स्मार्ट ग्रिड के हो र यसले कसरी काम गर्छ?

19 औं शताब्दीको उत्तरार्धदेखि, बिजुली वितरण प्रणाली (प्रायः ग्रिड भनिन्छ) विश्वको बिजुलीको प्राथमिक स्रोत भएको छ।जब यी ग्रिडहरू बनाइन्छ, तिनीहरूले एकदम सरल रूपमा काम गर्छन् - बिजुली उत्पादन गर्नुहोस् र यसलाई घर, भवनहरू, र जहाँ पनि बिजुलीको आवश्यकता छ त्यहाँ पठाउनुहोस्।

तर बिजुलीको माग बढ्दै जाँदा थप प्रभावकारी ग्रिड चाहिन्छ।आधुनिक "स्मार्ट ग्रिड" बिजुली वितरण प्रणालीहरू अहिले विश्वभर प्रयोगमा छन् दक्षतालाई अनुकूलन गर्न अत्याधुनिक प्रविधिमा निर्भर छन्।यो पेपरले स्मार्ट ग्रिडको परिभाषा र यसलाई स्मार्ट बनाउने प्रमुख प्रविधिहरू खोज्छ।

के होस्मार्ट ग्रिड प्रविधि?

स्मार्ट ग्रिड भनेको विद्युत वितरण पूर्वाधार हो जसले उपयोगिता प्रदायकहरू र ग्राहकहरू बीच दुई-तर्फी सञ्चार प्रदान गर्दछ।स्मार्ट ग्रिड प्रविधिहरूलाई सक्षम पार्ने डिजिटल प्रविधिहरूले पावर/वर्तमान सेन्सरहरू, नियन्त्रण उपकरणहरू, डाटा केन्द्रहरू र स्मार्ट मिटरहरू समावेश गर्दछ।

केहि स्मार्ट ग्रिडहरू अरू भन्दा स्मार्ट छन्।धेरै देशहरूले अप्रचलित वितरण ग्रिडहरूलाई स्मार्ट ग्रिडहरूमा रूपान्तरण गर्न धेरै प्रयासहरू केन्द्रित गरेका छन्, तर रूपान्तरण जटिल छ र वर्षौं वा दशकहरू पनि लाग्नेछ।

स्मार्ट ग्रिड प्रविधिहरू र स्मार्ट ग्रिड कम्पोनेन्टहरूका उदाहरणहरू

स्मार्ट मिटरहरू - स्मार्ट मिटरहरू स्मार्ट ग्रिड निर्माण गर्ने पहिलो चरण हो।स्मार्ट मिटरहरूले ग्राहक र उपयोगिता उत्पादकहरूलाई बिन्दु-अफ-प्रयोग ऊर्जा खपत डेटा प्रदान गर्दछ।तिनीहरूले ऊर्जा खपत र लागत जानकारी प्रदान गर्दछ जसले प्रयोगकर्ताहरूलाई ऊर्जाको बर्बादी कम गर्न र प्रदायकहरूलाई ग्रिडमा वितरण भारहरू अनुकूलन गर्न मद्दत गर्दछ।स्मार्ट मिटरमा सामान्यतया तीनवटा मुख्य उपप्रणालीहरू हुन्छन्: बिजुली खपत नाप्ने पावर प्रणाली, स्मार्ट मिटर भित्रको प्रविधि व्यवस्थापन गर्नको लागि माइक्रोकन्ट्रोलर, र ऊर्जा खपत/कमाण्ड डाटा पठाउन र प्राप्त गर्ने सञ्चार प्रणाली।थप रूपमा, केही स्मार्ट मिटरहरूमा ब्याकअप पावर (मुख्य वितरण लाइन डाउन हुँदा) र GSM मोड्युलहरू सुरक्षा उद्देश्यका लागि मिटरको स्थान इंगित गर्न सकिन्छ।

पछिल्लो दशकमा स्मार्ट मिटरमा विश्वव्यापी लगानी दोब्बर भएको छ।2014 मा, स्मार्ट मिटरहरूमा विश्वव्यापी वार्षिक लगानी $ 11 मिलियन थियो।स्टाटिस्टाका अनुसार, स्मार्ट मिटरहरू लागू गर्दा प्रणालीको प्रभावकारिता लाभलाई ध्यानमा राख्दै, 2019 सम्ममा विश्वव्यापी स्मार्ट मिटर लगानीहरू $21 मिलियन पुग्नेछ।

