Умная сеть электроснабжения

Интеллектуальная сетка представляет собой электрическую сетку, которая включает в себя множество оперативных и энергетических мер, включая интеллектуальные счетчики, интеллектуальные приборы, возобновляемые источники энергии и энергоэффективные ресурсы. Электронное регулирование мощности и контроль за производством и распределением электроэнергии являются важными аспектами интеллектуальной сети.

Интегрированная сетевая политика организована в Европе как платформа Smart Grid European Technology Platform. Политика в Соединенных Штатах описана в 42 USC ch. 152, подч. IX § 17381.

Внедрение технологии интеллектуальных сетей также предполагает фундаментальную реинжиниринг отрасли электроснабжения, хотя типичное использование термина сосредоточено на технической инфраструктуре.

Определение «умной сетки»
Первое официальное определение Smart Grid было обеспечено Законом об энергетической независимости и безопасности от 2007 года (EISA-2007), который был одобрен Конгрессом США в январе 2007 года и подписан в декабре президентом Джорджем Бушем в декабре 2007 года. В XIII этого законопроекта приводится описание с десятью характеристиками, которое можно считать определением для Smart Grid следующим образом:

«Это политика Соединенных Штатов поддерживать модернизацию системы передачи и распределения электроэнергии нации для поддержания надежной и надежной инфраструктуры электроснабжения, которая может удовлетворить будущий рост спроса и достичь каждого из следующего, которые вместе характеризуют Smart Grid: (1) Более широкое использование цифровой информации и технологий управления для повышения надежности, безопасности и эффективности электрической сети. (2) Динамическая оптимизация сетевых операций и ресурсов с полной кибербезопасностью. (3) Развертывание и интеграция распределенных ресурсов (5) Развертывание «умных» технологий (в режиме реального времени, автоматизированных интерактивных технологий, которые оптимизируют физическое эксплуатация приборов и потребительских устройств) для измерения, связи, касающейся сетевых операций и состояния, а также автоматизации распределения. (6) Интеграция «умных» приборов и потребительских устройств. (7) Развертывание и интеграция передовых технологий хранения электроэнергии и пик-бритья, включая электрические и гибридные электрические транспортные средства, а также кондиционирование теплового хранилища. (8) Предоставление потребителям своевременных вариантов информации и контроля. (9) Разработка стандартов связи и функциональной совместимости приборов и оборудования, подключенных к электрической сети, включая инфраструктуру, обслуживающую сеть. (10) Идентификация и снижение необоснованных или ненужных барьеров для внедрения технологий, методов и услуг смарт-сетей ».

Общим элементом большинства определений является применение цифровой обработки и связи в энергосистеме, что делает поток данных и управление информацией центральными для интеллектуальной сети. Различные возможности являются результатом глубоко интегрированного использования цифровых технологий с электрическими сетями. Интеграция новой информации о сетях является одной из ключевых проблем при проектировании интеллектуальных сетей. Электротехнические предприятия теперь оказываются в трех классах преобразований: улучшение инфраструктуры, называемое сильной сетью в Китае; добавление цифрового слоя, который является сутью умной сетки; и преобразование бизнес-процессов, необходимое для использования инвестиций в интеллектуальные технологии. Большая часть работы, которая ведется в области модернизации электросетей, особенно автоматизации подстанций и распределения, теперь включена в общую концепцию интеллектуальной сети.

