Sisteme inteligente de distribuție a energiei în practică

Energia este conceptul fizic definitoriu al științei și al vieții noastre de zi cu zi, este utilizată în diferite forme de sistemele fizice, chimice și biologice, ca energie cinetică, energie electrică, energie chimică.

Convertorii de energie, cum ar fi corpul uman, ființele vii în general, dispozitivele create de om, cum ar fi motoarele electrice, transformatoarele, bateriile transformă o formă de energie în alta, în timp ce, din păcate, produc pierderi, care este o altă formă de energie - de obicei sub forma de energie termică.

Conform cunoscutei legi a conservării energiei, într-un sistem închis, cantitatea de energie totală rămâne constantă și încercăm să reducem cantitatea de energie neutilizabilă, pe care o considerăm o pierdere, pentru a crește „utilitatea”, adică eficiența, a sistemului.

Energia disponibilă pentru un sistem închis și necesară în prezent pentru funcționarea sistemelor poate fi integrată într-o unitate cu eficiență ridicată numai dacă distribuția energiei este implementată într-un mod inteligent, luând în considerare principiul prioritizării dinamice și disponibilității în timp util.

Natura face asta de una singură, de exemplu, atunci când operează corpul uman, este sarcina inginerilor de astăzi să transfere acest lucru în lumea tehnologiei, atât în rețelele inteligente, cât și în micro-comunități (casă inteligentă, fabrică inteligentă) și să pună în aplicare o distribuție inteligentă similară a puterii în fiecare aparat electric.

În această lucrare, prezentăm o posibilă soluție, sistemul de distribuție a energiei bazat pe inteligență artificială al companiei germane Olmatic, care va fi introdus în Europa cu sprijinul Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH.

Unul dintre cele mai de bază exemple de sisteme inteligente de distribuție a energiei este unitatea corpului uman și a organelor sale constitutive, care este alimentată de rețeaua de alimentare de bază, fluxul sanguin, cu oxigenul și nutrienții de care are nevoie pentru a funcționa și sistemul nervos ca rețea de comunicații.

Distribuția energiei de intrare stocate ca energie chimică trebuie rezolvată inteligent, deoarece această energie finită disponibilă în prezent trebuie să servească și nevoilor de energie ale mușchilor corpului, de exemplu, pe lângă cantitatea necesară pentru funcțiile de bază ale vieții, bătăile inimii, respirația, creierul funcția și digestia.

Sistemul nervos central monitorizează „senzorii” corpului și evaluează valorile lor în timp real pe baza datelor empirice pentru a decide cât de des bate inima noastră, ce organe limitează aportul de sânge către ceilalți, cât de mult sânge trebuie pompat în mușchii mari și reduce cantitatea de sânge care curge în vârful degetelor. Distribuția dinamică a energiei este realizată de metabolismul nostru de-a lungul acestor priorități cât mai eficient posibil și cu cea mai mică pierdere.

Prin analogie, sistemul Olmatic Power Tracking System (OPT) oferă o funcționalitate similară atât utilizatorilor rezidențiali, cât și celor industriali pentru alimentarea cu energie locală. Calculatorul bazat pe inteligență artificială din unitatea centrală de control distribuie toată energia disponibilă în prezent către consumatorii locali într-un mod similar cu sistemul nervos central, comunicând cu sursele lor de alimentare inteligente conform priorităților prestabilite.

Unele subsisteme sunt reglementate în jos, în timp ce cota de energie eliberată aici poate fi utilizată pentru a satisface cererea de energie în prezent crescută a altor subsisteme, asigurând astfel cea mai mare eficiență disponibilă (Figura 2). Spre deosebire de sistemele tradiționale de gestionare a energiei, OPT are, de asemenea, o rețea similară circulației corpului uman, care funcționează la nivelul sursei de alimentare cu rețea inteligentă, prin care este posibil controlul continuu al puterii.

