توزیع برق مدرن و بهینهسازی مصرف با کمک اینترنت اشیا
با تعبیه سنسورها و دستگاه‌‌‌های هوشمند در سراسر شبکه برق، اینترنت اشیا نظارت و کنترل در زمان واقعی شبکه توزیع برق را امکانپذیر می‌کند.
با اتصال میلیون‌‌‌ها خانوار به یکدیگر، از چالش‌‌‌های اصلی ایجاد‌شده در فرآیند توزیع برق مدرن، می‌توان به بهینهسازی راندمان و در عین حال اطمینان از قابلیت اطمینان و پایداری اشاره کرد. با این حال، در جایی که زیرساخت‌‌‌های شبکه سنتی برای مقابله با نیازهای پویای مصرف انرژی در زمان معاصر و همچنین ادغام منابع انرژی تجدیدپذیر به سختی در تکاپو هستند، به تدریج مسائل پیچیده‌‌‌ای به وجود می‌‌‌آیند.
حل این مساله اهمیت فزاینده‌‌‌ای دارد، زیرا جهان به سمت اتکای بیشتر به انرژی‌‌‌های تجدیدپذیر حرکت می‌کند، تقاضا برای وسایل نقلیه الکتریکی افزایش می‌‌‌یابد و فناوری‌‌‌های ذخیره‌‌‌سازی جدید، انرژی را به شبکه باز‌می‌‌‌گردانند. جهان شاهد رشد در این فناوری‌‌‌ها و سیستم‌های جدید است، با این حال این رشد فناوری مجموعه چالش‌‌‌های خاص خود را به همراه دارد، به‌‌‌ویژه با توزیع برق در مناطق ولتاژ متوسط و پایین، زمانی که پای نظارت بر عرضه و رفع سریع عیوب به میان می‌‌‌آید.
محور اصلی این چالش‌‌‌ها ماهیت غیرقابل پیش‌بینی انرژی باد و خورشید و انتقال از سیستم‌های متمرکز سنتی به سیستم‌های غیرمتمرکزتر است. شبکه‌‌‌های برق جهانی خود را درگیر تطبیق و متعادل کردن این منابع جدید برق می‌‌‌بینند که اغلب به دلیل ظرفیت محدود و دید عملیاتی در تقاضا و عرضه دچار مشکل می‌‌‌شوند. با ترکیب این مسائل، پیشرفت‌‌‌های زیرساختی مانند قابلیت‌‌‌های ذخیره‌‌‌سازی انرژی، از چرخه‌‌‌های تقاضای فعلی عقب‌‌‌تر است. این در حالی است که راه‌‌‌حل‌‌‌های نوآورانه تجاری و مدل‌‌‌های فناوری، از جمله سیستم‌های اتصال وسایل نقلیه برقی به شبکه و ریزشبکه‌‌‌ها نیز هنوز در مراحل اولیه خود قرار دارند.
اما با توضیحات بالا چه نتیجه‌‌‌ای می‌توان گرفت؟ کاهش تولید، ازدحام و اینرسی شبکه، موانع قابل‌توجهی را برای شبکه‌‌‌های برق ایجاد می‌کند که در ابتدا برای چنین منابع دینامیکی طراحی نشده بودند. در برخی مناطق، زیرساخت‌‌‌های قدیمی موجود، همراه با قابلیت‌‌‌های سرمایه‌گذاری محدود، منجر به به‌خطر افتادن قابلیت اطمینان شبکه شده است. بنابراین، ایجاد یک شبکه توزیع برق هوشمند برای اجرای بدون نقص توزیع برق دیجیتال، امری کاملا ضروری است.
