در بخش اول و دوم این مطلب به طور مختصر به تاریخچه و مزایای و برخی ویژگی‌ها ازجمله قابلیت اطمینان و توپولوژی این شبکه پرداختیم. در ادامه این مبحث قصد داریم به دیگر ویژگی‌های این شبکه بپردازیم.
پایداری
قابلیت انعطاف پذیری شبکه هوشمند، امکان نفوذ بیشتر در منابع انرژی تجدیدپذیر بسیار متغیر از قبیل انرژی خورشیدی و انرژی باد را فراهم می‌کند. نوسانات سریع در تولید و توزیع، از جمله هوای ابری یا مه آلود، چالش‌های قابل توجهی را برای مهندسان برق به وجود می آورد که باید از طریق تغییر در خروجی ژنراتورهای کنترل پذیرتر مانند توربین‌های گازی و ژنراتورهای برق، سطح قدرت پایدار را تضمین کنند. به همین دلیل فناوری شبکه هوشمند شرط لازم برای مقادیر بسیار زیاد انرژی تجدید پذیر در شبکه را فراهم می‌آورد.
فعال کردن بازار
شبکه هوشمند امکان برقراری ارتباط منظم بین تأمین کنندگان و مصرف کنندگان را فراهم می‌کند و به آنها این امکان را می‌دهد تا در استراتژی‌های عملیاتی خود انعطاف پذیرتر و پیشرفته‌تر باشند. ژنراتورهایی با انعطاف پذیری بیشتر قادر به فروش انرژی استراتژیک برای حداکثر سود خواهند بود در حالی که ژنراتورهای انعطاف پذیر مانند توربین‌های بخار با بار پایه و توربین‌های بادی بر اساس سطح تقاضا و وضعیت سایر ژنراتورهایی که در حال حاضر کار می‌کنند تعرفه متفاوتی دریافت می‌کنند.
بستر خدمات پیشرفته
مانند سایر صنایع استفاده از ارتباطات دو طرفه قوی، سنسورهای پیشرفته و فناوری محاسبات توزیع شده باعث افزایش راندمان، قابلیت اطمینان و ایمنی و استفاده از انرژی می‌شود. همچنین این امکان را برای خدمات کاملاً جدید یا بهبود در سرویس‌های موجود مانند نظارت بر آتش سوزی و هشدارهایی که می‌توانند برق را قطع کنند، برقراری تماس تلفنی با خدمات اضطراری و غیره را ایجاد می‌کند.
قدرت کنترل
میزان داده مورد نیاز برای انجام نظارت و خاموش کردن وسایل شخصی به صورت خودکار در مقایسه با داده‌هایی که در حال حاضر حتی برای دسترسی به خانه‌های از راه دور نیز برای پشتیبانی از خدمات صوتی، امنیتی، اینترنت و تلویزیون در دسترس هستند ، بسیار اندک است. بسیاری از به‌روزرسانی‌های پهنای باند شبکه هوشمند با ارائه بیش از حد خدمات به منظور پشتیبانی از خدمات مصرف کننده و کمک به یارانه ارتباطات با خدمات مرتبط با انرژی یا یارانه دادن خدمات مرتبط با انرژی مانند نرخ‌های بالاتر در ساعات اوج با ارتباطات، پرداخت می‌شوند.
فناوری
بخش عمده‌ای از فناوری‌های شبکه هوشمند در حال حاضر در سایر کاربردها از جمله ساخت و ارتباط از راه دور مورد استفاده قرار می‌گیرند و برای استفاده در عملیات شبکه تطبیق می‌شوند.
- ارتباطات یکپارچه: زمینه‌های بهبود شامل: اتوماسیون پست، پاسخ به تقاضا، اتوماسیون توزیع، کنترل نظارتی و جمع‌آوری داده‌ها (SCADA)، سیستمهای مدیریت انرژی، شبکه‌های مش بی‌سیم و سایر فناوری‌ها، ارتباطات حامل خط برق و فیبر نوری است. ارتباطات یکپارچه برای بهینه‌سازی قابلیت اطمینان سیستم، استفاده از دارایی و امنیت در زمان واقعی، امکان کنترل، تبادل اطلاعات و داده‌ها را فراهم می‌آورد.
- سنجش و اندازه‌گیری: وظیفه ارزیابی وضعیت پایداری و ثبات شبکه، نظارت بر سلامت تجهیزات، جلوگیری از سرقت انرژی و پشتیبانی از استراتژی‌های کنترل را عهده‌دار است. فناوری‌های مرتبط عبارتند از: متر پیشرفته ریزپردازنده (متر هوشمند) و تجهیزات خواندن، سیستمهای نظارت بر سطح گسترده، (به طور معمول مبتنی بر خوانش آنلاین توسط سنجش درجه حرارت توزیع شده همراه با سیستمهای درجه‌بندی گرما در زمان واقعی، زمان ابزارهای قیمت‌گذاری و استفاده در زمان واقعی، سوئیچ‌ها و کابل‌های پیشرفته، فناوری رادیو و رله‌های محافظ دیجیتال.
