شبکه های هوشمند، فرصت ها و چالش ها

شبکه هوشمند از دید بهره بردار یعنی شبکه ای با تلفات کم و منحنی بار صاف تر، و از دید مصرف کنندگان انرژی برق یعنی کاهش هزینه های برق مصرفی با مدیریت در زمان و نحوه مصرف و همچنین قابلیت اطمینان بالا، و از دید دوست داران محیط زیست یعنی استفاده از انرژی های پاک و کاهش آلاینده های زیست محیطی در این نوشته سعی شده است به بررسی ویژگی ها، زیرساخت ها، کاربری

فهرست مطالب

فصل 1: مقدمات   1

1-1- مقدمه.. 1

1-2- شبکه های برق فعلی... 1

1-3- شبکه هوشمند... 3

1-4- تاریخچه اجرا 3

فصل 2: شبکه هوشمند؛ تعریف، عوامل   5

2-1- تعریف شبکه هوشمند... 5

2-2- دلایل تمایل به هوشمند سازی شبکه.. 8

2-3- اهداف شبکه هوشمند... 9

2-4- چشم انداز شبکه هوشمند... 12

2-4-1 چشم انداز شبکه هوشمند در امریکا. 12

2-4-2 چشم انداز شبکه هوشمند در اتحادیه اروپا. 13

2-4-3 چشم انداز شبکه هوشمند در ایران... 14

فصل 3: بسترها، خصوصیات و کاربری های شبکه هوشمند  15

3-1- انتقال اطلاعات شبکه به طور گسترده به مرکز کنترل... 15

3-1-1- تجهیزات اندازه گیری پیشرفته (AMI): 15

3-1-2- شبكه ارتباطی در سیستم های اندازه گیری هوشمند... 18

3-1-2-1- انواع ارتباطات.... 21

الف-ارتباطات سیمی (Wired Communication). 21

ب-ارتباطات بی سیم (Wireless Communication). 21

3-1-2-1-1- ارتباطات سریال... 21

3-1-2-1-2- ارتباطات از طریق حامل خطوط قدرت (PLC). 23

3-1-2-1-3- خطوط ثابت تلفن... 24

3-1-2-1-4- کابل (Cable). 27

3-1-2-1-5- ارتباطات Cellular. 28

3-1-2-1-6-امواج رادیویی توان پایین... 29

3-1-2-1-7- امواج رادیویی دور برد.. 35

3-1-2-1-8-روش های ارتباطی نوظهور سیمی/ بی سیم... 37

3-1-2-1-9-ترکیب تکنولوژی های ارتباطی... 38

3-2 ریز شبکه.. 38

3-2-1- اجزای ریزشبکه: 41

3-2-1-1 تولید پراکنده. 41

3-2-1-1-1-كاربردهای‌ تولید پراكنده:‌ 42

3-2-1-1-2- مزایای استفاده از منابع تولید پراکنده: 43

3-2-1-1-3- انواع تکنولوژی تولیدات پراکنده: 44

3-2-1-2- ذخیره سازها: 49

3-2-1-2-1- دسته بندی سیستم های ذخیره ی انرژی... 50

3-2-1-3- بارها و سیستم های کنترلی: 58

3-2-1-3-1- اهداف کنترل میکروگرید: 59

3-2-1-3-2- دسته بندی روش های کنترلی در ریزشبکه ها: 60

3-3- حمل و نقل الکتریکی... 62

3-3-1- معرفی خودوهای الکتریکی... 64

3-3-1-1-خودروهای الکتریکی (EV): 64

3-3-1-2- خودروهای الکتریکی هیبریدی (HEV): 65

3-3-1-3- خودروهای الکتریکی هیبریدی قابل اتصال به شبکه (PHEV): 65

3-3-1-4-خودروهای الکتریکی قابل شارژ از طریق پیل سوختی (FCEV): 66

3-3-2- باتری... 66

3-3-3- بررسی مطالعات جهانی: 67

3-3-4- استراتژی های  توسعه و گسترش خودروهای الکتریکی... 68

3-3-5- تاثیرات حمل و نقل الکتریکی بر شبکه های توزیع... 69

3-4- مدیریت سمت مصرف.... 71

