مفهوم الشبكة الذكية وخصائصها

الشكل 1 - الشبكة الذكية - الطابع التطوري للشبكات الذكية.

الشبكة الذكية هي كهرباء الشبكة التي تستخدم الرقمية وغيرها المتقدمةتقنيات لرصد وإدارة نقل الكهرباء من جميع مصادر التوليد لتلبية الاحتياجات المتنوعة للكهرباء للمستخدمين النهائيين. تقوم الشبكات الذكية بتنسيق احتياجات وقدرات جميع المولدات ومشغلي الشبكات والمستخدمين النهائيين وأصحاب المصلحة في سوق الكهرباء لتشغيل جميع أجزاء النظام بأكبر قدر ممكن من الكفاءة ، مما يقلل التكاليف والآثار البيئية مع زيادة موثوقية النظام ومرونة واستقراره.

لأغراض خريطة الطريق هذه ، تشمل الشبكات الذكية شبكات الكهرباء (أنظمة النقل والتوزيع) والواجهات مع الجيل والتخزين والمستخدمين النهائيين.

في حين أن العديد من المناطق قد بدأت بالفعل في "إضفاء الحيوية" على نظام الكهرباء الخاص بها ، فإن جميع المناطق سوف تحتاج إلى إضافة إضافية استثمار والتخطيط لتحقيق شبكة أكثر ذكاء. الشبكات الذكية هي مجموعة متطورة من التقنيات التي سيتم نشرها بمعدلات مختلفة في مجموعة متنوعة من البيئات في جميع أنحاء العالم ، اعتمادًا على الجاذبية التجارية المحلية والتوافق مع التقنيات الحالية والتطورات التنظيمية وأطر الاستثمار.

الأساس المنطقي لتكنولوجيا الشبكة الذكية

تواجه أنظمة الكهرباء في العالم عددًا منالتحديات ، بما في ذلك البنية التحتية المتقادمة ، والنمو المستمر في الطلب ، ودمج أعداد متزايدة من مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة والسيارات الكهربائية ، والحاجة إلى تحسين أمن الإمداد والحاجة إلى خفض انبعاثات الكربون.

توفر تقنيات الشبكات الذكية طرقًا ليس فقط لمواجهة هذه التحديات ولكن أيضًا لتطوير مورد أنظف للطاقة يكون أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وأكثر بأسعار معقولة وأكثر استدامة.

كما يجب مواجهة هذه التحدياتفيما يتعلق بالبيئة التنظيمية التقنية والمالية والتجارية الفريدة لكل منطقة. نظرًا للطبيعة المنظمة للغاية لنظام الكهرباء ، يجب أن يضمن أنصار الشبكات الذكية مشاركتهم مع جميع أصحاب المصلحة ، بما في ذلك مصنعو المعدات ومشغلو الأنظمة ودعاة المستهلك والمستهلكون ، من أجل تطوير حلول تقنية ومالية وتنظيمية مصممة خصيصًا تمكن إمكانات الشبكات الذكية شبكات (الشكل 2).

الشكل 2 - يمكن للشبكات الذكية ربط أهداف أصحاب المصلحة في نظام الكهرباء

خصائص الشبكة الذكية

الخصائص الرئيسية للشبكات الذكية موضحة أدناه:

يتيح مشاركة مستنيرة من قبل العملاء

المستهلكون يساعدون في موازنة العرض والطلبضمان الموثوقية عن طريق تعديل الطريقة التي يستخدمونها وشراء الكهرباء. تأتي هذه التعديلات كنتيجة لقيام المستهلكين بخيارات تحفز أنماط وسلوكيات الشراء المختلفة. تتضمن هذه الاختيارات تقنيات جديدة ومعلومات جديدة حول استخدام الكهرباء لها وأشكالًا جديدة من تسعير الكهرباء والحوافز.

يستوعب جميع خيارات الجيل والتخزين

لا تستوعب الشبكة الذكية الكبيرة والمركزية فقط محطات توليد الكهرباء، ولكن أيضا مجموعة متزايدة من العملاءموارد الطاقة الموزعة. إن تكامل هذه الموارد - بما في ذلك مصادر الطاقة المتجددة والحرارة والطاقة مجتمعة على نطاق صغير ، وتخزين الطاقة - سيزداد بسرعة على طول سلسلة القيمة ، من الموردين إلى المسوقين إلى العملاء.

تمكن المنتجات والخدمات الجديدة والسوق

الأسواق مصممة ومصممة بشكل صحيحخلق كفاءة للمستهلكين للاختيار من بين الخدمات المنافسة. بعض متغيرات الشبكة المستقلة التي يجب إدارتها بشكل صريح هي الطاقة والسعة والموقع والوقت ومعدل التغيير والجودة. يمكن أن تلعب الأسواق دورًا رئيسيًا في إدارة هذه المتغيرات. يحتاج المنظمون والمالكون / المشغلون والمستهلكون إلى المرونة لتعديل قواعد العمل لتناسب ظروف التشغيل والسوق

يوفر جودة الطاقة لمجموعة من الاحتياجات

ليس كل الشركات التجارية ، وبالتأكيد لاجميع العملاء السكنية ، بحاجة إلى نفس نوعية الطاقة. توفر الشبكة الذكية درجات متفاوتة (وأسعار) من الطاقة. يمكن تضمين تكلفة ميزات الجودة الفائقة في عقد الخدمة الكهربائية. تراقب طرق التحكم المتقدمة المكونات الأساسية ، مما يتيح التشخيص السريع والحلول للأحداث التي تؤثر على جودة الطاقة ، مثل البرق وعرام التبديل وأخطاء الخطوط والمصادر التوافقية.

يحسن استخدام الأصول وكفاءة التشغيل

تطبق الشبكة الذكية أحدث التقنيات علىتحسين استخدام أصولها. على سبيل المثال ، يمكن الوصول إلى السعة المحسنة من خلال التصنيفات الديناميكية ، والتي تسمح باستخدام الأصول في أحمال أكبر من خلال الاستشعار المستمر وتقييم قدراتها. يمكن تحسين كفاءة الصيانة من خلال الصيانة القائمة على الظروف ، مما يشير إلى الحاجة إلى صيانة المعدات في الوقت المناسب تمامًا.

يمكن ضبط أجهزة التحكم بالنظام لتقليلهاالخسائر والقضاء على الازدحام. تزداد كفاءة التشغيل عند اختيار نظام توصيل الطاقة الأقل تكلفة المتاح من خلال هذه الأنواع من أجهزة التحكم في النظام.

يوفر مرونة في الاضطرابات والهجمات والكوارث الطبيعية

تشير المرونة إلى قدرة النظام علىالرد على الأحداث غير المتوقعة من خلال عزل العناصر الإشكالية بينما تتم استعادة بقية النظام إلى التشغيل العادي. تؤدي إجراءات الشفاء الذاتي هذه إلى تقليل انقطاع الخدمة للمستهلكين ومساعدة مقدمي الخدمات على إدارة البنية الأساسية للتوصيل بشكل أفضل.