Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Điện lưới thông minh”

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Tính năng gợi ý liên kết: 3 liên kết được thêm.
chuẩn bị hợp nhất
Thẻ: Thêm thẻ nowiki Soạn thảo trực quan
Dòng 1: Dòng 1:
[[Tập_tin:May_cat_500kV_tai_tram_Phu_Lam.jpg|nhỏ|300x300px|Mạng lưới điện]]
{{chú thích trong bài}}
'''Mạng lưới điện thông minh''' là mạng lưới được hiện đại hóa để sử dụng<ref>{{chú thích web|url=http://www.pnl.gov/main/publications/external/technical_reports/PNNL-17167.pdf|title=Pacific Northwest GridWise™ Testbed Demonstration Projects, Part I. Olympic Peninsula Project|author=D. J. Hammerstrom|access-date=ngày 15 tháng 1 năm 2014}}</ref> hoặc áp dụng kỹ thuật số thông tin và công nghệ truyền thông để thu thập thông tin; chẳng hạn như thông tin về các hành vi sử dụng của các nhà cung cấp và người tiêu dùng - một cách tự động để nâng cao hiệu quả, độ tin cậy, kinh tế và tính bền vững của sản xuất và phân phối điện.<ref>{{chú thích web|url=http://energy.gov/oe/technology-development/smart-grid|title=Smart Grid / Department of Energy|author=U.S. Department of Energy|access-date=ngày 18 tháng 6 năm 2012}}</ref> máy điện điện tử và kiểm soát việc sản xuất và phân phối điện là những khía cạnh quan trọng của lưới điện thông minh.
'''Điện lưới thông minh''' ([[tiếng Anh]]: Smart Grid, [[phiên âm]]: /smɑ:t grid/) là [[hệ thống điện|hệ thống điện lưới]] có sử dụng các công nghệ thông tin và truyền thông để tối ưu việc truyền dẫn, phân phối điện năng giữa nhà sản xuất và hộ tiêu thụ, hợp nhất cơ sở hạ tầng điện với cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc. Có thể coi hệ thống điện thông minh gồm có hai lớp: lớp 1 là hệ thống điện thông thường và bên trên nó là lớp 2, hệ thống thông tin, truyền thông, đo lường.
'''Smart Grid phát triển trên 4 khâu:'''
# Phát điện: Smart Generation
# Truyền tải: Smart Transmission
# Phân phối: Smart Distribution
# Tiêu thụ: Smart Power Consumers


Chính sách mạng lưới điện thông minh được tổ chức ở châu Âu như trong Diễn đàn Công nghệ châu Âu<ref>{{chú thích web|url=http://www.smartgrids.eu/|title=Smart Grids European Technology Platform &#124; www.smartgrids.eu|last=|first=|year=2011 [last update]≤|work=smartgrids.eu|access-date=ngày 11 tháng 10 năm 2011}}</ref> Chính sách của Hoa Kỳ được mô tả trong {{usctc|42|152|IX}} § 17381.<ref>J. Torriti, [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301421512000651 Demand Side Management for the European Supergrid] Energy Policy, vol. 44, pp. 199-206, 2012.</ref>
== Chức năng ==
Chức năng của hệ thống điện thông minh là:


== Bối cảnh ==
* Chống được sự tấn công cố ý đối với hệ thống cả về mặt vật lý và mạng máy tính
* Giảm lượng tiêu hao năng lượng trên dây dẫn, tăng cường chất lượng điện năng
* Giảm chi phí sản xuất,truyền tải,chi phí nâng cấp nhờ phân hóa lượng điện tiêu thụ
* Có khả năng tụ phục hồi khi xảy ra mất điện


== Đặc tính ==
=== Lịch sử phát triển ===
Lần đầu tiên hệ thống dòng xoay lưới điện được cài đặt vào năm 1886.<ref>{{chú thích web|url=http://edisontechcenter.org/HistElectPowTrans.html|title=The History of Electrification: The Birth of our Power Grid|work=Edison Tech Center|access-date=ngày 6 tháng 11 năm 2013}}</ref> Vào thời điểm đó, lưới điện là một hệ thống đơn hướng tập trung của truyền tải điện điện, phân phối điện và điều khiển theo nhu cầu.
Các nhà máy điện đều sử dụng nguồn năng lượng lấy từ Trái Đất, một số nguồn năng lượng có thể dần cạn kiệt. Hơn nữa, với sự bùng nổ và phát triển của xã hội ngày nay, nhu cầu về điện năng đang tăng tốc chóng mặt trên mọi ngành nghề. Điều này, đòi hỏi chúng ta phải nhanh chóng có những giải pháp cải thiện hệ thống điện truyền thống ngày nay nhằm tiết kiệm điện và sử dụng dòng điện một cách chất lượng. Vì vậy, việc tạo ra hệ thống điện thông minh đảm nhận các chức năng trên là rất cần thiết. Điều này có lợi cho cả hộ tiêu thụ lẫn nhà sản xuất và phân phối điện năng vì chi phí để tiết kiệm được 1Kwh rẻ hơn chi phí để sản xuất ra 1Kwh.


Trong thế kỷ 20 lưới địa phương đã tăng theo thời gian, và cuối cùng đã được kết nối với nhau vì lý do kinh tế và độ tin cậy. Vào những năm 1960, các lưới điện của các nước phát triển đã trở nên rất lớn, trưởng thành và liên quan lẫn nhau, với hàng ngàn nhà máy điện thế hệ 'trung tâm' phân phối điện cho các trung tâm phụ tải lớn qua đường dây điện công suất cao mà sau đó đã được phân nhánh và chia để cung cấp điện cho người sử dụng công nghiệp và trong nước nhỏ hơn trên toàn bộ khu vực cung cấp. Các topology của lưới điện năm 1960 là kết quả của các nền kinh tế mạnh mẽ về quy mô: than lớn, khí đốt và các nhà máy điện đốt dầu trong 1 GW (1000 MW) vào 3 quy mô GW vẫn được xác định là chi phí-hiệu quả, do các tính năng hiệu quả tăng cường có thể được chi phí hiệu quả chỉ khi các đài trở nên rất lớn.
Để đáp ứng các đòi hỏi, hệ thống điện thông minh cần có các đặc tính sau: sản phẩm của lumi cung cấp các giải pháp đặc biệt cho việc sử dụng thiết bị điện phù hợp


Các nhà máy điện được vị trí chiến lược để được gần gũi với trữ lượng nhiên liệu hóa thạch (hoặc các hầm mỏ, giếng mình, hoặc người nào khác gần đường sắt, đường bộ hay đường cung cấp cổng). Địa điểm xây các đập thủy điện ở miền núi cũng ảnh hưởng mạnh mẽ cơ cấu của lưới điện mới nổi. Nhà máy điện hạt nhân đã được bố trí sẵn có của nước làm mát. Cuối cùng, nhiên liệu hóa thạch trạm điện -fired là ban đầu rất gây ô nhiễm và được định vị với nhau như xa như về kinh tế có thể từ các trung tâm dân số lần lưới điện phân phối cho phép nó. Vào cuối những năm 1960, lưới điện đạt đa số dân số của các nước phát triển, chỉ có khu vực xa trung tâm khu vực còn lại 'off-lưới'.
- Khả năng tự động khôi phục cung cấp điện khi có sự cố xảy ra mất điện đối với khách hàng.


Đo điện năng tiêu thụ là cần thiết trên một cơ sở cho mỗi người sử dụng để cho phép thanh toán phù hợp theo (rất khác nhau) mức tiêu thụ của người dùng khác nhau. Do hạn chế của bộ sưu tập dữ liệu và khả năng xử lý trong các giai đoạn phát triển của lưới điện, sắp xếp cố định thuế quan được thường đưa ra, cũng như sắp xếp kép thuế quan, nơi quyền lực thời gian ban đêm được tính ở mức giá thấp hơn so với công suất ban ngày. Động lực cho sự sắp xếp kép thuế quan là nhu cầu ban đêm thấp hơn. Thuế kép làm cho có thể sử dụng chi phí thấp vào ban đêm điện trong các ứng dụng như việc duy trì ngân hàng nhiệt "mà phục vụ cho" mịn ra "nhu cầu hàng ngày, và giảm số lượng các tua-bin mà cần phải tắt điện qua đêm, qua đó cải thiện việc sử dụng và khả năng sinh lời của các cơ sở xuất và truyền tải. Các khả năng đo sáng của lưới điện năm 1960 có nghĩa là hạn chế công nghệ về mức độ mà các tín hiệu giá có thể được truyền qua hệ thống.
- Chống được sự tấn công cố ý đối với hệ thống cả về mặt vật lý và mạng máy tính.


Qua những năm 1970 đến những năm 1990, nhu cầu ngày càng tăng dẫn đến tăng số lượng các nhà máy điện. Trong một số khu vực, cung cấp điện, đặc biệt là vào giờ cao điểm, không thể theo kịp với nhu cầu này, dẫn đến nghèo chất lượng điện năng bao gồm cả mất điện, cắt điện, và sụt áp. Càng ngày, điện là nhờ vào sự cho ngành công nghiệp, hệ thống sưởi, thông tin liên lạc, điện chiếu sáng, và vui chơi giải trí, và người tiêu dùng đòi hỏi mức độ ngày càng cao, độ tin cậy.
- Trợ giúp sự phát triển các nguồn điện phân tán (phát điện, dự trữ năng lượng, cắt giảm nhu cầu…)


Đến cuối thế kỷ 20, mô hình nhu cầu điện được xây dựng, nước nóng và điều hòa không khí dẫn đến điểm hàng ngày nhu cầu đã được đáp ứng bởi một mảng của 'đạt đỉnh máy phát điện "đó sẽ chỉ được bật lên trong thời gian ngắn mỗi ngày. Việc sử dụng tương đối thấp của các máy phát điện đạt đỉnh (thường, tua bin khí được sử dụng do chi phí vốn tương đối thấp hơn và nhanh hơn thời gian khởi động), cùng với khả năng dự phòng cần thiết trong lưới điện, dẫn đến chi phí cao cho các công ty điện, trong đó đã được thông qua vào trong các hình thức thuế tăng. Trong thế kỷ 21, một số nước đang phát triển như Trung Quốc, Ấn Độ và Brazil được coi là người tiên phong triển khai lưới điện thông minh.<ref>{{chú thích tạp chí|authors=Mohsen Fadaee Nejad, AminMohammad Saberian and Hashim Hizam|date=ngày 3 tháng 6 năm 2013|title=Application of smart power grid in developing countries|publisher=IEEE|doi=10.1109/PEOCO.2013.6564586|work=7th International Power Engineering and Optimization Conference (PEOCO)}}</ref>
- Trợ giúp sự phát triển các nguồn năng lượng tái tạo.


=== Cơ hội hiện đại hóa ===
- Cung cấp khả năng nâng cao chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện.
Từ đầu thế kỷ thứ 21, cơ hội để tận dụng lợi thế của những cải tiến trong công nghệ truyền thông điện tử để giải quyết những hạn chế và chi phí của các lưới điện đã trở nên rõ ràng. Hạn chế công nghệ về đo sáng không còn ép giá điện cao điểm để được tính trung bình ra và chuyển cho tất cả người tiêu dùng như nhau. Song song đó, mối quan tâm ngày càng tăng về thiệt hại môi trường từ các nhà máy điện đốt hóa thạch đã dẫn đến một mong muốn sử dụng một lượng lớn năng lượng tái tạo. Hình thức chi phối như năng lượng gió và năng lượng mặt trời là rất khác nhau, và do đó nhu cầu về hệ thống điều khiển phức tạp hơn trở nên rõ ràng, để thuận lợi cho việc kết nối các nguồn cho lưới điện cao nếu không kiểm soát được<ref name="bookSG">{{chú thích sách|url=http://eu.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-1118004396.html|title=Smart Grid - Applicacions, Communications and Security|date=April 2012|publisher=John Wiley and Sons|isbn=978-1-1180-0439-5|editor=Berger, Lars T. and Iniewski, Krzysztof}}</ref> điện từ các tế bào quang điện (và một ít mức độ tuabin gió) cũng đã, đáng kể, gọi vào câu hỏi cấp thiết đối, các nhà máy điện tập trung lớn. Các chi phí giảm xuống nhanh chóng chỉ ra một sự thay đổi lớn từ các cấu trúc liên kết mạng lưới tập trung vào một trong đó là phân bố rất cao, với sức mạnh đang được cả hai tạo ra và tiêu thụ ngay tại các giới hạn của lưới điện. Cuối cùng, mối quan tâm ngày càng tăng về khủng bố tấn công ở một số nước đã dẫn đến các cuộc gọi cho một mạng lưới năng lượng mạnh mẽ hơn mà ít phụ thuộc vào các nhà máy điện tập trung được coi là mục tiêu tấn công tiềm năng.<ref>{{chú thích web|url=http://www.energyfuturecoalition.org/files/webfmuploads/EFC_Report/EFCReport.pdf|title=Challenge and Opportunity: Charting a New Energy Future, Appendix A: Working Group Reports|author=Smart Grid Working Group|date=June 2003|publisher=Energy Future Coalition|format=PDF|archive-url=https://web.archive.org/web/20090318232525/http://www.energyfuturecoalition.org/files/webfmuploads/EFC_Report/EFCReport.pdf|archive-date=ngày 18 tháng 3 năm 2009|url-status=dead|access-date=ngày 27 tháng 11 năm 2008}}</ref>


=== Định nghĩa về "mạng lưới thông minh" ===
- Tối ưu hóa vận hành HTĐ để giảm chi phí sản xuất, truyền tải và phân phối kể cả giảm chi phí đầu tư mới và nâng cấp hệ thống điện.
Một yếu tố chung cho hầu hết các định nghĩa là các ứng dụng xử lý kỹ thuật số và truyền thông cho lưới điện, làm cho luồng dữ liệu và quản lý thông tin trung tâm của lưới điện thông minh. Khả năng khác nhau là kết quả từ việc sử dụng tích hợp sâu sắc của công nghệ kỹ thuật số với lưới điện, và tích hợp các thông tin lưới mới chảy vào các quá trình tiện ích và hệ thống là một trong những vấn đề quan trọng trong các thiết kế của lưới điện thông minh. Tiện ích điện bây giờ thấy mình làm ba lớp học của biến đổi: cải thiện cơ sở hạ tầng, gọi là lưới mạnh mẽ ở Trung Quốc; Ngoài các lớp kỹ thuật số, đó là bản chất của lưới điện thông minh; và chuyển đổi quy trình kinh doanh, cần thiết để tận dụng các khoản đầu tư vào công nghệ thông minh. Phần lớn các công việc hiện đại hóa đã được diễn ra trong hiện đại hóa lưới điện, đặc biệt là trạm biến áp phân phối và tự động hóa, hiện được đưa vào các khái niệm chung của lưới điện thông minh, nhưng khả năng bổ sung được phát triển là tốt.


=== Đổi mới công nghệ ===
- Công cụ cơ bản của vận hành thị trường điện rộng rãi.
Công nghệ lưới điện thông minh nổi lên từ nỗ lực trước việc sử dụng điện tử điều khiển, đo và giám sát. Trong những năm 1980, đồng hồ đọc tự động được sử dụng để giám sát tải trọng từ các khách hàng lớn, và phát triển thành các cơ sở hạ tầng nâng cao Metering của những năm 1990, có thể lưu trữ mét cách điện được sử dụng vào những thời điểm khác nhau trong ngày.<ref name="ferc01">{{chú thích tạp chí|author=[[Federal Energy Regulatory Commission]] staff report|date=August 2006|title=Assessment of Demand Response and Advanced Metering (Docket AD06-2-000)|url=http://www.ferc.gov/legal/staff-reports/demand-response.pdf|format=PDF|journal=|publisher=[[United States Department of Energy]]|page=20|archive-url=https://web.archive.org/web/20081027040534/http://www.ferc.gov/legal/staff-reports/demand-response.pdf|archive-date=ngày 27 tháng 10 năm 2008|access-date=ngày 27 tháng 11 năm 2008|url-status=dead}}</ref> Đo thông minh thêm thông tin liên lạc liên tục để giám sát có thể được thực hiện trong thời gian thực và có thể được sử dụng như là một cửa ngõ để đáp ứng nhu cầu thiết bị -aware và "ổ cắm thông minh" trong nhà. Hình thức đầu của như quản lý phía cầu công nghệ là nhu cầu năng động, các thiết bị nhận biết rằng cảm nhận một cách thụ động tải trên lưới điện bằng cách theo dõi sự thay đổi tần số nguồn cung cấp điện. Các thiết bị như công nghiệp trong nước và điều hòa không khí, tủ lạnh và máy sưởi điều chỉnh chu kỳ nhiệm vụ của mình để tránh kích hoạt trong thời gian lưới điện đã bị một tình trạng cao điểm. Bắt đầu từ năm 2000, Dự án Telegestore Ý là người đầu tiên mạng với số lượng lớn (27 triệu USD) của nhà sử dụng công tơ thông minh kết nối thông qua băng thông thấp truyền dòng điện..<ref name="NETL01">{{chú thích tạp chí|author=[[National Energy Technology Laboratory]]|date=August 2007|title=NETL Modern Grid Initiative&nbsp;— Powering Our 21st-Century Economy|url=http://www.netl.doe.gov/smartgrid/referenceshelf/whitepapers/Modern%20Grid%20Benefits_Final_v1_0.pdf|format=PDF|publisher=[[United States Department of Energy]] Office of Electricity Delivery and Energy Reliability|page=17|archive-url=https://web.archive.org/web/20120223064002/http://www.netl.doe.gov/smartgrid/referenceshelf/whitepapers/Modern%20Grid%20Benefits_Final_v1_0.pdf|archive-date=2012-02-23|access-date=ngày 6 tháng 12 năm 2008}}</ref> Một số thí nghiệm sử dụng các hạn băng thông rộng qua đường dây điện (BPL), trong khi những người khác sử dụng công nghệ không dây như mạng lưới quảng bá cho các kết nối đáng tin cậy hơn với các thiết bị khác nhau trong nhà cũng như các hỗ trợ đo sáng của các tiện ích khác như khí đốt và nước.<ref name="bookSG" />


Giám sát và đồng bộ của các mạng diện rộng đã cách mạng hóa trong những năm đầu thập niên 1990 khi các quản lý năng lực Bonneville mở rộng nghiên cứu lưới điện thông minh của mình với nguyên mẫu cảm biến có khả năng phân tích rất nhanh chóng của các dị thường trong chất lượng điện trên khu vực địa lý rất lớn. Đỉnh điểm của việc này là các hệ thống đo lường đầu tiên hoạt động Wide Area (WAMS) vào năm 2000.<ref>{{chú thích web|url=http://gridwise.pnl.gov/foundations/history.stm|title=Gridwise History: How did GridWise start?|date=ngày 30 tháng 10 năm 2007|publisher=Pacific Northwest National Laboratory|archiveurl=https://web.archive.org/web/20081027235841/http://gridwise.pnl.gov/foundations/history.stm|archive-date=ngày 27 tháng 10 năm 2008|url-status=dead|access-date=ngày 3 tháng 12 năm 2008}}</ref> Các quốc gia khác đang nhanh chóng tích hợp công nghệ này - Trung Quốc sẽ có một hệ thống WAMS quốc gia toàn diện khi kế hoạch kinh tế 5 năm hiện nay của nó là hoàn toàn vào năm 2012<ref name="Yang">{{chú thích tạp chí|author=Qixun Yang, Board Chairman, Beijing Sifang Automation Co. Ltd., China and.Bi Tianshu, Professor, North China Electric Power University, China.|date=ngày 24 tháng 6 năm 2001|title=WAMS Implementation in China and the Challenges for Bulk Power System Protection|url=http://www.ewh.ieee.org/cmte/ips/2007GM/2007GM_china_intro.pdf|format=PDF|journal=Panel Session: Developments in Power Generation and Transmission&nbsp;— Infrastructures in China, IEEE 2007 General Meeting, Tampa, FL, USA, 24–ngày 28 tháng 6 năm 2007 Electric Power, ABB Power T&D Company, and [[Tennessee Valley Authority]]|publisher=[[Institute of Electrical and Electronics Engineers]]|access-date=ngày 1 tháng 12 năm 2008}}</ref>
Nhưng một hệ thống điện chỉ thông minh như vậy thôi là chưa đủ. Phải đảm bảo rằng hệ thống này không gây nguy hai tới môi trường. yếu tố này sẽ góp phần đánh giá đưa hệ thống vào sử dụng thực tiễn.


Việc triển khai đầu tiên của mạng lưới thông minh bao gồm các hệ thống Ý Telegestore (2005), các mạng lưới của Austin, Texas (từ năm 2003), và lưới điện thông minh ở Boulder, Colorado (2008). Xem Việc triển khai và triển khai thử dưới đây.
Không gây nguy hại cho môi trường là hệ thống này không được phép tác động xấu tới môi trường hoặc chỉ được tác động đến môi trường ở một giới hạn nào đó cho phép.
Để có được điều này, ở khâu sản xuất của hệ thống điện nên sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng sạch có thể tái sinh. Nếu sử dụng các nguồn năng lượng khác có thể gây hại cho môi trường thì cần có phương án điều hòa chất thải để giảm bớt tác động xấu tới môi trường.


== Cấu trúc ==
== Đặc điểm ==
Lưới điện thông minh đại diện cho toàn bộ các phản ứng hiện tại và đề xuất với các thách thức cung cấp điện. Do sự đa dạng của các yếu tố có rất nhiều nguyên tắc phân loại cạnh tranh và không có thỏa thuận về một định nghĩa phổ quát. Tuy nhiên, một loại có thể được đưa ra ở đây.


=== Độ bền ===
'''''Kiến trúc của hệ thống điện thông minh''' hay ''' cấu trúc''' là bao gồm các thành phần,bộ phận, trang thiết bị để tạo nên một hệ thống điện thông minh.
Lưới điện thông minh sẽ sử dụng các công nghệ, chẳng hạn như ước lượng trạng thái,<ref>Yih-Fang Huang; Werner, S.; Jing Huang; Kashyap, N.; Gupta, V., "[http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=6279588 State Estimation in Electric Power Grids: Meeting New Challenges Presented by the Requirements of the Future Grid,]" Signal Processing Magazine, IEEE, vol.29, no.5, pp.33,43, Sept. 2012</ref> giúp cải thiện việc phát hiện lỗi và cho phép tự phục hồi của mạng mà không cần sự can thiệp của kỹ thuật viên. Điều này sẽ đảm bảo nguồn cung cấp đáng tin cậy hơn của điện và giảm tổn thương với các thảm họa tự nhiên hoặc tấn công.


Mặc dù nhiều tuyến đường được coi là một tính năng của lưới điện thông minh, lưới điện cũ cũng đặc trưng nhiều tuyến đường. Dòng điện ban đầu trong lưới điện được xây dựng bằng cách sử dụng một mô hình vòng tròn, kết nối sau đó được đảm bảo thông qua nhiều tuyến đường, được gọi là một cấu trúc mạng. Tuy nhiên, điều này tạo ra một vấn đề mới: nếu dòng chảy hiện tại hoặc tác động liên quan trên mạng vượt quá giới hạn của bất kỳ phần tử mạng đặc biệt, nó có thể thất bại, và hiện tại sẽ được dồn ép để các phần tử mạng khác, mà cuối cùng cũng có thể thất bại, gây ra một hiệu ứng domino. Xem cúp điện. Một kỹ thuật để ngăn chặn điều này là tải đổ của cán màn hoặc giảm điện áp (brownout).
Về cơ bản, hệ thống điện thông minh bao gồm hệ thống truyền tải, cung cấp điện năng hiện tại nhưng được áp dụng công nghệ thông tin và truyền thông,số hóa dữ liệu và áp dụng các công nghệ hiện đại vào việc điều khiển,kiểm tra, giám sát.Nhằm đảm bảo an toàn,ổn định và nâng cao hiệu suất làm việc của hệ thống điện.


=== Tính linh hoạt ===
Từ mô hình ta thấy rằng ''' hệ thống điện thông minh ''' gồm:
Truyền tải thế hệ mới và cơ sở hạ tầng phân phối sẽ có thể tốt hơn để xử lý tốt dòng chảy năng lượng bidirection, cho phép hệ phân phối như từ các tấm pin quang điện xây dựng mái nhà, mà còn sử dụng các tế bào nhiên liệu, sạc đến / từ pin của xe điện, gió tuabin, bơm thủy điện, và các nguồn khác.