3-4-1- انواع برنامه های پاسخگویی بار. 74

3-4-1-1- برنامه های پاسخگویی بار بر مبنای قیمت.... 74

3-4-1-1-1-برنامه پاسخگویی زمان استفاده (TOU). 75

3-4-1-1-2- برنامه های قیمت گذاری زمان واقعی (RTP). 77

3-4-1-1-3-1 برنامه قیمت گذاری زمان پیک بحرانی (CPP). 78

3-4-1-2- برنامه های پاسخگویی بار مبتنی بر تشویق.... 80

3-4-1-2-1-کنترل مستقیم بار (DLC). 81

3-4-1-2-2- قطع /کاهش بار (I/C). 82

3-4-1-2-3-برنامه های فروش دیماند/ باز خرید (DB). 83

3-4-1-2-4- برنامه های پاسخگویی بار اضطراری (EDRP). 84

3-4-1-2-5- برنامه های بازار ظرفیت (CAP). 84

3-4-1-2-6-  برنامه های خدمات جانبی  (A/S). 85

3-5- خودترمیمی... 86

3-5-1- پیشینه و تاریخچه خودترمیمی... 86

3-5-2- عوامل اصلی موفقیت خودترمیمی... 87

3-5-3- موانع و مشکلات پیش رو جهت نیل به هدف شبکه خودترمیم... 88

3-5-4- ساختار کلی سامانه ی خودترمیم و حالت های کنترلی آن... 88

3-5-5- ارائه یک چهارچوب مفهومی برای خودترمیمی شبکه های هوشمند... 90

3-5-5-1- لایه ی تجهیزات در شبکه های خودترمیم... 90

3-5-5-2- لایه ی سامانه در شبکه های خودترمیم... 90

3-5-5-2-1- خودترمیمی به وسیله بازآرایی با بازیابی: 91

3-5-5-2-2- خودترمیمی با استفاده از منابع تولید پراکنده: 91

3-5-5-2-3- خودترمیمی به وسیله قطع بار: 92

3-5-5-2-2- خودترمیمی به وسیله ی مدیریت مصرف و با استفاده از ابزار پاسخگویی بار: 92

3-5-5-3- خودترمیم یا تقویت ترمیمگر.. 92

6-5-3- چند تئوری برای پیاده سازی خودترمیمی... 93

3-5-6-1- تئوری وسیله ی جدید: 93

3-5-6-2- تئوری بخش های مجزا 94

3-5-6-3- تئوری سلسله مراتبی در زمینه ی شبکه های خودترمیم... 94

فصل 4: فرصت ها و چالش ها 95

4-1- مزایا و فرصت های شبکه های هوشمند... 95

4-1-1- معایب شبکه های قدیمی: 95

4-1-2- فرصت ها و مزایای و شبکه های هوشمند... 97

4-1-2-1- مشارکت آگاهانه و فعال مصرف کنندگان در شبکه های هوشمند: 98

4-1-2-2- اصلاح تولید و میزان ذخیره: 98

4-1-2-3- فراهم کردن کیفیت توان مورد نیاز: 98

4-1-2-4-انعطاف پذیری در قبال اختلالات و بلایای طبیعی: 99

4-1-2-5- محصولات جدید، خدمات جدید و بازار جدید: 99

4-1-2-6- کاربرد شبکه های هوشمند در راستای بهینه سازی استفاده از تجهیزات و راندمان بالاتر عملکرد   99

4-1-3- مهندسی ارزش شبکه: 99

4-1-4- معایب و چالش های شبکه های هوشمند: 101

4-1-4-1- پذیرش شبکه های هوشمند: 101

4-1-4-2- هزینه های سرمایه گذاری بالا: 101

4-1-4-3- نیاز به آموزش و فرهنگ سازی برای مصرف کنندگان: 101

4-1-4-4- نیاز به تجهیزات جانبی برای مشترکین فعال: 102

4-1-4-5- کامل نبودن تکنولوژی های ذخیره سازی: 102

4-1-4-6- تهدیدات امنیت ارتباطات: 102

4-1-4-7- به خطر افتادن سلامت: 103

فصل 5: جمع بندی   104

مراجع   106