स्मार्ट लोड नियन्त्रण स्विचहरू र वितरण स्विचबोर्डहरू - जबकि स्मार्ट मिटरहरूले उपयोगिता प्रदायकहरूलाई वास्तविक-समय डेटा प्रदान गर्न सक्छन्, तिनीहरूले स्वचालित रूपमा ऊर्जाको वितरण नियन्त्रण गर्दैनन्।अधिकतम उपयोग अवधिहरूमा वा विशेष क्षेत्रहरूमा पावर वितरणलाई अनुकूलन गर्न, विद्युतीय उपयोगिताहरूले ऊर्जा व्यवस्थापन उपकरणहरू जस्तै बुद्धिमानी लोड नियन्त्रण स्विचहरू र स्विचबोर्डहरू प्रयोग गर्छन्।यो टेक्नोलोजीले अनावश्यक वितरण घटाएर वा तिनीहरूको स्वीकार्य उपयोग समय सीमा नाघेको भारहरू स्वचालित रूपमा व्यवस्थापन गरेर महत्त्वपूर्ण मात्रामा ऊर्जा बचत गर्छ।अधिकतम उपयोग अवधिहरूमा वा विशेष क्षेत्रहरूमा पावर वितरणलाई अनुकूलन गर्न, विद्युतीय उपयोगिताहरूले ऊर्जा व्यवस्थापन उपकरणहरू जस्तै बुद्धिमानी लोड नियन्त्रण स्विचहरू र स्विचबोर्डहरू प्रयोग गर्छन्।यो टेक्नोलोजीले अनावश्यक वितरण घटाएर वा तिनीहरूको स्वीकार्य उपयोग समय सीमा नाघेको भारहरू स्वचालित रूपमा व्यवस्थापन गरेर महत्त्वपूर्ण मात्रामा ऊर्जा बचत गर्छ।

उदाहरणका लागि, ओहायोको वाड्सवर्थ सहरले सन् १९१६ मा निर्मित विद्युतीय वितरण प्रणाली प्रयोग गर्छ। वाड्सवर्थ शहरले इट्रोनसँग साझेदारी गरेको छ।स्मार्ट लोड नियन्त्रण स्विचहरू(SLCS), अधिकतम बिजुली उपयोग अवधिहरूमा वातानुकूलित कम्प्रेसरहरू साइकल गर्न घरहरूमा SLCS स्थापना गरेर 5,300 मेगावाट घण्टाले प्रणालीको बिजुली प्रयोग घटाउन।पावर प्रणाली स्वचालन - वितरण श्रृङ्खलामा प्रत्येक लिङ्क नियन्त्रण गर्न अत्याधुनिक आईटी पूर्वाधार प्रयोग गरी स्मार्ट ग्रिड प्रविधिद्वारा पावर प्रणाली स्वचालन सक्षम गरिएको छ।उदाहरणका लागि, स्वचालित पावर प्रणालीहरूले बुद्धिमान डेटा सङ्कलन प्रणालीहरू (स्मार्ट मिटरहरू जस्तै), पावर नियन्त्रण प्रणालीहरू (जस्तै स्मार्ट लोड नियन्त्रण स्विचहरू), विश्लेषणात्मक उपकरणहरू, कम्प्युटिङ प्रणालीहरू, र पावर प्रणाली एल्गोरिदमहरू प्रयोग गर्छन्।यी मुख्य कम्पोनेन्टहरूको संयोजनले ग्रिड (वा बहु ग्रिडहरू) लाई सीमित मानवीय अन्तरक्रिया आवश्यक भएमा स्वतः समायोजन र अनुकूलन गर्न अनुमति दिन्छ।

स्मार्ट ग्रिड कार्यान्वयन

जब डिजिटल, दुई-तर्फी सञ्चार र स्वचालन प्रविधिहरू स्मार्ट ग्रिडमा लागू हुन्छन्, धेरै पूर्वाधार परिवर्तनहरूले ग्रिड दक्षतालाई अधिकतम बनाउँछ।स्मार्ट ग्रिडको कार्यान्वयनले निम्न पूर्वाधार परिवर्तनहरूलाई सक्षम पारेको छ:

१.विकेन्द्रीकृत ऊर्जा उत्पादन

स्मार्ट ग्रिडले ऊर्जा वितरणको निरन्तर निगरानी र नियन्त्रण गर्न सक्ने भएकाले अब विद्युत उत्पादन गर्न एउटै ठूला पावर प्लान्टको आवश्यकता पर्दैन।यसको सट्टा, बिजुली धेरै विकेन्द्रीकृत पावर स्टेशनहरू द्वारा उत्पादन गर्न सकिन्छ, जस्तै पवन टर्बाइनहरू, सौर्य फार्महरू, आवासीय फोटोभोल्टिक सौर प्यानलहरू, साना जलविद्युत बाँधहरू, आदि।

२.खण्डित बजार

स्मार्ट ग्रिड पूर्वाधारले परम्परागत केन्द्रीकृत प्रणालीहरूमा बौद्धिक रूपमा ऊर्जा साझेदारी गर्ने माध्यमको रूपमा बहु ग्रिडहरूको जडानलाई समर्थन गर्दछ।उदाहरणका लागि, विगतमा, नगरपालिकाहरूसँग छिमेकी नगरपालिकाहरूसँग जडान नभएका छुट्टै उत्पादन सुविधाहरू थिए।स्मार्ट ग्रिड पूर्वाधारको कार्यान्वयनको साथमा, नगरपालिकाहरूले पावर आउटेजको अवस्थामा उत्पादन निर्भरता हटाउन साझा उत्पादन योजनामा ​​योगदान गर्न सक्छन्।