Lưới cổ điển được thiết kế cho dòng một chiều điện, nhưng nếu một phụ mạng địa phương tạo ra nhiều năng lượng hơn là tiêu thụ, các dòng chảy ngược có thể nêu các vấn đề an toàn và độ tin cậy.<ref>Tomoiagă, B.; Chindriş, M.; Sumper, A.; Sudria-Andreu, A.; Villafafila-Robles, R. [http://www.mdpi.com/1996-1073/6/3/1439/pdf Pareto Optimal Reconfiguration of Power Distribution Systems Using a Genetic Algorithm Based on NSGA-II.] Energies 2013, 6, 1439-1455.</ref> Một lưới điện thông minh nhằm mục đích quản lý các tình huống.<ref name="bookSG" />
* '''Hệ thống điện có sẵn''':


=== Hiệu quả ===
Cơ sơ hạ tầng(nhà máy điện,trạm biến áp,trạm điều khiển....)
Nhiều đóng góp để cải thiện tổng thể về hiệu quả của cơ sở hạ tầng năng lượng được dự đoán từ việc triển khai các công nghệ lưới điện thông minh, đặc biệt bao gồm cả quản lý về phía cầu, ví dụ như tắt máy điều hòa không khí trong gai ngắn hạn trong giá điện, giảm điện áp khi có thể vào đường dây phân phối thông qua Voltage / VAR Optimization (VVO), loại bỏ xe bánh cuốn cho đồng hồ đọc, và giảm xe tải cuộn bằng cách cải thiện quản lý mất điện sử dụng dữ liệu từ các hệ thống cơ sở hạ tầng nâng cao Metering. Hiệu quả tổng thể là ít sự thừa trong truyền tải và phân phối các dòng, và sử dụng nhiều hơn các máy phát điện, dẫn đến giá điện thấp hơn.


==== Điều chỉnh tải ====
Hệ thống truyền tải(đường dây dẫn,cột điện,rơle bảo vệ,máy biến áp...)
Tổng tải trọng kết nối với lưới điện có thể thay đổi đáng kể theo thời gian. Mặc dù tổng tải trọng là tổng hợp của nhiều sự lựa chọn cá nhân của khách hàng, tải tổng thể không phải là một ổn định, độ khác nhau chậm, tăng tải trọng nếu một phổ biến bắt đầu chương trình truyền hình và hàng triệu TV sẽ vẽ hiện ngay lập tức. Theo truyền thống, để đáp ứng với sự gia tăng nhanh chóng trong tiêu thụ điện năng, nhanh hơn so với thời gian khởi động của một máy phát điện lớn, một số máy phát điện dự phòng được đặt trên một chế độ chờ tiêu tán.Một lưới điện thông minh có thể cảnh báo tất cả các máy thu hình cá nhân, hoặc một khách hàng lớn hơn, để giảm tải tạm thời<ref name="TCL1">{{chú thích tạp chí|author=N. A. Sinitsyn. S. Kundu, S. Backhaus|year=2013|title=Safe Protocols for Generating Power Pulses with Heterogeneous Populations of Thermostatically Controlled Loads|journal=[[Energy Conversion and Management]]|volume=67|pages=297–308|arxiv=1211.0248|doi=10.1016/j.enconman.2012.11.021}}</ref> (để có thời gian khởi động máy phát điện lớn hơn) hoặc liên tục (trong trường hợp các nguồn lực hạn chế). Sử dụng thuật toán dự đoán toán học có thể dự đoán được bao nhiêu máy phát điện dự phòng cần phải được sử dụng, để đạt được một tỷ lệ thất bại nhất định. Trong lưới truyền thống, tỷ lệ thất bại chỉ có thể được giảm mức chi phí của máy phát điện dự phòng hơn. Trong một lưới điện thông minh, việc giảm tải bởi dù một phần rất nhỏ của các khách hàng có thể loại bỏ các vấn đề.


==== Đỉnh cắt giảm / san lấp mặt bằng và thời điểm định giá sử dụng ====
Các nơi tiêu thụ điện(hộ gia đình,nhà máy, cơ quan...)
Để giảm nhu cầu trong suốt thời gian sử dụng cao điểm giá cao, truyền thông và công nghệ đo sáng thông các thiết bị thông minh trong nhà và kinh doanh khi nhu cầu năng lượng cao và theo dõi bao nhiêu điện năng được sử dụng và khi nó được sử dụng. Nó cũng cung cấp cho các công ty tiện ích có khả năng giảm tiêu thụ bằng cách giao tiếp với các thiết bị trực tiếp để ngăn ngừa quá tải hệ thống. Ví dụ sẽ là một tiện ích làm giảm việc sử dụng của một nhóm các xe điện trạm sạc hoặc chuyển bộ nhiệt độ điểm của điều hòa không khí ở thành phố.<ref name="TCL1" /> Để thúc đẩy họ phải cắt giảm sử dụng và thực hiện những gì được gọi là cắt giảm cao điểm hoặc san lấp mặt bằng cao, giá điện đang tăng lên trong thời kỳ cao điểm, giảm trong giai đoạn cao thấp. [ 7 ] Người ta cho rằng người tiêu dùng và các doanh nghiệp sẽ có xu hướng tiêu thụ ít hơn trong thời kỳ nhu cầu cao nếu nó có thể cho người tiêu dùng và các thiết bị tiêu dùng nhận thức được sự cao giá cao cho việc sử dụng điện ở thời kỳ cao điểm. Điều này có thể có nghĩa là làm cho thương mại-offs như đi xe đạp trên / tắt điều hòa không khí hoặc chạy các món ăn tại 09:00 thay vì 17:00. Khi các doanh nghiệp và người tiêu dùng nhìn thấy một lợi ích kinh tế trực tiếp của việc sử dụng năng lượng tại thời điểm cao điểm, về lý thuyết thì họ sẽ bao gồm chi phí năng lượng của hoạt động vào các quyết định thiết bị và xây dựng nhà tiêu dùng của họ và do đó trở thành năng lượng hiệu quả hơn. Xem Thời gian đo ngày và đáp ứng nhu cầu.


=== Tính bền vững ===
* '''Hệ thống điều khiển''' lấy công nghệ thông tin làm trung tâm:gồm cơ sở dữ liệu được số hóa, các thành phần trong hệ thống được liên kết với nhau chặt chẽ thành một thể thống nhất có thể vận hành ổn định,tự khắc phục khi có sự cố xảy ra.
Sự linh hoạt cải tiến của lưới điện thông minh cho phép thâm nhập lớn hơn các nguồn năng lượng tái tạo thay đổi rất lớn như năng lượng mặt trời và năng lượng gió, thậm chí không có thêm các lưu trữ năng lượng. Cơ sở hạ tầng mạng hiện tại không được xây dựng để cho phép nhiều điểm thức ăn trong phân phối, và thường thậm chí nếu một số thức ăn ở được cho phép tại địa phương (phân phối) cấp, các cơ sở hạ tầng truyền dẫn cấp không thể chứa nó. Biến động nhanh chóng trong hệ phân phối, chẳng hạn như do thời tiết nhiều mây hoặc có gió, những thách thức lớn hiện nay để các kỹ sư điện, những người cần để đảm bảo mức năng lượng ổn định thông qua việc thay đổi đầu ra của máy phát điện có thể điều khiển nhiều như tua bin khí và máy phát thủy điện. Công nghệ lưới điện thông minh là một điều kiện cần thiết đối với số tiền rất lớn của điện tái tạo trên lưới điện vì lý do này.


=== Thị trường cho phép ===
'''Thiết kế cơ bản của Smart Grid'''
Lưới điện thông minh cho phép giao tiếp giữa hệ thống các nhà cung cấp (giá năng lượng của họ) và người tiêu dùng (sẵn lòng chi trả của họ), và cho phép cả các nhà cung cấp và người tiêu dùng được linh hoạt hơn và phức tạp trong chiến lược hoạt động của họ. Chỉ có tải trọng sẽ phải trả giá năng lượng đỉnh cao, và người tiêu dùng sẽ có thể có chiến lược hơn trong khi họ sử dụng năng lượng. Máy phát điện linh hoạt hơn sẽ có thể bán năng lượng chiến lược cho lợi nhuận tối đa, trong khi máy phát không linh hoạt như các tuabin hơi tải nền và tua-bin gió sẽ nhận được một mức thuế khác nhau dựa trên mức độ nhu cầu và tình trạng của các máy phát điện khác hiện đang hoạt động. Hiệu quả tổng thể là một dấu hiệu cho thấy hiệu quả năng lượng giải thưởng, và tiêu thụ năng lượng đó là nhạy cảm với những hạn chế thời gian khác nhau của các nguồn cung cấp. Ở cấp độ trong nước, các thiết bị với một mức độ lưu trữ năng lượng hoặc khối lượng nhiệt (như tủ lạnh, nhiệt ngân hàng, và máy bơm nhiệt) sẽ được đặt để 'chơi' thị trường và tìm cách giảm thiểu chi phí năng lượng bằng cách thích ứng nhu cầu thấp hơn lại đến thời gian hỗ trợ chi phí năng lượng. Đây là một phần mở rộng của giá năng lượng kép thuế quan được đề cập ở trên.


==== Đáp ứng nhu cầu hỗ trợ ====
Cho đến hiện nay, chưa một ai hoặc một tổ chức nào khẳng định chắc chắn về các công nghệ sẽ được sử dụng trong Smart Grid của tương lai. Tuy nhiên, chúng ta có thể chỉ ra được các đặc tính chính của Smart Grid sẽ bao gồm:
Đáp ứng nhu cầu hỗ trợ cho phép máy phát điện và tải để tương tác trong một thời trang tự động trong thời gian thực, điều phối nhu cầu để san bằng gai. Loại bỏ các phần của nhu cầu đó xảy ra trong những gai loại bỏ chi phí thêm máy phát điện dự phòng, giảm hao mòn và tăng tuổi thọ của thiết bị, và cho phép người dùng cắt giảm hóa đơn năng lượng của họ bằng cách nói với các thiết bị ưu tiên thấp để sử dụng năng lượng chỉ khi nó là giá rẻ nhất <ref>Energy Future Coalition, "Challenge and Opportunity: Charting a New Energy Future," Appendix A: Working Group Reports, Report of the Smart Grid Working Group. https://web.archive.org/web/20080910051559/http://www.energyfuturecoalition.org/pubs/app_smart_grid.pdf</ref>


Hiện nay, hệ thống lưới điện có mức độ khác nhau của truyền thông trong hệ thống điều khiển cho các tài sản có giá trị cao của họ, chẳng hạn như trong nhà máy phát điện, đường dây tải điện, trạm biến áp và sử dụng năng lượng lớn. Trong thông tin chung chảy một chiều, từ người sử dụng và tải trọng mà họ kiểm soát lại cho các tiện ích. Các tiện ích cố gắng để đáp ứng các nhu cầu và thành công hay thất bại ở những mức độ khác nhau (brownout, màn cuốn, màn không kiểm soát được). Tổng số tiền của nhu cầu điện năng của người sử dụng có thể có một rất rộng phân bố xác suất mà đòi hỏi các nhà máy phát điện dự phòng trong chế độ chờ để đáp ứng với việc sử dụng năng lượng thay đổi nhanh chóng. Điều này dòng chảy một chiều của thông tin là tốn kém; có thể được yêu cầu 10% cuối cùng của công suất phát của ít nhất là 1% thời gian, và sụt áp và cúp có thể tốn kém cho người tiêu dùng.
• Khả năng tự động khôi phục cung cấp điện khi có sự cố xảy ra mất điện đối với khách hàng.


Độ trễ của dòng dữ liệu là một mối quan tâm lớn, với một số kiến trúc bị đo thông minh đầu cho phép thực nhất trong 24 giờ chậm trễ trong việc tiếp nhận các dữ liệu, ngăn chặn bất kỳ phản ứng có thể bằng hoặc cung cấp hoặc yêu cầu thiết bị.<ref>[http://earth2tech.com/2009/06/05/why-the-smart-grid-wont-have-the-innovations-of-the-internet-any-time-soon/ Why the Smart Grid Won't Have the Innovations of the Internet Any Time Soon: Cleantech News and Analysis «] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200422042404/http://earth2tech.com/2009/06/05/why-the-smart-grid-wont-have-the-innovations-of-the-internet-any-time-soon/|date=2020-04-22}}. Earth2tech.com (2009-06-05). Truy cập 2011-05-14.</ref>
• Chống được sự tấn công cố ý đối với hệ thống cả về mặt vật lý và mạng máy tính.


==== Nền tảng cho các dịch vụ tiên tiến ====
• Trợ giúp sự phát triển các nguồn điện phân tán (phát điện, dự trữ năng lượng, cắt giảm nhu cầu…)
Cũng như các ngành khác, sử dụng các thông tin liên lạc hai chiều mạnh mẽ, cảm biến tiên tiến và công nghệ điện toán phân phối sẽ nâng cao hiệu quả, độ tin cậy và an toàn của các giao quyền lực và sử dụng. Nó cũng mở ra tiềm năng cho các dịch vụ hoàn toàn mới hoặc cải tiến về cái hiện có, chẳng hạn như giám sát cháy và báo động mà có thể tắt điện, thực hiện cuộc gọi điện thoại đến các dịch vụ khẩn cấp, vv


==== Giám sát, kiểm soát ====
• Trợ giúp sự phát triển các nguồn năng lượng tái tạo.
Số lượng dữ liệu cần thiết để thực hiện giám sát và các thiết bị chuyển mạch của một người ra khỏi hệ thống là rất nhỏ so với đã đạt thậm chí ngôi nhà từ xa để hỗ trợ thoại, an ninh, Internet và truyền hình dịch vụ. Nhiều nâng cấp băng thông mạng lưới thông minh đã được thanh toán bởi quá cung cũng để hỗ trợ các dịch vụ tiêu dùng, và trợ cấp các thông tin liên lạc với các dịch vụ năng lượng có liên quan hoặc trợ cấp cho các dịch vụ năng lượng liên quan, chẳng hạn như tỷ lệ cao hơn trong giờ cao điểm, với thông tin liên lạc. Điều này đặc biệt đúng nơi chính phủ đang có cả hai bộ các dịch vụ như là một độc quyền nào. Bởi vì quyền lực và thông tin liên lạc các công ty nói chung là doanh nghiệp thương mại riêng biệt ở Bắc Mỹ và châu Âu, nó đã yêu cầu chính phủ đáng kể và lớn nhà cung cấp nỗ lực để khuyến khích các doanh nghiệp khác nhau để hợp tác. Một số, như Cisco, thấy nhiều cơ hội trong việc cung cấp các thiết bị cho người tiêu dùng rất giống với những người mà họ đã từ lâu đã được cung cấp cho các ngành công nghiệp.<ref>[http://earth2tech.com/2009/04/21/ciscos-latest-consumer-play-the-smart-grid/ Cisco's Latest Consumer Play: The Smart Grid: Cleantech News and Analysis «] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100715035129/http://earth2tech.com/2009/04/21/ciscos-latest-consumer-play-the-smart-grid/|date=2010-07-15}}. Earth2tech.com Retrieved on 2011-05-14.</ref> Những người khác, như [[Silver Spring Networks]]<ref>[http://earth2tech.com/2008/05/01/silver-springs-the-cisco-of-smart-grid/ Silver Spring Networks: The Cisco of Smart Grid?: Cleantech News and Analysis «] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100124195520/http://earth2tech.com/2008/05/01/silver-springs-the-cisco-of-smart-grid/|date=2010-01-24}}. Earth2tech.com (2008-05-01). Truy cập 2011-05-14.</ref> hoặc [[Google]],<ref>[http://earth2tech.com/2009/05/20/utility-perspective-why-partner-with-google-powermeter/ Utility Perspective: Why Partner With Google PowerMeter?: Cleantech News and Analysis «] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100408213924/http://earth2tech.com/2009/05/20/utility-perspective-why-partner-with-google-powermeter/|date=2010-04-08}}. Earth2tech.com (2009-05-20). Truy cập 2011-05-14.</ref><ref>[http://www.ecommercetimes.com/story/67126.html?wlc=1245096400&wlc=1245366756 E-Commerce News: Deals: Utility Companies Plug In to Google PowerMeter]. Ecommercetimes.com. Truy cập 2011-05-14.</ref> là nhà tích hợp dữ liệu thay hơn các nhà cung cấp thiết bị. Trong khi các tiêu chuẩn kiểm soát điện AC cho mạng powerline sẽ là phương tiện chính của giao tiếp giữa các thiết bị lưới điện và nhà thông minh, các bit có thể không đạt được các nhà thông qua băng thông rộng qua điện Lines (BPL) ban đầu nhưng do không dây cố định.


== Công nghệ ==
• Cung cấp khả năng nâng cao chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện.
Phần lớn các công nghệ lưới điện thông minh đã được sử dụng trong các ứng dụng khác như sản xuất và viễn thông và được thích nghi để sử dụng trong các hoạt động lưới. Nhìn chung, công nghệ lưới điện thông minh có thể được nhóm lại thành năm lĩnh vực chính:<ref>{{chú thích web|url=http://wifithermostatjudge.com|tiêu đề=Best Wifi Thermostat Reviews on the 2015 Market|author=|ngày=|ngôn ngữ=|nơi xuất bản=Wifi Thermostat Judge|ngày truy cập=30 tháng 9 năm 2015}}</ref>


=== Truyền thông hợp nhất ===
• Tối ưu hóa vận hành HTĐ để giảm chi phí sản xuất, truyền tải và phân phối kể cả giảm chi phí đầu tư mới và nâng cấp hệ thống điện.
Một số thông tin liên lạc luôn được cập nhật, nhưng không đồng nhất, vì họ đã được phát triển trong một thời trang gia tăng và không tích hợp đầy đủ. Trong hầu hết các trường hợp, dữ liệu được thu thập thông qua modem chứ không phải là kết nối mạng trực tiếp. Các lĩnh vực cần cải tiến bao gồm: tự động hóa trạm biến áp, đáp ứng nhu cầu, tự động phân phối, điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA), hệ thống quản lý năng lượng, mạng lưới không dây và các công nghệ khác, thông tin liên lạc nhà cung cấp điện đường dây và sợi quang học <ref name="bookSG" /> Truyền thông hợp nhất sẽ cho phép thời gian thực kiểm soát, thông tin và trao đổi dữ liệu để tối ưu hóa độ tin cậy của hệ thống, sử dụng tài sản, và an ninh.<ref>F.R. Yu, P. Zhang, W. Xiao, and P. Choudhury, "[http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=6033032 Communication Systems for Grid Integration of Renewable Energy Resources]," IEEE Network, vol. 25, no. 5, pp. 22-29, Sept. 2011.</ref>


=== Cảm biến và đo lường ===
• Công cụ cơ bản của vận hành thị trường điện rộng rãi.
Nhiệm vụ cốt lõi được đánh giá tắc nghẽn và sự ổn định lưới điện, thiết bị theo dõi sức khỏe, phòng chống trộm cắp năng lượng, và các chiến lược kiểm soát hỗ trợ. Công nghệ bao gồm: bộ vi xử lý tiên tiến mét (đo thông minh) và các thiết bị đồng hồ đọc, hệ thống giám sát diện rộng, giá dòng năng động (thường dựa trên các bài đọc trực tuyến bằng cảm biến nhiệt độ phân phối kết hợp với thời gian thực giá nhiệt (RTTR) hệ thống), đo chữ ký điện / phân tích, thời gian sử dụng và công cụ định giá theo thời gian thực, chuyển mạch tiên tiến và cáp điện, công nghệ phát thanh tán xạ, và Digital rơ le bảo vệ.


==== Đo thông minh ====
Để tạo được sự tiến bộ trong việc giải quyết được những thách thức của hệ thống hiện tại cũng như những đặc tính chính của Smart Grid trong tương lai, các công ty điện lực cần tập trung vào bốn lĩnh vực sau:
{{Bài chi tiết|Đo thông minh}}Một lưới điện thông minh thường thay thế mét cơ khí tương tự với mét kỹ thuật số sử dụng bản ghi trong thời gian thực. Thường thì công nghệ này được gọi là cơ sở hạ tầng nâng cao Metering (AMI) từ năm mét một mình là không hữu ích trong và của chính mình và cần phải được cài đặt cùng với một số loại hình cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc để có được các dữ liệu về các tiện ích (dây cáp, WiFi., hãng di động, hoặc điện-line). nâng cao cơ sở hạ tầng đo sáng có thể cung cấp một đường truyền thông mở rộng từ các nhà máy phát điện trên một kết thúc tất cả các cách để kết thúc-sử dụng tiêu thụ điện trong gia đình và các doanh nghiệp. Các thiết bị tiêu thụ sử dụng cuối cùng có thể bao gồm các cửa hàng, (ổ cắm thông minh) và các thiết bị lưới điện-kích hoạt thông minh khác như máy nước nóng và các thiết bị như máy điều nhiệt. Tùy thuộc vào các chương trình tiện ích, khách hàng có thể liên lạc hoặc các thiết bị có thể được tắt hoặc đã thiết lập của họ biến đổi tự động trong thời gian cao điểm.


==== Đơn vị đo lường phasor ====
-'''Thu thập dữ liệu''': Dữ liệu cần được thu thập từ rất nhiều nguồn khác nhau của hệ thống điện (hệ thống bảo vệ, điều khiển, công tơ điện, các bộ I/O..., các bộ thu thập dữ liệu tiêu thụ điện của thiết bị tại các nhà máy và thậm chí tại nhà ở của khách hàng và các nguồn thông tin "không điện" như thời tiết… Khả năng thu thập dữ liệu được dựa trên sự tiến bộ vượt bậc của công nghệ thông tin và viễn thông trong thế kỷ XXI.
{{chính|Phasor measurement unit}}Cảm biến tốc độ cao được gọi là các BQLDA phân phối thông qua mạng truyền dẫn có thể được sử dụng để theo dõi trạng thái của hệ thống điện. Ban QLDA có thể lấy số đo theo tỷ giá lên đến 30 lần mỗi giây., Đó là nhanh hơn nhiều so với tốc độ hiện tại SCADA công nghệ. Phasors là đại diện của các cường độ và pha của điện áp xoay chiều tại một điểm trong mạng. Trong những năm 1980, nó đã nhận ra rằng các xung đồng hồ từ hệ thống định vị toàn cầu (GPS) vệ tinh có thể cung cấp tín hiệu thời gian rất chính xác để các thiết bị trong lĩnh vực này, cho phép đo lường sự khác biệt góc pha điện áp trên khoảng cách rộng. Nghiên cứu cho thấy rằng với số lượng lớn của các BQLDA và khả năng so sánh góc pha điện áp tại các điểm chính trên lưới điện, hệ thống tự động có thể cách mạng hóa việc quản lý các hệ thống năng lượng bằng cách đáp ứng các điều kiện hệ thống trong một thời trang năng động, nhanh chóng<ref>{{chú thích tạp chí|author=Yilu Liu, Lamine Mili, Jaime De La Ree, Reynaldo Francisco Nuqui, Reynaldo Francisco Nuqui|date=ngày 12 tháng 7 năm 2001|title=State Estimation and Voltage Security Monitoring Using Synchronized Phasor Measurement|format=PDF|journal=Research paper from work sponsored by American Electric Power, ABB Power T&D Company, and [[Tennessee Valley Authority]]|publisher=[[Virginia Polytechnic Institute and State University]]|id={{citeseerx|10.1.1.2.7959}}|quote=''"Simulations and field experiences suggest that PMUs can revolutionize the way power systems are monitored and controlled."''}}</ref>


Một hệ thống đo lường diện rộng (WAMS) là một mạng lưới của Ban QLDA có thể cung cấp theo thời gian thực trên quy mô khu vực và quốc gia<ref name="bookSG" /> Nhiều người trong cộng đồng các hệ thống điện kỹ thuật tin rằng màn Đông Bắc năm 2003 có thể đã được ngăn chặn để một khu vực nhỏ hơn nhiều nếu một mạng lưới đo phasor diện rộng đã được đưa ra<ref name="Mazza01"><nowiki>{{chú thích tạp chí </nowiki>[https://www.smartgrid.gov/sites/default/files/doc/files/PMU-cost-study-final-10162014_1.pdf Factors Affecting PMU Costs] [https://smartgrid.gov/sites/default/files/doc/files/NASPI_model_validation_workshop.pdf Use of Synchrophasors for Model Validation] [https://www.smartgrid.gov/sites/default/files/doc/files/NASPI_visualization_workshop_report_0.pdf Visualization of Synchrophasor Data] [https://www.smartgrid.gov/sites/default/files/doc/files/NASPI-NREL_renewables_integration_with_synchrophasors_0.pdf Use of PMUs to Ease the Integration of Increasing Renewables with the Grid]. [https://www.smartgrid.gov/recovery_act/program_impacts/applications_synchrophasor_technology Key Findings from the U.S. DOE ARRA Synchrophasor Project which installed 1,000 PMUs] | url=http://fortress.wa.gov/wutc/home/webdocs.nsf/de53b07997d108ea882563b50072c5b3/bc3ced6bb5f4cf29882570200083aaa3/$FILE/Powering%20Up%20Smart%20Grid%20report.doc<nowiki> | title=Powering Up the Smart Grid: A Northwest Initiative for Job Creation, Energy Security, and Clean, Affordable Electricity. | author=Patrick Mazza | format=doc | publisher= Climate Solutions | date = ngày 27 tháng 4 năm 2005 | page=7 | access-date = ngày 1 tháng 12 năm 2008}}</nowiki></ref>
-'''Phân tích và dự báo''': Dữ liệu thu thập từ nhiều nguồn khác nhau ở trên, theo tính toán với một hệ thống có 2 triệu khách hành sử dụng điện thì lượng dữ liệu sẽ khoảng 22 GB/ngày, cần được phân tích cho các mục tiêu vận hành và kinh doanh. Cho mục đích vận hành hệ thống điện các phân tích sẽ được dựa trên số liệu thời gian thực và cận thời gian thực. Còn đối với mục đích kinh doanh thì sẽ sử dụng số liệu quá khứ. Các số liệu thời gian thực và quá khứ cũng được sử dụng cho công tác dự báo từ dài cho đến trung hạn phục vụ công tác lập quy hoạch, kế hoạch phát triển và phương thức vận hành.


