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實現創新的智能電網解決方案
實現創新的智能電網解決方案
智能電網最近被稱為電網生態系統，是指數據和電力的雙向傳輸。電網生態系統是整合數據、電流和數字通信的創新電力網絡方法。美國能源部將智能電網定義為“代表了一個前所未有的機會，可以將能源行業帶入一個可靠性、可用性和效率的新時代，這將有助于經濟和環境健康。”
智能電網技術已經實施了十多年，依靠智能電表、智能電器、可再生能源和節能資源等解決方案來實現電力和數據流之間的開放通信。能源網現代化包括圍繞物聯網技術、大數據、人工智能 (AI)、改進的通信標準和機器學習的創新，以發展電力傳輸物流。
傳統能源電網與智能電網生態系統的區別
與現代化的同行相比，傳統能源網絡按需求分層，并提供最低限度的存儲能力。傳統能源電網和智能電網生態系統之間的主要區別（圖 1）圍繞電力生產水平、電力市場的配電和輸電以及消費者展開。智能電網生態系統通信改善了利益相關者的信息流，優化了電網效率，并通過實時解決方案應對挑戰。
圖 1 ：傳統能源電網與智能電網生態系統的比較
智能電網生態系統有什么好處？
1. 電網生態系統提高了電力供應的效率和可靠性，包括自愈特性、負荷預測和故障預測。
傳統的電網管理是一項不穩定且復雜的任務，因為天氣條件、野生動物破壞、人為干擾和設備故障等因素都會影響整個電網。電網現代化可以通過故障定位、隔離和服務恢復 (FLISR) 技術等解決方案來防止和最大限度地減少停電和其他系統錯誤的損害。FLISR 和智能傳感器的結合能夠對電網生態系統進行自我評估，使其能夠自我修復、檢查、分析和自動響應。
雖然智能計量是智能電網基礎設施的重要基礎，但現代化能源供應的先進基礎設施遠比單獨計量更進一步。資產管理是智能電網通過分析和電力監控的基本解決方案。此外，智能電網生態系統可實現配電自動化。
2. 智能電網能夠將更多可再生能源整合到現有網絡中，并有助于減少碳排放。
智能電網生態系統通過允許大規?？稍偕茉聪到y的更大集成來減少電力供應系統對環境的影響。智能發電是電網生態系統的一大焦點。水庫水電、風電、太陽能和其他形式的客戶擁有的發電可以用作電力系統內的分布式能源 (DER)。DER 通常是可再生能源，可產生直接連接到本地配電或主機設施的電力或可控負載。
此外，智能電力系統將微電網系統（圖 2）集成到其分布式能源物流中。微電網是為附近消費者提供電力的小型獨立設施。微電網能夠通過使用零排放能源來限制溫室氣體排放。微電網系統減少了燃料使用和污染，因為它們節省了遠距離傳輸損失的電力。施耐德電氣報告稱，“發電廠和消費者之間的總損失在 8% 到 15% 之間。”
圖 2：微電網系統示意圖
3. 智能電網生態系統優化電力消耗。
供應鏈去中心化的許多相同好處也適用于電網生態系統。消費者通過去中心化的能源生產成為能源鏈的積極參與者。智能電網現代化改變了我們發電、傳輸、儲存和使用電力的方式。雖然電網生態系統比智能傳感器更復雜，但智能計量為我們提供了優化電網所需的透明通信。智能電網使我們能夠根據能源消耗的實時需求調整生產。電網現代化意味著能源消耗可以成為電力物流的有形組成部分。分散式電網系統允許自動化和受保護的配電。
圖 3： 智能電網生態系統的去中心化物流
圍繞智能電網實施的挑戰
現代電網系統面臨的最大挑戰之一是充分整合作為智能電網支柱的物聯網技術。盡管許多公司已在其物流中采用物聯網，但仍有更多公司正在努力整合智能設備和傳感器。此外，智能電網缺乏法規和網絡安全也是需要解決的方面。然而，盡管在社會中全面實施智能電網生態系統存在障礙，市場和市場報告預測，到 2026 年，全球智能電網市場預計將增長 1034 億。