتورینگ دارائی ها، مانیتورینگ کیفیت برق، و برای هوشمندی قطعی برق مورد تجزیه و تحلیل قرار دهد. علاوه بر این، ایجاد اعتماد در مشتری نسبت به هشدار های قطعی برق از دیگر اهداف است؛ شبکه دقیقا می داند که قعز برق در کجا خواهد بود، چه تجهیزاتی تحت تاثیر قرار خواهد گرفت، و علت اصلی چیست و بطور خودکار خدمه تعمیر مورد نیاز را اسال خواهد کرد. البته، حتی پیش از اینکه گروه تعمیر شروع به کار کنند، شما مایلید که این نقطه ی خطا را بوسیله سوئیچینگ خودکار ایزوله کنید و تا حد امکان، حداکثر مصرف کنندگان را از طریق دور زدن نقطه مشکل ساز در شبکه نگه دارید. شبکه هوشمند قادر به انجام تمام این کارها است.
شما یک مهندس الکترونیک با سابقه ای قوی د زمینه پردازش سیگنال دیجیتال هستید. این سابقه چگونه به شما کمک می کند تا یک شبکه نیروی هوشمند بسازید؟
پارامترهای زیادی وجود دارند که شما باید از داده های waveform خام استنتاج کنید. سیستم توزیع قدرت یک سیستم سه فاز با اتصالات پیچیده می باشد. ویوفرم اسمی این سیستم باید بصورت موج سینوسی ساده باشد اما در عمل اینطور نیست و شما مجبور هستید که پردازش سیگنال پیچیده ای انجام دهید تنها برای اینکه پارامترهایی را استخراج کنید که به شما می گویند چه اتفاقاتی در حال وقوع است. از طریق پردازش سیگنال دیجیتال، ما اطلاعاتی را بدست می آوریم که به ما جریان نیروی واقعی و واکنشی را نشان می دهد که موجب آشکارسازی و مکان یابی مشکلات موجود در نقاط خطا می شود. ما می توانید آن داده ها را د سرتاسر چندین سنسور و چندین خطوط نیرو با هم تلفیق کنیم.
برای مثال، یک مدارشکن (circuit breaker) معمولی می تواند چندین بار راه اندازی شود تا ببیند که آیا خطایی به سمت "خود ترمیمی" پیش می رود یا نه. فرض کنیم شاخه ای خراب شده و دو خط نیرو را از شبکه بیرون می اندازد. این امر ممکن است موقتی بوده و رفع شود؛ شما نمی خواهید که به خاطر یک خطای موقت نیروی موجود را از دست دهید. بنابراین، مدارشکن مدار را باز می کند،منتظر می ماند، ان را می بندد و بررسی می کند که آیا برق آنجا هست یا نه. این فرایند می تواند چندین بار تکرار شود و هر بار مدارشکن بسته می شود، جریان سریعی را از مدارشکن، ترانسفوماتور و خطوط عبور می دهد که باعث ایجاد فشار جدی بر تجهیزات می گردد. اگر شما بتوانید از روی ویوفرم نیرو فورا بگوئید که این مشکل، یک نقص و خطای ثابت و پایدار خواهد بود، دیگر نیازی نیست که سیکل دوباره بستن مدارشکن را انجام دهید.
آگاهی از عملکرد شبکه قدرت تماما با اعدادی آغاز می شود که از طریق پردازش سیگنال دیجیتال بدست می آید. پردازش سیگنال دیجیتال در قلب یک شبکه قدرت جای می گیرد و درک پیشرفته سیگنال از طریق تجزیه و تحلیل ها ، داده های سیگنالی را به اطلاعاتی مبدل می سازد که بر اساس آنها می توان به خوبی عمل کرد، چه بوسیله ی سیستم های خودکار و چه بوسیله ی افراد. در نهایت، شبکه ی هوشمند امکان اندازه گیری و حفاظت از کیفیت و اطمینان پذیری شبکه قدرت، انجام کنترل های شبکه ای پیچیده، ماکزیمم سازی بکارگیری امکانات موجود، پاسخگوئی سریع ، و در اغلب موارد خودکار، به مشکلات شبکه را مهیا می سازد.