=== Các thành phần chi tiết khác ===
-'''Giám sát/quản lý/điều khiển''': Dữ liệu được thu thập và xử lý thành thông tin phục vụ công tác vận hành, điều khiển khiển hệ thống điện cũng như được lưu trữ cho các mục đích khác nhau theo yêu cầu của các quy định trong quản lý và điều tiết hoạt động điện lực. Trong lĩnh vực kinh doanh, các thông tin này được sử dụng để xác định mức sử dụng và tính toán chi phí thanh toán giữa các bên tham gia thị trường điện và khách hàng.
Những đổi mới trong chất siêu dẫn, khả năng chịu lỗi, lưu trữ, điện tử công suất, và chẩn đoán các thành phần được thay đổi khả năng cơ bản và đặc điểm của lưới. Công nghệ trong các loại rộng R & D bao gồm: các thiết bị linh hoạt xoay chiều hệ thống truyền tải, điện áp cao trực tiếp hiện nay, đầu tiên và thứ hai thế hệ dây siêu dẫn nhiệt độ cao cáp siêu dẫn, thế năng lượng phân tán và các thiết bị lưu trữ, dẫn composite, và các thiết bị "thông minh".


==== Kiểm soát dòng điện phân phối ====
-'''Phát triển hệ thống cho phép trao đổi thông tin và điện năng hai chiều giữa nhà cung cấp và khách hàng sử dụng điện''': Cả ba bước trên sẽ chỉ có khả năng ảnh hưởng tối thiểu lên khách hàng nếu họ không được tiếp cận và có các thiết bị để cùng tham gia vào hoạt động điện lực từ phía tiêu thụ điện. Thực ra đây là lĩnh vực tốn kém nhất trong Smart Grid và theo tính toán thì thế giới sẽ mất khoảng 20 năm để hoàn thành phần này với việc trang bị các Smart Meter và thiết bị cho phép tương tác hai chiều đối với bất kỳ khách hàng nào.
Thiết bị điều khiển dòng điện kẹp vào hiện đường dây truyền tải để kiểm soát dòng chảy của năng lượng bên trong. Đường dây tải điện được kích hoạt với các thiết bị hỗ trợ như sử dụng nhiều hơn năng lượng tái tạo bằng cách cung cấp phù hợp, kiểm soát thời gian thực qua cách thức năng lượng đó được định tuyến trong mạng lưới. Công nghệ này cho phép lưới điện để lưu trữ hiệu quả hơn năng lượng liên tục từ năng lượng tái tạo để sử dụng sau này<ref>{{chú thích web|url=http://arpa-e.energy.gov/?q=slick-sheet-project/distributed-power-flow-control|title=Smart Wire Grid Distributed Power Flow Control|publisher=arpa-e.energy.gov|archive-url=https://web.archive.org/web/20140808120513/http://arpa-e.energy.gov/?q=slick-sheet-project%2Fdistributed-power-flow-control|archive-date=2014-08-08|url-status=dead|access-date=ngày 25 tháng 7 năm 2014}}</ref>


==== Điện thông minh sử dụng linh kiện cao cấp ====
Một số các thành phần của Smart Grid đã được lắp đặt trong hệ thống điện. Tuy nhiên, chúng ta còn phải nỗ lực hết sức để có thể biến một hệ thống điện truyền thống hiện nay thành một hệ thống điện thông minh (Smart Grid) thực sự. Bởi vì nó không đơn thuần chỉ bao gồm các hệ thống phần cứng và phần mềm.
Điện thông minh là một khái niệm phù hợp với sản xuất điện với nhu cầu sử dụng nhiều máy phát điện giống hệt nhau mà có thể bắt đầu, dừng lại và hoạt động hiệu quả ở lựa chọn của tải trọng, độc lập của những người khác, làm cho chúng phù hợp với tải cơ sở và đạt đỉnh phát điện.<ref>{{chú thích sách|url=http://www.smartpowergeneration.com/pdf/wartsila_spg_book.pdf|title=Smart Power Generation|last1=Klimstra|first1=Jakob|last2=Hotakainen|first2=Markus|publisher=Avain Publishers|year=2011|isbn=9789516928466|location=Helsinki}}</ref> ết hợp cung nhu cầu, được gọi là cân bằng tải,<ref name="TCL1" /> là điều cần thiết cho một nguồn cung cấp ổn định và đáng tin cậy của điện. Độ lệch ngắn hạn dẫn trước cân bằng với sự thay đổi tần số và một kết quả không phù hợp kéo dài trong mất điện. Người điều khiển hệ thống truyền tải điện được tính với nhiệm vụ cân bằng, phù hợp với sản lượng điện của tất cả các máy phát điện cho các phụ tải của họ lưới điện. Các nhiệm vụ cân bằng tải đã trở thành thách thức hơn nhiều như máy phát điện ngày càng liên tục và biến như tua bin gió và pin mặt trời được bổ sung vào lưới điện, buộc các nhà sản xuất khác để thích ứng với sản lượng của họ thường xuyên hơn đã được yêu cầu trong quá khứ.


Hai ổn định lưới điện động đầu tiên các nhà máy điện sử dụng các khái niệm đã được đặt hàng bởi Elering và sẽ được xây dựng bởi Wärtsilä trong Kiisa, Estonia (Nhà máy điện Kiisa). Mục đích của họ là để "cung cấp khả năng phát động để đáp ứng giảm đột ngột và bất ngờ trong việc cung cấp điện." Họ đang lên kế hoạch để sẵn sàng trong suốt năm 2013 và 2014, tổng sản lượng của họ sẽ là 250 MW<ref>[http://www.balticbusinessnews.com/?PublicationId=df120449-877c-42ce-a752-9b7bfef6abf6&ref=rss Toomas Hõbemägi, Baltic Business News]</ref>
Smart Grid có thể cho chúng ta biện pháp để tác động trước mắt bao gồm:


=== Điều khiển tiên tiến ===
- Nâng cao hiệu suất hoạt động của các nhà máy điện.
Hệ thống điện tự động hóa cho phép chẩn đoán nhanh và chính xác các giải pháp để gián đoạn lưới cụ thể hoặc cúp. Những công nghệ này dựa vào và đóng góp cho mỗi trong bốn lĩnh vực chủ chốt khác. Ba loại công nghệ cho các phương pháp điều khiển tiên tiến là: đại lý phân phối thông minh (hệ thống điều khiển), các công cụ phân tích (các thuật toán phần mềm và máy tính tốc độ cao), và các ứng dụng hoạt động (SCADA, tự động hóa trạm biến áp, đáp ứng nhu cầu, vv). Sử dụng trí thông minh nhân tạo các kỹ thuật lập trình, Phúc Kiến lưới điện ở Trung Quốc đã tạo ra một hệ thống bảo vệ khu vực rộng mà là nhanh chóng có thể tính toán chính xác một chiến lược kiểm soát và thực hiện nó.<ref>{{chú thích tạp chí|date=ngày 22 tháng 4 năm 2008|title=Wide Area Protection System for Stability|url=http://www.nari-relays.com/en/files/Wide%20Area%20Protection%20System%20for%20Stability.pdf|format=PDF|journal=|publisher=Nanjing Nari-Relays Electric Co., Ltd|page=2|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090318232502/http://www.nari-relays.com/en/files/Wide%20Area%20Protection%20System%20for%20Stability.pdf|archive-date=ngày 18 tháng 3 năm 2009|access-date=ngày 12 tháng 12 năm 2008|url-status=dead}} Examples are given of two events, one stabilizing the system after a fault on a 1 gigawatt HVDC feed, with response timed in milliseconds.</ref> Các Giám sát điện áp ổn định & Control (VSMC) phần mềm sử dụng độ nhạy dựa trên kế tiếp lập trình tuyến tính phương pháp đáng tin cậy để xác định các giải pháp điều khiển tối ưu.<ref>{{chú thích tạp chí|last1=Zhao|first1=Jinquan|last2=Huang|first2=Wenying|last3=Fang|first3=Zhaoxiong|last4=Chen|first4=Feng|last5=Li|first5=Kewen|last6=Deng|first6=Yong|date=ngày 24 tháng 6 năm 2007|title=2007 IEEE Power Engineering Society General Meeting|format=PDF|chapter=On-Line Voltage Stability Monitoring and Control (VSMC) System in Fujian power grid|location=Tampa, FL, USA|publisher=[[IEEE]]|page=1|doi=10.1109/PES.2007.385975|isbn=1-4244-1296-X|lay-url=http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?tp=&arnumber=4275741&isnumber=4275199|work=Proceedings, Power Engineering Society General Meeting, 2007.}}</ref>


=== Giao diện được cải thiện ===
- Tối ưu hóa nhằm giảm tổn thất kỹ thuật trong vận hành hệ thống điện.
Hệ thống thông tin giảm độ phức tạp để điều hành và quản lý có các công cụ để có hiệu quả và hiệu quả hoạt động một mạng lưới với một số lượng ngày càng tăng của biến. Công nghệ bao gồm các kỹ thuật hình dung rằng giảm số lượng lớn các dữ liệu sang định dạng hình ảnh dễ hiểu, các hệ thống phần mềm cung cấp nhiều tùy chọn khi hành động hệ thống điều hành được yêu cầu, và mô phỏng dùng cho đào tạo hoạt động và "nếu-thì" phân tích.


== Nghiên cứu ==
- Giảm hệ số đàn hồi giữa tốc độ tăng nhu cầu sử dụng điện trên tốc độ tăng GDP.


=== Các chương trình lớn ===
- Giảm lượng năng lượng sử dụng trung bình trên giá trị 1 đồng GDP.
'''''IntelliGrid'''''Được tạo bởi Viện Nghiên cứu Điện lực Mỹ (EPRI), kiến trúc IntelliGrid cung cấp phương pháp, công cụ, và các khuyến nghị cho các tiêu chuẩn và công nghệ sử dụng tiện ích trong việc lập kế hoạch, quy định cụ thể, và mua sắm các hệ thống CNTT trên, chẳng hạn như đo sáng tiên tiến, tự động phân phối, và đáp ứng nhu cầu. Các kiến trúc cũng cung cấp một phòng thí nghiệm sống để đánh giá các thiết bị, hệ thống và công nghệ. Một số tiện ích đã áp dụng kiến trúc IntelliGrid bao gồm cả miền Nam California Edison, Power Authority Đảo Long, Dự án Salt River, và TXU Electric Delivery. Các IntelliGrid Consortium là một quan hệ đối tác công / tư nhân tích hợp và tối ưu hóa các nỗ lực nghiên cứu toàn cầu, công nghệ quỹ R & D, làm việc để tích hợp công nghệ, và phổ biến thông tin kỹ thuật.<ref>Electric Power Research Institute, [http://www.epri.com/IntelliGrid/default.asp IntelliGrid Program]</ref>


'''''Grid 2030'''''Grid 2030 là một tuyên bố tầm nhìn chung cho các hệ thống điện của Mỹ được phát triển bởi các ngành điện, sản xuất thiết bị, cung cấp công nghệ thông tin, các cơ quan chính phủ liên bang và tiểu bang, các nhóm lợi ích, các trường đại học, và các phòng thí nghiệm quốc gia. Nó bao gồm xuất, truyền tải, phân phối, lưu trữ, và sử dụng cuối cùng<ref>U.S. Department of Energy, Office of Electric Transmission and Distribution, [http://www.oe.energy.gov/DocumentsandMedia/Elec_Vision_2-9-4.pdf "Grid 2030" A National Vision for Electricity's Second 100 Years] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110721233154/http://www.oe.energy.gov/DocumentsandMedia/Elec_Vision_2-9-4.pdf|date=ngày 21 tháng 7 năm 2011}}, July 2003</ref> Các quốc gia Cung điện Technologies Lộ trình là tài liệu thực hiện cho tầm nhìn Lưới năm 2030. Lộ trình này phác thảo những vấn đề quan trọng và thách thức cho việc hiện đại hóa lưới điện và cho thấy con đường mà chính phủ và ngành công nghiệp có thể làm để xây dựng hệ thống phân phối điện tương lai của nước Mỹ.<ref>U.S. Department of Energy, Office of Electric Transmission and Distribution, [http://www.oe.energy.gov/DocumentsandMedia/ER_2-9-4.pdf "National Electric Delivery Technologies Roadmap"] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110721233239/http://www.oe.energy.gov/DocumentsandMedia/ER_2-9-4.pdf|date=ngày 21 tháng 7 năm 2011}}</ref>
- Giảm tổn thất phi kỹ thuật.


'''''Sáng kiến lưới hiện đại (MGI)''''' là một nỗ lực hợp tác giữa Bộ Năng lượng Mỹ (DOE), Phòng thí nghiệm Công nghệ Năng lượng Quốc gia (NETL), tiện ích, người tiêu dùng, các nhà nghiên cứu, và các bên liên quan khác để hiện đại hóa lưới điện và tích hợp các mạng lưới điện của Mỹ. Văn phòng DOE của điện giao hàng và năng lượng đáng tin cậy (OE) tài trợ cho các sáng kiến, trong đó xây dựng dựa trên lưới điện năm 2030 và Quốc Cung Điện Technologies Lộ trình và phù hợp với các chương trình khác như GridWise và GridWorks.<ref>U.S. Department of Energy, [http://www.netl.doe.gov/moderngrid National Energy Technology Laboratory] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100109100225/http://www.netl.doe.gov/moderngrid/|date=2010-01-09}}</ref>
- Tạo ra văn hóa tiết kiệm và bảo tồn năng lượng trong xã hội.


'''''GridWise'''''Một chương trình DOE OE tập trung vào việc phát triển công nghệ thông tin để hiện đại hóa lưới điện của Mỹ. Làm việc với Liên minh GridWise, các chương trình đầu tư vào kiến trúc và các tiêu chuẩn truyền thông; mô phỏng và phân tích công cụ; công nghệ thông minh; thử nghiệm và dự án trình diễn; và khung pháp lý, thể chế và thị trường mới. Các GridWise Alliance là một tập đoàn của các bên liên quan ngành điện công cộng và tư nhân, cung cấp một diễn đàn để trao đổi ý tưởng, nỗ lực hợp tác, và các cuộc họp với các nhà hoạch định chính sách ở cấp liên bang và tiểu bang<ref>U.S. Department of Energy, [http://www.electricdistribution.ctc.com/index.htm Office of Electricity Delivery and Energy Reliability] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060203180826/http://www.electricdistribution.ctc.com/index.htm|date=ngày 3 tháng 2 năm 2006}}; [http://www.electricdistribution.ctc.com/pdfs/GridWise%20Fact%20Sheet%20Jan05.pdf GridWise Program fact sheet] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080910051603/http://www.electricdistribution.ctc.com/pdfs/GridWise%20Fact%20Sheet%20Jan05.pdf|date=ngày 10 tháng 9 năm 2008}}; and [http://www.gridwise.org/ GridWise Alliance].</ref>
- Tạo điều kiện phát triển các nguồn năng lượng tái tạo và các loại nguồn điện nhỏ phân tán để giảm phát thải CO2.


'''''Hội đồng Kiến trúc GridWise (GWAC)''''' được thành lập bởi Bộ Năng lượng Mỹ để thúc đẩy và tạo khả năng trong nhiều thực thể tương tác với hệ thống điện của quốc gia. Các thành viên GWAC là một đội bóng cân bằng và tôn trọng đại diện cho nhiều khu vực bầu cử của các chuỗi cung ứng điện và người sử dụng. Các GWAC cung cấp hướng dẫn ngành công nghiệp và các công cụ trình bày rõ mục tiêu của khả năng tương tác giữa các hệ thống điện, xác định các khái niệm và kiến trúc cần thiết để làm cho khả năng tương tác có thể, và phát triển các bước hành động để tạo điều kiện cho các hoạt động liên của các hệ thống, thiết bị, và các tổ chức đó bao gồm các quốc gia của hệ thống điện. Các Hội đồng Kiến trúc GridWise Interoperability Context Thiết Framework, V 1.1 định nghĩa các nguyên tắc và nguyên tắc cần thiết.<ref>http://www.gridwiseac.org/pdfs/interopframework_v1_1.pdf</ref>
== Vai trò và sự thân thiện môi trường ==


'''''GridWorks'''''Một chương trình DOE OE tập trung vào việc cải thiện độ tin cậy của hệ thống điện thông qua các thành phần hiện đại hóa lưới điện trọng điểm như dây cáp và dây dẫn, các trạm biến áp và hệ thống bảo vệ, và điện tử công suất. Trọng tâm của chương trình bao gồm các nỗ lực phối hợp trên các hệ thống siêu dẫn nhiệt độ cao, độ tin cậy các công nghệ truyền dẫn, công nghệ phân phối điện, thiết bị lưu trữ năng lượng, và các hệ thống GridWise.<ref>U.S. Department of Energy, Office of Electricity Delivery and Energy Reliability, [https://web.archive.org/web/20070510153226/http://www.oe.energy.gov/randd/gridworks.htm Gridworks]</ref>
===<big>Vai trò:</big>===
Ngày nay, ngành công nghiệp điện đang có sự thay đổi, từ sản xuất, phân phối, đến sử dụng điện. Hiệu ứng nóng lên của trái đất, sự cạn kiệt của các nguồn năng lượng hóa thạch, sự bùng nổ tăng trưởng của các nước đang phát triển và lượng dân số… đã dẫn đến yêu cầu bức thiết phải có những phương cách mới trong việc cung cấp và sử dụng năng lượng.
Hiện việc cung cấp điện hầu như chỉ dựa trên mục tiêu thỏa mãn tối đa nhu cầu bằng các biện pháp tăng nguồn cung cấp. Ngành Điện có những đặc quyền kinh doanh, do Nhà nước quy định trong lĩnh vực này, cho nên cũng phải có nghĩa vụ cung cấp một nguồn năng lượng dồi dào ở mọi nơi và vào mọi lúc với giá rẻ cho xã hội và nền kinh tế vì mục tiêu tăng trưởng, thỏa mãn tối đa nhu cầu. Trong khi đó, các công ty điện lực đang vận hành không tạo ra được các phương thức khuyến khích đủ mạnh đối với người sử dụng, cũng như cơ quan điều tiết của Chính phủ. Và ngay cả chính các công ty này, để vận hành hệ thống đạt hiệu suất cao thì cũng gặp không ít khó khăn ban đầu.
Vấn đề bảo tồn năng lượng, tăng cường sự độc lập về năng lượng và vấn đề nóng lên của trái đất đang là sự quan tâm hàng đầu của Chính phủ nhiều nước trên thế giới. Một loạt các chính sách bao gồm thuế, luật tiết kiệm năng lượng và các chính sách khác được thiết lập để giảm thiểu việc đốt các dạng năng lượng hóa thạch đang được xem xét trên phạm vi toàn cầu. Trong khoảng 5 năm vừa qua đã xuất hiện nhiều nhân tố có giá trị thúc đẩy sự thay đổi cách thức nhà cung cấp và người sử dụng vận hành hệ thống điện. Các nhân tố này bao gồm:


'''''Pacific Northwest Smart Grid Demonstration Project.''''' - Dự án này là một cuộc biểu tình trên khắp năm Pacific Northwest tuyên-Idaho, Montana, Oregon, Washington, và Wyoming. Nó liên quan đến khoảng 60.000 khách hàng theo đồng hồ, và có nhiều chức năng quan trọng của lưới điện thông minh trong tương lai.<ref>[http://www.pnwsmartgrid.org/ Pacific Northwest Smart Grid Demonstration Project]</ref>
==== 1. Sự biến đổi khí hậu của Thế giới ====
Trong xã hội, mọi người ngày càng nhận ra những ảnh hưởng tiêu cực đối với môi trường khi con người đốt các loại năng lượng hóa thạch để sản xuất điện, thiên tai xảy ra nhiều hơn với cường độ phá hoại ngày càng nghiêm trong hơn và các nỗ lực đang được xây dựng trên nhiều lĩnh vực để giảm thiểu sự phát thải CO2. Sự nóng lên của trái đất do việc sử dụng năng lượng theo cách hiện nay đang được cho là quá sức chịu đựng của trái đất vào năm 2050 với dân số khoảng 9,5 tỷ người.


'''''Các thành phố năng lượng mặt trời''''' - Ở Úc, các chương trình năng lượng mặt trời bao gồm các thành phố phối hợp chặt chẽ với các công ty năng lượng để thử nghiệm công tơ thông minh, đỉnh cao và giá cả ngoài giờ cao điểm, chuyển mạch từ xa và nỗ lực liên quan. Nó cũng cung cấp một số tài trợ hạn chế cho việc nâng cấp lưới điện<ref>[http://www.climatechange.gov.au/energy-efficiency/solar-cities Australia Department of the Environment Solar Cities Programme]</ref>
==== 2. Nhu cầu của khách hàng ====
Khách hàng không những ngày càng tiêu thụ nhiều điện hơn và công suất đỉnh tăng hàng năm (ở Việt Nam vào khoảng 14-15%/năm) mà nhu cầu về chất lượng điện năng ngày càng cao do những đòi hỏi về chất lượng cuộc sống và việc sử dụng rộng rãi các loại thiết bị điện tử giá rẻ. Ngoài ra, việc trao đổi và giám sát được sử dụng điện của chính bản thân khách hàng cũng là một nhu cầu của khách hàng thay vì chỉ hàng tháng nhận được một hóa đơn tiền điện khô khan. Theo điều tra, khi khách hàng có thể giám sát được việc sử dụng điện của mình thì họ có xu hướng giảm mức tiêu thụ khoảng từ 5% đến 10%. Việc trao đổi hai chiều giữa các công ty điện lực và khách hàng để tạo điều kiện cho khách hàng hiểu rõ hơn về ngành điện và ngược lại là nhu cầu của cả hai bên, nhưng chỉ có các công ty điện lực mới có thể triển khai với hệ thống Smart Grid.


=== Mô hình lưới điện thông minh ===
==== 3. Cơ sở hạ tầng ngày càng già cỗi và khó khăn về vốn ====
Nhiều khái niệm khác nhau đã được sử dụng để mô hình lưới điện thông minh. Chúng thường được nghiên cứu trong khuôn khổ của hệ thống phức tạp. Trong một cuộc họp tập gần đây,<ref>{{cite arXiv|eprint=0907.2221|author1=Paul Bourgine|author2=David Chavalarias|author3=Edith Perrier|author4=Frederic Amblard|author5=Francois Arlabosse|author6=Pierre Auger|author7=Jean-Bernard Baillon|author8=Olivier Barreteau|author9=Pierre Baudot|title=French Roadmap for complex Systems 2008–2009|class=nlin.AO|year=2009}}</ref> các điện lưới đã được xem xét trong bối cảnh điều khiển tối ưu, hệ sinh thái, nhận thức của con người, động lực thủy tinh, lý thuyết thông tin, microphysics của đám mây, và nhiều người khác. Dưới đây là một lựa chọn của các loại phân tích đã xuất hiện trong những năm gần đây.
Rất nhiều các nhà máy điện, đường dây truyền tải và phân phối đã trở nên già cỗi sau 20-30 năm vận hành và được thiết kế để cung cấp điện trong những thời đại trước. Các công ty điện lực thường có xu hướng giảm thiểu đầu tư vào cơ sở hạ tầng này và rất khó khăn tìm kiếm các nguồn đầu tư tin cậy để đảm bảo sự phát triển hợp lý các cơ sở hạ tầng này trong những thập kỷ tiếp theo.


