Megabit cung cấp, kiểm soát điện bằng kilobit, bán phần còn lại

Megabit cung cấp, kiểm soát điện bằng kilobit, bán phần còn lại

Lưới điện thông minh (còn gọi là mạng thông minh) là dạng lưới điện mà mục tiêu đặt ra là tiên đoán và bảng giá máy phát điện cummins phản ứng một cách thông minh với cách ứng xử và hành động của tất cả các đơn vị được kết nối điện với lưới điện, bao gồm các đơn vị cung cấp điện, các hộ tiêu thụ điện và các đơn vị đồng thời cung cấp và tiêu thụ điện, nhằm cung cấp một cách hiệu quả các dịch vụ điện tin cậy, kinh tế và bền vững.



Ô tô chạy điện - Một yếu tố thúc đẩy lưới điện thông minh phát triển

Ở châu Âu, lưới điện thông minh được hiểu là lưới điện sử dụng các sản phẩm và bán máy phát điện cummins dịch vụ tiên tiến cùng với các công nghệ theo dõi, điều khiển, truyền thông, và tự sửa chữa nhằm:

• Tạo điều kiện tốt hơn cho việc nối lưới và vận hành các nguồn điện thuộc mọi công suất và công nghệ;

• Cho phép hộ tiêu thụ có vai trò trong việc tối ưu hóa vận hành lưới điện;

• Cung cấp cho hộ tiêu thụ nhiều thông tin và nhiều phương án hơn về lựa chọn người cung cấp điện.

• Giảm đáng kể tác động của toàn hệ thống cung cấp điện đối với môi trường;

• Duy trì hoặc thậm chí nâng cao hơn nữa độ tin cậy hiện có của hệ thống, chất lượng và an ninh cung cấp điện;

• Duy trì và cải thiện các dịch vụ hiện có một cách hiệu quả.

Ở Mỹ, lưới điện thông minh được định nghĩa là hiện đại hóa hệ thống truyền tải và phân phối điện trong nước nhằm duy trì một cơ sở hạ tầng điện tin cậy và vững chắc, có khả năng đáp ứng tăng trưởng nhu cầu trong tương lai và đạt được tất cả các yếu tố dưới đây, mà tổng hợp lại chính là đặc trưng của lưới điện thông minh:

1. Tăng cường sử dụng thông tin số và công nghệ điều khiển để nâng cao độ tin cậy, an ninh, và hiệu quả của lưới điện.

2. Tối ưu hóa động các hoạt động và nguồn lực của lưới điện, đảm bảo an ninh máy tính.

3. Triển khai và tích hợp các tài nguyên và nguồn điện phân bố, kể cả các tài nguyên tái tạo.

4. Phát triển và hợp nhất các nguồn lực đáp ứng nhu cầu phụ tải, nguồn lực phía phụ tải, và nguồn lực hiệu quả năng lượng.

5. Triển khai các công nghệ “thông minh” (thời gian thực, tự động hóa, các công nghệ tương tác có khả năng tối ưu hóa việc vận hành các thiết bị và khí cụ của hộ tiêu thụ) trong đo đếm điện, truyền thông liên quan đến vận hành và tình trạng lưới điện, và tự động hóa phân phối.

6. Tích hợp các thiết bị “thông minh” và khí cụ của hộ tiêu thụ.

7. Triển khai và tích hợp các công nghệ tiên tiến về tích trữ điện và san bằng phụ tải đỉnh, kể cả các loại xe chạy điện kiểu cắm điện (chạy bằng điện nạp từ lưới điện - plug-in electric vehicle) và xe kết hợp động cơ điện và động cơ đốt trong (hybrid electric vehicle), và điều hòa không khí kiểu tích nhiệt (thermal-storage air conditioning).

8. Cung cấp kịp thời cho hộ tiêu thụ thông tin và các phương án điều khiển.

9. Xây dựng các tiêu chuẩn về truyền thông và khả năng tương tác của các khí cụ và thiết bị đấu nối với lưới điện, kể cả cơ sở hạ tầng phục vụ lưới điện.

10. Nhận diện và giảm nhẹ những gì bất hợp lý hoặc không cần thiết ngăn cản việc chấp nhận các công nghệ, thông lệ và dịch vụ lưới điện thông minh.

Bối cảnh ra đời và mục tiêu

Việc triển khai lưới điện thông minh đòi hỏi phải thiết kế lại về căn bản ngành dịch vụ điện, tuy nhiên cần tập trung vào cơ sở hạ tầng kỹ thuật.

Lịch sử

Lưới điện xoay chiều đang sử dụng trên thế giới hiện nay ra đời năm 1896, một phần dựa trên thiết kế của Nikola Tesla đã được công bố từ năm 1888. Nhiều ý tưởng thiết kế ngày nay vẫn sử dụng dựa trên những công nghệ còn giới hạn cách đây 120 năm. Nhiều giả định và đặc điểm lỗi thời của lưới điện (ví dụ như nguồn điện tập trung; truyền tải điện, phân phối điện theo một hướng; và điều khiển theo phụ tải) thể hiện quan điểm từ thế kỷ 19 về những gì có thể thực hiện được.

Điều này một phần là do các công ty điện lực cảm thấy ngần ngại không muốn sử dụng các công nghệ chưa được thử thách cho một cơ sở hạ tầng tối quan trọng mà họ có trách nhiệm phải duy trì.