کنتورهای هوشمند
- واحدهای اندازه‌گیری فازور. بسیاری از افراد جامعه مهندسی سیستمهای قدرت معتقدند که اگر یک شبکه اندازه‌گیری فازور در منطقه گسترده وجود داشته باشد ممکن است میزان خاموشی در منطقه بسیار کمتر شود.
- کنترل جریان برق توزیع شده: دستگاه‌های کنترل جریان نیرو برای کنترل جریان نیرو در داخل، به خطوط انتقال موجود وصل می‌شوند. خطوط انتقال با استفاده از چنین دستگاههایی از طریق استفاده بیشتر از انرژی تجدید پذیر با ارائه کنترل زمان واقعی در مورد چگونگی هدایت انرژی در شبکه، فناوری شبکه را قادر می‌سازند تا انرژی متناوب را از منابع تجدید پذیر برای استفاده‌های بعدی ذخیره کند.
- تولید برق هوشمند با استفاده از اجزای پیشرفته: تولید برق هوشمند مفهومی برای مطابقت با تولید برق با تقاضا و استفاده از چندین مولد یکسان است. تطبیق عرضه و تقاضا به نام توازن بار برای تأمین پایداری و قابلیت اعتماد برق ضروری است. انحراف کوتاه‌مدت در تعادل منجر به تغییرات فرکانس و عدم همخوانی طولانی‌مدت در خاموشی‌ها می‌شود. اپراتورهای سیستمهای انتقال نیرو وظیفه متعادل‌سازی را بر عهده دارند و توان خروجی کلیه ژنراتورها را با بار شبکه برق آنها مطابقت می‌دهند. وظیفه متعادل‌سازی بار به مراتب چالش برانگیز می‌شود زیرا ژنراتورهای متناوب و متغیر مانند توربین‌های بادی و سلولهای خورشیدی به شبکه اضافه می‌شوند و سایر تولیدکنندگان را مجبور می‌سازد که بازده خود را بسیار بیشتر از آنچه در گذشته مورد نیاز بود تطبیق دهند.
- اتوماسیون سیستم نیرو امکان تشخیص سریع و راهکارهای دقیق برای اختلال در شبکه یا قطع برق را فراهم می‌کند. این فناوری‌ها به چهار حوزه اصلی دیگر متکی هستند و به آنها کمک می‌کنند. سه دسته فناوری برای روشهای کنترل پیشرفته عبارتند از: عوامل هوشمند توزیع شده (سیستمهای کنترل) ، ابزارهای تحلیلی (الگوریتم‌های نرم‌افزاری و کامپیوترهای پر سرعت) و کاربردهای عملیاتی (SCADA ، اتوماسیون پستهای فرعی، پاسخ به تقاضا و ...). با استفاده از تکنیک‌های برنامه‌نویسی هوش مصنوعی.
شبکه برق فوجیان در چین یک سیستم حفاظت از منطقه گسترده ایجاد کرده است که به سرعت قادر به محاسبه دقیق استراتژی کنترل و اجرای آن است. نرم‌افزار مانیتورینگ و کنترل ثبات ولتاژ (VSMC) از یک روش برنامه‌ریزی خطی پی در پی مبتنی بر حساسیت استفاده می‌کند تا راه‌حل کنترل بهینه را تعیین کند.
شرکت‌های فناوری اطلاعات مختل بازار انرژی
شبکه هوشمند راهکارهای مبتنی بر فناوری اطلاعات را ارائه می‌دهد که شبکه برق سنتی فاقد آن است. شرکت‌های فناوری از چند طریق باعث اختلال در فعالان سنتی بازار انرژی می‌شوند. آنها سیستمهای توزیع پیچیده‌ای را برای رسیدن به تولید غیرمتمرکز برق به دلیل ریزگردها توسعه می‌دهند. این فناوری در میکروگریدها باعث می‌شود مصرف انرژی برای خانوارها ارزان‌تر از خرید از خدمات شهری باشد. علاوه بر این ساکنان می‌توانند با اتصال به کنتورهای هوشمند، مصرف انرژی خود را آسانتر و مؤثرتر مدیریت کنند. با این حال عملکرد و قابلیت اطمینان میکروگریدها به تعامل مداوم بین تولید برق، ذخیره و بار مورد نیاز بستگی دارد.
ادامه مطلب را در بخش چهارم مطالعه کنید.
