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當今最偉大的創新很少來自完全嶄新的技術。
和PC與(yu)移(yi)動(dong)電(dian)話(hua)的(de)發(fa)明(ming)一(yi)樣(yang),智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)這(zhe)個(ge)創(chuang)新(xin)理(li)念(nian),也(ye)是(shi)源(yuan)自(zi)創(chuang)造(zao)性(xing)的(de)想(xiang)法(fa)與(yu)現(xian)有(you)的(de)科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)的(de)結(jie)合(he)。這(zhe)種(zhong)想(xiang)法(fa)與(yu)現(xian)實(shi)的(de)結(jie)合(he)在(zai)很(hen)多(duo)領(ling)域(yu)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)一(yi)種(zhong)更(geng)好(hao)得(de)多(duo)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。由(you)NI LabVIEW 軟ruan件jian進jin行xing邏luo輯ji編bian寫xie的de可ke重zhong配pei置zhi儀yi器qi與yu控kong製zhi的de嵌qian入ru式shi係xi統tong正zheng在zai與yu新xin興xing的de基ji於yu雲yun的de聯lian網wang技ji術shu,分fen析xi方fang法fa,以yi及ji其qi它ta前qian沿yan的de信xin息xi科ke技ji相xiang結jie合he。隨sui著zhe智zhi能neng聯lian網wang的de嵌入式係統在整個電網中更為廣泛的運用,它將徹底改變電力的生產,消費,以及分配環節。就像過去信息技術(IT)革新曾大幅加速電力的發展,能源技術(ET)革新將帶來更大的創新,從而使能源更便宜,清潔,以及更充足。
從19世紀70年代開始,美國就致力於分階段將電氣化推向日常生活中去,並且在1950年(nian)讓(rang)電(dian)氣(qi)技(ji)術(shu)基(ji)本(ben)惠(hui)及(ji)所(suo)有(you)的(de)美(mei)國(guo)居(ju)民(min)。和(he)美(mei)國(guo)一(yi)樣(yang),世(shi)界(jie)範(fan)圍(wei)內(nei)的(de)大(da)部(bu)分(fen)國(guo)家(jia)在(zai)建(jian)立(li)他(ta)們(men)的(de)電(dian)網(wang)時(shi),運(yun)用(yong)了(le)橫(heng)跨(kua)不(bu)同(tong)時(shi)代(dai)的(de)技(ji)術(shu)。當(dang)今(jin),這(zhe)些(xie)電(dian)網(wang)仍(reng)是(shi)世(shi)界(jie)上(shang)最(zui)為(wei)複(fu)雜(za)的(de)互(hu)連(lian)設(she)備(bei)。自(zi)從(cong)電(dian)氣(qi)化(hua)技(ji)術(shu)革(ge)新(xin)開(kai)始(shi),很(hen)多(duo)包(bao)含(han)了(le)新(xin)技(ji)術(shu)的(de)能(neng)源(yuan)轉(zhuan)換(huan)方(fang)式(shi)被(bei)發(fa)明(ming)了(le)出(chu)來(lai)。現(xian)在(zai)電(dian)網(wang)的(de)相(xiang)關(guan)技(ji)術(shu)的(de)研(yan)發(fa)方(fang)向(xiang)正(zheng)回(hui)歸(gui)到(dao)徹(che)底(di)變(bian)革(ge)電(dian)網(wang)本(ben)身(shen)上(shang)來(lai)。
圖1. 智能電網技術主要解決限製開放性,可靠性,以及能源生產和分配效率的技術挑戰
使用智能電網技術,應對電力生產挑戰
在21世紀早期,人類社會在滿足人們自身,資源,以及環境需求等方麵遇到了前所未有的挑戰。就像電力研究院(EPRI) 的電力技術路線圖中所陳述的那樣,“電能是一個可持續發展的世界的解決方案,同時也是必不可少的基礎。”xiandaihuadedianlixitongjianghuiyinqishengchanlidetigao,jingjidezengchang,yijixianggengqingjie,gengliyuhuanjingchixufazhandejishudezhuanbian。dianlijichusheshidexiandaihuayenengtigaodianlixitongdekekaoxingyuanquanxing,tongshijiangdiyouhaidedianliganraoyuduangongdefengxian。
zhinengdianwangjishuzhengshiyaojiejuekaifangxing,kekaoxing,yijinengyuanshengchanhefenpeixiaolvdejishutiaozhan。yigezhuyaodetiaozhanshi,muqiandiannengbunengdaliangdichucun,zheshidedianwangyunyingshanghennanguanliyinianzhongzuirehezuilengdetianlifashengdegongyinghexuqiushangdebofengheboguzhi。diandongqichedechuxianjiangdadazengjiadianwangdecunchurongliang,danzheyejiangyincierzengjiaxuqiudefengzhi。duiyudianwangyunyingshanglaishuo,zhinengdianwangjishujishitiaozhanyeshijiyu。chunenghuishidianwangkeyigengrongyidiguanlidaliangzaishengchanguochengzhongnengliangshibodongdefengnenghetaiyangnengziyuan。
電網的另一個主要挑戰是可靠性。美國有30萬英裏的互聯電網線路。根據美國能源部的統計,供應和需求的不平衡結果往往導致電力的浪費以及中斷所造成的約1500億美元/年nian的de開kai銷xiao。智zhi能neng電dian網wang技ji術shu將jiang通tong過guo自zi動dong預yu測ce,對dui負fu荷he轉zhuan移yi的de反fan應ying,重zhong新xin路lu由you能neng量liang以yi繞rao過guo障zhang礙ai,引yin進jin分fen布bu式shi存cun儲chu和he可ke再zai生sheng能neng源yuan發fa電dian,甚shen至zhi識shi別bie和he定ding位wei故gu障zhang並bing分fen派pai有you著zhe合he適shi的de設she備bei的de維wei修xiu人ren員yuan來lai應ying對dui這zhe些xie問wen題ti。
用於智能電網的智能儀器
可重配置的嵌入式儀器和控製係統,如CompactRIO具有理想的技術和功能融合以解決最困難的智能電網上的挑戰。通過LabVIEW和可重配置的現場可編程門陣列(FPGAs)的供電,這些用戶可編程的,現場可更新的智能設備可以並行和實時地執行多個數字信號的處理和控製任務。此外,現代的模數轉換器(ADC)和傳感器提供保真的全球範圍內同步電氣測量。另外,新興的網絡通訊協議,如IEC 61850正在被製定以確保網絡的互操作性和從智能傳感器到雲的兼容性。
例如,配置I/O(RIO)技術正在被用來改善印度電網的效率。在印度,NexGen有限公司使用LabVIEW和CompactRIO來實現變電站的有先進功率測量功能(AMR)的自動化抄表。它也同時監測11千伏輸電線路的輸入功率和440 伏特的輸出功率來描述變電站變壓器的效率。此外,該係統監測變壓器的油位和溫度,並且通過蜂窩網絡和中央監控以及數據采集係統來通信。 NexGen公司正在部署這樣一個基於NI單板式RIO硬件的係統於2,820個貫穿於整個印度拉賈斯坦邦的子變電站。安裝分布式智能傳感器是充分體現電網的效率唯一的辦法。 NexGen公司自動化抄表係統將提高印度的電能配置並且幫助減少配電係統估計百分之三十的功率損耗。
圖2. NexGEN使用CompactRIO用於AMR係統實現高級電能測量
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