Lưới điện của thế kỷ 20 ban đầu được xây dựng ở dạng lưới điện địa phương, nhưng rồi theo thời gian, chúng được liên kết với nhau vì như vậy có lợi hơn về kinh tế và độ tin cậy. Một trong những hệ thống điện lớn nhất từ trước tới nay đã được xây dựng là lưới điện liên kết, đã chín muồi của cuối những năm 1960 được thiết kế nhằm “phân chia và phân phối” sản lượng lớn điện năng, từ một số tương đối nhỏ (tức là hàng nghìn) “nhà máy điện trung tâm” tới các trung tâm phụ tải lớn, và từ đó đến một số lượng lớn các hộ tiêu thụ cá nhân lớn và nhỏ. Bản chất của công nghệ phát điện trong 75 năm đầu của thế kỷ 20 là càng lớn thì hiệu suất càng cao (nên không hiếm các nhà máy điện công suất 1.000 – 3.000 MW), và phụ thuộc vào địa điểm (nhà máy thủy điện gần các đập nước lớn, các nhà máy nhiệt điện than, khí đốt, dầu gần nguồn nhiên liệu, nhà máy điện hạt nhân gần nơi có nguồn nước làm mát), và do nhiều lý do khác nhau, tất cả các nhà máy điện này phải đặt xa các trung tâm dân cư trong điều kiện đảm bảo tính kinh tế của nhà máy. Vì ngành điện tiếp tục sản xuất ngày càng nhiều điện năng với giá chấp nhận được cho lượng khách hàng ngày càng tăng nên vào cuối những năm 1960, đường dây điện đã vươn tới hầu như mọi gia đình, mọi doanh nghiệp ở các nước phát triển.

Tuy nhiên, năng lực thu thập và xử lý dữ liệu thời đó chỉ đạt tới trình độ các số liệu thống kê, lấy bình quân nên việc truyền các tín hiệu về giá, về cung và cầu qua hệ thống là rất hạn chế. Đồng thời, quan ngại về môi trường ngày một tăng kết hợp với sự phụ thuộc chính trị xã hội vào điện khí hóa ngày càng cao đã gây trở ngại cho việc phát triển theo qui mô. Cuối thế kỷ 20, giá thành điện năng tại các khu vực đô thị lớn leo thang đến mức khó chấp nhận. Các công nghệ na ná như thời những người sáng lập ra ngành điện cách đây một thế kỷ giờ đây không còn phù hợp với nền kinh tế dựa trên thông tin và dịch vụ.

Thử nghiệm thiết bị đo vectơ pha (PMU)

Trong 50 năm qua, lưới điện không còn theo kịp với các thách thức thời hiện đại, cụ thể như:

• Đe dọa về an ninh, từ phía người cung cấp năng lượng hoặc do tấn công mạng.

• Nhiều nước đề ra các chỉ tiêu sử dụng các nguồn điện xoay chiều gián đoạn khiến cho việc duy trì điện ổn định trở nên phức tạp hơn đáng kể.

• Để đạt mục tiêu bảo toàn, cần giảm phụ tải đỉnh ban ngày, giảm tổn thất năng lượng, đảm bảo mức dự phòng nguồn hợp lý.

• Yêu cầu cao về nguồn điện gián đoạn.

• Dụng cụ điện điều khiển bằng số có thể thay đổi bản chất của phụ tải điện (cho phép công ty điện tắt thiết bị điện trong nhà bạn nếu họ thấy phù hợp), kết quả là nhu cầu điện không còn tương thích với hệ thống điện vốn được xây dựng để phục vụ “nền kinh tế analog”. Một máy phát điện denyo ví dụ: Chương trình vô truyến được nhiều người ưa thích có thể gây tăng đột ngột phụ tải bởi vì các máy vô tuyến được bật lên gần như cùng lúc. Gia tăng sử dụng những thiết bị như vậy mà không có sự điều phối của lưới điện thông minh, sẽ dẫn đến các vấn đề về độ tin cậy cung cấp điện, giảm chất lượng điện, mất điện, và cắt điện luân phiên.

Mặc dầu các luận điểm này về lưới điện thông minh có xu hướng ngày một trở nên quen thuộc hơn, thế nhưng tầm quan trọng của chúng cũng là vấn đề còn phải bàn. Cụ thể như mặc dầu các phương tiện thông tin đại chúng nói nhiều đến điểm yếu của lưới điện nhưng cho đến nay ở Mỹ cũng như ở châu Âu chưa từng có vụ tấn công dạng tin tặc vào lưới điện. Tuy nhiên, tháng 4/2009, gián điệp đã thâm nhập vào lưới điện, có thể với mục đích một ngày đó sẽ tấn công. Về trường hợp năng lượng tái tạo và tính đa dạng của nó, một công trình mới đây thực hiện ở châu Âu gợi ý rằng lưới điện có thể nhận tới 30% năng lượng tái tạo (ví dụ như gió, mặt trời) mà không cần có bất cứ sự thay đổi nào.

Trong khi đó, các tiến bộ về tự động hóa, truyền dữ liệu, và nguồn điện phân bố bắt đầu tỏ ra phù hợp để hỗ trợ ý tưởng về lưới điện thông minh, có thể đáp ứng nhu cầu của người cung cấp và hộ tiêu thụ trong một rải rộng các tình huống, năng lực lớn hơn trong việc tiên liệu và đáp ứng các điều kiện vận hành thay đổi, và hiệu quả kinh tế cao hơn.