Ранние технологические инновации
Технологии интеллектуальных сетей возникли в результате попыток использования электронного контроля, измерения и мониторинга. В 1980-х годах автоматическое считывание показаний счетчиков использовалось для мониторинга нагрузок крупных заказчиков и развивалось в Инфраструктуру расширенного измерения 1990-х годов, чьи счетчики могли хранить, как использовалось электричество в разное время суток. Смарт-метры добавляют непрерывную связь, поэтому мониторинг может быть выполнен в режиме реального времени и может использоваться в качестве шлюза для поддержки устройств с поддержкой ответа и «умных сокетов» в домашних условиях. Ранними формами таких технологий управления спросом со стороны спроса были устройства с динамическим спросом, которые пассивно воспринимали нагрузку на сетку, контролируя изменения частоты электропитания. Устройства, такие как промышленные и бытовые кондиционеры, холодильники и обогреватели, отрегулировали свой рабочий цикл, чтобы избежать активации в течение времени, когда сетка страдала от пикового состояния. Начиная с 2000 года, проект Telegestore в Италии был первым, кто объединил большое количество (27 миллионов) домов с использованием интеллектуальных счетчиков, подключенных через низкоскоростную линию электропередач. В некоторых экспериментах использовался термин «широкополосная связь по линиям электропередачи» (BPL), в то время как другие использовали беспроводные технологии, такие как сетевые сети, способствующие более надежным соединениям с разрозненными устройствами в домашних условиях, а также поддерживали измерение других коммунальных услуг, таких как газ и вода.

Мониторинг и синхронизация глобальных сетей были революционизированы в начале 1990-х годов, когда Управление энергетики Бонневилла расширило свои интеллектуальные сетевые исследования с помощью прототипов датчиков, которые способны очень быстро анализировать аномалии качества электроэнергии в очень больших географических районах. Кульминацией этой работы стала первая операционная широкомасштабная измерительная система (WAMS) в 2000 году. Другие страны быстро интегрируют эту технологию — Китай начал иметь всеобъемлющий национальный WAMS, если в течение последних пятилетних экономических планов завершится в 2012 году.

Самые ранние развертывания интеллектуальных сетей включают в себя итальянскую систему Telegestore (2005), сетчатую сеть Austin, Texas (с 2003 года) и интеллектуальную сетку в Боулдере, штат Колорадо (2008). См. Раздел Развертывания и попытки развертывания ниже.

Особенности интеллектуальной сети
Интеллектуальная сетка представляет собой полный набор текущих и предлагаемых ответов на проблемы электроснабжения. Из-за разнообразных факторов существует множество конкурирующих таксономий и нет согласия по универсальному определению. Тем не менее, здесь дается одна возможная категоризация.

надежность
В интеллектуальной сети используются такие технологии, как оценка состояния, которые улучшают обнаружение неисправностей и позволяют самовосстановление сети без вмешательства технических специалистов. Это обеспечит более надежную поставку электроэнергии и уменьшит уязвимость к стихийным бедствиям или нападениям.

Хотя несколько маршрутов рекламируются как функция смарт-сетки, в старой сетке также присутствовало несколько маршрутов. Первоначальные линии электропередач в сетке были построены с использованием радиальной модели, более поздняя связь гарантировалась с помощью нескольких маршрутов, называемых сетевой структурой. Однако это создало новую проблему: если текущий поток или связанные с ним эффекты по сети превышают лимиты какого-либо конкретного сетевого элемента, он может выйти из строя, а текущий будет шунтирован на другие сетевые элементы, что в конечном итоге может также потерпеть неудачу, эффект домино. См. Отключение питания. Техника предотвращения этого — сброс нагрузки путем отключения или уменьшения напряжения (сбой).

Экономическое влияние повышения надежности и устойчивости сети является предметом ряда исследований и может быть рассчитано с использованием методологии, финансируемой Министерством энергетики США, для американских местоположений, использующей по крайней мере один инструмент расчета.

Гибкость в сетевой топологии
Инфраструктура передачи и распределения нового поколения будет лучше способна обрабатывать возможные потоки энергии двунаправленной передачи, позволяя распределенную генерацию, например, от фотоэлектрических панелей на крышах зданий, а также использование топливных элементов, зарядку в / из батарей электрических автомобилей, ветер турбины, гидроэлектростанции с накачкой и другие источники.

Классические решетки были спроектированы для одностороннего потока электроэнергии, но если местная подсетей генерирует больше энергии, чем потребляет, обратный поток может повысить безопасность и надежность. Интеллектуальная сетка предназначена для управления этими ситуациями.

