智能电网

智能电网一个安全的,集成、可重构、电子控制系统交付使用电力与传统电网并行运作。虽然它的许多组件已经被开发出来,和一些实现在21世纪初,2016年没有完全完成智能电网。因此,本文介绍了智能电网的可能性和承诺概念化。

简单的定义,一个电网的网络电线,变形金刚、变电站和机器连接发电厂和客户。在这样一个传统的电网,电力是分布在一个方向,从发电厂到客户,通过网络,没有什么手段监测其运输和交付。相比之下这个“哑巴网格”,“智能”电网将包括一系列传感器,通信网络,提高控制系统,和电脑效率、安全性和可靠性的端到端系统。特别是,智能电网可以应对和减少不可预见的事件的影响,如停电,给电网前所未有的“自我修复”能力。实用程序能够根据波动客户收取比例供给和需求,消费者可以通过编程的方式调整自己的用电,为了减少成本。最后,一个更强大的和智能电网可以做得更好集成风力发电和太阳能电力供应,它可以支持一个系统收费插件电动汽车。

自愈电网

即使是最聪明的一系列传感器和控制器将无法阻止暴力风吹下来的电线。然而,一个真正的智能电网至少可以自我纠错和自优化的损伤分布系统。限制自愈能力将有三个主要目标。最基本的会持续监测和反应。传感器如相量测量单元(pmu)监控电气参数电压和电流等多次每秒和饲料控制室运营商的数据。数据将被加上时间戳,地理位置,并发表在次秒级的间隔,使电网“曲调”本身不断地到一个最佳状态。

第二个目标是预期。自动化系统会不断寻找小问题,如过热变压器,可能引发更大的干扰。电脑将评估可能的后果,识别和评估纠正措施,和现在最有用的反应人类的运营商。

第三个目标是快速隔离。如果发生严重故障,电力可以将通过系统的智能路由交换机。从本质上讲,整个网络可以分为孤立的“岛屿”,每一个都将重组其发电厂和传输流尽。孤岛效应可能引起电压波动,甚至小故障,但它将防止造成重大停电的级联故障,如2003年的大停电,5000万年关闭服务客户的东北部美国和加拿大东部。线人员修复失败,人类控制器将准备每个岛重新加入到更大的网格。

赋予消费者

电力系统传统上被建造和运营的原则充分发电机容量必须存在以满足消费者的需求的所有可能的变化。这一原则产生了深刻的影响电网的设计和操作,导致所谓的过剩产能,以满足高峰需求,通常发生在夏季。在大多数电力系统电力的大多数客户支付的价格也昂贵的峰值产生时期需求较低的时期。系统运营商,另一方面,很少有工具处理减少高峰需求来自客户、短的紧急卸载(某些地区关闭电源)和滚动blackouts-blunt工具使用在最极端的条件。

智能电网提出的可能性,远离“僵化的加载系统,向系统提供电力的价格可以随着时间而改变,负载可以立即响应不断变化的环境。智能电网将终止在客户的位置在一个设备被称为智能电表。就像一个传统的仪表,仪器会衡量客户的消费千瓦的电力,但它也会计算每小时价格是由客户支付。所谓智能电器(可能与智能电表无线信号)可以将操作在小时的低需求自动网格,从而保持客户的成本降到最低。这样一个系统可能导致一个“夷为平地”负载曲线,从而能够减少昂贵的发电和配电装置必须安装简单供电高峰时期。

分布式能源资源

插件电动汽车(明白)将大大受益于智能计量系统,尤其是明白并有额外的能力从电池发送回电网,车辆被闲置。在这些情况下,汽车将作为网格存储设备。为了减少成本或者利润最大化,智能计量可以安排当车主买卖能量。

明白,储存能量并把它卖给了回电网将分布式能源的一种形式。另一个例子是微型电网,几兆瓦的电力系统为小社区甚至大学等机构。微型电网有能力操作相互关联,或者坐落从传统的分销系统。智能电网将包括允许地方电网自动化系统来确定时应保持与微型电网互联和当他们应该成为坐落。

以类似方式,智能电网促进的集成的可再生能源诸如风能和太阳能之类的资源。这些资源减少社会的消费化石燃料,但他们依赖于气象条件,因此是出了名的断断续续的在他们的供应,为融入传统电网创建特殊问题。

网格安全

互操作性是智能电网的优势之一,但也使动力输送系统的互操作性脆弱的攻击,和目标的数量只会增加更多的组件添加到系统中。第一个任何电气的安全挑战基础设施物理攻击或攻击基础设施和挑战是吗令人生畏的。例如北美电网,如此庞大而复杂,是不可能从端到端保护整个相互依赖的基础设施。

与此同时,威胁从网络空间涉及恶意的代码、入侵、拒绝服务攻击等威胁迅速增长和发展。尽管在2016年只有一个大国交通中断发生在乌克兰在2015年12月至225000年影响人已知引起的网络攻击、公共信息披露漏洞的电网系统更具吸引力为目标。广泛的部署和实施智能电网还没来得及开始,重大挑战在安全网络和物理攻击会被克服。适当的安全将涉及多层防御策略,防止单点故障降低整个系统。在上下文智能电网的自治系统必须保持信息对其邻居和附近的自我保护的方式当威胁的反应。如果任何部分的端到端系统被破坏,系统将重新配置保护自己,本地化的攻击,保护它。