Gambaran Umum Teknologi Smart Grid dan Pengoperasian dan Penerapannya (Untuk Sistem Tenaga Yang Ada)
Saat ini, sistem tenaga listrik menghadapi transformasi radikal di seluruh dunia dengan supply listrik mendekarbonasi untuk menggantikan aset yang menua dan mengendalikan sumber daya alam dengan teknologi informasi dan komunikasi (TIK) baru. Teknologi smart grid sangat penting untuk memberikan integrasi yang mudah dan layanan yang dapat diandalkan kepada konsumen.
Sistem smart grid adalah sistem jaringan listrik mandiri berdasarkan pada teknologi otomasi digital untuk pemantauan, kontrol, dan analisis dalam rantai supply. Sistem ini dapat menemukan solusi untuk masalah dengan sangat cepat dalam sistem yang ada yang dapat mengurangi tenaga kerja dan akan menargetkan listrik yang berkelanjutan, andal, aman, dan berkualitas bagi semua konsumen.
Intelligent Appliances; Perangkat cerdas memiliki kemampuan untuk memutuskan kapan harus mengonsumsi energi berdasarkan preferensi yang telah ditentukan pelanggan. Hal ini dapat mengarah pada pengurangan beban puncak yang berdampak pada biaya pembangkit listrik.
Misalnya, sensor pintar, seperti sensor suhu yang digunakan di stasiun panas untuk mengontrol suhu boiler berdasarkan tingkat suhu yang telah ditentukan.
Smart Power Meter: Meteran pintar menyediakan komunikasi dua arah antara penyedia daya dan konsumen pengguna akhir untuk mengotomatiskan pengumpulan data penagihan, mendeteksi kegagalan perangkat dan mengirimkan kru perbaikan ke lokasi yang tepat lebih cepat.
Smart Substations: gardu termasuk pemantauan dan kontrol data operasional yang tidak kritis dan kritis seperti status daya, kinerja faktor daya, pemutus, keamanan, status transformator, dll. Gardu digunakan untuk mengubah tegangan pada beberapa kali di banyak lokasi, yang menyediakan keamanan dan pengiriman energi yang andal.
Gardu pintar (smart substation) juga diperlukan untuk memisahkan jalur aliran listrik ke banyak arah. Gardu membutuhkan peralatan yang besar dan sangat mahal untuk beroperasi, termasuk transformator, sakelar, bank kapasitor, pemutus sirkuit, relai yang dilindungi jaringan, dan beberapa lainnya.
Super Conducting Cables: Ini digunakan untuk menyediakan transmisi daya jarak jauh, dan pemantauan otomatis dan alat analisis yang mampu mendeteksi kesalahan itu sendiri atau bahkan memprediksi kabel dan kegagalan berdasarkan cuaca data real-time, dan riwayat pemadaman.
Komunikasi terintegrasi: Kunci untuk teknologi smart grid adalah komunikasi terintegrasi. Itu harus secepat kebutuhan real-time dari sistem. Tergantung pada kebutuhan, Banyak teknologi yang berbeda digunakan dalam komunikasi smart grid seperti Programmable Logic Controller (PLC), wireless (nirkabel), seluler, SCADA (Kontrol Pengawas dan Akuisisi Data), dan BPL. Pertimbangan Utama untuk Komunikasi Terpadu.
Unit Pengukuran Fasor (PMU): Ini digunakan untuk mengukur gelombang listrik pada jaringan listrik menggunakan sumber waktu umum untuk sinkronisasi. Sinkronisasi waktu memungkinkan pengukuran waktu-nyata yang disinkronkan dari beberapa titik pengukuran jarak jauh di grid.
Sumber daya rekayasa telah dituangkan ke dalam pembangkit listrik dan konsumsi energi konsumen, yang merupakan ujung jaringan. Namun, jika terlalu banyak node ditambahkan ke jaringan sebelum mengembangkan kecerdasan perangkat lunak untuk mengendalikannya, kondisi ini akan mengarah pada smart grid yang mudah berubah.
Dalam proyek ini, kami telah mengambil pengukur energi digital yang sinyal LED berkedipnya dihubungkan ke keluarga mikrokontroler 8051 melalui LDR. Per 1 unit, LED berkedip berkedip 3200 kali. Sensor LDR memberikan interupsi ke mikrokontroler yang diprogram, pada setiap kali meter LED berkedip.
