今日では、電力システム老朽化した資産を置き換え、天然資源を新しい情報で管理するための脱炭素電力供給により、世界中で根本的な変革に直面しています。通信技術（ICT）。スマートグリッド技術は、消費者に簡単な統合と信頼性の高いサービスを提供するために不可欠です。スマートグリッドシステムは、に基づく自給自足の電力ネットワークシステムです。 監視のためのデジタル自動化技術 、サプライチェーン内の制御、および分析。このシステムは、労働力を削減できる既存のシステムで問題の解決策を非常に迅速に見つけることができ、すべての消費者に持続可能で信頼性が高く、安全で高品質の電力をターゲットにします。

スマートグリッド技術の概要

スマートグリッドは、電気ネットワークとスマートデジタル通信技術を組み合わせたスマート電気ネットワークとして定義できます。スマートグリッドは、風力タービンなど、複数の広く分散した電源から電力を供給することができます。太陽光発電システム、そしておそらくプラグインハイブリッド電気自動車ですら。

スマートグリッド技術の概要

スマートグリッドコンポーネント

近代化されたスマートグリッドを実現するには、さまざまな技術を開発し、実装する必要があります。これらのテクノロジーは、一般的に、以下で説明するように、次の主要なテクノロジー領域にグループ化されます。

インテリジェントアプライアンス： インテリジェントアプライアンスは、顧客の事前設定された好みに基づいて、いつエネルギーを消費するかを決定することができます。これは、発電コストに影響を与えるピーク負荷の削減に向けて前進することにつながる可能性があります。たとえば、火力発電所で事前定義された温度レベルに基づいてボイラー温度を制御するために使用される温度センサーなどのスマートセンサー。

スマートパワーメーター： スマートメーターは、電力プロバイダーとエンドユーザーの消費者の間で双方向通信を提供し、請求データの収集を自動化し、デバイスの障害を検出し、修理クルーを正確な場所にはるかに迅速に派遣します。

スマートグリッドコンポーネント

スマート変電所： 変電所には、電力ステータス、力率性能、ブレーカー、セキュリティ、変圧器ステータスなどの重要ではない運用データの監視と制御が含まれます。変電所は、多くの場所で電圧を数回変換するために使用され、安全で信頼性の高い配信を提供しますエネルギーの。電力の流れの経路を多くの方向に分割するには、スマート変電所も必要です。変電所の動作には、変圧器、スイッチ、コンデンサバンク、回路ブレーカー、ネットワークで保護されたリレーなど、大きくて非常に高価な機器が必要です。

“ステッピングモーターのしくみ ”

スマート変電所

超導電性ケーブル： これらは、長距離送電、および障害自体を検出したり、リアルタイムのデータ気象や停止履歴に基づいてケーブルや障害を予測したりできる自動監視および分析ツールを提供するために使用されます。

超導電性ケーブル

統合コミュニケーション： スマートグリッド技術の鍵は、統合された通信です。システムのリアルタイムのニーズに十分な速さである必要があります。必要に応じて、多くの異なる技術がスマートグリッド通信で使用されています。プログラマブルロジックコントローラー（PLC）、ワイヤレス、セルラー、 SCADA（監視制御およびデータ取得）、およびBPL。統合通信に関する重要な考慮事項。

減少

統合通信に関する重要な考慮事項

導入のしやすさ
レイテンシー
規格
データ収容力
安全
ネットワークカバレッジ機能

統合通信に関する重要な考慮事項

フェーザ測定ユニット（PMU）： これは、同期用の共通の時間ソースを使用して、電力網上の電波を測定するために使用されます。タイムシンクロナイザーにより、グリッド上の複数のリモート測定ポイントの同期されたリアルタイム測定が可能になります。

スマートグリッドのメリット

分離されたテクノロジーの統合：スマートグリッドにより、より優れたエネルギー管理が可能になります
緊急事態時の電気ネットワークの保護管理
より良い需要、需給対応
より良い電力品質
炭素排出量を削減
エネルギー需要の増加：より優れたエネルギー管理を備えた、より複雑で重要なソリューションが必要です
再生可能エネルギーの統合