КПД
Ожидается, что благодаря внедрению технологий интеллектуальных сетей, в частности, включая управление на стороне спроса, можно ожидать большого вклада в общее повышение эффективности энергетической инфраструктуры, например, отключение кондиционеров во время кратковременных всплесков цен на электроэнергию, снижение напряжения, когда это возможно, на распределительные линии через Оптимизацию напряжения / VAR (VVO), устраняя опрокидывание грузовиков для считывания показаний счетчиков и уменьшая количество вагонов с помощью улучшенного управления отходами с использованием данных из систем Advanced Metering Infrastructure. Общий эффект — это сокращение избыточности в линиях передачи и распределения, а также увеличение использования генераторов, что приводит к снижению цен на энергоносители.

Регулировка нагрузки / балансировка нагрузки
Суммарная нагрузка, подключенная к электросети, может значительно меняться с течением времени. Хотя общая нагрузка представляет собой сумму многих индивидуальных вариантов клиентов, общая нагрузка не обязательно стабильна или медленна. Например, если начнется популярная телевизионная программа, миллионы телевизоров начнут набирать обороты мгновенно. Традиционно, чтобы реагировать на быстрое увеличение энергопотребления, быстрее, чем время запуска большого генератора, некоторые запасные генераторы помещаются в диссипативный режим ожидания. Интеллектуальная сетка может предупредить все индивидуальные телевизоры или другого более крупного клиента, чтобы временно уменьшить нагрузку (чтобы дать время для запуска более крупного генератора) или непрерывно (в случае ограниченных ресурсов). Используя алгоритмы математического предсказания, можно предсказать, сколько резервных генераторов необходимо использовать, чтобы достичь определенной скорости отказа. В традиционной сетке показатель отказов может быть снижен только за счет увеличения числа резервных генераторов. В интеллектуальной сети снижение нагрузки даже небольшой частью клиентов может устранить проблему.

Ограничение пика / выравнивание и время использования
Чтобы снизить спрос в периоды пиковой нагрузки с высокой стоимостью, технологии связи и измерения информируют интеллектуальные устройства в домашних условиях и бизнесе, когда спрос на энергию высок и отслеживается, сколько электроэнергии используется и когда оно используется. Это также дает коммунальным предприятиям возможность снизить потребление путем непосредственного общения с устройствами, чтобы предотвратить перегрузки системы. Примерами могут быть утилиты, уменьшающие использование группы станций зарядки электромобилей или перестановки температурных параметров кондиционеров в городе. Чтобы мотивировать их к сокращению использования и выполнению так называемого пикового сокращения или максимального уровня, цены на электроэнергию увеличиваются в периоды высокого спроса и уменьшаются в периоды низкой потребности. Считается, что потребители и предприятия будут потреблять меньше во время высоких периодов спроса, если потребители и потребительские устройства могут быть осведомлены о высокой ценовой премии за использование электроэнергии в пиковые периоды. Это может означать принятие компромиссов, таких как включение / выключение воздушных кондиционеров или работающих посудомоечных машин в 21:00 вместо 17:00. Когда предприятия и потребители видят прямую экономическую выгоду от использования энергии в нерабочее время, теория заключается в том, что они будут включать затраты энергии на эксплуатацию в их потребительское устройство и решения по строительному строительству и, следовательно, станут более энергоэффективными. См. «Измерение времени суток» и ответ на запрос.

По словам сторонников планов смарт-сетей, [кто?] Это уменьшит запас спиннинга, который атомные утилиты должны поддерживать в режиме ожидания, поскольку кривая нагрузки будет выравниваться через комбинацию «невидимого ручного» капитализма свободного рынка и централизованное управление большим количеством устройств службами управления питанием, которые оплачивают потребителям часть максимальной мощности, сэкономленной путем выключения своего устройства.