- بیشتر بخوانیم
- اولویت‌های کلیدی تحول دیجیتال برای سال ۲۰۲۴
- تحول دیجیتال ۲۰۲۴: چگونه جلوتر از اختلال بعدی بمانیم
اینترنت اشیا (IoT): پاسخی استراتژیک به چالش‌‌‌های شبکه برق
به گفته کارشناسان فناوری، اینترنت اشیا راه‌‌‌حلی متحول‌‌‌کننده برای این چالش‌‌‌ها ارائه می‌دهد. با تعبیه سنسورها و دستگاه‌‌‌های هوشمند در سراسر شبکه برق، اینترنت اشیا نظارت و کنترل در زمان واقعی شبکه توزیع برق را امکانپذیر می‌کند. شرکت هوآوی با همکاری شبکه برق استان شاآنشی چین و شراکت بیش از ۲۰ شرکت برق، راهحل پیچیده اینترنت اشیا را برای مدیریت شبکه توزیع برق ایجاد کرده است. این راهحل به سمت استفاده از هوشمندی شبکه، بهینهسازی جریان برق و مدیریت موثرتر حجم داده‌‌‌های رو به رشد در شبکه می‌رود، بنابراین وابستگی به مراکز کنترل متمرکز را کاهش می‌دهد.
معماری این راهحل که بر مبنای چهار بخش «ابر-لبه-اتصال-دستگاه» بنا شده است، در راستای ایجاد زمینه دیجیتالی برای شبکه‌‌‌های هوشمند آینده و پاسخگویی به سناریوهای مختلف توزیع برق ساخته شده است. در بخش «دستگاه»، مجموعه وسیع و رو به رشدی از ابزارها، از جمله کنتورهای هوشمند، محافظ‌‌‌های نشت انشعاب و کنتورهای اصلی، به صورت یکپارچه تعبیه شدهاند. کنتورهای هوشمند و سیستم‌های مدیریت انرژی خانه نشان می‌دهند که چگونه دستگاه‌‌‌های IoT به مصرف‌کنندگان کنترل و بینش بیشتری نسبت به مصرف انرژی خود می‌دهند، که منجر به الگوهای استفاده مسوولانه‌‌‌تر می‌شود.
بخش «اتصال» حامل‌‌‌های خطوط برق با سرعت بالا و فرکانس‌‌‌های رادیویی را برای تقویت اتصال هوشمند بین چند دستگاه معرفی می‌کند و در نتیجه شبکه‌‌‌های توزیع برق کم‌ولتاژ قابل تنظیم و قابل اندازه‌‌‌گیری را امکانپذیر می‌کند. این بخش، محلی‌‌‌سازی کارآمد خطا و گزارش قطع برق فعال را امکانپذیر می‌کند و قابلیت اطمینان را در شبکه‌‌‌ها افزایش می‌دهد.
در خصوص بخش لبه، پایانه‌‌‌های ترانسفورماتور توزیع هوشمند مجهز به هسته‌‌‌های با کارآیی بالا مستقر شدهاند. این پایانه‌‌‌ها داده‌‌‌ها را از شبکه‌‌‌های مختلف و دستگاه‌‌‌های کاربر نهایی جمع‌‌‌آوری می‌کنند و یک پلتفرم سیستم پویا را تشکیل می‌دهند که از نصب برنامه‌‌‌های درخواستی پشتیبانی می‌کند. فرآیند پردازش لبه، تصمیم‌گیری در زمان واقعی را در لبه شبکه امکانپذیر می‌کند. با تجزیه و تحلیل داده‌‌‌ها به صورت محلی، دستگاه‌‌‌های مرحله لبه می‌توانند بی‌‌‌درنگ ناهنجاری‌‌‌ها را شناسایی کرده و به آنها پاسخ دهند و از قطعی‌‌‌ها و اختلالات احتمالی جلوگیری کنند.
