أصبحت الشبكات الذكية المسار الأساسي لتحول الطاقة العالمية
انطلاقًا من مفهوم الاقتصاد منخفض الكربون- والتنمية المستدامة، أصبحت الشبكات الذكية هي الاتجاه الأساسي للتنمية في صناعة الطاقة العالمية. جوهرها هو "ذكاء" شبكة الطاقة - التي تعتمد على شبكة اتصالات عالية-ذات اتجاهين-عالية السرعة، تدمج قياسات الاستشعار المتقدمة وتكنولوجيا المعدات وطرق التحكم وأنظمة اتخاذ القرار- لتحقيق إمدادات طاقة موثوقة وآمنة واقتصادية وفعالة وصديقة للبيئة.
ونظرًا لاختلاف أسس التطوير، فإن مسارات بناء الشبكة الذكية لها خصائصها الخاصة: تركز الولايات المتحدة على تحديث البنية التحتية لشبكة الطاقة وتستبدل العمليات اليدوية بتكنولوجيا المعلومات؛ تركز أوروبا على تكامل الطاقة المتجددة والطاقة الموزعة لتعزيز تحول نماذج الصناعة؛ تقوم الصين ببناء نظام نقل قوي يعتمد على-الشبكات الأساسية ذات الجهد العالي للغاية لتحقيق التحسين-على نطاق واسع لتخصيص الطاقة. وعلى الرغم من اختلاف التركيز، فإن "التفاعل بين الشبكة والمستخدم" يعد سمة مشتركة للشبكات الذكية العالمية، وتعد العدادات الذكية هي الناقل الأساسي لهذه الميزة.
العداد الذكي: قفزة من "أدوات القياس" إلى "المحور التفاعلي"
العداد الذكي ليس ترقية بسيطة للعدادات التقليدية، ولكنه محطة ذكية تدمج القياس والاتصالات والتحكم. لقد مر تطويره بثلاث مراحل: العداد الإلكتروني في السبعينيات، والذي حل مشاكل الكفاءة المنخفضة والانحراف الكبير للبيانات في قراءة العدادات اليدوية للعدادات الميكانيكية؛ في المرة اللاحقة-حققت مشاركة الفواتير والعدادات المدفوعة مسبقًا توسعًا وظيفيًا؛ تعتمد العدادات الذكية اليوم على شرائح، وتدمج أنظمة الاتصال وإدارة البيانات-ثنائية الاتجاه، لتصبح "مركزًا تفاعليًا" يربط بين أطراف إمداد الطاقة والمستخدمين.
وتسلط وظائفها الأساسية الضوء على مزايا "الذكاء":
- يدعم أسعار الكهرباء العائمة: تسجيل بيانات الكهرباء القياسية في الوقت-مع الزمن-الكهرباء القياسية، والتكيف مع الوقت-تقاسم أسعار الكهرباء وآليات أسعار الكهرباء-في الوقت الفعلي، وتوفير دعم البيانات لإدارة جانب الطلب-.
- اتصال ثنائي الاتجاه:-من خلال الوحدة-المدمجة، يمكن لشركات إمداد الطاقة إرسال إشعارات انقطاع التيار و-أسعار الكهرباء في الوقت الفعلي، حتى يتمكن المستخدمون من فهم ديناميكيات استخدام الطاقة وضبط خطط استخدام الطاقة الخاصة بهم بمرونة.
- التحكم الذكي في الأجهزة المنزلية: يمكن تنظيم بدء تشغيل الأجهزة المنزلية وإيقاف تشغيلها تلقائيًا استنادًا إلى-أسعار الكهرباء في الوقت الفعلي، كما يمكن تحقيق "قطع الذروة وملء الوادي" بدون استثمارات إضافية من المستخدمين، مما يقلل من فواتير الكهرباء.
- القياس ثنائي الاتجاه-: توفير قياس دقيق لتوليد الطاقة والمشتريات لمستخدمي الطاقة الموزعين (مثل الأسر التي تقوم بتركيب معدات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح)، وتشجيع استخدام الطاقة النظيفة، وتقليل ضغط الحمل على شبكة الطاقة.
