Hoje em dia, o sistema de energia elétrica está enfrentando uma transformação radical em todo o mundo com a descarbonização do fornecimento de eletricidade para substituir ativos antigos e controlar os recursos naturais com novas informações e tecnologias de comunicação (TIC). Uma tecnologia de rede inteligente é essencial para fornecer fácil integração e serviço confiável aos consumidores. Um sistema de rede inteligente é um sistema de rede elétrica autossuficiente com base em tecnologia de automação digital para monitoramento , controle e análise dentro da cadeia de abastecimento. Este sistema pode encontrar a solução para os problemas muito rapidamente em um sistema existente que pode reduzir a força de trabalho e terá como alvo a eletricidade sustentável, confiável, segura e de qualidade para todos os consumidores.
Visão geral da tecnologia de rede inteligente
A rede inteligente pode ser definida como uma rede elétrica inteligente que combina rede elétrica e tecnologia de comunicação digital inteligente. Uma rede inteligente é capaz de fornecer energia elétrica de fontes múltiplas e amplamente distribuídas, como turbinas eólicas, sistemas de energia solar , e talvez até veículos elétricos híbridos plug-in.
Visão geral da tecnologia de rede inteligente
Componentes Smart Grid
Para alcançar uma rede inteligente modernizada, uma ampla gama de tecnologias deve ser desenvolvida e deve ser implementada. Essas tecnologias geralmente agrupadas nas seguintes áreas de tecnologia principais, conforme discutido abaixo.
Eletrodomésticos inteligentes: Os aparelhos inteligentes são capazes de decidir quando consumir energia com base nas preferências predefinidas do cliente. Isso pode levar à redução das cargas de pico que têm impacto nos custos de geração de eletricidade. Por exemplo, sensores inteligentes, como o sensor de temperatura que é usado em estações térmicas para controlar a temperatura da caldeira com base em níveis de temperatura predefinidos.
Medidores de energia inteligentes: Os medidores inteligentes fornecem comunicação bidirecional entre os provedores de energia e os consumidores finais para automatizar a coleta de dados de faturamento, detectar falhas no dispositivo e enviar equipes de reparo para o local exato com muito mais rapidez.
Componentes Smart Grid
Subestações inteligentes: subestações estão incluídas, monitorando e controlando dados operacionais não críticos e críticos, como status de energia, desempenho do fator de energia, disjuntor, segurança, status do transformador, etc. de energia. Subestações inteligentes também são necessárias para dividir o caminho do fluxo de eletricidade em várias direções. As subestações requerem equipamentos grandes e muito caros para operar, incluindo transformadores, chaves, bancos de capacitores, disjuntores, relés protegidos por rede e vários outros.
Subestações Inteligentes
Cabos Super Condutores: Eles são usados para fornecer transmissão de energia de longa distância e ferramentas automatizadas de monitoramento e análise capazes de detectar falhas em si ou até mesmo prever cabos e falhas com base em dados meteorológicos em tempo real e no histórico de interrupções.
Cabos Super Condutores
Comunicações integradas: A chave para uma tecnologia de rede inteligente é a comunicação integrada. Deve ser tão rápido quanto suficiente para as necessidades em tempo real do sistema. Dependendo da necessidade, muitas tecnologias diferentes são usadas na comunicação de rede inteligente, como Controlador lógico programável (PLC) , sem fio, celular, SCADA (Controle de Supervisão e Aquisição de Dados) e BPL.Key Considerations for Integrated Communication.
diminuir
Principais considerações para comunicação integrada
- Facilidade de implantação
- Latência
- Padrões
- Capacidade de carga de dados
- Seguro
- Capacidade de cobertura de rede
Principais considerações para comunicação integrada
Unidades de medição fasorial (PMU): É usado para medir as ondas elétricas em uma rede elétrica usando uma fonte de tempo comum para sincronização. O sincronizador de tempo permite medições sincronizadas em tempo real de vários pontos de medição remotos na grade.