устойчивость
Улучшенная гибкость смарт-сетки позволяет добиться большего проникновения высоковольтных возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия и энергия ветра, даже без добавления энергии. Текущая сетевая инфраструктура не построена таким образом, что позволяет использовать многие распределенные точки подачи, и, как правило, даже если на локальном уровне (распределении) допускается некоторая подача, инфраструктура уровня передачи не может ее разместить. Быстрые колебания в распределенной генерации, например, из-за облачной или порывистой погоды, представляют значительные проблемы для энергетиков, которым необходимо обеспечить стабильные уровни мощности за счет изменения мощности более контролируемых генераторов, таких как газовые турбины и гидроэлектрические генераторы. По этой причине технология Smart grid является необходимым условием для очень большого количества возобновляемой электроэнергии на сетке.

Рынок, что позволяет
Интеллектуальная сеть позволяет систематизировать связь между поставщиками (их цена на энергию) и потребителей (их готовность платить) и позволяет как поставщикам, так и потребителям быть более гибкими и сложными в своих операционных стратегиях. Только критические нагрузки должны будут платить пиковые цены на энергию, а потребители смогут быть более стратегическими, когда они будут использовать энергию. Генераторы с большей гибкостью смогут стратегически продавать энергию для максимальной прибыли, в то время как негибкие генераторы, такие как паровые турбины с базовой нагрузкой и ветряные турбины, получат различный тариф, основанный на уровне спроса и состоянии других работающих в настоящее время генераторов. Общий эффект — это сигнал, который обеспечивает энергоэффективность и энергопотребление, которое чувствительно к изменяющимся во времени ограничениям предложения. На внутреннем уровне бытовые приборы со степенью хранения энергии или тепловой массой (например, холодильники, тепловые банки и тепловые насосы) будут хорошо размещены, чтобы «играть» на рынке и стремиться минимизировать затраты на электроэнергию, адаптируя спрос к более низким ценам, периодов поддержки энергии. Это является продолжением двухтарифной ценовой политики, упомянутой выше.

Поддержка ответа на спрос
Поддержка реакции спроса позволяет генераторам и нагрузкам взаимодействовать в автоматическом режиме в режиме реального времени, координируя спрос на раскалывание шипов. Устранение доли спроса, которая возникает в этих шипах, исключает затраты на добавление генераторов резервов, сокращает износ и продлевает срок службы оборудования и позволяет пользователям сокращать свои счета за электроэнергию, сообщая устройства с низким приоритетом, чтобы использовать энергию только тогда, когда она самая дешевая ,

В настоящее время системы электросетей имеют разную степень коммуникации в системах управления для своих высокоценных активов, например, в генерирующих установках, линиях электропередачи, подстанциях и основных потребителях энергии. В общем, информация идет в одну сторону, от пользователей и загрузок, которые они контролируют обратно к утилитам. Утилиты пытаются удовлетворить спрос и преуспеть или не в разной степени (понижение температуры, переключение затухания, неконтролируемое затемнение). Общий объем спроса на электроэнергию со стороны пользователей может иметь очень широкое распределение вероятности, которое требует наличия резервных генерирующих установок в режиме ожидания для реагирования на быстро меняющееся потребление энергии. Этот односторонний поток информации дорог; последние 10% генерирующей мощности могут потребоваться всего лишь в 1% случаев, а издержки и сбои могут быть дорогостоящими для потребителей.

Реакция спроса может быть обеспечена коммерческими, жилыми нагрузками и промышленными нагрузками. Например, операция «Уоррик» Alcoa участвует в MISO в качестве квалифицированного ресурса реагирования на запросы, а Trimet Aluminium использует свой плавильный завод в качестве краткосрочной мега-батареи.

Задержка потока данных является серьезной проблемой, поскольку некоторые ранние интеллектуальные архитектуры измерителей позволяют фактически до 24 часов задержки в получении данных, предотвращая любую возможную реакцию либо с помощью поставляющих, либо требовательных устройств.

Платформа для продвинутых услуг
Как и в других отраслях, использование надежных двусторонних коммуникаций, современных датчиков и распределенных вычислительных технологий повысит эффективность, надежность и безопасность доставки и использования энергии. Это также открывает возможности для совершенно новых услуг или улучшений для существующих, таких как мониторинг пожара и аварийные сигналы, которые могут отключить питание, совершать телефонные звонки в экстренные службы и т. Д.

