Vài nét về Lưới điện thông minh

Lưới điện thông thường là một mạng lưới các đường dây tải điện, trạm biến áp, các máy biến áp và nhiều thiết bị hơn nữa để chuyên tải hay phân phối việc  cung cấp điện từ các nhà máy điện cho tới các hộ tiêu thụ là gia đình và các cơ sở công nghiệp, nông nghiệp, thương nghiệp vvv... Tuy nhiên, với sự gia tăng của sự phát triển kinh tế, cộng với dân số tăng trưởng toàn cầu, lưới điện đang được kéo dài, dẫn đến sự gia tăng khả năng hư hỏng  trong những giờ cao điểm.

Ngoài ra, các lưới điện hiện tại gặp khó khăn khi kết nối với các nguồn điện năng lượng tái tạo như điện gió và điện năng lượng mặt trời. Khi tỷ lệ các nguồn tài năng lượng tái tạo cung cấp điện ngày càng tăng thì việc  tích hợp chúng vào các hoạt động mạng lưới chung ngày càng trở nên khó khăn.

Do đó, có nhu cầu cho sự phát triển lưới điện với một hệ thống có độ tin cậy cao, tự điều tiết và vận hành lưới hiệu quả sẽ cho phép tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo vốn phân bố rải rác .Câu trả lời  này liên quan đến  Lưới điện thông minh (Smart Grid)

Một lưới điện thông minh cung cấp các tiện ích điện với sự thông minh kỹ thuật số cho các mạng hệ thống điện. Nó đi kèm với các kỹ thuật đo lường thông minh, các cảm biến kỹ thuật số, và các hệ thống điều khiển thông minh với các công cụ phân tích. Nó cho phép các dòng chảy hai chiều của năng lượng từ lúc nối điện đã  được tự động, giám sát và kiểm soát.

Lưới điện thông minh đã được mô tả như là "Năng lượng Internet ', có thể biến cơ sở hạ tầng năng lượng điện thành một mạng hai chiều được xây dựng trên một mạng lưới giao thức Internet chuẩn (IP). Nó sử dụng một số lượng lớn các nhà máy điện nhỏ, phân phối rời rạc thay vì các nhà máy sản xuất lớn nhất, do đó làm giảm nguy cơ của các cuộc tấn công và thảm họa thiên nhiên. Thậm chí nếu một vấn đề lớn như vậy xảy ra, lưới điện thông minh, là một mạng lưới tự phục hồi, sẽ tự khôi phục lại một cách nhanh chóng bằng cách cách ly các bộ phận sự cố và tái định tuyến các nguồn cung cấp điện

Nhiều lợi thế

Những lợi ích mà các lưới điện thông minh có thể mang lại được đánh giá cao nhất bằng cách nhìn vào một thực tế thực hiện.

Duke Energy là một trong những công ty điện lớn nhất tại Hoa Kỳ, cung cấp năng lượng cho khoảng 7,2 triệu khách hàng. Trong năm 2007, Duke đã bắt đầu một chương trình hiện đại hóa lưới điện toàn diện 10 năm. Kết quả lưới điện thông minh đã giảm mất và cải thiện chất lượng điện năng cho khách hàng của mình tại Ohio và Carolina. Bằng cách triển khai các công nghệ lưới điện thông minh và tích hợp chúng với các hệ thống quản lý thông tin nâng cấp back-end, Duke đã được cải thiện hiệu quả hoạt động, điện áp tối ưu hóa, tự động "tự chữa bệnh" rối loạn phản ứng, và mở rộng các công nghệ lưới điện thông minh cho các lãnh thổ dịch vụ khác sử dụng các bài học kinh nghiệm.

Đến tháng Tám năm 2014, 30 nhóm thiết bị tự phục hồi của Duke ở Ohio đã kích hoạt 84 lần, giảm tần số và thời gian mất điện. Ba kích hoạt một mình trong năm 2013 lưu 1.200.000 khách hàng phút gián đoạn. Một sự kiện duy trì dịch vụ cho một bệnh viện lớn, trong khi người khác duy trì hoạt động cho một trạm biến áp chính.

Công ty cũng đã triển khai 966.000 mét thông minh ở Ohio và Carolina, đã được cải thiện đáng kể độ chính xác hóa đơn và giảm các cuộc gọi của khách hàng. M cũng giúp cúp pinpoint và thuyền viên sửa chữa công văn một cách nhanh chóng hơn.

Những lợi ích này đã đạt được thông qua việc triển khai một loạt các công nghệ lưới điện thông minh. Chúng bao gồm cơ sở hạ tầng đo tiên tiến (AMI) với một hệ thống quản lý dữ liệu đo được nâng cấp (MDMS), tự động phân phối, điều khiển điện tích hợp / VAR (IVVC), một hệ thống quản lý phân phối mới (DMS), trạm sạc xe điện, một cổng thông tin web của khách hàng, và phi giá của khách hàng.

Lưới điện thông minh và năng lượng tái tạo

Trong lịch sử, lồng ghép các nguồn năng lượng tái tạo quy mô nhỏ thành một lưới điện truyền thống gây ra vấn đề. Chúng bao gồm các dao động điện áp và biến dạng hài hòa, mà đòi hỏi phải đồng bộ hóa các nguồn với lưới điện. Lưới điện thông minh, mặt khác, tối ưu hóa những vấn đề này bằng cách ngăn chặn cắt điện và cho phép người tiêu dùng  quản lý sử dụng năng lượng. Công nghệ này cho phép nhiều tùy chọn để thêm năng lượng cho lưới điện ở mức truyền tải và phân phối thông qua các thế hệ và phân phối lưu trữ.