Mikrokontroler mengambil bacaan ini dan menampilkannya pada LCD yang terhubung dengan mikrokontroler. Pembacaan meter energi ini juga dikirim ke modem GSM yang diumpankan oleh mikrokontroler melalui level shifter IC dan tautan RS232.
SIM yang digunakan dalam modem yang diaktifkan internet mentransmisikan data secara langsung ke halaman web khusus untuk tampilan atau ke ponsel pelanggan, di mana pun di dunia dalam format grafis multi-level
Sistem smart grid adalah sistem jaringan listrik mandiri berdasarkan pada teknologi otomasi digital untuk pemantauan, kontrol, dan analisis dalam rantai supply. Sistem ini dapat menemukan solusi untuk masalah dengan sangat cepat dalam sistem yang ada yang dapat mengurangi tenaga kerja dan akan menargetkan listrik yang berkelanjutan, andal, aman, dan berkualitas bagi semua konsumen.
Teknologi Smart Grid
Smart grid dapat didefinisikan sebagai jaringan listrik pintar yang menggabungkan jaringan listrik dan teknologi komunikasi digital cerdas. Sebuah jaringan pintar telah mampu menyediakan tenaga listrik dari berbagai sumber dan didistribusikan secara luas, seperti dari turbin angin, sistem tenaga matahari, dan bahkan mungkin plug-in kendaraan listrik hibrida.Komponen Smart Grid
Untuk mencapai jaringan pintar yang dimodernisasi, berbagai teknologi harus dikembangkan dan harus diterapkan. Teknologi ini umumnya dikelompokkan ke dalam bidang teknologi utama berikut seperti dibahas di bawah ini.Intelligent Appliances; Perangkat cerdas memiliki kemampuan untuk memutuskan kapan harus mengonsumsi energi berdasarkan preferensi yang telah ditentukan pelanggan. Hal ini dapat mengarah pada pengurangan beban puncak yang berdampak pada biaya pembangkit listrik.
Misalnya, sensor pintar, seperti sensor suhu yang digunakan di stasiun panas untuk mengontrol suhu boiler berdasarkan tingkat suhu yang telah ditentukan.
Smart Power Meter: Meteran pintar menyediakan komunikasi dua arah antara penyedia daya dan konsumen pengguna akhir untuk mengotomatiskan pengumpulan data penagihan, mendeteksi kegagalan perangkat dan mengirimkan kru perbaikan ke lokasi yang tepat lebih cepat.
Smart Substations: gardu termasuk pemantauan dan kontrol data operasional yang tidak kritis dan kritis seperti status daya, kinerja faktor daya, pemutus, keamanan, status transformator, dll. Gardu digunakan untuk mengubah tegangan pada beberapa kali di banyak lokasi, yang menyediakan keamanan dan pengiriman energi yang andal.
Gardu pintar (smart substation) juga diperlukan untuk memisahkan jalur aliran listrik ke banyak arah. Gardu membutuhkan peralatan yang besar dan sangat mahal untuk beroperasi, termasuk transformator, sakelar, bank kapasitor, pemutus sirkuit, relai yang dilindungi jaringan, dan beberapa lainnya.
Super Conducting Cables: Ini digunakan untuk menyediakan transmisi daya jarak jauh, dan pemantauan otomatis dan alat analisis yang mampu mendeteksi kesalahan itu sendiri atau bahkan memprediksi kabel dan kegagalan berdasarkan cuaca data real-time, dan riwayat pemadaman.
Komunikasi terintegrasi: Kunci untuk teknologi smart grid adalah komunikasi terintegrasi. Itu harus secepat kebutuhan real-time dari sistem. Tergantung pada kebutuhan, Banyak teknologi yang berbeda digunakan dalam komunikasi smart grid seperti Programmable Logic Controller (PLC), wireless (nirkabel), seluler, SCADA (Kontrol Pengawas dan Akuisisi Data), dan BPL. Pertimbangan Utama untuk Komunikasi Terpadu.
Pertimbangan Utama untuk Komunikasi Terpadu
- Kemudahan penyebaran
- Latensi
- Standar
- Daya dukung data
- Aman
- Kemampuan Jangkauan Jaringan
Unit Pengukuran Fasor (PMU): Ini digunakan untuk mengukur gelombang listrik pada jaringan listrik menggunakan sumber waktu umum untuk sinkronisasi. Sinkronisasi waktu memungkinkan pengukuran waktu-nyata yang disinkronkan dari beberapa titik pengukuran jarak jauh di grid.