Предоставление мегабитов, контроль мощности с помощью килобитов, продажа остальных
Объем данных, необходимых для автоматического мониторинга и переключения устройств, очень мал по сравнению с тем, что уже достигает даже отдаленных домов для поддержки услуг голосовой связи, безопасности, Интернета и телевидения. Многие усовершенствования пропускной способности смарт-сетки оплачиваются за счет чрезмерной подготовки, также поддерживающей потребительские услуги, и субсидирования коммуникаций с помощью услуг, связанных с энергетикой, или субсидирования услуг, связанных с энергетикой, таких как более высокие тарифы в часы пик, с коммуникациями. Это особенно справедливо в тех случаях, когда правительства используют оба набора услуг как государственную монополию. Поскольку энергетические и коммуникационные компании, как правило, являются отдельными коммерческими предприятиями в Северной Америке и Европе, необходимы значительные усилия правительства и крупных поставщиков для поощрения различных предприятий к сотрудничеству. Некоторые, как и Cisco, видят возможность предоставления устройствам потребителей, очень похожих на те, которые они уже давно предоставляют промышленности. Другие, такие как Silver Spring Networks или Google, являются интеграторами данных, а не поставщиками оборудования. В то время как стандарты управления мощностью переменного тока предполагают, что сетевые сети являются основным средством коммуникации между интеллектуальными сетями и домашними устройствами, биты могут не добираться до дома через широкополосную связь по линиям электропитания (BPL), а по фиксированной беспроводной связи.

Технологии
Основная часть технологий интеллектуальных сетей уже используется в других приложениях, таких как производство и телекоммуникации, и адаптируется для использования в сетевых операциях.

Интегрированные коммуникации. В число областей для улучшения входят: автоматизация подстанций, реакция спроса, автоматизация распределения, диспетчерский контроль и сбор данных (SCADA), системы управления энергией, беспроводные сетчатые сети и другие технологии, связь с линией электропередач и волоконная оптика. Интегрированные коммуникации позволят осуществлять контроль в реальном времени, информацию и обмен данными для оптимизации надежности системы, использования активов и безопасности.
Измерение и измерение: основные обязанности — оценка перегруженности и устойчивости к сетке, контроль состояния оборудования, защита от краж и предотвращение кражи. Технологии включают в себя: усовершенствованные микропроцессорные счетчики (интеллектуальный счетчик) и измерительное оборудование для считывания счетчиков, широкополосные системы мониторинга, динамическую оценку линии (как правило, основанные на онлайн-показаниях с помощью распределенного температурного зондирования в сочетании с системами термической оценки в реальном времени (RTTR)), анализ, время использования и инструменты ценообразования в реальном времени, расширенные коммутаторы и кабели, радиосвязь с обратным рассеянием и цифровые защитные реле.
Смартметры.
Единицы измерения фаза. Многие в инженерном сообществе энергетических систем считают, что северо-восточное размывание в 2003 году могло быть сведено к гораздо меньшей площади, если бы была создана широкомасштабная измерительная сеть.
Распределенное управление потоком мощности: устройства управления потоком энергии подключаются к существующим линиям передачи для управления потоком мощности внутри. Линии передачи, поддерживаемые такими устройствами, поддерживают более широкое использование возобновляемых источников энергии, обеспечивая более последовательный контроль в режиме реального времени в отношении того, как эта энергия направляется в сетку. Эта технология позволяет сетке более эффективно хранить прерывистую энергию из возобновляемых источников энергии для последующего использования.
Интеллектуальная генерация энергии с использованием передовых компонентов: интеллектуальная генерация электроэнергии — это концепция согласования производства электроэнергии с потреблением с использованием нескольких идентичных генераторов, которые могут запускаться, останавливаться и эффективно работать при выбранной нагрузке независимо от других, что делает их пригодными для базовой нагрузки и максимальной мощности , Соответствующий спрос и предложение, называемый балансировкой нагрузки, необходим для стабильной и надежной подачи электроэнергии. Кратковременные отклонения в балансе приводят к колебаниям частоты, а длительное несоответствие приводит к отключению электроэнергии. Операторы систем передачи энергии заряжаются балансирующей задачей, соответствующей выходной мощности всех генераторов на нагрузку их электрической сети. Задача балансировки нагрузки стала намного сложнее, поскольку в сетку добавляются все более прерывистые и переменные генераторы, такие как ветряные турбины и солнечные элементы, что вынуждает других производителей адаптировать свою продукцию гораздо чаще, чем это требовалось в прошлом. Первые две электростанции с динамической стабильностью сетки, использующие эту концепцию, были заказаны Elering и будут построены Wärtsilä в Киисе, Эстония (Kiisa Power Plant). Их цель заключается в том, чтобы «обеспечить динамическую генерирующую способность для внезапного и неожиданного снижения электроснабжения». Планируется, что они будут готовы в 2013 и 2014 годах, а их общий объем составит 250 МВт.
Автоматизация энергосистемы обеспечивает быструю диагностику и точное решение конкретных сбоев или сбоев в работе сети. Эти технологии полагаются на каждый из четырех ключевых областей и способствуют их развитию. Три категории технологий для расширенных методов управления: распределенные интеллектуальные агенты (системы управления), аналитические инструменты (программные алгоритмы и высокоскоростные компьютеры) и операционные приложения (SCADA, автоматизация подстанций, ответ на запрос и т. Д.). Используя методы программирования искусственного интеллекта, энергосистема Фуцзянь в Китае создала систему защиты по всей территории, которая быстро может точно рассчитать стратегию управления и выполнить ее. Программное обеспечение мониторинга и контроля стабильности напряжения (VSMC) использует последовательный метод линейного программирования на основе чувствительности для надежного определения оптимального решения управления.