Benefícios do Smart Grid
- Integre tecnologias isoladas: rede inteligente permite melhor gerenciamento de energia
- Gestão de proteção da rede elétrica durante situação de emergência
- Melhor demanda, resposta de oferta / demanda
- Melhor qualidade de energia
- Reduzir as emissões de carbono
- Aumento da demanda de energia: requer soluções mais complexas e críticas com melhor gerenciamento de energia
- Integração de energias renováveis
Desvantagens do Smart Grid
Problemas de privacidade
A maior preocupação é a segurança em um sistema de smart grid. O sistema de rede usa alguns medidores inteligentes, que são automatizados e fornecem comunicação entre o fornecedor de energia e o cliente. Aqui, alguns tipos de medidores inteligentes podem ser facilmente hackeados e podem controlar o fornecimento de energia de um único edifício ou de uma vizinhança inteira.
Volatilidade da rede
A rede Smart Grid tem muita inteligência em suas bordas, ou seja, no ponto de entrada e no medidor do usuário final. Mas a grade tem inteligência insuficiente no meio, governando as funções de comutação. Essa falta de desenvolvimento integrado torna a grade uma rede volátil. Recursos de engenharia foram aplicados na geração de energia e no consumo de energia do consumidor, que são os limites da rede. No entanto, se muitos nós forem adicionados à rede antes de desenvolver a inteligência do software para controlá-la, as condições levarão a uma rede inteligente volátil.
Aplicações de Smart Grid
A rede inteligente desempenha um papel importante nas tecnologias inteligentes modernas. A seguir estão as aplicações mais comuns da tecnologia de rede inteligente.
| Aplicativos e serviços futuros | Mercado em Tempo Real |
| Negócios e atendimento ao cliente | Fluxo de dados do aplicativo de / para os sistemas de gerenciamento de energia do usuário final |
| Carregamento inteligente de PHEVs e V2G | Fluxo de dados do aplicativo para PHEVs |
| Geração e armazenamento distribuídos | Monitoramento de ativos distribuídos |
| Otimização de grade
| Rede de autocura: proteção contra falhas, gerenciamento de interrupções, controle dinâmico de tensão, integração de dados meteorológicos, controle centralizado de banco de capacitores, automação de distribuição e subestação, sensoriamento avançado, reconfiguração automatizada do alimentador. |
| Resposta de demanda | Manutenção avançada de demanda e resposta à demanda, previsão de carga e deslocamento. |
| AMI (infraestrutura de medição avançada) | Fornece leitura remota de medidores, detecção de roubo, pré-pagamento do cliente, gerenciamento de força de trabalho móvel |
Requisitos de software
Compilador Keil, linguagem: Embedded C ou Assembly
Requisitos de Hardware
Microcontrolador pré-programado (AT89C51 / S52), medidor de energia, Max232, resistores, Módulo GSM , LCD (16 × 2), LED, Oscilador de cristal , Capacitores, diodos, transformador, regulador e carga.
Leitura do medidor de energia elétrica baseado em IOT através da Internet
O principal objetivo deste projeto é desenvolver um IOT (internet das coisas) Leitura de medidores de energia baseada em unidades consumidas e custo de consumo, na Internet, em formato de gráfico e medidor. Neste projeto, pegamos um medidor digital de energia cujo sinal de LED piscando faz interface com um microcontrolador de 8051 famílias por meio de um LDR. Por 1 unidade, o LED piscando pisca 3200 vezes. O sensor LDR dá uma interrupção ao microcontrolador programado, a cada vez que o LED do medidor pisca.
Diagrama de blocos do medidor de energia inteligente Medidor de energia baseado em IoT
O microcontrolador faz essa leitura e a exibe em um LCD devidamente conectado ao microcontrolador. Esta leitura do medidor de energia também é enviado para um GSM modem sendo alimentado pelo microcontrolador através do deslocador de nível IC e link RS232. Um SIM usado no modem habilitado para internet transmite os dados diretamente para uma página da web dedicada para exibição ou para o telefone celular do cliente, em qualquer lugar do mundo em formato gráfico multinível
Portanto, trata-se de uma visão geral da tecnologia de smart grid. Esperamos que você tenha entendido melhor este conceito. Além disso, quaisquer dúvidas sobre este conceito ou para implementar qualquer projetos elétricos , dê suas sugestões valiosas, comentando na seção de comentários abaixo. Aqui está uma pergunta para você, Quais são as vantagens de usar a tecnologia de smart grid ?
