Công suất lưới điện thông minh 

Những đối mới tuyệt vời nhất trong hiện tại ít khi được xây dựng từ những công nghệ mới hoàn toàn.

Giống như một chiếc PC và điện thoại thông minh, hầu hết những ý tưởng
đột phá kết hợp với những thiết bị có sẵn bằng một cách nào đó sẽ cho
ra những giải pháp tốt nhất. Lưới điện thông minh cũng tương tự vậy.
Phần mềm NI LabVIEW thúc đẩy cho những hệ thống điều khiển và sử dụng
công cụ cấu hình tích hợp liên kết với mạng máy tính, môn giải tích và
những công nghệ thông tin vượt trội khác. Sự gia tăng của hệ thống tích
hợp mạng thông minh được phân tán rộng dưới dạng lưới sẽ cách mạng hóa
cái cách mà điện năng được tạo thành, tiêu thụ và phân phối. Giống như
là cuộc cách mạng cổng thông tin, cách mạng công nghệ năng lượng, đem
đến những đổi mới sâu sắc góp phần tạo ra nguồn năng lượng rẻ hơn, sạch
hơn và nhiều hơn.
Những nỗ lực điện khí hóa của Mỹ đã bắt đầu từ những năm 1870 được mở
rộng từng phần cho đến khi phủ đến hầu hết cư dân Mỹ vào năm 1950.
Giống như Mỹ, hầu hết các quốc gia trên thế giới đều kết hợp chặt chẽ
công nghệ phát điện bắc cầu này khi xây dựng lưới điện. Ngày nay, những
lưới này là một vài trong số những cỗ máy liên kết phức tạp nhất trên
thế giới. Khi sự điện khí hóa bắt đầu, những biến đổi mạnh mẽ do những
công nghệ mới đã điễn ra. Chính công nghệ ngày nay có khuynh hướng cách
mạng hóa lưới điện.

1.1 Sử dụng công nghệ lưới thông minh để nhắm đến thử thách sản xuất năng lượng
Đầu thế kỉ 21, xã hôi phải đối mặt với những thử thách chưa từng có
trong việc đáp ứng những nhu cầu của xã hội, con người, tài nguyên và
môi trường. Như được tuyên bố trong bản hướng dẫn công nghệ điện của
viện nghiên cứu năng lượng điện (EPRI), “điện năng chính là giải pháp,
là cơ sở cho sự ổn định thết giới”. Hệ thống điện năng hiện đại sẽ góp
phần nâng cao năng suất, phát triển kinh tế, quá độ sang sạch hơn,
nhiều công nghệ có khả năng chịu đựng được môi trường. Hiện đại hóa cơ
sở hạ tầng điện cũng có thể nâng cao, độ tin cậy của hệ thống điện và
an toàn trong khi giảm nguy cơ nhiễu loạn năng lượng nguy hiểm và thiếu
điện.
Công nghệ lưới điện thông minh công cụ thử thách công nghệ giới hạn sự
mở rộng, độ tin cậy, hiệu quả phân phối và sản xuất năng lượng. Một
thách thức lớn đó là, năng lượng điện không được chứa với số lượng đáng
kể ngày hôm nay, điều đó gây ra khó khăn cho người vận hành lưới để
kiểm soát đỉnh và lỗ hổng trong cung cấp, và yêu cầu này nảy sinh trong
những ngày nóng và lạnh nhất của năm. Việc gia tăng các thiết bị điện
sẽ làm tăng đáng kể khả năng dự trữ trên lưới, nhưng nó cũng sẽ làm
tăng nhu cầu đỉnh cho việc nạp năng lượng thiết bị, đối với những những
người vận hành lưới, điều này tạo nên cả cơ hội và thử thách, đó chính
là công nghệ lưới thông minh sẽ được chú ý đến. Dự trữ năng lượng sẽ
làm cho dự án lưới thông minh được tiến hành dễ dàng hơn để kiểm soát
một lượng lớn năng lượng gió và mặt trời trên lưới, cái biến số cố hữu
trong sản xuất
Một thử thách lớn khác là độ tin cậy của lưới. Nước Mỹ có 300.000 dặm
đường liên kết truyền tải. Sự thiếu cân bằng trong cung cấp và kết quả
yêu cầu trong lãng phí năng lượng và thường xuyên dẫn đến gián đoạn đó
là chi phí xấp xỉ 150 tỉ đô la một năm, theo như Cục năng lượng Mỹ.
Công nghệ lưới thông minh sẽ nhắm đến những vấn đề này bằng cách tự
động dự đoán và đáp ứng theo sự thay đổi tải, chuyển đối lưới điện khi
bị kẹt lưới, giới thiệu dự trữ để phân tán và phát điện có khả năng tái
tạo, ngay cả nhận dạng và xác định vị trí lỗi để đổi, sữa chữa thực
hiện nhanh gọn với các thiết bị thích hợp.

1.2 Những công cụ thông minh cho lưới điện thông minh
Những hệ thống điều khiển và sử dụng công cụ cấu hình tích hợp, chẳng
hạn như CompactRIO cho ta sự phối hợp hoàn hảo của công nghệ và tính
năng để nhắm đến những thử thách khó khăn nhất của lưới điện thông
minh. Được thúc đẩy bởi LabVIEW và chuỗi cổng cấu hình lập trình trường
(FPGAs), những thiết bị lập trình cho người sử dụng và cập nhật trường
thông minh có thể thực hiện những nhiệm vụ điều khiển và xử lý tín hiệu
số phức tạp đồng thời và đúng lúc.
Với ví dụ, công nghệ cấu hình I/O (RIO) đang được sử dụng để cải tiến
hiệu quả lưới điện tại Ấn Độ. Hãng tư vấn NexGEN tại Ấn Độ sử dụng
LabVIEW và CompactRIO cho một đầu đọc thiết bị đo tự động tại trạm
chuyển tiếp với những khả năng đo năng lượng cao cấp. Nó cũng giám sát
cả lưới điện truyền tải vào 11kV và ra 440V để mô tả hiệu quả biến thế
của trạm chuyển tiếp. Ngoài ra, hệ thống giám sát mực dầu biến thế,
nhiệt độ và những liên kết thông qua mạng tế bào hệ thống thu thập dữ
liệu và điều khiển giám sát trung tâm. NexGEN triển khai một phiên bản
của hệ thống này trên phần cứng NI Single-Board RIO đến 2.820 trạm
chuyển tiếp trong khắp các bang của Rajasthan tại Ấn Độ. Thiết lập
những cảm biến phân phối thông minh là cách duy nhất để mô tả toàn diện
hiệu quả của lưới điện. Hệ thống AMR của NexGEN hứa hẹn cải thiện sự
phân phối điện năng tại Ấn Độ và giúp tối thiểu hóa sự hao hụt năng
lượng xấp xỉ 30% trong hệ thống phân phối hiện tại.

Hình 2. NexGEN sử dụng CompactRIO cho hệ thống AMR với đo lường điện năng tốt