; Hệ thống bảo vệ mà xác minh và giám sát chính mình
==== 4. Vấn đề về chất lượng điện năng và tổn thất phi kỹ thuật ====
Các giải pháp đảm bảo chất lượng điện năng đã được xác định và dựa trên dữ liệu thu nhận được từ hệ thống thì các công ty điện lực có thể đưa ra các giải pháp hợp lý hơn cho các nguồn phát sóng hài và các nguồn gây ra vấn đề về chất lượng điện năng trên bình diện là các giải pháp công nghiệp. Với các nước đang phát triển thì giảm được tổn thất phi kỹ thuật trong vận hành hệ thống điện cũng là các mối quan tâm hàng đầu, các tổn thất phi kỹ thuật bao gồm:


Pelqim Spahiu và Ian R. Evans trong nghiên cứu của họ giới thiệu các khái niệm về một trạm bảo vệ dựa trên thông minh và kiểm tra lai Unit<ref>1 Protection Systems that verify and supervise themselves, Pelqim Spahiu, Ian R. Evans – IEEE ISGT Innovative Smart Grid Technologies Europe 2011</ref><ref>2 IED based Protection & Control equipment with Non-Standard primary system arrangements – An approach to application, Pelqim Spahiu, Namita Uppal – 10th IET International Conference on DPSP in Manchester, April 2010</ref>
+ Ăn cắp điện


; Kuramoto dao động
+ Hư hỏng hoặc bất thường của thiết bị đo đếm làm phát sinh tranh chấp


Các mô hình Kuramoto là một hệ thống được nghiên cứu. Lưới điện đã được mô tả trong bối cảnh này là tốt<ref name="ReferenceA">{{chú thích tạp chí|author1=Giovanni Filatrella|author2=Arne Hejde Nielsen|author3=Niels Falsig Pedersen|year=2008|title=Analysis of a power grid using the Kuramoto-like model|journal=European Physical Journal B|volume=61|issue=4|pages=485–491|arxiv=0705.1305|doi=10.1140/epjb/e2008-00098-8}}</ref><ref>{{cite arXiv|eprint=0910.5673|author1=Florian Dorfler|author2=Francesco Bullo|title=Synchronization and Transient Stability in Power Networks and Non-Uniform Kuramoto Oscillators|class=math.OC|year=2009}}</ref> Mục đích là để giữ cho hệ thống cân bằng, hoặc để duy trì đồng bộ giai đoạn (còn được gọi là giai đoạn khóa). Dao động không đồng nhất cũng giúp cho mô hình công nghệ khác nhau, các loại máy phát điện, hình thức tiêu dùng, và như vậy. Mô hình này cũng đã được sử dụng để mô tả các mô hình đồng bộ hóa trong nhấp nháy của đom đóm<ref name="ReferenceA" />
+ Chu kỳ thu tiền kéo dài: Với khả năng kết nối trực tiếp với thiết bị và trao đổi dữ liệu với các hệ thống quản lý sẽ đảm bảo cho các công ty điện lực đạt được mục tiêu giảm tổn thất này với ước tính lên đến 30-40% tổng tổn thất trong kinh doanh của ngành Điện.


; Hệ thống sinh học
===<big>Sự thân thiện môi trường:</big>===
Lưới điện thông minh là mạng lưới xanh. (Green Grid)
Một hệ thống điện thông minh trước hết phải là một hệ thống không gây nguy hại tới môi trường. Không gây nguy hại cho môi trường là hệ thống này không được phép tác động xấu tới môi trường hoặc chỉ được tác động đến môi trường ở một giới hạn nào đó cho phép. Để có được điều này, ở khâu sản xuất của hệ thống điện nên sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng sạch có thể tái sinh. Nếu sử dụng các nguồn năng lượng khác có thể gây hại cho môi trường thì cần có phương án điều hòa chất thải để giảm bớt tác động xấu tới môi trường. Ô nhiễm môi trường làm biến đổi khí hậu.
The Green Grid Smart Initiative (GSGI) đã được đưa ra để chứng minh rằng các mạng lưới thông minh thực sự có thể là một chính sách tích cực trong việc giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu. Trong số các vấn đề đó sẽ tìm cách xây dựng một sự hiểu biết là:


Lưới điện đã được liên quan đến các hệ thống sinh học phức tạp trong nhiều bối cảnh khác. Trong một nghiên cứu, các lưới điện đã được so sánh với cá heo mạng xã hội<ref>{{chú thích tạp chí|author1=David Lusseau|year=2003|title=The emergent properties of a dolphin social network|journal=Proceedings of the Royal Society of London B|volume=270|pages=S186–S188|arxiv=cond-mat/0307439|doi=10.1098/rsbl.2003.0057}}</ref> Những sinh vật lý hóa hoặc tăng cường thông tin liên lạc trong trường hợp của một tình huống bất thường. Các intercommunications cho phép chúng sống sót là rất phức tạp.
==== 1. Smart Grid và năng lượng tái tạo ====
Tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo là một thành phần quan trọng của chiến lược và kế hoạch để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu. Năng lượng tái tạo sẽ góp phần làm giảm sức ép về sự phụ thuộc quá mức vào năng lượng hạt nhân luôn là mối nguy hiểm đối với môi trường và năng lượng hóa thạch gây đang tạo ra mức khí thải quá mức cho phép như hiện nay. Bằng cách sử dụng công nghệ lưới thông minh, năng lượng tái tạo sẽ được đưa vào hệ thống điện quốc gia làm giảm sức ép về năng lượng. Tổ chức hay tư nhân tạo ra lượng lớn năng lượng tái tạo sẽ bán năng lượng để hòa vào lưới điện quốc gia, khi mà nhiều nguồn cung cấp hơn thì giá thành sẽ giảm đi do cạnh tranh.


; Cầu chì mạng ngẫu nhiên
Mạng lưới điện truyền thống biến thành mạng lưới điện thông minh. Trước tiên, máy phát điện bằng sức gió, sóng thủy triều, và ánh sáng được lắp đặt vào mạng lưới điện truyền thống. Mạng lưới điện thông minh kết hợp chặt chẽ với các cơ sở mạng lưới điện truyền thống và công nghệ thông tin để ngăn ngừa sự cố và nâng cao hiệu quả hoạt động, cũng như tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng bằng cách trao đổi thông tin với người tiêu dùng. Khi mạng lưới thông minh kết hợp điện năng, truyền thông, và công nghệ thông tin được kích hoạt, toàn bộ nơi tiêu thụ sẽ được cung cấp bởi năng lượng xanh.


Trong lý thuyết thấm, ngẫu nhiên cầu chì mạng đã được nghiên cứu. Các mật độ hiện tại có thể là quá thấp trong một số lĩnh vực, và quá mạnh ở những người khác. Các phân tích do đó có thể được sử dụng để làm phẳng các vấn đề tiềm năng trong mạng. Ví dụ, phân tích máy tính tốc độ cao có thể ước đoán thổi cầu chì và chính xác cho họ, hoặc phân tích các mẫu mà có thể dẫn đến mất điện.<ref>{{chú thích tạp chí|author1=Olaf Stenull|author2=Hans-Karl Janssen|year=2001|title=Nonlinear random resistor diode networks and fractal dimensions of directed percolation clusters|journal=Phys. Rev. E|volume=64|arxiv=cond-mat/0104532|doi=10.1103/PhysRevE.64.016135}}</ref> Đó là khó khăn đối với con người để dự đoán các mẫu lâu dài trong các mạng phức tạp, do cầu chì hoặc diode mạng được sử dụng để thay thế.
==== 2. Smart Grid và hiệu quả năng lượng ====
Smart Grid trong sử dụng năng lượng hiệu quả triệt để. Các mạng lưới thông minh cho phép các hoạt động của toàn bộ hệ thống điện được tự động tối ưu hóa mọi lúc. Ngoài ra, và quan trọng, các mạng lưới thông minh sẽ không dừng lại ở đồng hồ của khách hàng. Nó sẽ cung cấp cho khách hàng với giá mới và các tùy chọn thanh toán và không bao giờ sai lệch thông tin. Và khách hàng chủ động kiểm soát việc sử dụng năng lượng của mình, với việc luôn biết được việc tiêu thụ điện của mình ở mức bao nhiêu, điều này sẽ làm họ tiết kiệm và nhờ vậy tổng năng lượng điện sẽ được phân phối đều đến tất cả các nơi tiêu thụ, các sự cố về cao điểm sẽ được hạn chế tối đa.


; Mạng lưới thần kinh
Năng lượng tái tạo và năng lượng hiệu quả là một vai trò thiết yếu, một lưới điện thông minh hơn và một mạng lưới xanh hơn, và Green Grid thông minh không chỉ có một vai trò trong giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu, nhưng có thể sẽ cần thiết để đạt được các mục tiêu khi khí hậu thay đổi.
== Kiến trúc intelligrid sm ==


Mạng lưới thần kinh đã được xem xét để quản lý lưới điện là tốt. Các tài liệu tham khảo là quá nhiều để liệt kê<ref>{{cite arXiv|eprint=q-bio/0612045|author1=Werbos|title=Using Adaptive Dynamic Programming to Understand and Replicate Brain Intelligence: the Next Level Design|class=q-bio.NC|year=2006}}</ref><ref>{{cite arXiv|eprint=q-bio.OT/0609036|author1=Claire Christensen|author2=Reka Albert|title=Using graph concepts to understand the organization of complex systems|class=q-bio.OT|year=2006}}</ref><ref>{{chú thích tạp chí|author1=Vito Latora|author2=Massimo Marchiori|year=2002|title=Economic Small-World Behavior in Weighted Networks|journal=European Physical Journal B|volume=32|issue=2|pages=249–263|arxiv=cond-mat/0204089|doi=10.1140/epjb/e2003-00095-5}}</ref><ref>{{cite arXiv|eprint=cond-mat/0205649|author1=Vito Latora|author2=Massimo Marchiori|title=The Architecture of Complex Systems|class=cond-mat|year=2002}}</ref>
'''Intelligrid sm''' là một hệ thống bao gồm các [[thiết bị thông minh]] nhằm diều khiển mạng lưới diện sao cho co hiệu quả nhất.


; Quá trình Markov
Kiến trúc intelligrid sm được xây dựng trên cơ sở hạ tầng thông tin hiện có và đề xuất các cách mà ngành công nghiệp có thể tích hợp những hệ thống tự động hóa tiên tiến có hiệu quả.


Như điện gió vẫn tiếp tục được phổ biến, nó sẽ trở thành một thành phần cần thiết trong nghiên cứu mạng lưới điện thực tế. Off-line lưu trữ, biến gió, cung, cầu, giá cả, và các yếu tố khác có thể được mô hình hóa như một trò chơi toán học. Ở đây mục đích là để phát triển một chiến lược chiến thắng. quá trình Markov đã được sử dụng để mô hình và nghiên cứu loại hệ thống này<ref>{{cite arXiv|eprint=1008.3932|author1=Miao He|author2=Sugumar Murugesan|author3=Junshan Zhang|title=Multiple Timescale Dispatch and Scheduling for Stochastic Reliability in Smart Grids with Wind Generation Integration|class=cs.SY|year=2010}}</ref>
Môi trường của kiến trúc intelligrid là một môi trường thông tin và truyền thông nơi mà an ninh, chất lượng dịch vụ,quản lý dữ liệu giống nhau hoặc rất giống nhau.


; Maximum entropy
Trong mỗi môi trường nhỏ ta lại có thể chia ra làm nhiêu môi trường nhỏ hơn.


All of these methods are, in one way or another, [[Maximum entropy method|maximum entropy methods]], which is an active area of research.<ref>{{cite arXiv|eprint=1011.2797|author1=Barreiro|author2=Julijana Gjorgjieva|author3=Fred Rieke|author4=Eric Shea-Brown|title=When are feedforward microcircuits well-modeled by maximum entropy methods?|class=q-bio.NC|year=2010}}</ref><ref>{{cite arXiv|eprint=1010.2739|author1=Jianxin Chen|author2=Zhengfeng Ji|author3=Mary Beth Ruskai|author4=Bei Zeng|author5=Duanlu Zhou|title=Principle of Maximum Entropy and Ground Spaces of Local Hamiltonians|class=quant-ph|year=2010}}</ref> This goes back to the ideas of [[C. E. Shannon|Shannon]], and many other researchers who studied communication networks. Continuing along similar lines today, modern wireless network research often considers the problem of [[network congestion]],<ref>{{cite arXiv|eprint=0910.4214|author1=Sahand Haji Ali Ahmad|author2=Mingyan Liu|author3=Yunnan Wu|title=Congestion games with resource reuse and applications in spectrum sharing|class=cs.GT|year=2009}}</ref> and many algorithms are being proposed to minimize it, including game theory,<ref>{{cite arXiv|eprint=1011.5384|author1=Sahand Ahmad|author2=Cem Tekin|author3=Mingyan Liu|author4=Richard Southwell|author5=Jianwei Huang|title=Spectrum Sharing as Spatial Congestion Games|class=cs.GT|year=2010}}</ref> innovative combinations of [[FDMA]], [[Time division multiple access|TDMA]], and others.
=== Cấu trúc ===


== Kinh tế ==
* Yêu cầu chức năng của hệ thống điện
* Nguyên tắc thiết kế
* Chiến thuật thiết kế môi trường intelligrid
* Tiêu chuẩn kiến nghị
* Hướng dẫn sử dụng kiến trúc intelligrid


=== Triển vọng thị trường ===
1. Yêu cầu chức năng của hệ thống điện
Trong năm 2009, ngành công nghiệp điện lưới thông minh Mỹ được định giá vào khoảng $ 21400000000 - vào năm 2014, nó sẽ vượt quá 42,8 tỷ ít nhất $. Với sự thành công của lưới điện thông minh tại Mỹ, thị trường thế giới dự kiến sẽ tăng trưởng với tốc độ nhanh hơn, tăng từ $ 69300000000 trong năm 2009 để 171.400.000.000 $ vào năm 2014. Với các phân đoạn sẽ được hưởng lợi nhiều nhất sẽ được bán phần cứng đo thông minh và các nhà sản xuất phần mềm được sử dụng để truyền và tổ chức số lượng lớn các dữ liệu thu thập được bằng mét<ref>{{chú thích web|url=http://www.smartgridnews.com/artman/publish/Business_Markets_Pricing_News/Report-Smart-Grid-Market-Could-Double-in-Four-Years-1662.html|title=Report: Smart Grid Market Could Double in Four Years|work=Zpryme Smart Grid Market|archive-url=https://web.archive.org/web/20140906184240/http://www.smartgridnews.com/artman/publish/Business_Markets_Pricing_News/Report-Smart-Grid-Market-Could-Double-in-Four-Years-1662.html|archive-date=ngày 6 tháng 9 năm 2014|url-status=dead|ngày truy cập=2015-04-21}}</ref> Gần đây, Diễn đàn Kinh tế Thế giới báo cáo đầu tư chuyển đổi của hơn $ 7600000000000 là cần thiết trong 25 năm tiếp theo (hoặc 300.000.000.000 $ mỗi năm) để hiện đại hóa, mở rộng, và phân cấp cơ sở hạ tầng điện với sự đổi mới kỹ thuật then chốt đối với sự biến đổi.<ref>{{chú thích web|url=http://www.pddnet.com/news/2015/01/future-electricity-report-calls-huge-investments?et_cid=4378943&et_rid=652334766&type=cta|title=Future of Electricity Report Calls for Huge Investments|archive-url=https://web.archive.org/web/20160304053200/http://www.pddnet.com/news/2015/01/future-electricity-report-calls-huge-investments?et_cid=4378943&et_rid=652334766&type=cta|archive-date=ngày 4 tháng 3 năm 2016|url-status=dead|ngày truy cập=2015-04-21}}</ref>


=== Phát triển kinh tế nói chung ===
Gồm yêu cầu:
Khi khách hàng có thể lựa chọn các nhà cung cấp điện của họ, tùy thuộc vào phương pháp thuế quan khác nhau của họ, trọng tâm của chi phí vận chuyển sẽ được tăng lên. Giảm chi phí bảo trì và thay thế sẽ kích thích điều khiển tiên tiến hơn.
* Yêu cầu cấu hình
* Yêu cầu an ninh, bảo mật
* Yêu cầu quản lý dữ liệu
* Yêu cầu quản lý mạng
* Thực hiện các yêu cầu


Một lưới điện thông minh chính xác giới hạn điện xuống đến cấp độ dân cư, mạng quy mô nhỏ phân tán năng lượng thế hệ và các thiết bị lưu trữ, truyền đạt thông tin về trạng thái hoạt động và nhu cầu, thu thập thông tin về giá cả và điều kiện lưới điện, lưới điện và di chuyển ngoài tầm kiểm soát tập trung sang hợp tác mạng<ref name="Mazza01" /><!--This table looks like sales pitch pablum- should be nuked or cleaned of the bromides, the vague and the vacuous.
2. Nguyên tắc thiết kế
Table 1<ref>Global Environment Fund, Center for Smart Energy, "The Emerging Smart Grid: Investment and Entrepreneurial Potential in the Electric Power Grid of the Future," October 2005. http://www.globalenvironmentfund.com/GEF%20white%20paper_Electric%20Power%20Grid.pdf</ref> provides a summary comparison of today’s grid with a 21st century smart grid of the Future.


'''Table 1 – Smart grid of the Future'''
Các nguyên tắc thiết kế:
{| class="wikitable"
|-
! 20th century Grid
! 21st century Grid
|-
| Electromechanical
| Digital
|-
| One-way communications (if any)
| Two-way communications
|-
| Built for centralized generation
| Accommodates distributed generation
|-
| Radial topology
| Network topology
|-
| Few sensors
| Monitors and sensors throughout
|-
| “Blind”
| Self-monitoring
|-
| Manual restoration
| Semi-automated restoration and, eventually, self-healing
|-
| Prone to failures and blackouts
| Adaptive protection and islanding
|-
| Check equipment manually
| Monitor equipment remotely
|-
| Emergency decisions by committee and phone
| Decision support systems, predictive reliability
|-
| Limited control over power flows
| Pervasive control systems
|-
| Limited price information
| Full price information
|-
| Few customer choices
| Many customer choices
|}-->


==== Mỹ và Anh dự toán và mối quan tâm tiết kiệm ====
* Tóm tắt một mô hình hóa:
United States Department of Energy nghiên cứu tính toán rằng hiện đại hóa nội bộ của Mỹ lưới với khả năng lưới điện thông minh sẽ lưu giữa 46 và 117 tỷ USD trong 20 năm tớ<ref name="Kannberg">{{chú thích tạp chí|author=L. D. Kannberg|authorlink=|author2=M. C. Kintner-Meyer|author3=D. P. Chassin|author4=R. G. Pratt|author5=J. G. DeSteese|author6=L. A. Schienbein|author7=S. G. Hauser|author8=W. M. Warwick|date=November 2003|title=GridWise: The Benefits of a Transformed Energy System|format=PDF|publisher=[[Pacific Northwest National Laboratory]] under contract with the [[United States Department of Energy]]|page=25|arxiv=nlin/0409035}}</ref> Cũng như những lợi ích hiện đại hóa công nghiệp, tính năng lưới điện thông minh có thể mở rộng hiệu quả năng lượng ngoài lưới điện vào nhà bằng cách phối hợp các thiết bị nhà ưu tiên thấp như máy nước nóng để sử dụng quyền lực của họ có lợi thế của các nguồn năng lượng hấp dẫn nhất. Mạng lưới thông minh cũng có thể phối hợp sản xuất điện từ một số lượng lớn các nhà sản xuất điện nhỏ như chủ sở hữu của các tấm năng lượng mặt trời trên mái nhà - một sự sắp xếp mà nếu không sẽ chứng minh vấn đề cho hệ thống điện vận hành tại điện lực địa phương.


Một câu hỏi quan trọng là liệu người tiêu dùng hành động để đáp ứng với các tín hiệu thị trường. Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) như là một phần của các cuộc biểu tình và Đầu tư Grant Smart Grid Chương trình Phục hồi và Tái đầu tư Act Mỹ tài trợ đặc biệt nghiên cứu hành vi người tiêu dùng để kiểm tra việc chấp nhận, lưu giữ, và phản ứng của người tiêu dùng đăng ký các chương trình tiện ích tỷ lệ dựa trên thời gian có liên quan đến cơ sở hạ tầng đo và khách hàng các hệ thống tiên tiến như trong nhà hiển thị và điều chỉnh nhiệt giao tiếp lập trình.
Mô hình hóa là mô hình mạnh mẽ nhất để cung cấp sự hiểu biết, quản lý sự phức tạp của cơ sở hạ tầng cần thiết để vạn hành hệ thống năng lượng tương lai


Một vấn đề nữa là chi phí viễn thông để hỗ trợ đầy đủ mạng lưới thông minh có thể được ngăn cấm. Một cơ chế truyền thông ít tốn kém được đề xuất sử dụng một hình thức " quản lý nhu cầu năng động ", nơi các thiết bị cạo đỉnh bằng cách chuyển tải của họ để phản ứng với tần số lưới. Tần số lưới điện có thể được sử dụng để truyền đạt thông tin mà không cần phải tải về một mạng viễn thông khác, nhưng nó sẽ không hỗ trợ thương lượng kinh tế hoặc định lượng đóng góp.
* An ninh
* Quản lý dữ liệu
* Quản lý mạng: Hai cơ sở hạ tầng hiện nay phải được quản lý: các cơ sở hạ tầng Hệ thống điện và cơ sở hạ tầng thông tin. Việc quản lý hệ thống cơ sở hạ tầng năng lượng đang ngày càng phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng thông tin là tự động hóa tiếp tục thay thế các hoạt động hướng dẫn, và do đó bị ảnh hưởng bởi bất kỳ vấn đề mà các cơ sở hạ tầng thông tin có thể bị ảnh hưởng.
* Công nghệ độc lập
* Interoperabiliti and standard


Mặc dù có rất cụ thể và chứng minh các công nghệ lưới điện thông minh trong sử dụng, lưới điện thông minh là một thuật ngữ tổng hợp cho một tập hợp các công nghệ liên quan mà trên đó một đặc điểm kỹ thuật thường được đồng ý, chứ không phải là một tên cho một công nghệ cụ thể. Một số lợi ích của một mạng lưới điện hiện đại này bao gồm khả năng để giảm tiêu thụ điện năng ở phía người tiêu dùng trong giờ cao điểm, được gọi là quản lý mặt cầu; cho phép kết nối lưới điện của hệ phân phối điện (với mảng quang điện, nhỏ tua-bin gió, thủy điện nhỏ, hoặc thậm chí nhiệt điện kết hợp máy phát điện trong các tòa nhà); kết hợp lưu trữ năng lượng lưới điện phân phối cho cân bằng tải hệ; và loại bỏ hoặc có chứa những thất bại như lan rộng lưới điện cascading thất bại. Việc tăng cường tính hiệu quả và độ tin cậy của lưới điện thông minh dự kiến sẽ tiết kiệm tiền và giúp người tiêu dùng giảm CO 2 phát thải.<ref>''[http://www.speaksolar.org/forums/content.php/137-Smart-Grid-and-Renewable-Energy-Monitoring-Systems Smart Grid and Renewable Energy Monitoring Systems], ''SpeakSolar.org'' 03rd September 2010''</ref>
3.Chiến thuật thiết kế(tactical design): Sử dụng môi trường intelligrid sm


== Đối lập và mối quan tâm ==
Tiêu chuẩn,công nghệ,thực hành tốt nhất:nhưng tiêu chuẩn, công nghệ bao gồm các ngành dựa vào công nghệ trên internet,công nghệ truyền thông,biện pháp đối phó an ninh,giải pháp quản lý mạng
Hầu hết các phản đối và quan tâm tập trung vào đo thông minh và các mặt hàng (như điều khiển từ xa, ngắt kết nối từ xa, và giá cả lãi suất thay đổi) được kích hoạt bởi chúng. Trường hợp đối lập để đo thông minh đang gặp phải, họ thường được quảng cáo là "mạng lưới thông minh" kết nối lưới điện thông minh để đo thông minh trong con mắt của các đối thủ. Điểm cụ thể của đối lập hoặc mối quan tâm bao gồm:


* mối quan tâm của người tiêu dùng về tính riêng tư, ví dụ như sử dụng các dữ liệu sử dụng bởi thực thi pháp luật
4.Những tiêu chuẩn,công nghệ,thực tiễn tốt nhất bao gồm các loại:
* mối quan tâm của xã hội về "công bằng" có điện
* Công nghệ thông tin
* lo ngại rằng hệ thống tỷ phức tạp (ví dụ như tỷ lệ biến) loại bỏ sự rõ ràng và trách nhiệm giải trình, cho phép các nhà cung cấp để tận dụng lợi thế của khách hàng
* Công nghiệp công nghệ năng lượng
* quan tâm hơn từ xa kiểm soát được "kill switch" tích hợp vào hầu hết các công tơ thông minh
* Công nghiệp công nghệ thông tin
* mối quan tâm của xã hội về Enron phong cách lạm dụng đòn bẩy thông tin
* Công nghệ bảo mật
* lo ngại cho các cơ chế chính phủ để kiểm soát việc sử dụng của tất cả các hoạt động sử dụng năng lượng
* Mạng và quản lý doanh nghiệp
* lo ngại về lượng khí thải từ RF đo thông minh


=== An ninh ===
• Thực tiễn tốt nhất:
Với sự ra đời của tội phạm mạng cũng có mối quan tâm về sự an toàn của các cơ sở hạ tầng, chủ yếu là công nghệ thông tin liên lạc liên quan. Mối quan tâm chủ yếu xoay quanh các công nghệ thông tin liên lạc tại trung tâm của lưới điện thông minh. Được thiết kế để cho phép thực thời gian tiếp xúc giữa các tiện ích và mét trong nhà và doanh nghiệp của khách hàng, có một nguy cơ là những khả năng có thể được khai thác để hành động hình sự hoặc thậm chí khủng bố.<ref name="bookSG" /> Một trong những khả năng quan trọng của kết nối này là khả năng từ xa tắt nguồn điện, cho phép các tiện ích để nhanh chóng và dễ dàng chấm dứt hoặc thay đổi nguồn cung cấp cho các khách hàng mặc định về thanh toán. Điều này chắc chắn là một lợi ích lớn cho các nhà cung cấp năng lượng, nhưng cũng đặt ra một số vấn đề bảo mật quan trọng.<ref>{{chú thích web|url=http://www.cfr.org/united-states/us-infrastructure-smart-grid-security/p26842|title=U.S. Infrastructure: Smart Grid|date=ngày 16 tháng 12 năm 2011|work=Renewing America|publisher=Council on Foreign Relations|archive-url=https://web.archive.org/web/20120104044739/http://www.cfr.org/united-states/us-infrastructure-smart-grid-security/p26842|archive-date=ngày 4 tháng 1 năm 2012|url-status=dead|access-date=ngày 20 tháng 1 năm 2012}}</ref> Tội phạm mạng đã thâm nhập vào mạng lưới điện của Mỹ trước nhiều lần..<ref>{{chú thích báo|last=Gorman|first=Siobahn|date=ngày 6 tháng 4 năm 2008|title=Electricity Grid in U.S. Penetrated by Spies|newspaper=Wall Street Journal|url=http://online.wsj.com/article/SB123914805204099085.html|access-date=ngày 20 tháng 1 năm 2012}}</ref> Ngoài xâm nhập máy tính, cũng có những lo ngại rằng máy tính của phần mềm độc hại như Stuxnet, nhắm vào các hệ thống SCADA được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, có thể được sử dụng để tấn công một mạng lưới điện thông minh.