スマートグリッドのデメリット

プライバシーの問題

最大の懸念は、スマートグリッドシステムのセキュリティです。グリッドシステムは、自動化され、電力プロバイダーと顧客の間の通信を提供するいくつかのスマートメーターを使用します。ここでは、ある種のスマートメーターは簡単にハッキングされる可能性があり、単一の建物または近隣全体の電源を制御する可能性があります。

グリッドのボラティリティ

スマートグリッドネットワークは、そのエッジ、つまりエントリポイントとエンドユーザーのメーターに多くのインテリジェンスを備えています。しかし、グリッドの中央には不十分なインテリジェンスがあり、スイッチング機能を管理しています。この統合開発の欠如により、グリッドは不安定なネットワークになっています。エンジニアリングリソースは、ネットワークのエッジである発電と消費者エネルギー消費に注がれています。ただし、ネットワークを制御するソフトウェアインテリジェンスを開発する前に、ネットワークに追加されるノードが多すぎると、状況によってスマートグリッドが不安定になります。

“ネットワーキングのNICとは ”

スマートグリッドの応用

スマートグリッドは、現代のスマートテクノロジーにおいて重要な役割を果たしています。以下は、スマートグリッド技術の最も一般的なアプリケーションです。

将来のアプリケーションとサービス	リアルタイムマーケット
ビジネスとカスタマーケア	エンドユーザーのエネルギー管理システムとの間のアプリケーションデータフロー
PHEVとV2Gのスマート充電	PHEVのアプリケーションデータフロー
分散型電源とストレージ	分散資産の監視
グリッドの最適化	自己修復グリッド：障害保護、停止管理、電圧の動的制御、気象データの統合、集中型コンデンサバンク制御、配電および変電所の自動化、高度なセンシング、自動化されたフィーダーの再構成。
デマンドレスポンス	高度な需要維持と需要応答、負荷予測、およびシフト。
AMI（高度な計測インフラストラクチャ）	リモート検針、盗難検出、顧客前払い、モバイルワークフォース管理を提供します

ソフトウェア要件

Keilコンパイラ、言語：組み込みCまたはアセンブリ

ハードウェア要件

事前にプログラムされたマイクロコントローラー（AT89C51 / S52）、エネルギーメーター、Max232、抵抗器、 GSMモジュール、LCD（16×2）、LED、水晶発振器、コンデンサ、ダイオード、トランス、レギュレータ、および負荷。

インターネットを介したIOTベースの電力エネルギーメーターの読み取り

このプロジェクトの主な目的は、 IOT（モノのインターネット）チャートとゲージの形式でインターネットを介して、消費されたユニットと消費コストについて表示されたベースのエネルギーメーターの読み取り。このプロジェクトでは、点滅するLED信号がLDRを介して8051ファミリのマイクロコントローラに接続されているデジタルエネルギーメーターを使用しました。 1台あたり、LEDの点滅が3200回点滅します。 LDRセンサーは、メーターのLEDが点滅するたびに、プログラムされたマイクロコントローラーに割り込みを与えます。

スマートエネルギーメーターのブロック図IoTベースのエネルギーメーター

マイクロコントローラーはこの読み取り値を取得し、マイクロコントローラーに適切に接続されたLCDに表示します。この読書はエネルギーメーターもGSMに送信されますモデムは、レベルシフターICおよびRS232リンクを介してマイクロコントローラーから給電されます。インターネット対応のモデムで使用されるSIMは、データを表示用の専用Webページに直接送信するか、世界中のどこにいてもマルチレベルのグラフィック形式で顧客の携帯電話に送信します。

“有限状態機械の設計例 ”

したがって、これはすべてスマートグリッド技術の概要に関するものです。この概念をよりよく理解していただければ幸いです。さらに、この概念に関するクエリ、または実装するためのクエリ電気プロジェクト、下のコメントセクションにコメントして、貴重な提案をしてください。ここにあなたへの質問があります、 スマートグリッド技術を使用する利点は何ですか ？