Исследование

Основные программы
IntelliGrid — Созданная Исследовательским институтом электроэнергетики (EPRI), архитектура IntelliGrid предоставляет методологию, инструменты и рекомендации для стандартов и технологий для использования в коммунальных целях при планировании, определении и закупке ИТ-систем, таких как расширенные измерения, автоматизация распределения и спрос. Архитектура также предоставляет живую лабораторию для оценки устройств, систем и технологий. Несколько утилит применили архитектуру IntelliGrid, включая Южную Калифорнию Эдисон, Лонг-Айлендский энергетический центр, проект «Солт-Ривер» и электротехническую доставку TXU. Консорциум IntelliGrid является государственным / частным партнерством, которое объединяет и оптимизирует глобальные исследовательские усилия, финансирует технологические исследования и разработки, работает над интеграцией технологий и распространяет техническую информацию.

Grid 2030 — Grid 2030 — это общее видение американской электросистемы, разработанное электроэнергетической промышленностью, производителями оборудования, поставщиками информационных технологий, федеральными и государственными органами, группами интересов, университетами и национальными лабораториями. Он охватывает создание, передачу, распространение, хранение и конечное использование. «Дорожная карта технологий электроснабжения» является документом для реализации концепции Grid 2030. В «Дорожной карте» изложены основные проблемы и проблемы модернизации сети и предлагаются пути, которые правительство и промышленность могут предпринять для создания будущей системы электроснабжения в будущем.

Modern Grid Initiative (MGI) — совместная работа Министерства энергетики США (DOE), Национальной лаборатории энергетических технологий (NETL), коммунальных предприятий, потребителей, исследователей и других заинтересованных сторон сети, для модернизации и интеграции электрической сети США. Управление электроснабжения и энергетическая надежность Министерства энергетики (OE) спонсирует эту инициативу, которая основывается на Grid 2030 и «Дорожная карта технологий использования электроэнергии», и согласуется с другими программами, такими как GridWise и GridWorks.