== Những thách thức khác để áp dụng ==
* Quản lý dữ liệu thực tiễn tốt nhất
Trước khi một tiện ích cài đặt một hệ thống đo lường tiên tiến, hoặc bất kỳ loại hệ thống thông minh, nó phải làm cho một trường hợp kinh doanh cho đầu tư. Một số thành phần, như ổn định hệ thống điện (PSS) cài đặt trên máy phát điện là rất tốn kém, đòi hỏi phải tích hợp phức tạp trong hệ thống điều khiển của lưới điện, cần thiết chỉ trong trường hợp khẩn cấp, nhưng chỉ có hiệu quả nếu các nhà cung cấp khác trên mạng có chúng. Nếu không có bất kỳ sự khuyến khích để cài đặt chúng, các nhà cung cấp điện không<ref name="Yang" /> Hầu hết các tiện ích tìm thấy nó khó khăn để biện minh cho việc cài đặt một cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc cho một ứng dụng duy nhất (ví dụ: đồng hồ đọc). Bởi vì điều này, một tiện ích thường phải xác định một số ứng dụng mà sẽ sử dụng cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc tương tự - ví dụ, đọc một mét, giám sát chất lượng điện năng, kết nối từ xa và ngắt kết nối của khách hàng, cho phép đáp ứng nhu cầu, vv Lý tưởng nhất, các cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc sẽ không chỉ hỗ trợ các ứng dụng trong ngắn hạn, nhưng các ứng dụng không lường trước được rằng sẽ phát sinh trong tương lai. Các hành động pháp lý hoặc lập pháp cũng có thể lái các tiện ích để thực hiện các mảnh vỡ của một lưới điện thông minh câu đố. Mỗi tiện ích có một bộ duy nhất của doanh nghiệp, quy định và trình điều khiển lập pháp mà hướng dẫn các khoản đầu tư của mình. Điều này có nghĩa rằng mỗi tiện ích sẽ có một con đường khác nhau để tạo ra lưới điện thông minh của họ và các tiện ích khác nhau sẽ tạo lưới điện thông minh ở tỷ lệ áp dụng khác nhau.
* An ninh thực tiễn tốt nhất


Một số tính năng của lưới điện thông minh vẽ phản đối từ các ngành công nghiệp như hiện nay, hoặc hy vọng sẽ cung cấp dịch vụ tương tự. Một ví dụ là sự cạnh tranh với các nhà cung cấp truyền hình cáp và DSL Internet từ băng thông rộng thông qua truy cập internet powerline. Các nhà cung cấp hệ thống điều khiển SCADA cho lưới đã cố tình thiết kế độc quyền của phần cứng, các giao thức và phần mềm để họ có thể không hoạt động cùng với các hệ thống khác để buộc khách hàng của mình cho các nhà cung cấp.<ref name="Yang" /><ref>{{chú thích tạp chí|author=James Grundvig|date=ngày 15 tháng 4 năm 2013|title=Detecting Power Theft by Sensors and the Cloud: Awesense Smart System for the Grid|url=http://www.huffingtonpost.com/james-grundvig/detecting-power-theft-by-_b_3078082.html|journal=Huffington Post|publisher=Huffington Post|page=2|access-date=ngày 5 tháng 6 năm 2013}}</ref>
5.Hướng dẫn sử dụng kiến trúc intelligrid


== Cổng năng lượng - "energy-port" ==
== Triển khai thử nghiệm ==
'''[[Enel]]'''. Sớm nhất, và một trong những lớn nhất, ví dụ về một lưới điện thông minh là hệ thống được cài đặt bởi người Ý Enel SpA của Ý. Hoàn thành vào năm 2005, các dự án Telegestore là rất bất thường trong thế giới tiện ích do công ty thiết kế và sản xuất mét riêng của họ, hành động như tích hợp hệ thống riêng của họ, và phát triển phần mềm hệ thống của mình. Các dự án Telegestore được coi là người đầu tiên sử dụng quy mô thương mại của công nghệ lưới điện thông minh đến nhà, và cung cấp tiết kiệm hàng năm là 500 triệu euro tại một chi phí dự án là 2,1 tỷ euro.<ref name="NETL01" />
''"[[Energy-port]]"''-cổng năng lượng: là cổng thông tin đầu vào của hệ thống-một phần của hệ thống điện thông minh và thực hiện chức năng thông qua các thiết bị thông minh.


'''[https://www.smartgrid.gov/ Vụ Năng lượng Mỹ - Dự án lưới điện thông minh ARRA] :''' Một trong những chương trình triển khai lớn nhất trên thế giới để cập nhật được các Dept. Mỹ của Chương trình lưới điện Smart Energy của tài trợ bởi Đạo luật năm 2009. Chương trình này Mỹ phục hồi và Tái đầu tư phù hợp với yêu cầu tài trợ từ tiện ích cá nhân. Tổng cộng có hơn 9 tỷ đô la / Công quỹ tư nhân được đầu tư như một phần của chương trình này. Cơ sở hạ tầng bao gồm các công nghệ nâng cao Metering, trong đó có hơn 65 triệu chi tiết Meters "thông minh", giao diện khách hàng hệ thống, phân phối & Substation Automation, Volt / VAR Tối ưu hóa hệ thống, hơn 1.000 Synchrophasors, Dynamic Dòng Đánh giá, dự án an Cyber, Hệ thống quản lý phân phối nâng cao, năng lượng lưu trữ hệ thống, và tái tạo các dự án tích hợp năng lượng. Chương trình này bao gồm tài trợ đầu tư (hợp), dự án trình diễn, người tiêu dùng chấp nhận nghiên cứu, và lực lượng lao động chương trình giáo dục. Các báo cáo từ tất cả các chương trình tiện ích cá nhân cũng như các báo cáo tác động tổng thể sẽ được hoàn thành vào quý II năm 2015.
Cổng năng lượng cung cấp thông tin về các mô hình, thời gian và số lượng sử dụng cho người dùng. Nó là một hệ thống tự động sẽ tự động giám sát giá cả và điều kiện xây dựng hệ thống và điều chỉnh cá nhân, quá trình và thiết bị hệ thống để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng.giúp tối ưu hóa việc phân phối điện năng và tiết kiệm điện.


'''Austin, Texas'''. Tại Mỹ, các thành phố Austin, Texas đã được làm việc xây dựng lưới điện thông minh của nó kể từ năm 2003, khi tiện ích của nó đầu tiên thay thế 1/3 mét hướng dẫn của nó với công tơ thông minh rằng giao tiếp thông qua một dây mạng lưới. Nó hiện đang quản lý 200.000 thiết bị thời gian thực (đo thông minh, máy điều nhiệt thông minh, và các cảm biến trên toàn khu vực dịch vụ của nó), và dự kiến sẽ được hỗ trợ 500.000 thiết bị thời gian thực trong năm 2009 phục vụ 1 triệu người tiêu dùng và 43.000 doanh nghiệp.<ref>{{chú thích tạp chí|title=Building for the future: Interview with Andres Carvallo, CIO&nbsp;— Austin Energy Utility|url=http://nextgenpe.com/currentissue/article.asp?art=273073&issue=244|journal=Next Generation Power and Energy|publisher=GDS Publishing Ltd....|issue=244|access-date=ngày 26 tháng 11 năm 2008}}</ref>
Cổng năng lượng cung cấp một cái nhìn vào các cơ sở tiêu dùng và tạo giao tiếp giưa người dùng và hệ thống quản lý năng lượng.Cổng năng lượng là một thiết bị thông minh hoặc cho thiết lập cho các thiết bị thông minh cho phép nó sử dụng cơ sở dữ liệu tiêu dùng để tự động điều chỉnh cân bằng cho hệ thống. Các thiết bị này có thể giao tiếp dễ dàng với hệ thống từ xa qua hệ thống network kết nối chúng lại với nhau cùng cơ sở dư liệu máy tính có sẵn ở địa phương để hỗ trợ giám sát địa phương, xử lý dữ liệu, quản lý và lưu trữ.


'''[[Boulder, Colorado]]''' hoàn thành giai đoạn đầu tiên của dự án lưới điện thông minh của mình vào tháng 8 năm 2008. Cả hai hệ thống sử dụng đồng hồ thông minh như một cửa ngõ vào tự động hóa nhà mạng (HAN) điều khiển ổ cắm thông minh và các thiết bị. Một số nhà thiết kế HAN lợi tách chức năng điều khiển từ đồng hồ, ra khỏi mối quan tâm của sự không phù hợp trong tương lai với các tiêu chuẩn mới và các công nghệ có sẵn từ các mảng kinh doanh di chuyển nhanh chóng của các thiết bị điện tử gia đình.<ref>{{chú thích tạp chí|author=Betsy Loeff|date=March 2008|title=AMI Anatomy: Core Technologies in Advanced Metering|journal=Ultrimetrics Newsletter|publisher=Automatic Meter Reading Association (Utilimetrics)}}</ref>
=== Các tính năng ===


'''[[Hydro One]]''', ở [[Ontario]], Canada là ở giữa một quy mô lớn chủ động Lưới điện thông minh, triển khai cơ sở hạ tầng tiêu chuẩn phù hợp các thông tin từ Trilliant. Đến cuối năm 2010, hệ thống sẽ phục vụ 1,3 triệu khách hàng ở tỉnh Ontario. Các sáng kiến giành giải thưởng "Sáng kiến AMR nhất ở Bắc Mỹ" giải thưởng của Mạng Kế hoạch Utility<ref>Betsy Loeff, [http://www.elp.com/index/display/article-display/309361/articles/electric-light-power/meetering/2007/10/demanding-standards-hydro-one-aims-to-leverage-ami-via-interoperability.html Demanding standards: Hydro One aims to leverage AMI via interoperability] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160121193232/http://www.elp.com/index/display/article-display/309361/articles/electric-light-power/meetering/2007/10/demanding-standards-hydro-one-aims-to-leverage-ami-via-interoperability.html|date=2016-01-21}}, PennWell Corporation</ref>
==== '''1. Đơn giản hóa trong xây dựng hệ thống''' ====
Tức là sao cho việc xây dựng hệ thống điện thông minh một cách đơn giản nhưng vẫn đáp ứng được những yêu cầu đề ra.
Ngày nay, người ta thường xây dựng các hệ thống sử dụng riêng biệt cho điện thoại,điện,truyền hình cáp,fax,phân phối nhiệt,nước,ga,an ninh,các hệ thống không dây…với các cấu trúc khác nhau,đường truyền,trạm quản lý,điều khiển riêng…. Điều đó dẫn đến việc lãng phí vật liệu,diện tích,chưa kể chi phí để bảo dưỡng,điều khiển các hệ thống ấy hoạt động ổn định.


Các thành phố '''[[Mannheim]]''' ở Đức đang sử dụng thời gian thực Broadband Powerline (BPL) thông tin liên lạc trong Mô hình thành phố Mannheim "MOMA" dự án của mình.<ref>{{chú thích web|url=http://www.mvv.de/cms/konzernportal/en/mvv_energie_gruppe/mvv_energie_/innovation/modellstadt_mannheim/moma_startseite.jsp|title=E-Energy Project ''Model City Mannheim''|year=2011|work=MVV Energie|archive-url=https://web.archive.org/web/20120324035210/http://www.mvv.de/cms/konzernportal/en/mvv_energie_gruppe/mvv_energie_/innovation/modellstadt_mannheim/moma_startseite.jsp|archive-date=ngày 24 tháng 3 năm 2012|url-status=dead|access-date=ngày 16 tháng 5 năm 2011}}</ref>
Nói chung,các hệ thống truyền tải,phân phối các sản phẩm trong xã hội chưa đạt hiệu suất cao.


'''[[Adelaide]]''' ở Úc cũng có kế hoạch để thực hiện một mạng lưới điện thông minh Lưới màu xanh lá cây bản địa trong việc tái phát triển Tonsley Park<ref>{{Chú thích web|url=http://tonsleypark.southaustralia.biz/news|tựa đề=SA Government|archive-url=https://web.archive.org/web/20130427201137/http://tonsleypark.southaustralia.biz/news|archive-date=ngày 27 tháng 4 năm 2013|url-status=dead|ngày truy cập=2015-04-21}}</ref>
Tại cổng năng lượng việc ‘kết nối các hệ thống được tối ưu’ bằng việc hợp nhất,kết nối các đường truyền lại thành một đường truyền duy nhất.Để đơn giản hệ thống truyền dẫn người ta có 3 phương pháp.
* Hợp nhất các dương truyền khác nhau vào một đường cáp duy nhất.Đường cáp này cung cấp đầy đủ các chức năng cần thiết,truyền dẫn,tiện lợi cho việc lắp đặt trong gia đình cũng như trong xây dựng.
* các tín hiệu điều khiển,giám sát được truyền tải ngay trên đường dây dẫn điện.
* Sử dụng vô tuyến không dây để truyền tín hiệu điều khiển nhưng cơ bản vẫn là đường dây điện.
Với việc hợp nhất các đường truyền như vậy lại với nhau người dùng sẽ dễ dàng kết nối các thiết bị với nhau và sử dụng chúng.


'''[[Sydney]]''' ở còn ở Úc, trong quan hệ đối tác với Chính phủ Australia đã thực hiện Lưới điện thông minh, chương trình Thành phố thông minh<ref>{{Chú thích web|url=http://www.industry.gov.au/Energy/Programs/SmartGridSmartCity/Pages/default.aspx|tựa đề=Bản sao đã lưu trữ|archive-url=https://web.archive.org/web/20140924070452/http://www.industry.gov.au/Energy/Programs/SmartGridSmartCity/Pages/default.aspx|archive-date=ngày 24 tháng 9 năm 2014|url-status=dead|ngày truy cập=2015-04-21}}</ref><ref>[http://www.smartgridsmartcity.com.au/]</ref>
==== '''2. An toàn''' ====
Việc xây dựng hệ thống điện thông minh phải đảm bảo an toàn cho người sử dụng.Energy port là một hệ thống cho phép xử lý việc phân phối và kiểm soát năng lượng điện.Khi mà tín hiệu điều khiển bị gian đoạn hoặc cắt đứt thì ngay lập tức dòng chảy qua cổng cũng bị cắt.Lý do gián đoạn có thể là tắt thiết bị đó hoặc do quá tải,ngắn mạch,nghẽn mạch,….khi đó người dùng vẫn an toàn cho dù có sự cố xảy ra.Cổng năng lượng chỉ cho thông dòng khi đầy đủ các điều kiện thích hợp.


'''[[Évora]]'''. InovGrid là một dự án sáng tạo trong Évora, Bồ Đào Nha nhằm mục đích trang bị cho các lưới điện với các thông tin và các thiết bị tự động hóa quản lý lưới điện, nâng cao chất lượng dịch vụ, giảm chi phí hoạt động, phát huy hiệu quả năng lượng và môi trường bền vững, và tăng sự xâm nhập của các nguồn năng lượng tái tạo và các loại xe điện. Nó sẽ có thể kiểm soát và quản lý trạng thái của lưới điện phân phối toàn bộ tại bất kỳ nhất định, cho phép các nhà cung cấp và các công ty dịch vụ năng lượng để sử dụng nền tảng công nghệ này để cung cấp cho người tiêu dùng thông tin và các sản phẩm và dịch vụ năng lượng giá trị gia tăng. Dự án này để cài đặt một mạng lưới năng lượng thông minh đặt Bồ Đào Nha và EDP ở rìa cắt của đổi mới công nghệ và cung cấp dịch vụ ở châu Âu.<ref>{{Chú thích web|url=http://www.inovcity.pt/pt/Pages/homepage.aspx|tựa đề=Évora InovCity - Smart Energy Living|archive-url=https://web.archive.org/web/20110424221240/http://www.inovcity.pt/pt/Pages/homepage.aspx|archive-date=ngày 24 tháng 4 năm 2011|url-status=dead|ngày truy cập=2015-04-21}}</ref><ref>[http://blogs.wsj.com/tech-europe/2011/03/24/microsoft-powers-portuguese-smart-city/ Portuguese Smart City]</ref>
==== '''3. Tin cậy''' ====
Các ‘energy port’ cung cấp cho người dùng các tính năng dự phòng khi xảy ra sự cố mất điện đột ngột,hệ thống kiểm soát trang thiết bị có thể giữ cho các thiết bị còn hoạt động trong một thời gian đủ để sao lưu dữ liệu,hoạt động các hệ thống cảnh báo,an ninh.Để làm được điều này cần dựa trên các nguồn cung cấp dự trữ(thiết bị lưu trữ điện, các máy phát dự phòng….)


'''Năng lượng E''' - Trong cái gọi là E-Năng lượng dự án nhiều tiện ích. Đức đang tạo Hạch nhân đầu tiên trong sáu khu vực mô hình độc lập. Một cuộc cạnh tranh công nghệ xác định mô hình này vùng để thực hiện các hoạt động nghiên cứu và phát triển với mục tiêu chính để tạo ra một "Internet của năng lượng."<ref>[http://www.e-energy.de/en/index.php E-Energy: Startseite]. E-energy.de. Truy cập 2011-05-14.</ref>
==== '''4. Phân cấp hoạt động''' ====
Cổng năng lượng không giống máy tính chỉ làm một công việc theo các lệnh của người điều khiển,mà cổng năng lượng sử dụng hệ thống [[cảm biến]] để thu thập thông tin sau đó đưa ra các lệnh điều khiển bằng điều khiển phân tán để thực hiện các hoạt động.Giống như quản lý một tổ chức kinh doanh muốn hoạt động tốt phải có sự hoạt động tốt của cả cấp trên và cấp dưới.Người tiêu dùng không có quyền tác động hoàn toàn vào hệ thống đang làm việc.hệ thống tự động tính toán và đưa ra các quyết định dựa trên cơ sở dữ liệu thu thập được.Như vậy,đảm bảo được tính an toàn,tin cậy cho người tiêu dùng.


'''Massachusetts'''. OMột trong những cố gắng triển khai đầu tiên của "mạng lưới thông minh" công nghệ trong nước Mỹ đã bị từ chối trong năm 2009 của điện điều chỉnh trong Khối thịnh vượng chung của Massachusetts, một bang của Hoa Kỳ.<ref name="BostonGlobeWMECOSmartGrid">[http://www.boston.com/business/articles/2009/07/23/mass_rejects_utilitys_prepayment_plan_for_low_income_customers/ Massachusetts rejects utility's prepayment plan for low income customers], The [[Boston Globe]], 2009-07-23</ref> Theo một bài viết trên Boston Globe, Đông Bắc Tiện ích ' Tây Massachusetts Công ty điện công ty con thực sự cố gắng để tạo ra một chương trình "lưới điện thông minh" sử dụng các khoản trợ cấp nào đó sẽ chuyển sang thu nhập thấp cho khách hàng từ trả sau phải trả tiền trước thanh toán (sử dụng " thẻ thông minh ") ngoài đặc biệt leo" cao cấp "giá điện sử dụng trên một số tiền định trước. Kế hoạch này đã bị bác bỏ bởi nhà quản lý vì nó "làm xói mòn quan trọng bảo vệ cho người thu nhập thấp với khách hàng shutoffs ". Theo Boston Globe, kế hoạch " bất công nhắm mục tiêu khách hàng có thu nhập thấp và phá vỡ luật Massachusetts có nghĩa là để giúp đấu tranh người tiêu dùng giữ cho đèn sáng ". Một phát ngôn viên cho một tổ chức môi trường ủng hộ kế hoạch lưới điện thông minh và nói trên Western Massachusetts 'Electric của "mạng lưới thông minh" kế hoạch, cụ thể, tuyên bố: "Nếu sử dụng đúng cách, lưới điện thông minh công nghệ có rất nhiều tiềm năng cho nhu cầu cao điểm giảm, mà sẽ cho phép chúng tôi đóng cửa một số nhà máy lâu đời nhất, bẩn nhất quyền lực... Đó là một công cụ. " <ref name="BostonGlobeWMECOSmartGrid" />
==== '''5. Giao diện người dùng''' ====
Hệ thống điều khiển đơn giản,dễ sử dụng,trực quan. Người dùng tương tác với hệ thống không phải dùng các tác động cơ học mà đơn giản chỉ gửi một tín hiệu điều khiển thích hợp tới trung tâm điều khiển của hệ thống.hệ thống sẽ phân tích gửi phản hồi tới người dùng để xác nhận.Giao diện tương tác này có thể là vô số thiết bị trực quan như bảng hiển thị,màn hình cảm ứng,điện thoại,...qua đó,người dùng sẽ lựa chọn để điều chỉnh,kiểm soát các thông số như ánh sáng,âm nhạc,nhiệt độ, tivi...Các thao tác với các thiết bị này rất đơn giản,trực quan.Với sự phát triển của các [[thiết bị gia dụng]] việc tạo các thiết đặt tự động lên máy rất dễ dàng,người dùng chỉ phải đọc cơ bản hướng dẫn sử dụng là có thể làm được.Điều mà hệ thống điện thông minh hướng đến là tạo sự tiện lợi cho con người.


The '''eEnergy Vermont''' consortium<ref>http://publicservice.vermont.gov/topics/electric/smart_grid/eenergyvt</ref> is a US statewide initiative in [[Vermont]], funded in part through the [[American Recovery and Reinvestment Act of 2009]], in which all of the electric utilities in the state have rapidly adopted a variety of Smart Grid technologies, including about 90% Advanced Metering Infrastructure deployment, and are presently evaluating a variety of dynamic rate structures.
==== '''6. Có sự liên hệ giao tiếp giữa các thiết bị trong hệ thống điện''' ====
Giữa các thiết bị trong cổng năng lượng có sự liên hệ với nhau.Đôi khi không cần sự can thiệp của con người,hệ thống cũng tự đưa ra các quyết định có cho phép hay không các thiết bị hoạt động để phù hợp với từng điều kiện cụ thể.ví dụ như khi trong giờ thấp điểm cho chạy các thiết bị tiêu thụ nhiều điện như bình nước nóng..chạy để tính giá điện rẻ hơn..Hoặc khi cửa mở thì các camera hướng về phía đó,hệ thống còi báo động sẵn sàng...


Tại '''Hà Lan''' một dự án quy mô lớn (> 5000 kết nối,> 20 đối tác) được thực hiện để chứng minh các công nghệ tích hợp thông minh lưới, dịch vụ và các trường hợp kinh doanh..<nowiki></ref></nowiki>
==== '''7. Thông tin''' ====
Hệ thống phải tích lũy thông tin để phục vụ theo dõi đưa ra các dự báo,điều khiển.Để có thể thực hiện nhiệm vụ quản lý việc sử dụng điện và cung cấp các giải pháp tiết kiệm điện đòi hỏi cổng năng lượng phải thu thập,xử lý một lượng thông tin để hiểu rõ về đối tượng.ví dụ như để đưa ra các quyết định có nên cho điều hòa trong phòng hoạt động hay không hệ thống cần có thông tin về nhiệt độ phòng,ngoài trời,độ ẩm,thời gian nào trong năm...hay có nên chạy động cơ bơm nước lên bể chứa khi trong giờ cao điểm khi mà công tắc vẫn bật...để có được những thông tin đó cần có hệ thông các cảm biến khảo sát các điều kiện môi trường,hệ thống xử lý trung tâm.


==== '''8. Giải trí''' ====
=== Thử nghiệm ===
Đáp ứng được các nhu cầu giải trí của người dung.một lợi ích nữa của cổng năng lượng là có thể đáp ứng các nhu cầu giải trí của con người như nghe nhạc,xem phim,lướt web....vi dụ khi người vào phòng nhạc bật lên tùy thuộc vào giới tính sở thích từng người.


