من أجل التكيف مع شكل الشبكة الجديد وتلبية احتياجات المستخدم ، ولخدمة الاقتصاد الاجتماعي بشكل أفضل ، تم اقتراح مفهوم "الشبكة الذكية". منذ ذلك الحين ، قامت البلدان تدريجياً بتنفيذ مشاريع بحثية ومشاريع تجريبية تتعلق بالشبكات الذكية ، وقد انطلقت طفرة الشبكة الذكية في جميع أنحاء العالم. أنشأت شركة الشبكة الحكومية في الصين قسمًا ذكيًا للترويج لبناء شبكات ذكية في بلدي. في الوقت الحاضر ، أصبحت "الشبكة الذكية" واحدة من الكلمات الساخنة حول اتجاه التطوير المستقبلي للشبكة ، ويوفر نظام القياس المتقدم عملية انتقالية مماثلة لتخليص الشبكة. في السنوات الأخيرة ، نظرًا لتطوير الاتصالات والطلب على الشبكات الذكية ، زادت صناعة الطاقة بشكل مستمر من تغطية AMI.
محتوى
1. مفهوم عامي
البنية التحتية لقياس المتقدمة (AMI) هي نظام كامل لمعالجة الشبكة يستخدم لقياس معلومات استهلاك الكهرباء وتجميعها وتخزينها وتحليلها واستخدامها. وهو يتألف من عدادات ذكية مثبتة في نهاية المستخدم ، وقياس نظام إدارة البيانات الموجود في شركة الطاقة ، ونظام الاتصالات الذي يربطهم والشبكة الداخلية في منزل المستخدم. على وجه التحديد ، يمكن تقسيم نظام القياس المتقدم إلى أربعة جوانب: العدادات الذكية ، وشبكة الاتصالات ثنائية الاتجاه ، والشبكة الداخلية للمستخدم ، ونظام إدارة بيانات القياس ، كما هو موضح في الشكل 1.
2. مكونات AMI
بصفتها أجهزة القياس الأكثر أهمية في نظام القياس المتقدم ، فإن العداد الذكي مسؤول عن جمع معلومات الكهرباء من جانب المستخدم وجودة الطاقة وغيرها من البيانات ونقلها إلى شركة الطاقة من خلال شبكة اتصال ثنائية الاتجاه. إنها الواجهة للمستخدمين للتفاعل مع شركة الطاقة. يوضح الشكل 2 الهيكل الأساسي للمقياس الذكي. بالمقارنة مع العدادات الكهروميكانيكية التقليدية ، تم تحسين العدادات الذكية بشكل كبير. وتشمل وظائفهم المتميزة:
1) يمكن للمستخدمين قراءة معلومات القياس في الوقت الفعلي ؛
2) دعم أسعار الكهرباء في وقت الاستخدام ؛
3) تزويد المستخدمين بمعلومات أسعار الكهرباء في الوقت الفعلي ؛
4) إدراك التحكم الذكي في التحميل وأداء الإعداد عن بُعد ، والاتصال ، والإغلاق ؛
5) لديك وضع قياس متعدد معدلات لتسجيل معلومات استهلاك الكهرباء للمستخدم في فترات زمنية مختلفة ، وتوفير دعم تحليل البيانات للمستخدمين لفهم عادات استهلاك الكهرباء الخاصة بهم بشكل أفضل والمشاركة في مشاريع الاستجابة المختلفة للطلب ؛
6) توفير الدعم الفني لتكامل توليد الطاقة المتجددة في شبكة الطاقة الكبيرة وتوفير وظائف الفواتير ذات الصلة ؛
7) مراقبة جودة الطاقة عن بعد. يمكن لشركات الطاقة الحصول على معلومات الطاقة من جانب المستخدم من خلال العدادات الذكية ؛
8) تحديد موقع ورد على فشل النظام بسرعة
تتيح شبكة الاتصالات ثنائية الاتجاه للمستخدمين الحصول على حالة تشغيل في الوقت الفعلي ومعلومات أسعار الكهرباء لشبكة الطاقة ، وتغيير وضع مركز بيانات شركة الطاقة للحصول على بيانات من المستخدمين بطريقة أحادية الاتجاه. يتم نقل المعلومات الإحصائية Smart Meter من العداد إلى مركز بيانات شركة الطاقة عدة مرات في اليوم ، مما يوفر دعمًا للبيانات للتشغيل الموثوق لمختلف التطبيقات المتقدمة. يمكن تقسيم شبكة الاتصالات AMI عمومًا إلى ثلاثة أجزاء: شبكة الاتصالات الفقرية على نطاق واسع ، وشبكة الاتصالات الفرعية المحلية والشبكة المحلية المنزلية ، كما هو مبين في الشكل 3.
عادةً ما يتم اختيار الاتصالات الناقلة لخط الطاقة والاتصالات اللاسلكية كقنوات شبكة اتصال. يتمتع الاتصالات الناقلة لخط الطاقة بمزايا واضحة (لا مطلوب الأسلاك) ، والاعتراف بالسوق المرتفعة ، وتوسيع مجالات التطبيق باستمرار. يستخدم حاليًا على نطاق واسع في أكوام شحن السيارات الكهربائية ، والأجهزة المنزلية الذكية/التحكم في المنازل الذكية ، والإضاءة الذكية ، وإدارة كفاءة الطاقة ومراقبة المباني الذكية والمجالات الأخرى.