Soluțiile convenționale (Figura 1) pot oferi și dezinstala instrucțiuni numai prin intermediul rețelei de comunicații (

„Sistemul nervos central”) pentru unele segmente, energia eliberată aici nu este utilizată, toate elementele subsistemului sunt lăsate fără alimentare, ceea ce poate prezenta un risc de siguranță și poate duce la haos. O astfel de soluție este o priză care poate fi conectată la un semnal de frecvență radio dezvoltat pentru conceptul „casă inteligentă”. În loc de control on-off, controlul dinamic al puterii cu prioritate este mult mai sigur, implementând o distribuție bazată pe schimbarea relevanței consumatorului și a cererii de timp în timp, profitând la maximum de cota disponibilă în timp ce redirecționează suma eliberată către alte segmente.

Figura 3 este o explicație și o ilustrare a schemei sistemului inteligent de alimentare cu energie bazat pe OPT a unui spital. Liniile verzi reprezintă rețeaua electrică de curent alternativ, liniile roșii indică rețeaua de comunicații a sistemului. Dispozitivul „wiu” Olmatic este unitatea centrală de control și gateway-ul, care este responsabil pentru deservirea stratului de rețea digitală la nivelul comunicației (linia roșie), conectarea la baza de date cloud prin Internet și rularea software-ului de inteligență artificială și implementarea contorizare inteligentă.la nivel de putere (linie verde).

Acest dispozitiv este responsabil pentru evaluarea datelor, monitorizare, backup de date și protecție hardware și software și servește, de asemenea, surse de alimentare „universale” Olmatic în rețea. Acestea din urmă permit gestionarea performanței și a sarcinii cu comunicarea digitală în rețea la nivelul sursei de alimentare.

Sistemul poate sprijini distribuția atât a energiei centralei convenționale, cât și a energiei regenerabile (de exemplu, energia solară) prin integrarea a cinci funcții de bază:

Instrumente pentru implementarea distribuției inteligente a energiei

Cele două componente principale ale sistemului Olmatic Power Tracking sunt unitatea centrală de control („wiu” OPT) și modulul universal de gestionare a energiei („universal” OPT).

Unitatea centrală și contorul inteligent wiuOPT este o structură modulară personalizată, care este inteligență artificială în structura sistemului OPT. Software-ul învață în timp, emițând comenzi în timp real, analizând date empirice și analizându-le în aplicații similare. rețea de comunicații peste. Determinați sarcinile de control și reglare necesare pentru modulele de gestionare a energiei monitorizând continuu desenele curente, luând în considerare vârfurile de sarcină probabile din date. Are o sursă de alimentare neîntreruptibilă încorporată, un computer încorporat și oferă un punct de acces protejat la distanță pentru monitorizarea de la distanță.

Caracteristici:

Unitate centrală de comandă modulară proiectată unic
Platforma independenta
- acceptă sisteme și interfețe cunoscute de magistrală industrială
- are ieșiri și intrări standard
- operează pe baza protocoalelor standard de comunicație
- Suportă atât curent alternativ, cât și curent continuu
Design unic al carcasei, protecție IP
Implementează managementul rețelei digitale la nivelul comunicației sistemului energetic
Software de inteligență magistral cu o bază de date centrală, criptată bazată pe cloud
Contor inteligent
Acces de la distanță pentru control, monitorizare, reglare
Sistem transparent de distribuție a energiei locale
Alimentare neîntreruptibilă încorporată
Ceas integrat (RTC)
Sistem controlat de timp și evenimente
WatchDog integrat

Modulul universal de gestionare a energiei nu este doar o sursă de alimentare inteligentă, ci este capabil de aceasta la nivelul rețelei electrice, precum și standard rețea de comunicații (CAN, KNX) pentru comunicarea cu unitățile OPT „wiu” și pentru controlul inteligent al puterii și al sarcinii.

Caracteristici:

Modul modular de gestionare a energiei
Platforma independenta
IC specific sarcinii (ASIC)
Implementarea unei rețele digitale la nivelul sursei de alimentare
Alimentarea cu energie electrică și controlul sarcinii
Control continuu al puterii și distribuție inteligentă a energiei economisite

Deoarece conceptul OPT necesită întotdeauna proiectarea și scalarea individuală, implementarea acestuia necesită consultări și evaluări prealabile serioase. OPT poate fi utilizat la nivel de rețea inteligentă, ca parte a soluțiilor pentru case inteligente, în E-mobilitate și în multe alte domenii în care optimizarea consumului de energie este o sarcină importantă.