==== '''9. Hệ thống quản lý thông tin''' ====
==== Trung Quốc ====
Thị trường lưới điện thông minh ở Trung Quốc được ước tính là $ 22300000000 với mức tăng trưởng dự kiến $ 61400000000 năm 2015. Honeywell đang phát triển một ứng nhu cầu thí điểm và nghiên cứu khả thi cho Trung Quốc với các lưới Corp Nhà nước. Trung Quốc sử dụng các OpenADR tiêu chuẩn đáp ứng nhu cầu. The State Grid Corp, Học viện Khoa học Trung Quốc, và General Electric có ý định làm việc cùng nhau để phát triển các tiêu chuẩn cho việc triển khai lưới điện thông minh của Trung Quốc<ref>{{chú thích báo|last=Enbysk|first=Liz|date=ngày 20 tháng 4 năm 2011|title=China Smart Grid Playbook: Should we steal a page or two?|newspaper=SmartGridNews|url=http://www.smartgridnews.com/artman/publish/Business_Global/China-smart-grid-playbook-Should-we-steal-a-page-or-two-3627.html|url-status=dead|access-date=ngày 1 tháng 12 năm 2011|archive-url=https://web.archive.org/web/20111103105736/http://www.smartgridnews.com/artman/publish/Business_Global/China-smart-grid-playbook-Should-we-steal-a-page-or-two-3627.html|archive-date=ngày 3 tháng 11 năm 2011}}</ref><ref>{{chú thích báo|last=John|first=Jeff|date=ngày 28 tháng 2 năm 2011|title=Open Source Smart Grid Goes to China, Courtesy of Honeywell|newspaper=Giga Om|url=http://gigaom.com/cleantech/open-source-smart-grid-goes-to-china-courtesy-of-honeywell/|url-status=dead|access-date=ngày 1 tháng 12 năm 2011|archive-url=https://web.archive.org/web/20121026122511/http://gigaom.com/cleantech/open-source-smart-grid-goes-to-china-courtesy-of-honeywell/|archive-date=2012-10-26}}</ref>
Một trong những tính năng nổi bật của hệ thống điện thông minh đó là cung cấp thông tin theo thời gian thực-nghĩa là các thông tin tình trạng của hệ thống được cung cấp phù hợp với hoạt động của thiết bị ngay tại thời điểm đó-điều đó cho phép người dùng theo dõi việc sử dụng điện của mình tức thời.Không những thế cổng năng lượng còn cung cấp các thông tin trực tuyến về giá cả điện hiện tại và quá khứ. Từ đó có thể đưa ra các quyết định có nên sử dụng các thiết bị ngay bây giờ không.Có thể nói,cổng năng lượng rút ngắn khoảng cách,tạo giao tiếp hai chiều giữa người khách hàng và nhà sản xuất giúp việc sử dụng điện hiệu quả và tiết kiệm.


==== Vương quốc Anh ====
==== '''10. Giám sát dữ liệu địa phương''' ====
Các OpenADR tiêu chuẩn đã được chứng minh ở Bracknell, Anh, nơi đỉnh cao sử dụng trong các tòa nhà thương mại giảm 45 phần trăm. Như một kết quả của các thí điểm, Scotland và Nam Năng lượng (SSE) cho biết nó sẽ kết nối lên đến 30 tòa nhà thương mại và công nghiệp ở Thames Valley, phía tây London, một đáp ứng nhu cầu của chương trình<ref>{{chú thích báo|last=Lundin|first=Barbara|date=ngày 24 tháng 1 năm 2012|title=Honeywell builds on smart grid success in England|newspaper=Fierce SmartGrid|url=http://www.fiercesmartgrid.com/story/honeywell-builds-smart-grid-success-england/2012-01-24|url-status=dead|access-date=ngày 7 tháng 3 năm 2012|archive-url=https://web.archive.org/web/20120329013539/http://www.fiercesmartgrid.com/story/honeywell-builds-smart-grid-success-england/2012-01-24|archive-date=ngày 29 tháng 3 năm 2012}}</ref>
Cổng năng lượng giúp quản lý theo dõi các dữ liệu các vùng xung quanh về các yếu tố như thời tiết,an ninh,vi khí tượng....từ đó bổ sung vào cơ sở dữ liệu địa phương hỗ trợ một loạt các hoạt động phân phối khác về nước,than,khí đốt...nâng cao chất lượng phục vụ cộng đồng.


==== '''11. Thị trường''' ====
==== Hoa Kỳ ====
Trong năm 2009, Bộ Năng lượng Mỹ trao một khoản trợ cấp $ 11 triệu Southern California Edison và Honeywell cho một đáp ứng nhu cầu chương trình tự động chuyển xuống sử dụng năng lượng trong giờ cao điểm để tham gia khách hàng công nghiệp.<ref name="eightyfive">{{chú thích báo|date=ngày 27 tháng 3 năm 2007|title=Honeywell and Southern California Edison Team up to Curb Electricity Demand|newspaper=The Wall Street Journal}}</ref><ref>{{chú thích báo|last=John|first=Jeff|date=ngày 17 tháng 11 năm 2009|title=Honeywell’s OpenADR Plans for SoCal Edison|newspaper=Greentechgrid|url=http://www.greentechmedia.com/articles/read/honeywells-openadr-plans-for-socal-edison/|access-date=ngày 25 tháng 1 năm 2012}}</ref> Bộ Năng lượng trao $ 11.400.000 cấp để Honeywell để thực hiện các chương trình sử dụng các tiêu chuẩn OpenADR<ref>{{chú thích báo|last=Richman|first=Gerald|date=ngày 23 tháng 2 năm 2010|title=Smart Grid: The Devil Is In the Details|newspaper=New America Foundation|url=http://newamerica.net/publications/policy/smart_grid_the_devil_is_in_the_details|url-status=dead|access-date=ngày 29 tháng 11 năm 2011|archive-url=https://web.archive.org/web/20100612144033/http://newamerica.net/publications/policy/smart_grid_the_devil_is_in_the_details|archive-date=ngày 12 tháng 6 năm 2010}}</ref>
Cổng năng lượng cung cấp cho người dùng các thông tin kịp thời về thị trường giúp họ ứng phó với sự biến động của nó.Cổng năng lượng là động lực để thị trường năng lượng và điện phát triển bền vững.


Hawaiian Electric Co (HECO) đang thực hiện một dự án thí điểm hai năm để kiểm tra khả năng của một chương trình ADR để đáp ứng các intermittence năng lượng gió. Hawaii có một mục tiêu để có được 70 phần trăm năng lượng từ các nguồn năng lượng tái tạo vào năm 2030. HECO sẽ cung cấp cho khách hàng ưu đãi để giảm điện năng tiêu thụ trong vòng 10 phút của một thông báo<ref>{{chú thích báo|last=John|first=Jeff|date=ngày 2 tháng 2 năm 2012|title=Balancing Hawaiian Wind Power with Demand Response|newspaper=GreenTechMedia|url=http://www.greentechmedia.com/articles/read/balancing-hawaiian-wind-power-with-demand-response/|access-date=ngày 7 tháng 3 năm 2012}}</ref>
== Điện một chiều với Smart Grid ==


== Hướng dẫn, tiêu chuẩn và các nhóm người sử dụng ==
=== '''Điện một chiều với smart grid''' ===
Một phần của Sáng kiến Lưới điện thông minh IEEE,<ref>{{chú thích web|url=http://smartgrid.ieee.org/standards/approved-ieee-smart-grid-standards/348-2030-ieee-guide-for-smart-grid-interoperability-of-energy-technology-and-information-technology-operation-with-the-electric-power-system-eps-and-end-use-applications-and-loads|title=2030-2011 IEEE Guide for Smart Grid Interoperability of Energy Technology and Information Technology Operation with the Electric Power System (EPS), and End-Use Applications and Loads|author=IEEE Standards Association|publisher=IEEE Smart Grid|archive-url=https://web.archive.org/web/20120423150411/http://smartgrid.ieee.org/standards/approved-ieee-smart-grid-standards/348-2030-ieee-guide-for-smart-grid-interoperability-of-energy-technology-and-information-technology-operation-with-the-electric-power-system-eps-and-end-use-applications-and-loads|archive-date=ngày 23 tháng 4 năm 2012|url-status=dead|access-date=ngày 28 tháng 1 năm 2013}}</ref> IEEE 2.030,2 đại diện cho một phần mở rộng của các công việc nhằm vào các hệ thống lưu trữ tiện ích cho mạng lưới truyền tải và phân phối. Các IEEE P2030 nhóm hy vọng sẽ cung cấp đầu năm 2011 một tập hợp bao quát các hướng dẫn trên giao diện lưới điện thông minh. Các hướng dẫn mới sẽ bao gồm các khu vực bao gồm cả pin và siêu tụ điện cũng như bánh đà. Nhóm cũng đã tách ra một nỗ lực 2.030,1 soạn thảo hướng dẫn cho việc tích hợp các phương tiện điện vào lưới điện thông minh.
là phương pháp tốt nhất cho truyền dẫn đường dài vì điện áp cao hơn nhiều mà một hệ thống dựa trên DC có thể xử lý có nghĩa là tổn thất điện năng ít hơn nhiều so với AC. Đặc biệt là khi xem xét các mạng lưới thông minh mục đích cuối cùng là cho phép một hệ thống năng lượng bền vững, những dòng này sẽ rất quan trọng để mang lại quyền lực từ các nguồn tái tạo như gió và thủy điện, đến các địa điểm từ xa. DC phân phối điện cung cấp năng lượng hiệu quả, độ tin cậy, chất lượng điện, và chi phí hoạt động hệ thống cũng có thể giúp vượt qua khó khăn trong việc phát triển mới truyền tải công suất mà đang bắt đầu tác động đến ngành điện.


IEC TC57 đã tạo ra một gia đình của các tiêu chuẩn quốc tế có thể được sử dụng như là một phần của lưới điện thông minh. Các tiêu chuẩn này bao gồm IEC61850 là một kiến ​​trúc cho tự động hóa trạm, và IEC 61970/61968 - Thông tin mẫu chung (CIM). Các CIM cung cấp cho ngữ nghĩa thông thường được sử dụng để chuyển dữ liệu thành thông tin.
=== '''Thiết bị với powering và những trang thiết bị với DC''' ===
Một số lượng ngày càng tăng của các thiết bị tiêu thụ DC, bao gồm máy tính, ánh sáng chấn lưu, truyền hình, và thiết lập các hộp đầu trang. Hơn nữa, nếu động cơ cho hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) được điều hành bởi các ổ đĩa biến tần (VFD), trong đó có đầu vào DC. Nhiều thiết bị cầm tay như điện thoại di động và PDA
DC nội bộ xe buýt, sau đó hệ thống HVAC sử dụng VFDs có thể hoạt động cũng cần một bộ chuyển đổi AC-DC.


[[OpenADR]] là một tiêu chuẩn mã nguồn mở thông lưới điện thông minh được sử dụng cho các ứng dụng đáp ứng nhu cầu<ref>{{chú thích báo|last=John|first=Jeff|date=ngày 28 tháng 2 năm 2011|title=Open Source Smart Grid Goes to China, Courtesy of Honeywell|publisher=GigaOm|url=http://gigaom.com/cleantech/open-source-smart-grid-goes-to-china-courtesy-of-honeywell/|url-status=dead|access-date=ngày 16 tháng 4 năm 2012|archive-url=https://web.archive.org/web/20121026122511/http://gigaom.com/cleantech/open-source-smart-grid-goes-to-china-courtesy-of-honeywell/|archive-date=2012-10-26}}</ref> Nó thường được sử dụng để gửi thông tin và tín hiệu gây ra điện năng lượng bằng cách sử dụng các thiết bị được tắt trong các thời kỳ nhu cầu cao hơn.
=== '''Hệ thống điện thông minh của SIEMENS''' ===
Một hệ thống liên kết và điều khiển tự động toàn bộ thiết bị điện trong nhà với điện áp một chiều 24Volt. Hệ thống này vừa được giới thiệu tại Việt Nam. Trong hệ thống nói trên, tất cả các thiết bị điện thông thường như đèn chiếu sáng, máy bơm, điều hoà, quạt gió, bình nóng lạnh, rèm cửa... sẽ được liên kết với nhau bằng một dây cáp đôi mang điện áp 24V DC.


MultiSpeak đã tạo ra một đặc điểm kỹ thuật có hỗ trợ chức năng phân phối của lưới điện thông minh. MultiSpeak có một tập hợp mạnh mẽ của các định nghĩa tích hợp hỗ trợ gần như tất cả các giao diện phần mềm cần thiết cho một tiện ích phân phối hoặc cho phần phân phối của một tiện ích được tích hợp theo chiều dọc. Hội nhập MultiSpeak được xác định bằng cách sử dụng ngôn ngữ đánh dấu mở rộng (XML) và các dịch vụ web.
Thông qua đôi cáp này, người sử dụng có thể giám sát và điều khiển một cách dễ dàng tất cả các thiết bị trong căn hộ bằng nhiều cách: công tắc tại chỗ, điều khiển từ xa (remote), điều khiển qua mạng điện thoại hay qua mạng LAN, Internet... dù họ ở không có mặt ở đó.


IEEE đã tạo ra một tiêu chuẩn để hỗ trợ synchrophasors -. C37.118<ref>{{chú thích web|url=http://ieeexplore.ieee.org/xpl/standardstoc.jsp?isnumber=33838|tiêu đề=Welcome to IEEE Xplore 2.0: IEEE Std C37.118|author=|ngày=|ngôn ngữ=|nơi xuất bản=|archive-url=https://web.archive.org/web/20081227010910/http://ieeexplore.ieee.org/xpl/standardstoc.jsp?isnumber=33838|archive-date=2008-12-27|url-status=bot: unknown|ngày truy cập=5 tháng 5 năm 2015}}</ref>
Hệ thống này còn có chức năng giúp cảnh báo ngay lập tức nếu có nguy cơ cháy nổ hay có trộm đột nhập. Tín hiệu cảnh báo này có thể là còi hú, đèn chớp hoặc gọi điện thoại cho công an... tuỳ theo sự cài đặt của gia chủ.


Các UCA International User Group thảo luận và hỗ trợ kinh nghiệm thực tế của các tiêu chuẩn được sử dụng trong lưới điện thông minh.
Sử dụng hệ thống điện thông minh này không chỉ an toàn với điện áp 24V DC có tác dụng giảm thiểu nguy hiểm về điện giật mà còn tiết kiệm tối đa chi phí sử dụng điện.


Một nhóm nhiệm vụ công ích trong LONmark International quyết các vấn đề liên quan đến lưới điện thông minh.
==Tham khảo==
{{tham khảo}}


Có một xu hướng ngày càng tăng đối với việc sử dụng các giao thức TCP / IP công nghệ như là một nền tảng truyền thông phổ biến cho các ứng dụng đồng hồ thông minh, vì vậy mà những dịch vụ có thể triển khai nhiều hệ thống thông tin liên lạc, trong khi sử dụng công nghệ IP như là một nền tảng quản lý thông thường<ref>[https://web.archive.org/web/20110720140344/http://blog.ds2.es/ds2blog/2009/05/why-smart-grid-must-use-ip-standards.html DS2 Blog: Why the Smart Grid must be based on IP standards]. Blog.ds2.es (2009-05-20). Truy cập 2011-05-14.</ref>

IEEE P2030 là một IEEE dự án phát triển một "Hướng dẫn dự thảo cho Smart Grid tác với nhau của công nghệ năng lượng Công nghệ thông tin và hoạt động với hệ thống điện lực (EPS), và End-Sử dụng các ứng dụng và tải".<ref>[http://grouper.ieee.org/groups/scc21/2030/2030_index.html IEEE P2030 Official Website]</ref><ref>[http://www.eetimes.com/news/design/showArticle.jhtml?articleID=215901223 IEEE, conference drive smart grids]. Eetimes.com (2009-03-19). Truy cập 2011-05-14.</ref>

NIST đã bao gồm ITU-T G.hn là một trong những "tiêu chuẩn xác định cho thực hiện" cho Lưới điện thông minh "mà họ tin rằng có sự nhất trí các bên liên quan mạnh mẽ".<ref>[http://www.nist.gov/smartgrid/smartgrid_092409.cfm Commerce Secretary Unveils Plan for Smart Grid Interoperability]. Nist.gov. Truy cập 2011-05-14.</ref> G.hn là tiêu chuẩn cho truyền thông tốc độ cao trên điện đường dây, đường dây điện thoại và cáp đồng trục.

OASIS EnergyInterop '- Một ủy ban kỹ thuật OASIS phát triển các tiêu chuẩn XML cho interoperation năng lượng. Điểm khởi đầu của nó là tiêu chuẩn California OpenADR.

Theo Đạo luật độc lập năng lượng và an ninh năm 2007 (EISA), NIST có trách nhiệm giám sát việc xác định và lựa chọn của hàng trăm tiêu chuẩn sẽ được yêu cầu để thực hiện các lưới điện thông minh ở Mỹ Các tiêu chuẩn này sẽ được giới thiệu bởi NIST cho Năng lượng Liên bang quy định Ủy ban (FERC). Công trình này đã bắt đầu, và các tiêu chuẩn đầu tiên đã được lựa chọn để đưa vào Smart Grid Danh mục của NIST.<ref>{{Chú thích web|url=http://collaborate.nist.gov/twiki-sggrid/bin/view/SmartGrid/WebHome#SGIP_Catalog_of_Standards|tựa đề=SGIP Catalog of Standards|archive-url=https://web.archive.org/web/20150224171513/http://collaborate.nist.gov/twiki-sggrid/bin/view/SmartGrid/WebHome#SGIP_Catalog_of_Standards|archive-date=ngày 24 tháng 2 năm 2015|url-status=dead|ngày truy cập=2015-04-21}}</ref> Tuy nhiên, một số nhà bình luận đã cho rằng những lợi ích mà có thể được thực hiện từ Smart Grid chuẩn hóa có thể bị đe dọa bởi một số lượng ngày càng tăng của các bằng sáng chế độ che phủ Smart Grid kiến trúc và công nghệ.<ref>[http://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=1947333 Jorge L. Contreras, "Gridlock or Greased Lightning: Intellectual Property, Government Involvement and the Smart Grid"] (presented at American Intellectual Property Law Assn. (AIPLA) 2011 Annual Meeting (Oct. 2011, Washington D.C.))</ref> Nếu các bằng sáng chế bao gồm các yếu tố tiêu chuẩn hóa lưới điện thông minh không được tiết lộ cho đến khi công nghệ được phân phối rộng rãi trên toàn mạng ("khóa-in"), sự gián đoạn đáng kể có thể xảy ra khi chủ sở hữu bằng sáng chế tìm kiếm để thu tiền thuê ngoài dự kiến từ các phân đoạn lớn của thị trường

== Xem thêm ==
{{div col|cols=2}}
* [[Nhà máy điện ảo]]
* [[Lưu trữ năng lượng quy mô lớn]]
* [[Danh sách các dự án lưu trữ năng lượng]]
* [[Siêu lưới]]
{{div col end}}

== Chú thích ==
<references group=""></references>

== Liên kết ngoài ==

* [http://mortezash.blogfa.com/post-163.aspx What is the Smart Grid? Definitions, Perspectives, and Ultimate Goals]
* [http://ec.europa.eu/energy/gas_electricity/smartgrids/smartgrids_en.htm Smart Grids] ([[European Commission]])
* [http://collaborate.nist.gov/twiki-sggrid/bin/view/SmartGrid/WebHome The NIST Smart Grid Collaboration Site] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150224171513/http://collaborate.nist.gov/twiki-sggrid/bin/view/SmartGrid/WebHome|date=ngày 24 tháng 2 năm 2015}} NIST's public wiki for Smart Grid
* [http://www.meshdynamics.com/documents/Smart_Multi_Grid_Wireless_Architecture.pdf Emerging Smart Multi-Use Grids] Multiple use scalable wireless network of networks
* [http://cgs.illinois.edu/resources/webvideo/computer-system-security-technical-and-social-challenges-creating-a-trustworthy-p Video Lecture: Computer System Security: Technical and Social Challenges in Creating a Trustworthy Power Grid] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20111006155507/http://cgs.illinois.edu/resources/webvideo/computer-system-security-technical-and-social-challenges-creating-a-trustworthy-p|date=ngày 6 tháng 10 năm 2011}}, [[University of Illinois at Urbana-Champaign]]
* [http://eu.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-1118004396.html Wiley: Smart Grid Applications, Communications, and Security]
* [http://cgs.illinois.edu/resources/webvideo/smart-grid-key-a-sustainable-energy-infrastructure Video Lecture: Smart Grid: Key to a Sustainable Energy Infrastructure] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110914151338/http://cgs.illinois.edu/resources/webvideo/smart-grid-key-a-sustainable-energy-infrastructure|date=ngày 14 tháng 9 năm 2011}}, [[University of Illinois at Urbana-Champaign]]
* [http://ieeexplore.ieee.org/Xplore/login.jsp?url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fiel5%2F5619950%2F5621989%2F05622092.pdf%3Farnumber%3D5622092&authDecision=-203 Smart High Voltage Substation Based on IEC 61850 Process Bus and IEEE 1588 Time Synchronization]
* [http://www.e2sg-project.eu/ Energy To Smart Grid (E2SG), one of the major European Smart Grid research projects]
* [http://www.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-1119975808.html Smart Grid: Communication-Enabled Intelligence for the Electric Power Grid]
* [http://www.eaa-phev.org/wiki/Smart_grid Smart grid - EAA-PHEV Wiki] Smart grid communications with electric vehicles can minimize recharging costs and help stabilize the grid.
{{Công nghệ mới nổi}}
[[Thể loại:Mạng lưới điện]]
[[Thể loại:Mạng lưới điện]]
[[Thể loại:Công nghệ mới nổi]]
[[Thể loại:Công nghệ mới nổi]]

Phiên bản lúc 14:32, ngày 31 tháng 8 năm 2023

Mạng lưới điện

Mạng lưới điện thông minh là mạng lưới được hiện đại hóa để sử dụng[1] hoặc áp dụng kỹ thuật số thông tin và công nghệ truyền thông để thu thập thông tin; chẳng hạn như thông tin về các hành vi sử dụng của các nhà cung cấp và người tiêu dùng - một cách tự động để nâng cao hiệu quả, độ tin cậy, kinh tế và tính bền vững của sản xuất và phân phối điện.[2] máy điện điện tử và kiểm soát việc sản xuất và phân phối điện là những khía cạnh quan trọng của lưới điện thông minh.

Chính sách mạng lưới điện thông minh được tổ chức ở châu Âu như trong Diễn đàn Công nghệ châu Âu[3] Chính sách của Hoa Kỳ được mô tả trong Bản mẫu:Usctc § 17381.[4]

Bối cảnh

Lịch sử phát triển

Lần đầu tiên hệ thống dòng xoay lưới điện được cài đặt vào năm 1886.[5] Vào thời điểm đó, lưới điện là một hệ thống đơn hướng tập trung của truyền tải điện điện, phân phối điện và điều khiển theo nhu cầu.

Trong thế kỷ 20 lưới địa phương đã tăng theo thời gian, và cuối cùng đã được kết nối với nhau vì lý do kinh tế và độ tin cậy. Vào những năm 1960, các lưới điện của các nước phát triển đã trở nên rất lớn, trưởng thành và liên quan lẫn nhau, với hàng ngàn nhà máy điện thế hệ 'trung tâm' phân phối điện cho các trung tâm phụ tải lớn qua đường dây điện công suất cao mà sau đó đã được phân nhánh và chia để cung cấp điện cho người sử dụng công nghiệp và trong nước nhỏ hơn trên toàn bộ khu vực cung cấp. Các topology của lưới điện năm 1960 là kết quả của các nền kinh tế mạnh mẽ về quy mô: than lớn, khí đốt và các nhà máy điện đốt dầu trong 1 GW (1000 MW) vào 3 quy mô GW vẫn được xác định là chi phí-hiệu quả, do các tính năng hiệu quả tăng cường có thể được chi phí hiệu quả chỉ khi các đài trở nên rất lớn.

Các nhà máy điện được vị trí chiến lược để được gần gũi với trữ lượng nhiên liệu hóa thạch (hoặc các hầm mỏ, giếng mình, hoặc người nào khác gần đường sắt, đường bộ hay đường cung cấp cổng). Địa điểm xây các đập thủy điện ở miền núi cũng ảnh hưởng mạnh mẽ cơ cấu của lưới điện mới nổi. Nhà máy điện hạt nhân đã được bố trí sẵn có của nước làm mát. Cuối cùng, nhiên liệu hóa thạch trạm điện -fired là ban đầu rất gây ô nhiễm và được định vị với nhau như xa như về kinh tế có thể từ các trung tâm dân số lần lưới điện phân phối cho phép nó. Vào cuối những năm 1960, lưới điện đạt đa số dân số của các nước phát triển, chỉ có khu vực xa trung tâm khu vực còn lại 'off-lưới'.