Nói cách khác, các lưới điện thông minh sử dụng tốt hơn các nguồn năng lượng tái tạo. Nó cung cấp cho các nhà khai thác mạng lưới các công cụ mới để giảm nhu cầu điện năng một cách nhanh chóng khi có gió hoặc năng lượng mặt trời yếu, và nó đã có khả năng lưu trữ năng lượng gió để hấp thụ dư thừa và năng lượng mặt trời khi nó không phải là cần thiết, sau đó để giải phóng năng lượng đó khi gió và năng lượng mặt trời dips. Trong thực tế, lưu trữ năng lượng sẽ giúp mịn ra những biến đổi trong gió và các nguồn lực năng lượng mặt trời, làm cho chúng dễ dàng hơn để sử dụng.

Lưới điện thông minh và đáp ứng nhu cầu

Đáp ứng nhu cầu cung cấp một cơ hội cho người tiêu dùng để đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động của hệ thống lưới điện bằng cách giảm hoặc thay đổi việc sử dụng điện năng trong giờ cao điểm để đáp ứng với giá dựa trên thời gian hoặc các hình thức ưu đãi tài chính. Chương trình đáp ứng nhu cầu đang được sử dụng bởi các nhà quy hoạch và khai thác tài nguyên như các tùy chọn hệ thống điện để cân đối cung cầu. Chương trình như vậy có thể làm giảm chi phí điện năng trong thị trường bán buôn, và đến lượt nó, dẫn đến giá bán lẻ thấp hơn.

Lưới điện thông minh cung cấp nhiều cơ hội để phát triển chương trình đáp ứng nhu cầu. Ví dụ, cảm biến có thể nhận thức được vấn đề phụ tải đỉnh và sử dụng tự động chuyển đổi để chuyển hướng hoặc giảm điện ở những nơi chiến lược, loại bỏ nguy cơ quá tải và mất điện dẫn. Cơ sở hạ tầng đo tiên tiến mở rộng phạm vi của chương trình lãi suất theo thời gian có thể được cung cấp cho người tiêu dùng và hệ thống khách hàng thông minh như trong nhà hiển thị. Home-khu-mạng có thể làm cho nó dễ dàng hơn cho người tiêu dùng để thay đổi hành vi của họ và giảm tiêu thụ giai đoạn cao điểm từ thông tin về tiêu thụ điện năng và chi phí của họ.
Các chương trình này cũng có khả năng giúp các nhà cung cấp điện tiết kiệm tiền nhờ giảm nhu cầu cao điểm và khả năng trì hoãn việc xây dựng các nhà máy điện mới và hệ thống phân phối điện năng - đặc biệt, những người dành cho việc sử dụng trong thời gian cao điểm.

Lưới điện thông minh ở các nước đang phát triển

Lưới điện thông minh đã đạt được nhiều sự quan tâm tại các nước đang phát triển như Ấn Độ, Trung Quốc và Brazil vì hiệu quả năng lượng tăng cao, ổn định, an ninh, cải thiện kinh tế và giảm tác động môi trường.

Trung Quốc đã bắt tay vào một dự án 10 năm để xây dựng một mạng lưới thông minh để máy phóng điện truyền tải của nó vào thời đại kỹ thuật số, đảm bảo nguồn cung cấp điện và thúc đẩy bảo tồn năng lượng. Người ta ước tính rằng sự phát triển của lưới điện thông minh ở Trung Quốc có thể dẫn đến 15 triệu việc làm mới tại quốc gia đó.

Ấn Độ đã nghĩ ra một kế hoạch gọi là cơ cấu lại Accelerated Phát triển và Cải cách điện Chương trình (R-APDRP) để giải quyết việc nâng cấp các hệ thống truyền Ấn Độ cho lưới điện thông minh tại một chi phí ước tính khoảng 10 tỷ USD trong năm năm.

Trong bối cảnh các dự án lưới điện thông minh châu Âu, nghiên cứu được xúc tiến nhằm phát triển lưới điện thông minh ở Thổ Nhĩ Kỳ để cung cấp ổn định, chi phí thấp sức mạnh đáng tin cậy.
Lưới điện thông minh sẽ bao gồm hàng triệu mảnh và các bộ phận - điều khiển, máy tính, đường dây điện, và các công nghệ mới và thiết bị. Nó sẽ mất một thời gian cho tất cả các công nghệ được hoàn thiện, trang thiết bị được cài đặt, và các hệ thống thử nghiệm trước khi nó đi hoàn toàn trên đường. Và nó sẽ không xảy ra cùng một lúc - lưới điện thông minh sẽ phát triển, từng mảnh một, qua thời gian. Nhưng khi trưởng thành, lưới điện thông minh hứa hẹn sẽ mang lại cùng một loại biến đổi mà Internet đã mang đến cách chúng ta sống, làm việc, chơi và học.
Hiện nay Đan Mạch là một nước phát triển đi tiên phong phát triển Lưới điện thông minh mà chúng ta có thể tìm hiểu qua clip video sau :   

Smart Grid Denmark

Tham khảo  thêm Internet và Youtube