يعمل العداد الذكي على تمكين سيناريوهات متعددة للشبكات الذكية
في بناء الشبكات الذكية، تغلغل دور العدادات الذكية في السلسلة الكاملة لتوليد الطاقة ونقلها وتوزيعها واستهلاك الكهرباء:
- تحسين استهلاك الطاقة الجديدة: صياغة توقعات دقيقة للأحمال من خلال جمع البيانات في الوقت الفعلي- وتوجيه عملية تحسين وجدولة الطاقة الجديدة مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية. يستخدم نظام إدارة التوزيع الذي طورته جامعة هاواي في الولايات المتحدة العدادات الذكية كبوابة لتحقيق الاستجابة للطلب والتشغيل الآلي لتوفير الطاقة- والتحكم التعاوني في توليد الطاقة الموزعة.
- تحسين كفاءة تخصيص الطاقة الموزعة: تستخدم شركات إمدادات الطاقة العدادات الذكية لمراقبة أنظمة التوزيع في الوقت الحقيقي لإتقان العلاقة التفاعلية بين إمدادات الطاقة الموزعة وشبكة الطاقة، والتأكد من توصيل الكهرباء للمستخدمين بالطريقة الأكثر اقتصادا والأكثر أمانا.
- تعزيز التنبؤ بالحمل ومعالجة الأخطاء: يمكن للمستخدمين تحميل خطط استخدام الطاقة وبيانات توليد الطاقة من خلال العدادات الذكية، ويقوم طرف مصدر الطاقة بتحسين التنبؤ بالحمل وتقليل السعة الاحتياطية لشبكة الطاقة؛ عند حدوث خطأ، يمكن للبيانات غير الطبيعية المسجلة بواسطة العداد الذكي أن توفر أساسًا رئيسيًا لتحليل الخطأ.
- تعزيز الإدارة الذكية من جانب الطلب: جمع البيانات في الوقت الفعلي-مثل الجهد والتيار والطاقة، ومراقبة حالة معدات استهلاك الطاقة واستهلاكها للطاقة بذكاء، وإنشاء خطط منظمة لاستهلاك الطاقة تلقائيًا وتتبع تأثيرات التنفيذ، وتحقيق ذكاء عملية إدارة جانب الطلب بأكملها.
المقياس الذكي في الصين: التقدم نحو النمطية والشبكات والتنظيم
باعتبارها "النهايات العصبية" للشبكة الذكية، تعمل العدادات الذكية في الصين على تسريع تطورها إلى مرحلة أعلى. في الوقت الحاضر، حقق بناء "نظام جمع معلومات الكهرباء لمستخدم الطاقة" التابع لشبكة الدولة نتائج مرحلية، وأصبحت تقنية قراءة العدادات التلقائية هي الدعم الأساسي. ومع ذلك، تعتقد الصناعة بشكل عام أن المعدات الحالية لا تزال في مرحلة الانتقال من "العداد الإلكتروني" إلى "العداد الذكي الحقيقي"، وأن "التفاعل العميق بين المستخدمين وأطراف إمداد الطاقة" هو الاتجاه المستقبلي للاختراق.
تم توضيح مسار تطورها:
- التصميم المعياري: من خلال تقسيم الوحدة الوظيفية، "يتم تحقيق الترقيات والاستبدالات المحلية"، مما يقلل تكاليف الصيانة، ويكسر احتكار الشركة المصنعة، ويوحد معايير الصناعة.
- تخطيط شبكي: الاعتماد على ناقلات خطوط الطاقة والألياف الضوئية والشبكات اللاسلكية والقنوات الأخرى، ونقل بيانات الطاقة ومشاركتها في الوقت الفعلي. يمكن لمشروع "Power Fibre Home Entry" الذي تروج له شركة State Grid وChina Telecom أن يحل مشكلات-الخطوط المنزلية المتعددة مثل الأسلاك وخطوط الشبكة وخطوط الهاتف وغيرها من الإنشاءات دفعة واحدة، مما يوفر قناة ثابتة ومنخفضة التكلفة-لنقل البيانات.
- التكامل المنهجي: بمساعدة تكنولوجيا الكمبيوتر وأتمتة الطاقة، يتم تحليل وإدارة بيانات استهلاك الكهرباء الضخمة على منصة البيانات، ويتم تعزيز تطوير أنظمة معلومات استهلاك الكهرباء نحو التوزيع والانفتاح، وتحسين قابلية التوسع الوظيفي وسهولة الاستخدام.