Đo điện năng tiêu thụ là cần thiết trên một cơ sở cho mỗi người sử dụng để cho phép thanh toán phù hợp theo (rất khác nhau) mức tiêu thụ của người dùng khác nhau. Do hạn chế của bộ sưu tập dữ liệu và khả năng xử lý trong các giai đoạn phát triển của lưới điện, sắp xếp cố định thuế quan được thường đưa ra, cũng như sắp xếp kép thuế quan, nơi quyền lực thời gian ban đêm được tính ở mức giá thấp hơn so với công suất ban ngày. Động lực cho sự sắp xếp kép thuế quan là nhu cầu ban đêm thấp hơn. Thuế kép làm cho có thể sử dụng chi phí thấp vào ban đêm điện trong các ứng dụng như việc duy trì ngân hàng nhiệt "mà phục vụ cho" mịn ra "nhu cầu hàng ngày, và giảm số lượng các tua-bin mà cần phải tắt điện qua đêm, qua đó cải thiện việc sử dụng và khả năng sinh lời của các cơ sở xuất và truyền tải. Các khả năng đo sáng của lưới điện năm 1960 có nghĩa là hạn chế công nghệ về mức độ mà các tín hiệu giá có thể được truyền qua hệ thống.

Qua những năm 1970 đến những năm 1990, nhu cầu ngày càng tăng dẫn đến tăng số lượng các nhà máy điện. Trong một số khu vực, cung cấp điện, đặc biệt là vào giờ cao điểm, không thể theo kịp với nhu cầu này, dẫn đến nghèo chất lượng điện năng bao gồm cả mất điện, cắt điện, và sụt áp. Càng ngày, điện là nhờ vào sự cho ngành công nghiệp, hệ thống sưởi, thông tin liên lạc, điện chiếu sáng, và vui chơi giải trí, và người tiêu dùng đòi hỏi mức độ ngày càng cao, độ tin cậy.

Đến cuối thế kỷ 20, mô hình nhu cầu điện được xây dựng, nước nóng và điều hòa không khí dẫn đến điểm hàng ngày nhu cầu đã được đáp ứng bởi một mảng của 'đạt đỉnh máy phát điện "đó sẽ chỉ được bật lên trong thời gian ngắn mỗi ngày. Việc sử dụng tương đối thấp của các máy phát điện đạt đỉnh (thường, tua bin khí được sử dụng do chi phí vốn tương đối thấp hơn và nhanh hơn thời gian khởi động), cùng với khả năng dự phòng cần thiết trong lưới điện, dẫn đến chi phí cao cho các công ty điện, trong đó đã được thông qua vào trong các hình thức thuế tăng. Trong thế kỷ 21, một số nước đang phát triển như Trung Quốc, Ấn Độ và Brazil được coi là người tiên phong triển khai lưới điện thông minh.[6]

Cơ hội hiện đại hóa

Từ đầu thế kỷ thứ 21, cơ hội để tận dụng lợi thế của những cải tiến trong công nghệ truyền thông điện tử để giải quyết những hạn chế và chi phí của các lưới điện đã trở nên rõ ràng. Hạn chế công nghệ về đo sáng không còn ép giá điện cao điểm để được tính trung bình ra và chuyển cho tất cả người tiêu dùng như nhau. Song song đó, mối quan tâm ngày càng tăng về thiệt hại môi trường từ các nhà máy điện đốt hóa thạch đã dẫn đến một mong muốn sử dụng một lượng lớn năng lượng tái tạo. Hình thức chi phối như năng lượng gió và năng lượng mặt trời là rất khác nhau, và do đó nhu cầu về hệ thống điều khiển phức tạp hơn trở nên rõ ràng, để thuận lợi cho việc kết nối các nguồn cho lưới điện cao nếu không kiểm soát được[7] điện từ các tế bào quang điện (và một ít mức độ tuabin gió) cũng đã, đáng kể, gọi vào câu hỏi cấp thiết đối, các nhà máy điện tập trung lớn. Các chi phí giảm xuống nhanh chóng chỉ ra một sự thay đổi lớn từ các cấu trúc liên kết mạng lưới tập trung vào một trong đó là phân bố rất cao, với sức mạnh đang được cả hai tạo ra và tiêu thụ ngay tại các giới hạn của lưới điện. Cuối cùng, mối quan tâm ngày càng tăng về khủng bố tấn công ở một số nước đã dẫn đến các cuộc gọi cho một mạng lưới năng lượng mạnh mẽ hơn mà ít phụ thuộc vào các nhà máy điện tập trung được coi là mục tiêu tấn công tiềm năng.[8]

Định nghĩa về "mạng lưới thông minh"

Một yếu tố chung cho hầu hết các định nghĩa là các ứng dụng xử lý kỹ thuật số và truyền thông cho lưới điện, làm cho luồng dữ liệu và quản lý thông tin trung tâm của lưới điện thông minh. Khả năng khác nhau là kết quả từ việc sử dụng tích hợp sâu sắc của công nghệ kỹ thuật số với lưới điện, và tích hợp các thông tin lưới mới chảy vào các quá trình tiện ích và hệ thống là một trong những vấn đề quan trọng trong các thiết kế của lưới điện thông minh. Tiện ích điện bây giờ thấy mình làm ba lớp học của biến đổi: cải thiện cơ sở hạ tầng, gọi là lưới mạnh mẽ ở Trung Quốc; Ngoài các lớp kỹ thuật số, đó là bản chất của lưới điện thông minh; và chuyển đổi quy trình kinh doanh, cần thiết để tận dụng các khoản đầu tư vào công nghệ thông minh. Phần lớn các công việc hiện đại hóa đã được diễn ra trong hiện đại hóa lưới điện, đặc biệt là trạm biến áp phân phối và tự động hóa, hiện được đưa vào các khái niệm chung của lưới điện thông minh, nhưng khả năng bổ sung được phát triển là tốt.

Đổi mới công nghệ

Công nghệ lưới điện thông minh nổi lên từ nỗ lực trước việc sử dụng điện tử điều khiển, đo và giám sát. Trong những năm 1980, đồng hồ đọc tự động được sử dụng để giám sát tải trọng từ các khách hàng lớn, và phát triển thành các cơ sở hạ tầng nâng cao Metering của những năm 1990, có thể lưu trữ mét cách điện được sử dụng vào những thời điểm khác nhau trong ngày.[9] Đo thông minh thêm thông tin liên lạc liên tục để giám sát có thể được thực hiện trong thời gian thực và có thể được sử dụng như là một cửa ngõ để đáp ứng nhu cầu thiết bị -aware và "ổ cắm thông minh" trong nhà. Hình thức đầu của như quản lý phía cầu công nghệ là nhu cầu năng động, các thiết bị nhận biết rằng cảm nhận một cách thụ động tải trên lưới điện bằng cách theo dõi sự thay đổi tần số nguồn cung cấp điện. Các thiết bị như công nghiệp trong nước và điều hòa không khí, tủ lạnh và máy sưởi điều chỉnh chu kỳ nhiệm vụ của mình để tránh kích hoạt trong thời gian lưới điện đã bị một tình trạng cao điểm. Bắt đầu từ năm 2000, Dự án Telegestore Ý là người đầu tiên mạng với số lượng lớn (27 triệu USD) của nhà sử dụng công tơ thông minh kết nối thông qua băng thông thấp truyền dòng điện..[10] Một số thí nghiệm sử dụng các hạn băng thông rộng qua đường dây điện (BPL), trong khi những người khác sử dụng công nghệ không dây như mạng lưới quảng bá cho các kết nối đáng tin cậy hơn với các thiết bị khác nhau trong nhà cũng như các hỗ trợ đo sáng của các tiện ích khác như khí đốt và nước.[7]

Giám sát và đồng bộ của các mạng diện rộng đã cách mạng hóa trong những năm đầu thập niên 1990 khi các quản lý năng lực Bonneville mở rộng nghiên cứu lưới điện thông minh của mình với nguyên mẫu cảm biến có khả năng phân tích rất nhanh chóng của các dị thường trong chất lượng điện trên khu vực địa lý rất lớn. Đỉnh điểm của việc này là các hệ thống đo lường đầu tiên hoạt động Wide Area (WAMS) vào năm 2000.[11] Các quốc gia khác đang nhanh chóng tích hợp công nghệ này - Trung Quốc sẽ có một hệ thống WAMS quốc gia toàn diện khi kế hoạch kinh tế 5 năm hiện nay của nó là hoàn toàn vào năm 2012[12]

Việc triển khai đầu tiên của mạng lưới thông minh bao gồm các hệ thống Ý Telegestore (2005), các mạng lưới của Austin, Texas (từ năm 2003), và lưới điện thông minh ở Boulder, Colorado (2008). Xem Việc triển khai và triển khai thử dưới đây.

Đặc điểm

Lưới điện thông minh đại diện cho toàn bộ các phản ứng hiện tại và đề xuất với các thách thức cung cấp điện. Do sự đa dạng của các yếu tố có rất nhiều nguyên tắc phân loại cạnh tranh và không có thỏa thuận về một định nghĩa phổ quát. Tuy nhiên, một loại có thể được đưa ra ở đây.

Độ bền

Lưới điện thông minh sẽ sử dụng các công nghệ, chẳng hạn như ước lượng trạng thái,[13] giúp cải thiện việc phát hiện lỗi và cho phép tự phục hồi của mạng mà không cần sự can thiệp của kỹ thuật viên. Điều này sẽ đảm bảo nguồn cung cấp đáng tin cậy hơn của điện và giảm tổn thương với các thảm họa tự nhiên hoặc tấn công.

Mặc dù nhiều tuyến đường được coi là một tính năng của lưới điện thông minh, lưới điện cũ cũng đặc trưng nhiều tuyến đường. Dòng điện ban đầu trong lưới điện được xây dựng bằng cách sử dụng một mô hình vòng tròn, kết nối sau đó được đảm bảo thông qua nhiều tuyến đường, được gọi là một cấu trúc mạng. Tuy nhiên, điều này tạo ra một vấn đề mới: nếu dòng chảy hiện tại hoặc tác động liên quan trên mạng vượt quá giới hạn của bất kỳ phần tử mạng đặc biệt, nó có thể thất bại, và hiện tại sẽ được dồn ép để các phần tử mạng khác, mà cuối cùng cũng có thể thất bại, gây ra một hiệu ứng domino. Xem cúp điện. Một kỹ thuật để ngăn chặn điều này là tải đổ của cán màn hoặc giảm điện áp (brownout).

Tính linh hoạt

Truyền tải thế hệ mới và cơ sở hạ tầng phân phối sẽ có thể tốt hơn để xử lý tốt dòng chảy năng lượng bidirection, cho phép hệ phân phối như từ các tấm pin quang điện xây dựng mái nhà, mà còn sử dụng các tế bào nhiên liệu, sạc đến / từ pin của xe điện, gió tuabin, bơm thủy điện, và các nguồn khác.

Lưới cổ điển được thiết kế cho dòng một chiều điện, nhưng nếu một phụ mạng địa phương tạo ra nhiều năng lượng hơn là tiêu thụ, các dòng chảy ngược có thể nêu các vấn đề an toàn và độ tin cậy.[14] Một lưới điện thông minh nhằm mục đích quản lý các tình huống.[7]

Hiệu quả

Nhiều đóng góp để cải thiện tổng thể về hiệu quả của cơ sở hạ tầng năng lượng được dự đoán từ việc triển khai các công nghệ lưới điện thông minh, đặc biệt bao gồm cả quản lý về phía cầu, ví dụ như tắt máy điều hòa không khí trong gai ngắn hạn trong giá điện, giảm điện áp khi có thể vào đường dây phân phối thông qua Voltage / VAR Optimization (VVO), loại bỏ xe bánh cuốn cho đồng hồ đọc, và giảm xe tải cuộn bằng cách cải thiện quản lý mất điện sử dụng dữ liệu từ các hệ thống cơ sở hạ tầng nâng cao Metering. Hiệu quả tổng thể là ít sự thừa trong truyền tải và phân phối các dòng, và sử dụng nhiều hơn các máy phát điện, dẫn đến giá điện thấp hơn.

Điều chỉnh tải

Tổng tải trọng kết nối với lưới điện có thể thay đổi đáng kể theo thời gian. Mặc dù tổng tải trọng là tổng hợp của nhiều sự lựa chọn cá nhân của khách hàng, tải tổng thể không phải là một ổn định, độ khác nhau chậm, tăng tải trọng nếu một phổ biến bắt đầu chương trình truyền hình và hàng triệu TV sẽ vẽ hiện ngay lập tức. Theo truyền thống, để đáp ứng với sự gia tăng nhanh chóng trong tiêu thụ điện năng, nhanh hơn so với thời gian khởi động của một máy phát điện lớn, một số máy phát điện dự phòng được đặt trên một chế độ chờ tiêu tán.Một lưới điện thông minh có thể cảnh báo tất cả các máy thu hình cá nhân, hoặc một khách hàng lớn hơn, để giảm tải tạm thời[15] (để có thời gian khởi động máy phát điện lớn hơn) hoặc liên tục (trong trường hợp các nguồn lực hạn chế). Sử dụng thuật toán dự đoán toán học có thể dự đoán được bao nhiêu máy phát điện dự phòng cần phải được sử dụng, để đạt được một tỷ lệ thất bại nhất định. Trong lưới truyền thống, tỷ lệ thất bại chỉ có thể được giảm mức chi phí của máy phát điện dự phòng hơn. Trong một lưới điện thông minh, việc giảm tải bởi dù một phần rất nhỏ của các khách hàng có thể loại bỏ các vấn đề.

Đỉnh cắt giảm / san lấp mặt bằng và thời điểm định giá sử dụng

Để giảm nhu cầu trong suốt thời gian sử dụng cao điểm giá cao, truyền thông và công nghệ đo sáng thông các thiết bị thông minh trong nhà và kinh doanh khi nhu cầu năng lượng cao và theo dõi bao nhiêu điện năng được sử dụng và khi nó được sử dụng. Nó cũng cung cấp cho các công ty tiện ích có khả năng giảm tiêu thụ bằng cách giao tiếp với các thiết bị trực tiếp để ngăn ngừa quá tải hệ thống. Ví dụ sẽ là một tiện ích làm giảm việc sử dụng của một nhóm các xe điện trạm sạc hoặc chuyển bộ nhiệt độ điểm của điều hòa không khí ở thành phố.[15] Để thúc đẩy họ phải cắt giảm sử dụng và thực hiện những gì được gọi là cắt giảm cao điểm hoặc san lấp mặt bằng cao, giá điện đang tăng lên trong thời kỳ cao điểm, giảm trong giai đoạn cao thấp. [ 7 ] Người ta cho rằng người tiêu dùng và các doanh nghiệp sẽ có xu hướng tiêu thụ ít hơn trong thời kỳ nhu cầu cao nếu nó có thể cho người tiêu dùng và các thiết bị tiêu dùng nhận thức được sự cao giá cao cho việc sử dụng điện ở thời kỳ cao điểm. Điều này có thể có nghĩa là làm cho thương mại-offs như đi xe đạp trên / tắt điều hòa không khí hoặc chạy các món ăn tại 09:00 thay vì 17:00. Khi các doanh nghiệp và người tiêu dùng nhìn thấy một lợi ích kinh tế trực tiếp của việc sử dụng năng lượng tại thời điểm cao điểm, về lý thuyết thì họ sẽ bao gồm chi phí năng lượng của hoạt động vào các quyết định thiết bị và xây dựng nhà tiêu dùng của họ và do đó trở thành năng lượng hiệu quả hơn. Xem Thời gian đo ngày và đáp ứng nhu cầu.

Tính bền vững

Sự linh hoạt cải tiến của lưới điện thông minh cho phép thâm nhập lớn hơn các nguồn năng lượng tái tạo thay đổi rất lớn như năng lượng mặt trời và năng lượng gió, thậm chí không có thêm các lưu trữ năng lượng. Cơ sở hạ tầng mạng hiện tại không được xây dựng để cho phép nhiều điểm thức ăn trong phân phối, và thường thậm chí nếu một số thức ăn ở được cho phép tại địa phương (phân phối) cấp, các cơ sở hạ tầng truyền dẫn cấp không thể chứa nó. Biến động nhanh chóng trong hệ phân phối, chẳng hạn như do thời tiết nhiều mây hoặc có gió, những thách thức lớn hiện nay để các kỹ sư điện, những người cần để đảm bảo mức năng lượng ổn định thông qua việc thay đổi đầu ra của máy phát điện có thể điều khiển nhiều như tua bin khí và máy phát thủy điện. Công nghệ lưới điện thông minh là một điều kiện cần thiết đối với số tiền rất lớn của điện tái tạo trên lưới điện vì lý do này.

Thị trường cho phép

Lưới điện thông minh cho phép giao tiếp giữa hệ thống các nhà cung cấp (giá năng lượng của họ) và người tiêu dùng (sẵn lòng chi trả của họ), và cho phép cả các nhà cung cấp và người tiêu dùng được linh hoạt hơn và phức tạp trong chiến lược hoạt động của họ. Chỉ có tải trọng sẽ phải trả giá năng lượng đỉnh cao, và người tiêu dùng sẽ có thể có chiến lược hơn trong khi họ sử dụng năng lượng. Máy phát điện linh hoạt hơn sẽ có thể bán năng lượng chiến lược cho lợi nhuận tối đa, trong khi máy phát không linh hoạt như các tuabin hơi tải nền và tua-bin gió sẽ nhận được một mức thuế khác nhau dựa trên mức độ nhu cầu và tình trạng của các máy phát điện khác hiện đang hoạt động. Hiệu quả tổng thể là một dấu hiệu cho thấy hiệu quả năng lượng giải thưởng, và tiêu thụ năng lượng đó là nhạy cảm với những hạn chế thời gian khác nhau của các nguồn cung cấp. Ở cấp độ trong nước, các thiết bị với một mức độ lưu trữ năng lượng hoặc khối lượng nhiệt (như tủ lạnh, nhiệt ngân hàng, và máy bơm nhiệt) sẽ được đặt để 'chơi' thị trường và tìm cách giảm thiểu chi phí năng lượng bằng cách thích ứng nhu cầu thấp hơn lại đến thời gian hỗ trợ chi phí năng lượng. Đây là một phần mở rộng của giá năng lượng kép thuế quan được đề cập ở trên.

Đáp ứng nhu cầu hỗ trợ

Đáp ứng nhu cầu hỗ trợ cho phép máy phát điện và tải để tương tác trong một thời trang tự động trong thời gian thực, điều phối nhu cầu để san bằng gai. Loại bỏ các phần của nhu cầu đó xảy ra trong những gai loại bỏ chi phí thêm máy phát điện dự phòng, giảm hao mòn và tăng tuổi thọ của thiết bị, và cho phép người dùng cắt giảm hóa đơn năng lượng của họ bằng cách nói với các thiết bị ưu tiên thấp để sử dụng năng lượng chỉ khi nó là giá rẻ nhất [16]

Hiện nay, hệ thống lưới điện có mức độ khác nhau của truyền thông trong hệ thống điều khiển cho các tài sản có giá trị cao của họ, chẳng hạn như trong nhà máy phát điện, đường dây tải điện, trạm biến áp và sử dụng năng lượng lớn. Trong thông tin chung chảy một chiều, từ người sử dụng và tải trọng mà họ kiểm soát lại cho các tiện ích. Các tiện ích cố gắng để đáp ứng các nhu cầu và thành công hay thất bại ở những mức độ khác nhau (brownout, màn cuốn, màn không kiểm soát được). Tổng số tiền của nhu cầu điện năng của người sử dụng có thể có một rất rộng phân bố xác suất mà đòi hỏi các nhà máy phát điện dự phòng trong chế độ chờ để đáp ứng với việc sử dụng năng lượng thay đổi nhanh chóng. Điều này dòng chảy một chiều của thông tin là tốn kém; có thể được yêu cầu 10% cuối cùng của công suất phát của ít nhất là 1% thời gian, và sụt áp và cúp có thể tốn kém cho người tiêu dùng.

Độ trễ của dòng dữ liệu là một mối quan tâm lớn, với một số kiến trúc bị đo thông minh đầu cho phép thực nhất trong 24 giờ chậm trễ trong việc tiếp nhận các dữ liệu, ngăn chặn bất kỳ phản ứng có thể bằng hoặc cung cấp hoặc yêu cầu thiết bị.[17]

Nền tảng cho các dịch vụ tiên tiến

Cũng như các ngành khác, sử dụng các thông tin liên lạc hai chiều mạnh mẽ, cảm biến tiên tiến và công nghệ điện toán phân phối sẽ nâng cao hiệu quả, độ tin cậy và an toàn của các giao quyền lực và sử dụng. Nó cũng mở ra tiềm năng cho các dịch vụ hoàn toàn mới hoặc cải tiến về cái hiện có, chẳng hạn như giám sát cháy và báo động mà có thể tắt điện, thực hiện cuộc gọi điện thoại đến các dịch vụ khẩn cấp, vv

Giám sát, kiểm soát

Số lượng dữ liệu cần thiết để thực hiện giám sát và các thiết bị chuyển mạch của một người ra khỏi hệ thống là rất nhỏ so với đã đạt thậm chí ngôi nhà từ xa để hỗ trợ thoại, an ninh, Internet và truyền hình dịch vụ. Nhiều nâng cấp băng thông mạng lưới thông minh đã được thanh toán bởi quá cung cũng để hỗ trợ các dịch vụ tiêu dùng, và trợ cấp các thông tin liên lạc với các dịch vụ năng lượng có liên quan hoặc trợ cấp cho các dịch vụ năng lượng liên quan, chẳng hạn như tỷ lệ cao hơn trong giờ cao điểm, với thông tin liên lạc. Điều này đặc biệt đúng nơi chính phủ đang có cả hai bộ các dịch vụ như là một độc quyền nào. Bởi vì quyền lực và thông tin liên lạc các công ty nói chung là doanh nghiệp thương mại riêng biệt ở Bắc Mỹ và châu Âu, nó đã yêu cầu chính phủ đáng kể và lớn nhà cung cấp nỗ lực để khuyến khích các doanh nghiệp khác nhau để hợp tác. Một số, như Cisco, thấy nhiều cơ hội trong việc cung cấp các thiết bị cho người tiêu dùng rất giống với những người mà họ đã từ lâu đã được cung cấp cho các ngành công nghiệp.[18] Những người khác, như Silver Spring Networks[19] hoặc Google,[20][21] là nhà tích hợp dữ liệu thay hơn các nhà cung cấp thiết bị. Trong khi các tiêu chuẩn kiểm soát điện AC cho mạng powerline sẽ là phương tiện chính của giao tiếp giữa các thiết bị lưới điện và nhà thông minh, các bit có thể không đạt được các nhà thông qua băng thông rộng qua điện Lines (BPL) ban đầu nhưng do không dây cố định.

Công nghệ

Phần lớn các công nghệ lưới điện thông minh đã được sử dụng trong các ứng dụng khác như sản xuất và viễn thông và được thích nghi để sử dụng trong các hoạt động lưới. Nhìn chung, công nghệ lưới điện thông minh có thể được nhóm lại thành năm lĩnh vực chính:[22]

Truyền thông hợp nhất

Một số thông tin liên lạc luôn được cập nhật, nhưng không đồng nhất, vì họ đã được phát triển trong một thời trang gia tăng và không tích hợp đầy đủ. Trong hầu hết các trường hợp, dữ liệu được thu thập thông qua modem chứ không phải là kết nối mạng trực tiếp. Các lĩnh vực cần cải tiến bao gồm: tự động hóa trạm biến áp, đáp ứng nhu cầu, tự động phân phối, điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA), hệ thống quản lý năng lượng, mạng lưới không dây và các công nghệ khác, thông tin liên lạc nhà cung cấp điện đường dây và sợi quang học [7] Truyền thông hợp nhất sẽ cho phép thời gian thực kiểm soát, thông tin và trao đổi dữ liệu để tối ưu hóa độ tin cậy của hệ thống, sử dụng tài sản, và an ninh.[23]

Cảm biến và đo lường

Nhiệm vụ cốt lõi được đánh giá tắc nghẽn và sự ổn định lưới điện, thiết bị theo dõi sức khỏe, phòng chống trộm cắp năng lượng, và các chiến lược kiểm soát hỗ trợ. Công nghệ bao gồm: bộ vi xử lý tiên tiến mét (đo thông minh) và các thiết bị đồng hồ đọc, hệ thống giám sát diện rộng, giá dòng năng động (thường dựa trên các bài đọc trực tuyến bằng cảm biến nhiệt độ phân phối kết hợp với thời gian thực giá nhiệt (RTTR) hệ thống), đo chữ ký điện / phân tích, thời gian sử dụng và công cụ định giá theo thời gian thực, chuyển mạch tiên tiến và cáp điện, công nghệ phát thanh tán xạ, và Digital rơ le bảo vệ.