لایه «اتصال» همچنین اتصال این پایانه‌‌‌ها به پلتفرم هماهنگ‌‌‌سازی ابری را تضمین می‌کند و گزینه‌‌‌های ارتباطی متعددی از جمله شبکه‌‌‌های بی‌‌‌سیم خصوصی و عمومی را برای حفظ در دسترس بودن آنلاین ارائه می‌دهد. لایه «ابر» نیز دارای یک پلتفرم توسعه است که ایجاد برنامه را ساده می‌کند و به شرکت‌های برق اجازه می‌دهد تا به سرعت با نیازهای متغیر شبکه سازگار شوند. این لایه منابع داده‌‌‌های متنوعی را ادغام می‌کند و دید جامعی از ناحیه ترانسفورماتور ارائه می‌دهد و در نتیجه کارآیی عملیاتی و نگهداری را بهبود می‌‌‌بخشد.
این معماری، تجزیه و تحلیل و استفاده از داده‌‌‌ها را در بخش لبه تسهیل می‌کند و امکان نظارت و کنترل بلادرنگ بر فرآیند توزیع برق را فراهم می‌کند. راهحل اینترنت اشیا IoT هوآوی با ادغام این مجموعه از فناوری‌‌‌های پیشرفته، به ارائه‌‌‌دهندگان خدمات کمکی برای بهینهسازی، بهبود و ساده‌‌‌سازی فرآیندهای توزیع برق قدرت می‌دهد.
توانمندسازی مدیریت فعال و امنیت شبکه پیشرفته
مزایای مدیریت توزیع برق مبتنی بر اینترنت اشیا، فراتر از کارآیی عملیاتی است. راه‌‌‌حل‌‌‌های اینترنت اشیا می‌توانند قابلیت اطمینان منبع تغذیه را با شناسایی فعالانه و رسیدگی به مشکلات احتمالی قبل از تبدیل شدن به قطعی افزایش دهند. با راهحل IoT هوآوی، تشخیص قطع برق و زمان پاسخ به طور قابل‌توجهی کاهش یافته است و از بیش از چهار ساعت به تنها ۲۵ دقیقه تغییر کرده است.
مدیران، اکنون به طور فعال نواحی ترانسفورماتور را نظارت می‌کنند و آستانه‌‌‌هایی را برای رسیدگی پیشگیرانه به مسائل تعیین می‌کنند، بنابراین قابلیت اطمینان را تقویت کرده و خطاها را کاهش می‌دهند. علاوه بر این توانایی، این راهحل برای جمع‌‌‌آوری و تحلیل داده‌‌‌های جریان و ولتاژ بلادرنگ در مبارزه با سرقت برق و حفاظت از دارایی‌‌‌های شبکه کمک می‌کند.
موفقیت اثبات‌شده و چشم‌‌‌اندازهای آینده
این راهحل مبتنی بر IoT که قبلا در چند استان چین از جمله Shaanxi اجرا شده است، مدیریت بیش از ۱۰۰هزار ناحیه ترانسفورماتور توزیع را متحول کرده است. به طور قابل‌توجهی مدیریت دیجیتال و ایمنی شبکه‌‌‌های توزیع را بهبود بخشیده و رضایت مشتری را افزایش داده است. هوآوی با استفاده از قدرت تحول دیجیتال خود در صنعت برق به پیشبرد شبکه‌‌‌های توزیع هوشمند برق ادامه می‌دهد. تعهد این شرکت به نوآوری مشترک با شرکا و مشتریان، استاندارد جدیدی را در حوزه توزیع انرژی اینترنت اشیا ایجاد می‌کند و آینده مدیریت انرژی هوشمندانه‌‌‌تر و کارآمدتر را نوید می‌دهد. به طور کلی، ادغام اینترنت اشیا در توزیع برق نه‌تنها چالش‌‌‌های فعلی را برطرف می‌کند، بلکه زمینه را برای آینده انرژی انعطاف‌‌‌پذیرتر، کارآمدتر و پایدارتر فراهم می‌کند. اینترنت اشیا با استفاده از قدرت داده‌‌‌های بلادرنگ و اتصال، نحوه توزیع و مصرف انرژی را تغییر می‌دهد و گامی اساسی در تکامل زندگی هوشمند و پایدار بر‌می‌دارد.
منبع: دنیای اقتصاد