३.साना-स्तरीय प्रसारण

ग्रिडमा सबैभन्दा ठूलो ऊर्जा बर्बाद मध्ये एक लामो दूरीमा ऊर्जाको वितरण हो।स्मार्ट ग्रिडले उत्पादन र बजारलाई विकेन्द्रीकरण गर्छ भन्ने कुरालाई ध्यानमा राख्दै, स्मार्ट ग्रिड भित्रको शुद्ध वितरण दूरी उल्लेखनीय रूपमा घटाइन्छ, जसले गर्दा वितरणको फोहोर कम हुन्छ।उदाहरणका लागि, एउटा सानो सामुदायिक सौर्य फार्मको कल्पना गर्नुहोस् जसले समुदायको दिनको बिजुलीको 100% उत्पादन गर्छ, केवल 1 किलोमिटर टाढा।स्थानीय सौर्य फार्म बिना, समुदायले 100 किलोमिटर टाढाको ठूलो पावर प्लान्टबाट बिजुली प्राप्त गर्न आवश्यक पर्दछ।टाढाका पावर प्लान्टहरूबाट प्रसारण गर्दा देखाइएको ऊर्जा हानि स्थानीय सौर्य फार्महरूबाट देखाइएको प्रसारण घाटा भन्दा सय गुणा बढी हुन सक्छ।

४।दुईतर्फी वितरण

स्थानीय सौर्य फार्महरूको सन्दर्भमा, त्यहाँ एक अवस्था हुन सक्छ जहाँ सौर्य फार्मले समुदायले खपत गरेको भन्दा बढी ऊर्जा उत्पादन गर्न सक्छ, यसरी ऊर्जा बचत सिर्जना गर्न सक्छ।यस अतिरिक्त ऊर्जालाई स्मार्ट ग्रिडमा वितरण गर्न सकिन्छ, जसले टाढाको पावर प्लान्टहरूबाट माग घटाउन मद्दत गर्दछ।

यस अवस्थामा, सौर्य फार्मबाट ऊर्जा दिनको समयमा मुख्य गैर-समुदाय ग्रिडमा प्रवाह हुन्छ, तर जब सौर्य फार्म निष्क्रिय हुन्छ, ऊर्जा मुख्य ग्रिडबाट त्यो समुदायमा प्रवाह हुन्छ।यो द्वि-दिशात्मक ऊर्जा प्रवाहलाई पावर वितरण एल्गोरिदमहरू द्वारा अनुगमन गर्न र अप्टिमाइज गर्न सकिन्छ कि प्रयोगको क्रममा कुनै पनि समयमा ऊर्जाको कम से कम मात्रा बर्बाद हुन्छ।

५.प्रयोगकर्ताको सहभागिता

द्वि-दिशात्मक वितरण र विकेन्द्रीकृत ग्रिड सीमाहरू भएको स्मार्ट ग्रिड पूर्वाधारमा, प्रयोगकर्ताहरूले माइक्रो-जेनेरेटरको रूपमा काम गर्न सक्षम छन्।उदाहरणका लागि, व्यक्तिगत घरहरू स्ट्यान्ड-अलोन फोटोभोल्टिक सौर्य प्रणालीहरूसँग सुसज्जित हुन सक्छन् जुन प्रयोगमा हुँदा बिजुली उत्पन्न गर्दछ।यदि आवासीय PV प्रणालीले अधिक ऊर्जा उत्पन्न गर्छ भने, यो ऊर्जा ठूलो ग्रिडमा डेलिभर गर्न सकिन्छ, थप ठूला केन्द्रीकृत पावर प्लान्टहरूको आवश्यकतालाई कम गर्दछ।

स्मार्ट ग्रिड को महत्व

बृहत् आर्थिक स्तरमा, स्मार्ट ग्रिडहरू बिजुली खपत कम गर्न महत्त्वपूर्ण छन्।धेरै स्थानीय उपयोगिता प्रदायकहरू र सरकारहरूले स्मार्ट ग्रिडहरू अपनाउनमा भाग लिन उदार र आक्रामक उपायहरू प्रस्ताव गर्छन् किनभने यो आर्थिक र वातावरणीय रूपमा फाइदाजनक छ।स्मार्ट ग्रिड अपनाएर, ऊर्जा उत्पादनलाई विकेन्द्रीकृत गर्न सकिन्छ, जसले गर्दा ब्ल्याकआउटको जोखिमलाई हटाएर, विद्युत प्रणाली सञ्चालन लागत घटाउन र अनावश्यक ऊर्जाको अपशिष्टलाई हटाउन सकिन्छ।