Manfaat Smart Grid
- Mengintegrasikan teknologi yang terisolasi: smart grid memungkinkan manajemen energi yang lebih baik
- Manajemen pelindung jaringan listrik selama situasi darurat
- Permintaan yang lebih baik, respons penawaran/permintaan
- Kualitas daya yang lebih baik
- Kurangi emisi karbon
- Meningkatnya permintaan energi: Membutuhkan solusi yang lebih kompleks dan kritis dengan manajemen energi yang lebih baik
- Integrasi Energi Terbarukan
Kekurangan Smart Grid
Masalah privasi
Kekhawatiran terbesar adalah Keamanan dalam sistem smart grid. Sistem grid menggunakan beberapa meter cerdas, yang otomatis dan menyediakan komunikasi antara penyedia daya dan pelanggan. Di sini beberapa jenis meter cerdas dapat dengan mudah diretas dan mereka dapat mengendalikan catu daya dari satu bangunan atau seluruh lingkungan.Volatilitas Grid
Jaringan Smart Grid memiliki banyak kecerdasan; yaitu, pada titik masuk dan pada meter pengguna akhir. Tetapi grid memiliki kecerdasan yang tidak memadai di tengah, yang mengatur fungsi switching. Kurangnya pengembangan terintegrasi membuat grid menjadi jaringan yang mudah berubah.Sumber daya rekayasa telah dituangkan ke dalam pembangkit listrik dan konsumsi energi konsumen, yang merupakan ujung jaringan. Namun, jika terlalu banyak node ditambahkan ke jaringan sebelum mengembangkan kecerdasan perangkat lunak untuk mengendalikannya, kondisi ini akan mengarah pada smart grid yang mudah berubah.
Aplikasi Smart Grid
Smart grid memainkan peran penting dalam teknologi pintar modern. Berikut ini adalah aplikasi paling umum dari teknologi smart grid.
Aplikasi dan Layanan di Masa Depan
|
Pasar Waktu Nyata
|
Bisnis dan layanan pelanggan
|
Aliran data aplikasi ke / dari sistem manajemen energi pengguna akhir
|
Pengisian daya cerdas untuk PHEV dan V2G
|
Alur data aplikasi untuk PHEV
|
Pembangkit dan penyimpanan terdistribusi
|
Pemantauan aset yang didistribusikan
|
Optimalisasi grid
|
Self-healing grid: perlindungan kesalahan, manajemen pemadaman, kontrol dinamis tegangan, integrasi data cuaca, kontrol bank kapasitor terpusat, otomatisasi distribusi dan gardu, penginderaan maju, konfigurasi ulang feeder otomatis.
|
Permintaan respons
|
Pemeliharaan permintaan tingkat lanjut dan respons permintaan, perkiraan beban, dan pemindahan gigi.
|
AMI (Infrastruktur pengukuran lanjutan)
|
Menyediakan pembacaan meter jarak jauh, deteksi pencurian, prabayar pelanggan, manajemen tenaga kerja seluler
|
Persyaratan Perangkat Lunak
Compiler Keil, Bahasa: Embedded C atau AssemblyPersyaratan Perangkat Keras
Mikrokontroler pra-program (AT89C51 / S52), Energy Meter, Max232, Resistor, modul GSM, LCD (16 × 2), LED, Osilator Kristal, Kapasitor, Dioda, Transformator, Regulator, dan Beban/Load.Pembacaan Meter Energi Listrik Berbasis IoT Melalui Internet
Tujuan utama dari proyek ini adalah untuk mengembangkan pembacaan meter energi berbasis IoT (internet of things) yang ditampilkan untuk unit yang dikonsumsi dan biaya untuk konsumsi, melalui internet dalam format bagan dan pengukur.Dalam proyek ini, kami telah mengambil pengukur energi digital yang sinyal LED berkedipnya dihubungkan ke keluarga mikrokontroler 8051 melalui LDR. Per 1 unit, LED berkedip berkedip 3200 kali. Sensor LDR memberikan interupsi ke mikrokontroler yang diprogram, pada setiap kali meter LED berkedip.
Mikrokontroler mengambil bacaan ini dan menampilkannya pada LCD yang terhubung dengan mikrokontroler. Pembacaan meter energi ini juga dikirim ke modem GSM yang diumpankan oleh mikrokontroler melalui level shifter IC dan tautan RS232.
SIM yang digunakan dalam modem yang diaktifkan internet mentransmisikan data secara langsung ke halaman web khusus untuk tampilan atau ke ponsel pelanggan, di mana pun di dunia dalam format grafis multi-level