GridWise — программа DOE OE, ориентированная на развитие информационных технологий для модернизации электросетей США. Работая с Альянсом GridWise, программа инвестирует в архитектуру и стандарты коммуникаций; инструменты моделирования и анализа; умные технологии; испытательные стенды и демонстрационные проекты; и новые нормативные, институциональные и рыночные рамки. Альянс GridWise является консорциумом заинтересованных сторон государственного и частного сектора электроэнергетики, предоставляя форум для обмена идеями, совместных усилий и встреч с политиками на федеральном и государственном уровнях.

Архитектурный совет GridWise (GWAC) был сформирован Министерством энергетики США для продвижения и обеспечения возможности взаимодействия между многими организациями, которые взаимодействуют с национальной электроэнергетической системой страны. Члены GWAC — это сбалансированная и уважаемая команда, представляющая множество участников цепи электроснабжения и пользователей. GWAC предоставляет отраслевые рекомендации и инструменты для формулирования цели взаимодействия между электросистемой, определения концепций и архитектур, необходимых для обеспечения возможности взаимодействия, и разработки эффективных шагов для облегчения взаимодействия систем, устройств и учреждений, которые охватывают электрическая система. В Графической структуре контекстной настройки взаимодействия с архитектурой GridWise V 1.1 определены необходимые принципы и принципы.

GridWorks — программа DOE OE, направленная на повышение надежности электрической системы за счет модернизации ключевых компонентов сетки, таких как кабели и проводники, подстанции и защитные системы, а также силовая электроника. Основное внимание в программе уделяется координации усилий по высокотемпературным сверхпроводящим системам, технологиям надежности передачи, электрораспределительным технологиям, устройствам аккумулирования энергии и системам GridWise.

Проект демонстрации Smart Grid Pacific Northwest. — Этот проект является демонстрацией в пяти тихоокеанских северо-западных штатах — Айдахо, Монтане, Орегоне, Вашингтоне и Вайоминге. Он включает около 60 000 дозированных клиентов и содержит множество ключевых функций будущей интеллектуальной сети.

Солнечные города. В Австралии программа «Солнечные города» включала тесное сотрудничество с энергетическими компаниями для пробных интеллектуальных счетчиков, пиковых и внепиковых ценообразований, дистанционного переключения и связанных усилий. Он также предоставил ограниченное финансирование для модернизации сетей.

Smart Grid Energy Research Center (SMERC) — Лос-Анджелес, находящийся в Калифорнийском университете, посвятил свои усилия широкомасштабному тестированию своей интеллектуальной сети зарядки EV — WINSmartEV ™. Это создало еще одну платформу для архитектуры Smart Grid, обеспечивающую двунаправленный поток информации между утилитой и конечными устройствами потребителей — WINSmartGrid ™. SMERC также разработала испытательный стенд с требованием (DR), который включает в себя Центр управления, Сервер автоматизации ответа на вызовы (DRAS), Home-Area-Network (HAN), Батарейный блок хранения энергии (BESS) и фотоэлектрические (PV) панели. Эти технологии установлены в Лос-Анджелесе Департамента вод и энергетики и Южной Калифорнии Эдисон территории в качестве сети зарядных устройств EV, аккумуляторных батарей систем хранения, солнечных панелей, постоянного тока постоянного тока и автомобилей-сетки (V2G) единиц. Эти платформы, коммуникационные и управляющие сети позволяют проводить исследования, продвигать и тестировать проекты в Лос-Анджелесе под руководством UCLA в партнерстве с двумя ключевыми локальными утилитами, SCE и LADWP. [Лучший источник необходим]

Смарт-сетка
Для моделирования интеллектуальных электрических сетей использовалось много разных концепций. Они, как правило, изучаются в рамках сложных систем. В недавнем мозговом штурме энергосистема рассматривалась в контексте оптимального управления, экологии, человеческого познания, стекловидной динамики, теории информации, микрофизики облаков и многих других. Вот список типов анализов, появившихся в последние годы.

Системы защиты, которые проверяют и контролируют себя
Pelqim Spahiu и Ian R. Evans в своем исследовании представили концепцию интеллектуальной защиты подстанции и гибридной инспекционной группы.

