电网自动化:电网快速发展的光明前景

电动汽车可通过双向充电器为您的住宅供电。智能仪表可帮助您降低水费。无线传感器可在灯光熄灭前检测到故障变压器。

美国电网的发展前景一片光明:更少的停电期、更高的效率、更多的可再生能源,从而确保了智能配电的实现。在全国范围内,各州和各公用事业公司正逐步将过时的机电基础设施转变为一个自动化、智能化和动态化的系统。

我公司的系统与营销经理Amit Kumbasi表示,“使用长电缆来监控电网资产(包括输电与配电网络以及变电站中用于收集和分析电力数据的交换连接装置)的日子已经一去不复返了。如今,电网数字化已是大势所趋,多个超低功耗的微型传感器的同时运用,在提供安全的无线网络的同时,可以弹性进行实时的按需数据传输,以便更有效地进行资产监控和智能配电”

  

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小传感器,大数据

由于电网某处的一个老化变压器发生故障导致住宅断电是生活中常见的一个问题。故障检测、隔离和恢复过程可能需历时数小时才能找到并修复故障设备。但在自动化电网中,由于可以访问按需数据,因此识别和预防步骤的灵活性和速度更强更快。如今,无线传感器可以提前几个月检测到在高于正常温度下工作的变压器,从而确保在住宅发生断电之前早早进行更换。

对于变电站和配电自动化,当数据必须以超低功率长距离传输时,传感器可以通过低于1 GHz的连接性传输信息。当多个传感器需要将数据传输到单个数据采集器时,低于1 GHz也很有用,它可以形成一个中心辐射的通信网络。此外, Wi-Fi®或Bluetooth®适用于住宅或商业场所或其它需要高数据速率和大带宽的工业设施中使用的断路器。

Amit表示:“公用事业和资产管理人员可以减少接近报废寿命的变压器的负荷,在延长其工作时间的同时,还可提前安排设备更换以及维护期间替代布线的规划。通过运行资产状况诊断,您可以对变压器寿命的影响因素进行分析,例如能量负载、温度、绝缘和运行状况。从而预测故障发生时间,并在问题发生之前进行预防。”

同样地,智能仪表可以实时测量并传递水、燃气或电的使用情况,这样公用事业公司可以有效地规划发电容量,而消费者也可以对个人消费做出更明智的选择。我们公司的超声波传感技术使用声波而不是机械组件来测量水和燃气的流率,通过这种方式可以提高测量精确度,以便更早地检测到管道泄漏并防止稀缺资源的损失。公用事业公司还可以通过我们公司的电池管理技术来预测智能仪表的电池寿命,从而避免服务中断和过早更换仪表的情况发生。

我公司的一位经理Andrew Soukup表示:“这种能够展望未来并确切知道电池持续时间的功能,使水和燃气公用事业运营商最大限度地降低智能电表网络的总体拥有成本,从而公用事业公司可以将这些节省的资金让利于消费者。”

一种更智能的配电方式

随着电源趋向于太阳能和风能等可再生能源,现代化电网正在从曾经的发电机到用户的单行线向动态的互联网络演变。拥有小型风能或太阳能电站的住宅既是电力消费者又是电力生产者,扩展了中央发电厂。

我公司的系统工程师Bart Basile说道:“在过去的十年中,风能和太阳能等替代能源因种种原因得以迅速发展。目前可再生能源技术发展得更成熟,价格不再那么昂贵,消费者的需求也在日益增长。”

除了分布式小规模发电之外,偏远地区对配电需求较低的大型风能和太阳能发电场甚至可以跨州,向配电需求超过本地产量的城市或郊区输送电力。

Bart说表示:“例如,在德克萨斯州,如今由私人公司建立配电网非常常见,因此电源供应商可以根据需要选择配电网。”

车轮上的电力储存

随着运输系统对也环保的愈加重视以及车载充电器储电技术的发展,电动汽车正逐渐取代使用矿物燃料的汽车、卡车和公共汽车。通过双向充电,汽车已成为了车轮上的电力储存器,有需要时可以在一个位置充电后,将电力传输回处于另一个位置的电网。

试想如果您车库中的电动汽车一次充电可以行驶400英里,但通过通信、云计算和自动化电网,可以预测该车明天的行驶里数不超过50英里。那么车中不会被使用的能量将会在您睡觉期间传输回电网为住宅供电,以平衡电力需求的波动。

Amit说:“目前我们已拥有一个针对传统发电的传统网络。但技术的突破正在创造一个更为多元化的电源数据库。随着公用事业公司对多元化电源的管理以及未来电网的构建,电网在监控、保护和控制方面也将得到改善。”

原文链接:

http://e2e.ti.com/blogs_/b/thinkinnovate/archive/2018/11/06/grid-automation-the-bright-future-of-the-fast-growing-power-network