الشبكة الداخلية للمستخدم (HAN) هي شبكة شاملة تتشكل من خلال ربط مختلف الأجهزة المترابطة ذكية للمستخدمين. يمكنه توصيل أجهزة الكمبيوتر المتعددة والهواتف المحمولة والكاميرات وأنظمة إنذار الأمان المنزلي والأجهزة الذكية والأجهزة الرقمية الأخرى. يتم جمع المعلومات المختلفة للشبكة الداخلية للمستخدم في أجهزة الشبكة الذكية (مثل العدادات الذكية) ، ثم يتم ربط الشبكة الداخلية للمستخدم والشبكة الذكية من خلال شبكة اتصال ثنائية الاتجاه ، بحيث يمكن التحكم في هذه الأجهزة.
نظام إدارة بيانات القياس (MDMS) عبارة عن قاعدة بيانات تحتوي على أدوات تحليل ، تقع في مركز البيانات ، وتستخدم لتخزين وإدارة معلومات القياس والفواتير للمستخدمين. العدادات الذكية MDMS مترابطة وتخزين ومعالجة البيانات التي ترسلها العدادات. يمكن لشركات الطاقة الحصول على المعلمات الكهربائية للنظام من خلال تحليل معلومات البيانات المختلفة في MDMS ، وتحقيق وظائف التطبيق المتقدمة مثل تحليل سرقة الطاقة ، والتنبؤ بالأخطاء ، والتشغيل المستقر ، واستعادة الشبكة. تتمثل الوظيفة الأساسية لـ MDMS في تأكيد بيانات AMI وتحريرها وتقديرها للتأكد من أن تدفق البيانات إلى نظام المعلومات كاملة ودقيقة عند مقاطعة شبكة الاتصال أو فشل جانب المستخدم. يوضح الشكل 4 مخطط التشغيل المشترك لكل جزء من AMI.
3. أبحاث تطبيق AMI
يدرك إنشاء AMI التفاعل ثنائي الاتجاه بين الشبكة والمستخدم ، ويتكيف بشكل جيد مع وضع الشبكة الجديد ، ويلبي احتياجات المستخدمين لقياس الكهرباء في اتجاهين تحت التطوير السريع لتوليد الطاقة الموزعة. بموجب نموذج التطوير الحالي ، يمكن لنظام القياس المتقدم AMI تحقيق الوظائف التالية بشكل أساسي:
1) يمكن للمستخدمين فهم أسعار الكهرباء في الوقت الفعلي ومعلومات الكهرباء ، مما يحسن مبادرة المستخدمين للمشاركة في تشغيل الشبكة ؛
2) يوفر منصة للمستخدمين الذين يقومون بتثبيت مصادر الطاقة الموزعة وأجهزة تخزين الطاقة للوصول إلى سوق الطاقة. في الوقت نفسه ، يوفر الراحة لشركات الطاقة لتوجيه عملياتها بشكل معقول وتحسين توزيع تدفق الطاقة ؛
3) من خلال معلومات القياس ، يمكن أن تساعد شركات الطاقة في تقييم استخدام المعدات ، وتحسين حالة التشغيل الخاصة بها ، وتمديد عمر خدمة المعدات ؛
4) إجراء اكتشاف سرقة الطاقة ، واكتشاف الأعطال وإدارة جودة الطاقة لتحقيق الشفاء الذاتي لشبكة الطاقة ؛
5) تزويد المستخدمين بمعلومات سياسة الاستجابة للطلب (DR) مثل أسعار وقت استخدام وقت الاستخدام لتوجيه مشاركتهم النشطة ، والتي تفضي إلى "حلاقة الذروة والوادي" لشبكة الطاقة. في الوقت نفسه ، يتم دمج طريقة حساب خوارزمية GSL (مكتبة GNU العلمية ، GSL) لمراقبة العملية والاستجابة لها وتعزيز التشغيل السلس لشبكة الطاقة.
1). تحسين قدرات الأعمال الشاملة للمؤسسات
2). تقليل استثمار البناء في جميع الجوانب
3). إصلاح وابتكار مستوى إدارة الأصول
4). تشغيل استجابة الطلب على الطاقة
5). تحسين كفاءة تشغيل النظام
6). تعزيز الأسهم الاجتماعية
7). تحسين قدرات التشغيل الرأسمالية
8). تعزيز الابتكار العلمي والتكنولوجي والتقدم
استنادًا إلى الفوائد المهمة لتكنولوجيا AMI في الحفاظ على الطاقة ، والحد من الانبعاثات ، والاستجابة المنخفضة للحمل ، صاغت العديد من الإدارات أو المنظمات الحكومية تشريعات لتعزيز تنفيذ تكنولوجيا AMI. يوضح الجدول 1 مشاريع العرض التوضيحي الرئيسي في مختلف البلدان.
| الجدول 1 مشاريع التوضيح الوطني الرئيسي | |
| دولة | اسم المشروع |
| فرنسا | مشروع Linky |
| إيطاليا | مشروع Telegestore |
| الولايات المتحدة | مشروع العرض التوضيحي لشبكة أوهايو |
| كوريا الجنوبية | مشروع مظاهرة الشبكة الذكية جزيرة جيجو |
4. الخلاصة
1) تعلم من تجربة تنمية AMI الأجنبية لتطوير نظام AMI القياسي.
2) قامت Reallin بتطوير عدادات ذكية مع وظائف مختلفة وفقًا لاحتياجات المستخدم المختلفة. من أجل تجنب إهدار الموارد ، من الضروري النظر بشكل معقول في تطبيق موارد البرامج والأجهزة الحالية لتطوير العدادات الذكية.
3) تعزيز تكامل البيانات وترقية الصناعات المختلفة (الماء والغاز والحرارة والبرد وما إلى ذلك) وأنظمة القياس المتقدمة.
4) يجب أيضًا تعزيز حماية خصوصية المستخدم بشكل مستمر وتحسينه مع تطوير النظام لتعزيز ثقة المستخدم في شركات الطاقة.