تؤكد الممارسات الدولية: الفوائد الاجتماعية وإمكانات السوق للعدادات الذكية
لقد تحقق الطيارون الدوليون بشكل كامل من قيمة العدادات الذكية. توضح مراقبة المملكة المتحدة للأسر التي تقوم بتركيب عدادات ذكية أنه من خلال-التغذية العكسية للبيانات لتحسين استخدام الكهرباء، يمكن تخفيض فاتورة الكهرباء السنوية للأسر العادية بنسبة 13% إلى 15%. وتشير تقديرات الحكومة إلى أنه إذا قامت 26 مليون أسرة في جميع أنحاء البلاد بتعميم العدادات الذكية، فإنها يمكن أن توفر ما بين 2.5 إلى 3.6 مليار جنيه إسترليني في السنوات العشرين المقبلة، مما يقلل من استهلاك الطاقة بنسبة 3٪ إلى 15٪، ويعود بالنفع على البيئة بشكل كبير.
ولا توفر هذه الممارسة أساسًا لصياغة السياسات فحسب، بل تسلط الضوء أيضًا على إمكانات السوق للعدادات الذكية. ومع نضج التكنولوجيا وانخفاض التكاليف، تنتقل العدادات الذكية من "التطبيق التجريبي" إلى "التعميم على نطاق واسع"، لتصبح نقطة ارتكاز رئيسية لتعزيز تحويل الطاقة وتحقيق هدف "الكربون المزدوج".
في بلدي، مع تسارع عملية الوحدات النمطية والشبكات والتنظيم، ستعمل العدادات الذكية على فتح قناة التفاعل بين أطراف إمداد الطاقة والمستخدمين، وتوفير دعم قوي للتنفيذ الكامل للشبكات الذكية، ومساعدة صناعة الطاقة على التحرك نحو اتجاهات مستدامة تتسم بالكفاءة ومنخفضة الكربون.
التعليمات
س1: ما الذي يجب علي الانتباه إليه عند تركيب العداد الذكي؟
ج1: يجب تركيب العداد الذكي بواسطة متخصصين. قبل التثبيت، تأكد من أن جهاز القياس سليم وأن الملحقات كاملة، واختر جهاز جاف وجيد التهوية وخالي من التداخل الكهرومغناطيسي القوي وإشارة جيدة. يجب أن يتم اتباع الأسلاك بدقة من خلال الرسم التخطيطي لضمان الحزم والأخطاء. بعد التثبيت، يلزم تصحيح الأخطاء وتهيئة الإعدادات.
س2: كيف يمكن للمستخدمين الاطلاع على بيانات العدادات الذكية؟
ج2: يمكن للمستخدمين عرض استهلاك الطاقة، وطاقة الذروة والوادي، والتوازن، وما إلى ذلك من خلال الأزرار الموجودة على الموقع الإلكتروني أو التطبيق الرسمي لشركة إمداد الطاقة؛ يمكنهم أيضًا الاستعلام عن البيانات التفصيلية لاستهلاك الطاقة والفواتير على الموقع الإلكتروني الرسمي لشركة إمداد الطاقة أو التطبيق؛ إذا كانت متصلة بنظام المنزل الذكي، فيمكنها أيضًا إدارة استهلاك الطاقة ومراقبته مركزيًا من خلال الجهاز.
س3: هل يمكن للعدادات الذكية التحكم في الأجهزة المنزلية عن بعد؟
ج3: تدعم بعض العدادات الذكية هذه الوظيفة. يمكن لجهاز القياس الاتصال بالأجهزة المنزلية بناءً على أسعار الكهرباء في الوقت الفعلي-، والتحكم تلقائيًا في مكيفات الهواء وسخانات المياه الكهربائية وغيرها من المعدات لتحقيق تحسين استهلاك الكهرباء. ومع ذلك، تحتاج الأجهزة المنزلية الذكية وعدادات الكهرباء إلى دعم البروتوكولات ذات الصلة وأن تتمتع ببيئة شبكة مستقرة.