Генераторы Курамото
Модель Курамото — хорошо изученная система. В этом контексте также была описана энергосистема. Цель состоит в том, чтобы поддерживать систему в равновесии или поддерживать фазовую синхронизацию (также известную как фазовая синхронизация). Неравномерные осцилляторы также помогают моделировать различные технологии, различные типы генераторов энергии, модели потребления и т. Д. Модель также использовалась для описания шаблонов синхронизации при мигании светлячков.

Био-системы
Электрические сети связаны со сложными биологическими системами во многих других контекстах. В одном исследовании электрические сети сравнивались с социальной сетью дельфинов. Эти существа рационализируют или усиливают общение в случае необычной ситуации. Интеграция, которая позволяет им выжить, очень сложна.

Случайные сети предохранителей
В теории перколяции изучены случайные сети плавких предохранителей. В некоторых районах плотность тока может быть слишком низкой, а в других — слишком сильной. Поэтому анализ может быть использован для сглаживания потенциальных проблем в сети. Например, высокоскоростной компьютерный анализ может предсказать перегоревшие предохранители и исправить их или проанализировать шаблоны, которые могут привести к отключению питания. Человеку трудно предсказать долгосрочные закономерности в сложных сетях, поэтому вместо этого используются плавкие или диодные сети.

Сеть Smart Grid Communication
Сетевые симуляторы используются для имитации / эмулирования сетевых коммуникационных эффектов. Обычно это включает в себя создание лаборатории с интеллектуальными сетевыми устройствами, приложениями и т. Д., При этом виртуальная сеть предоставляется сетевым симулятором.

Нейронные сети
Нейронные сети также рассматривались для управления энергосетями. Электроэнергетические системы можно классифицировать различными способами: нелинейными, динамическими, дискретными или случайными. Искусственные нейронные сети (АНН) пытаются решить самые трудные из этих проблем, нелинейные проблемы.

Прогнозирование спроса
Одно применение ANN — прогнозирование спроса. Для того, чтобы сетки могли работать экономично и надежно, прогнозирование спроса имеет важное значение, поскольку оно используется для прогнозирования мощности, которая будет потребляться нагрузкой. Это зависит от погодных условий, типа дня, случайных событий, инцидентов и т. Д. Однако для нелинейных нагрузок профиль нагрузки не является гладким и предсказуемым, что приводит к большей неопределенности и меньшей точности с использованием традиционных моделей искусственного интеллекта. Некоторые факторы, которые ANN учитывают при разработке таких моделей: классификация профилей нагрузки различных классов клиентов на основе потребления электроэнергии, повышение оперативности спроса для прогнозирования цен на электроэнергию в реальном времени по сравнению с обычными сетями, необходимость ввода прошлого спроса в качестве различные компоненты, такие как пиковая нагрузка, базовая нагрузка, загрузка долины, средняя нагрузка и т. д. вместо объединения их в один вход и, наконец, зависимость типа от конкретных входных переменных. Примером последнего случая может быть задан тип дня, будь то его рабочий день или выходные дни, что не оказало бы большого влияния на сетки больниц, но это было бы большим фактором в профиле нагрузки резидентных жилищных сетей.

Марковские процессы
Поскольку энергия ветра продолжает набирать популярность, она становится необходимой составляющей в реалистичных исследованиях энергосистем. Офф-лайн хранение, изменчивость ветра, предложение, спрос, цены и другие факторы могут быть смоделированы как математическая игра. Здесь цель заключается в разработке выигрышной стратегии. Марковские процессы использовались для моделирования и изучения этого типа системы.

Максимальная энтропия
Все эти методы, так или иначе, являются максимальными энтропийными методами, которые являются активной областью исследований.Это восходит к идеям Шеннона и многих других исследователей, изучавших сети связи. Сегодня, как и сегодня, современные исследования беспроводной сети часто рассматривают проблему перегрузки сети, и предлагается множество алгоритмов для ее минимизации, включая теорию игр, инновационные комбинации FDMA, TDMA и других.