Đo thông minh

Một lưới điện thông minh thường thay thế mét cơ khí tương tự với mét kỹ thuật số sử dụng bản ghi trong thời gian thực. Thường thì công nghệ này được gọi là cơ sở hạ tầng nâng cao Metering (AMI) từ năm mét một mình là không hữu ích trong và của chính mình và cần phải được cài đặt cùng với một số loại hình cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc để có được các dữ liệu về các tiện ích (dây cáp, WiFi., hãng di động, hoặc điện-line). nâng cao cơ sở hạ tầng đo sáng có thể cung cấp một đường truyền thông mở rộng từ các nhà máy phát điện trên một kết thúc tất cả các cách để kết thúc-sử dụng tiêu thụ điện trong gia đình và các doanh nghiệp. Các thiết bị tiêu thụ sử dụng cuối cùng có thể bao gồm các cửa hàng, (ổ cắm thông minh) và các thiết bị lưới điện-kích hoạt thông minh khác như máy nước nóng và các thiết bị như máy điều nhiệt. Tùy thuộc vào các chương trình tiện ích, khách hàng có thể liên lạc hoặc các thiết bị có thể được tắt hoặc đã thiết lập của họ biến đổi tự động trong thời gian cao điểm.

Đơn vị đo lường phasor

Cảm biến tốc độ cao được gọi là các BQLDA phân phối thông qua mạng truyền dẫn có thể được sử dụng để theo dõi trạng thái của hệ thống điện. Ban QLDA có thể lấy số đo theo tỷ giá lên đến 30 lần mỗi giây., Đó là nhanh hơn nhiều so với tốc độ hiện tại SCADA công nghệ. Phasors là đại diện của các cường độ và pha của điện áp xoay chiều tại một điểm trong mạng. Trong những năm 1980, nó đã nhận ra rằng các xung đồng hồ từ hệ thống định vị toàn cầu (GPS) vệ tinh có thể cung cấp tín hiệu thời gian rất chính xác để các thiết bị trong lĩnh vực này, cho phép đo lường sự khác biệt góc pha điện áp trên khoảng cách rộng. Nghiên cứu cho thấy rằng với số lượng lớn của các BQLDA và khả năng so sánh góc pha điện áp tại các điểm chính trên lưới điện, hệ thống tự động có thể cách mạng hóa việc quản lý các hệ thống năng lượng bằng cách đáp ứng các điều kiện hệ thống trong một thời trang năng động, nhanh chóng[24]

Một hệ thống đo lường diện rộng (WAMS) là một mạng lưới của Ban QLDA có thể cung cấp theo thời gian thực trên quy mô khu vực và quốc gia[7] Nhiều người trong cộng đồng các hệ thống điện kỹ thuật tin rằng màn Đông Bắc năm 2003 có thể đã được ngăn chặn để một khu vực nhỏ hơn nhiều nếu một mạng lưới đo phasor diện rộng đã được đưa ra[25]

Các thành phần chi tiết khác

Những đổi mới trong chất siêu dẫn, khả năng chịu lỗi, lưu trữ, điện tử công suất, và chẩn đoán các thành phần được thay đổi khả năng cơ bản và đặc điểm của lưới. Công nghệ trong các loại rộng R & D bao gồm: các thiết bị linh hoạt xoay chiều hệ thống truyền tải, điện áp cao trực tiếp hiện nay, đầu tiên và thứ hai thế hệ dây siêu dẫn nhiệt độ cao cáp siêu dẫn, thế năng lượng phân tán và các thiết bị lưu trữ, dẫn composite, và các thiết bị "thông minh".

Kiểm soát dòng điện phân phối

Thiết bị điều khiển dòng điện kẹp vào hiện đường dây truyền tải để kiểm soát dòng chảy của năng lượng bên trong. Đường dây tải điện được kích hoạt với các thiết bị hỗ trợ như sử dụng nhiều hơn năng lượng tái tạo bằng cách cung cấp phù hợp, kiểm soát thời gian thực qua cách thức năng lượng đó được định tuyến trong mạng lưới. Công nghệ này cho phép lưới điện để lưu trữ hiệu quả hơn năng lượng liên tục từ năng lượng tái tạo để sử dụng sau này[26]

Điện thông minh sử dụng linh kiện cao cấp

Điện thông minh là một khái niệm phù hợp với sản xuất điện với nhu cầu sử dụng nhiều máy phát điện giống hệt nhau mà có thể bắt đầu, dừng lại và hoạt động hiệu quả ở lựa chọn của tải trọng, độc lập của những người khác, làm cho chúng phù hợp với tải cơ sở và đạt đỉnh phát điện.[27] ết hợp cung nhu cầu, được gọi là cân bằng tải,[15] là điều cần thiết cho một nguồn cung cấp ổn định và đáng tin cậy của điện. Độ lệch ngắn hạn dẫn trước cân bằng với sự thay đổi tần số và một kết quả không phù hợp kéo dài trong mất điện. Người điều khiển hệ thống truyền tải điện được tính với nhiệm vụ cân bằng, phù hợp với sản lượng điện của tất cả các máy phát điện cho các phụ tải của họ lưới điện. Các nhiệm vụ cân bằng tải đã trở thành thách thức hơn nhiều như máy phát điện ngày càng liên tục và biến như tua bin gió và pin mặt trời được bổ sung vào lưới điện, buộc các nhà sản xuất khác để thích ứng với sản lượng của họ thường xuyên hơn đã được yêu cầu trong quá khứ.

Hai ổn định lưới điện động đầu tiên các nhà máy điện sử dụng các khái niệm đã được đặt hàng bởi Elering và sẽ được xây dựng bởi Wärtsilä trong Kiisa, Estonia (Nhà máy điện Kiisa). Mục đích của họ là để "cung cấp khả năng phát động để đáp ứng giảm đột ngột và bất ngờ trong việc cung cấp điện." Họ đang lên kế hoạch để sẵn sàng trong suốt năm 2013 và 2014, tổng sản lượng của họ sẽ là 250 MW[28]

Điều khiển tiên tiến

Hệ thống điện tự động hóa cho phép chẩn đoán nhanh và chính xác các giải pháp để gián đoạn lưới cụ thể hoặc cúp. Những công nghệ này dựa vào và đóng góp cho mỗi trong bốn lĩnh vực chủ chốt khác. Ba loại công nghệ cho các phương pháp điều khiển tiên tiến là: đại lý phân phối thông minh (hệ thống điều khiển), các công cụ phân tích (các thuật toán phần mềm và máy tính tốc độ cao), và các ứng dụng hoạt động (SCADA, tự động hóa trạm biến áp, đáp ứng nhu cầu, vv). Sử dụng trí thông minh nhân tạo các kỹ thuật lập trình, Phúc Kiến lưới điện ở Trung Quốc đã tạo ra một hệ thống bảo vệ khu vực rộng mà là nhanh chóng có thể tính toán chính xác một chiến lược kiểm soát và thực hiện nó.[29] Các Giám sát điện áp ổn định & Control (VSMC) phần mềm sử dụng độ nhạy dựa trên kế tiếp lập trình tuyến tính phương pháp đáng tin cậy để xác định các giải pháp điều khiển tối ưu.[30]

Giao diện được cải thiện

Hệ thống thông tin giảm độ phức tạp để điều hành và quản lý có các công cụ để có hiệu quả và hiệu quả hoạt động một mạng lưới với một số lượng ngày càng tăng của biến. Công nghệ bao gồm các kỹ thuật hình dung rằng giảm số lượng lớn các dữ liệu sang định dạng hình ảnh dễ hiểu, các hệ thống phần mềm cung cấp nhiều tùy chọn khi hành động hệ thống điều hành được yêu cầu, và mô phỏng dùng cho đào tạo hoạt động và "nếu-thì" phân tích.

Nghiên cứu

Các chương trình lớn

IntelliGridĐược tạo bởi Viện Nghiên cứu Điện lực Mỹ (EPRI), kiến trúc IntelliGrid cung cấp phương pháp, công cụ, và các khuyến nghị cho các tiêu chuẩn và công nghệ sử dụng tiện ích trong việc lập kế hoạch, quy định cụ thể, và mua sắm các hệ thống CNTT trên, chẳng hạn như đo sáng tiên tiến, tự động phân phối, và đáp ứng nhu cầu. Các kiến trúc cũng cung cấp một phòng thí nghiệm sống để đánh giá các thiết bị, hệ thống và công nghệ. Một số tiện ích đã áp dụng kiến trúc IntelliGrid bao gồm cả miền Nam California Edison, Power Authority Đảo Long, Dự án Salt River, và TXU Electric Delivery. Các IntelliGrid Consortium là một quan hệ đối tác công / tư nhân tích hợp và tối ưu hóa các nỗ lực nghiên cứu toàn cầu, công nghệ quỹ R & D, làm việc để tích hợp công nghệ, và phổ biến thông tin kỹ thuật.[31]

Grid 2030Grid 2030 là một tuyên bố tầm nhìn chung cho các hệ thống điện của Mỹ được phát triển bởi các ngành điện, sản xuất thiết bị, cung cấp công nghệ thông tin, các cơ quan chính phủ liên bang và tiểu bang, các nhóm lợi ích, các trường đại học, và các phòng thí nghiệm quốc gia. Nó bao gồm xuất, truyền tải, phân phối, lưu trữ, và sử dụng cuối cùng[32] Các quốc gia Cung điện Technologies Lộ trình là tài liệu thực hiện cho tầm nhìn Lưới năm 2030. Lộ trình này phác thảo những vấn đề quan trọng và thách thức cho việc hiện đại hóa lưới điện và cho thấy con đường mà chính phủ và ngành công nghiệp có thể làm để xây dựng hệ thống phân phối điện tương lai của nước Mỹ.[33]

Sáng kiến lưới hiện đại (MGI) là một nỗ lực hợp tác giữa Bộ Năng lượng Mỹ (DOE), Phòng thí nghiệm Công nghệ Năng lượng Quốc gia (NETL), tiện ích, người tiêu dùng, các nhà nghiên cứu, và các bên liên quan khác để hiện đại hóa lưới điện và tích hợp các mạng lưới điện của Mỹ. Văn phòng DOE của điện giao hàng và năng lượng đáng tin cậy (OE) tài trợ cho các sáng kiến, trong đó xây dựng dựa trên lưới điện năm 2030 và Quốc Cung Điện Technologies Lộ trình và phù hợp với các chương trình khác như GridWise và GridWorks.[34]

GridWiseMột chương trình DOE OE tập trung vào việc phát triển công nghệ thông tin để hiện đại hóa lưới điện của Mỹ. Làm việc với Liên minh GridWise, các chương trình đầu tư vào kiến trúc và các tiêu chuẩn truyền thông; mô phỏng và phân tích công cụ; công nghệ thông minh; thử nghiệm và dự án trình diễn; và khung pháp lý, thể chế và thị trường mới. Các GridWise Alliance là một tập đoàn của các bên liên quan ngành điện công cộng và tư nhân, cung cấp một diễn đàn để trao đổi ý tưởng, nỗ lực hợp tác, và các cuộc họp với các nhà hoạch định chính sách ở cấp liên bang và tiểu bang[35]

Hội đồng Kiến trúc GridWise (GWAC) được thành lập bởi Bộ Năng lượng Mỹ để thúc đẩy và tạo khả năng trong nhiều thực thể tương tác với hệ thống điện của quốc gia. Các thành viên GWAC là một đội bóng cân bằng và tôn trọng đại diện cho nhiều khu vực bầu cử của các chuỗi cung ứng điện và người sử dụng. Các GWAC cung cấp hướng dẫn ngành công nghiệp và các công cụ trình bày rõ mục tiêu của khả năng tương tác giữa các hệ thống điện, xác định các khái niệm và kiến trúc cần thiết để làm cho khả năng tương tác có thể, và phát triển các bước hành động để tạo điều kiện cho các hoạt động liên của các hệ thống, thiết bị, và các tổ chức đó bao gồm các quốc gia của hệ thống điện. Các Hội đồng Kiến trúc GridWise Interoperability Context Thiết Framework, V 1.1 định nghĩa các nguyên tắc và nguyên tắc cần thiết.[36]

GridWorksMột chương trình DOE OE tập trung vào việc cải thiện độ tin cậy của hệ thống điện thông qua các thành phần hiện đại hóa lưới điện trọng điểm như dây cáp và dây dẫn, các trạm biến áp và hệ thống bảo vệ, và điện tử công suất. Trọng tâm của chương trình bao gồm các nỗ lực phối hợp trên các hệ thống siêu dẫn nhiệt độ cao, độ tin cậy các công nghệ truyền dẫn, công nghệ phân phối điện, thiết bị lưu trữ năng lượng, và các hệ thống GridWise.[37]

Pacific Northwest Smart Grid Demonstration Project. - Dự án này là một cuộc biểu tình trên khắp năm Pacific Northwest tuyên-Idaho, Montana, Oregon, Washington, và Wyoming. Nó liên quan đến khoảng 60.000 khách hàng theo đồng hồ, và có nhiều chức năng quan trọng của lưới điện thông minh trong tương lai.[38]

Các thành phố năng lượng mặt trời - Ở Úc, các chương trình năng lượng mặt trời bao gồm các thành phố phối hợp chặt chẽ với các công ty năng lượng để thử nghiệm công tơ thông minh, đỉnh cao và giá cả ngoài giờ cao điểm, chuyển mạch từ xa và nỗ lực liên quan. Nó cũng cung cấp một số tài trợ hạn chế cho việc nâng cấp lưới điện[39]

Mô hình lưới điện thông minh

Nhiều khái niệm khác nhau đã được sử dụng để mô hình lưới điện thông minh. Chúng thường được nghiên cứu trong khuôn khổ của hệ thống phức tạp. Trong một cuộc họp tập gần đây,[40] các điện lưới đã được xem xét trong bối cảnh điều khiển tối ưu, hệ sinh thái, nhận thức của con người, động lực thủy tinh, lý thuyết thông tin, microphysics của đám mây, và nhiều người khác. Dưới đây là một lựa chọn của các loại phân tích đã xuất hiện trong những năm gần đây.

Hệ thống bảo vệ mà xác minh và giám sát chính mình

Pelqim Spahiu và Ian R. Evans trong nghiên cứu của họ giới thiệu các khái niệm về một trạm bảo vệ dựa trên thông minh và kiểm tra lai Unit[41][42]

Kuramoto dao động

Các mô hình Kuramoto là một hệ thống được nghiên cứu. Lưới điện đã được mô tả trong bối cảnh này là tốt[43][44] Mục đích là để giữ cho hệ thống cân bằng, hoặc để duy trì đồng bộ giai đoạn (còn được gọi là giai đoạn khóa). Dao động không đồng nhất cũng giúp cho mô hình công nghệ khác nhau, các loại máy phát điện, hình thức tiêu dùng, và như vậy. Mô hình này cũng đã được sử dụng để mô tả các mô hình đồng bộ hóa trong nhấp nháy của đom đóm[43]

Hệ thống sinh học

Lưới điện đã được liên quan đến các hệ thống sinh học phức tạp trong nhiều bối cảnh khác. Trong một nghiên cứu, các lưới điện đã được so sánh với cá heo mạng xã hội[45] Những sinh vật lý hóa hoặc tăng cường thông tin liên lạc trong trường hợp của một tình huống bất thường. Các intercommunications cho phép chúng sống sót là rất phức tạp.

Cầu chì mạng ngẫu nhiên

Trong lý thuyết thấm, ngẫu nhiên cầu chì mạng đã được nghiên cứu. Các mật độ hiện tại có thể là quá thấp trong một số lĩnh vực, và quá mạnh ở những người khác. Các phân tích do đó có thể được sử dụng để làm phẳng các vấn đề tiềm năng trong mạng. Ví dụ, phân tích máy tính tốc độ cao có thể ước đoán thổi cầu chì và chính xác cho họ, hoặc phân tích các mẫu mà có thể dẫn đến mất điện.[46] Đó là khó khăn đối với con người để dự đoán các mẫu lâu dài trong các mạng phức tạp, do cầu chì hoặc diode mạng được sử dụng để thay thế.

Mạng lưới thần kinh

Mạng lưới thần kinh đã được xem xét để quản lý lưới điện là tốt. Các tài liệu tham khảo là quá nhiều để liệt kê[47][48][49][50]

Quá trình Markov

Như điện gió vẫn tiếp tục được phổ biến, nó sẽ trở thành một thành phần cần thiết trong nghiên cứu mạng lưới điện thực tế. Off-line lưu trữ, biến gió, cung, cầu, giá cả, và các yếu tố khác có thể được mô hình hóa như một trò chơi toán học. Ở đây mục đích là để phát triển một chiến lược chiến thắng. quá trình Markov đã được sử dụng để mô hình và nghiên cứu loại hệ thống này[51]

Maximum entropy

All of these methods are, in one way or another, maximum entropy methods, which is an active area of research.[52][53] This goes back to the ideas of Shannon, and many other researchers who studied communication networks. Continuing along similar lines today, modern wireless network research often considers the problem of network congestion,[54] and many algorithms are being proposed to minimize it, including game theory,[55] innovative combinations of FDMA, TDMA, and others.

Kinh tế

Triển vọng thị trường

Trong năm 2009, ngành công nghiệp điện lưới thông minh Mỹ được định giá vào khoảng $ 21400000000 - vào năm 2014, nó sẽ vượt quá 42,8 tỷ ít nhất $. Với sự thành công của lưới điện thông minh tại Mỹ, thị trường thế giới dự kiến sẽ tăng trưởng với tốc độ nhanh hơn, tăng từ $ 69300000000 trong năm 2009 để 171.400.000.000 $ vào năm 2014. Với các phân đoạn sẽ được hưởng lợi nhiều nhất sẽ được bán phần cứng đo thông minh và các nhà sản xuất phần mềm được sử dụng để truyền và tổ chức số lượng lớn các dữ liệu thu thập được bằng mét[56] Gần đây, Diễn đàn Kinh tế Thế giới báo cáo đầu tư chuyển đổi của hơn $ 7600000000000 là cần thiết trong 25 năm tiếp theo (hoặc 300.000.000.000 $ mỗi năm) để hiện đại hóa, mở rộng, và phân cấp cơ sở hạ tầng điện với sự đổi mới kỹ thuật then chốt đối với sự biến đổi.[57]

Phát triển kinh tế nói chung

Khi khách hàng có thể lựa chọn các nhà cung cấp điện của họ, tùy thuộc vào phương pháp thuế quan khác nhau của họ, trọng tâm của chi phí vận chuyển sẽ được tăng lên. Giảm chi phí bảo trì và thay thế sẽ kích thích điều khiển tiên tiến hơn.

Một lưới điện thông minh chính xác giới hạn điện xuống đến cấp độ dân cư, mạng quy mô nhỏ phân tán năng lượng thế hệ và các thiết bị lưu trữ, truyền đạt thông tin về trạng thái hoạt động và nhu cầu, thu thập thông tin về giá cả và điều kiện lưới điện, lưới điện và di chuyển ngoài tầm kiểm soát tập trung sang hợp tác mạng[25]

Mỹ và Anh dự toán và mối quan tâm tiết kiệm

United States Department of Energy nghiên cứu tính toán rằng hiện đại hóa nội bộ của Mỹ lưới với khả năng lưới điện thông minh sẽ lưu giữa 46 và 117 tỷ USD trong 20 năm tớ[58] Cũng như những lợi ích hiện đại hóa công nghiệp, tính năng lưới điện thông minh có thể mở rộng hiệu quả năng lượng ngoài lưới điện vào nhà bằng cách phối hợp các thiết bị nhà ưu tiên thấp như máy nước nóng để sử dụng quyền lực của họ có lợi thế của các nguồn năng lượng hấp dẫn nhất. Mạng lưới thông minh cũng có thể phối hợp sản xuất điện từ một số lượng lớn các nhà sản xuất điện nhỏ như chủ sở hữu của các tấm năng lượng mặt trời trên mái nhà - một sự sắp xếp mà nếu không sẽ chứng minh vấn đề cho hệ thống điện vận hành tại điện lực địa phương.

Một câu hỏi quan trọng là liệu người tiêu dùng hành động để đáp ứng với các tín hiệu thị trường. Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) như là một phần của các cuộc biểu tình và Đầu tư Grant Smart Grid Chương trình Phục hồi và Tái đầu tư Act Mỹ tài trợ đặc biệt nghiên cứu hành vi người tiêu dùng để kiểm tra việc chấp nhận, lưu giữ, và phản ứng của người tiêu dùng đăng ký các chương trình tiện ích tỷ lệ dựa trên thời gian có liên quan đến cơ sở hạ tầng đo và khách hàng các hệ thống tiên tiến như trong nhà hiển thị và điều chỉnh nhiệt giao tiếp lập trình.

Một vấn đề nữa là chi phí viễn thông để hỗ trợ đầy đủ mạng lưới thông minh có thể được ngăn cấm. Một cơ chế truyền thông ít tốn kém được đề xuất sử dụng một hình thức " quản lý nhu cầu năng động ", nơi các thiết bị cạo đỉnh bằng cách chuyển tải của họ để phản ứng với tần số lưới. Tần số lưới điện có thể được sử dụng để truyền đạt thông tin mà không cần phải tải về một mạng viễn thông khác, nhưng nó sẽ không hỗ trợ thương lượng kinh tế hoặc định lượng đóng góp.

Mặc dù có rất cụ thể và chứng minh các công nghệ lưới điện thông minh trong sử dụng, lưới điện thông minh là một thuật ngữ tổng hợp cho một tập hợp các công nghệ liên quan mà trên đó một đặc điểm kỹ thuật thường được đồng ý, chứ không phải là một tên cho một công nghệ cụ thể. Một số lợi ích của một mạng lưới điện hiện đại này bao gồm khả năng để giảm tiêu thụ điện năng ở phía người tiêu dùng trong giờ cao điểm, được gọi là quản lý mặt cầu; cho phép kết nối lưới điện của hệ phân phối điện (với mảng quang điện, nhỏ tua-bin gió, thủy điện nhỏ, hoặc thậm chí nhiệt điện kết hợp máy phát điện trong các tòa nhà); kết hợp lưu trữ năng lượng lưới điện phân phối cho cân bằng tải hệ; và loại bỏ hoặc có chứa những thất bại như lan rộng lưới điện cascading thất bại. Việc tăng cường tính hiệu quả và độ tin cậy của lưới điện thông minh dự kiến sẽ tiết kiệm tiền và giúp người tiêu dùng giảm CO 2 phát thải.[59]

Đối lập và mối quan tâm

Hầu hết các phản đối và quan tâm tập trung vào đo thông minh và các mặt hàng (như điều khiển từ xa, ngắt kết nối từ xa, và giá cả lãi suất thay đổi) được kích hoạt bởi chúng. Trường hợp đối lập để đo thông minh đang gặp phải, họ thường được quảng cáo là "mạng lưới thông minh" kết nối lưới điện thông minh để đo thông minh trong con mắt của các đối thủ. Điểm cụ thể của đối lập hoặc mối quan tâm bao gồm:

  • mối quan tâm của người tiêu dùng về tính riêng tư, ví dụ như sử dụng các dữ liệu sử dụng bởi thực thi pháp luật
  • mối quan tâm của xã hội về "công bằng" có điện
  • lo ngại rằng hệ thống tỷ phức tạp (ví dụ như tỷ lệ biến) loại bỏ sự rõ ràng và trách nhiệm giải trình, cho phép các nhà cung cấp để tận dụng lợi thế của khách hàng
  • quan tâm hơn từ xa kiểm soát được "kill switch" tích hợp vào hầu hết các công tơ thông minh
  • mối quan tâm của xã hội về Enron phong cách lạm dụng đòn bẩy thông tin
  • lo ngại cho các cơ chế chính phủ để kiểm soát việc sử dụng của tất cả các hoạt động sử dụng năng lượng
  • lo ngại về lượng khí thải từ RF đo thông minh

An ninh

Với sự ra đời của tội phạm mạng cũng có mối quan tâm về sự an toàn của các cơ sở hạ tầng, chủ yếu là công nghệ thông tin liên lạc liên quan. Mối quan tâm chủ yếu xoay quanh các công nghệ thông tin liên lạc tại trung tâm của lưới điện thông minh. Được thiết kế để cho phép thực thời gian tiếp xúc giữa các tiện ích và mét trong nhà và doanh nghiệp của khách hàng, có một nguy cơ là những khả năng có thể được khai thác để hành động hình sự hoặc thậm chí khủng bố.[7] Một trong những khả năng quan trọng của kết nối này là khả năng từ xa tắt nguồn điện, cho phép các tiện ích để nhanh chóng và dễ dàng chấm dứt hoặc thay đổi nguồn cung cấp cho các khách hàng mặc định về thanh toán. Điều này chắc chắn là một lợi ích lớn cho các nhà cung cấp năng lượng, nhưng cũng đặt ra một số vấn đề bảo mật quan trọng.[60] Tội phạm mạng đã thâm nhập vào mạng lưới điện của Mỹ trước nhiều lần..[61] Ngoài xâm nhập máy tính, cũng có những lo ngại rằng máy tính của phần mềm độc hại như Stuxnet, nhắm vào các hệ thống SCADA được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, có thể được sử dụng để tấn công một mạng lưới điện thông minh.

Những thách thức khác để áp dụng

Trước khi một tiện ích cài đặt một hệ thống đo lường tiên tiến, hoặc bất kỳ loại hệ thống thông minh, nó phải làm cho một trường hợp kinh doanh cho đầu tư. Một số thành phần, như ổn định hệ thống điện (PSS) cài đặt trên máy phát điện là rất tốn kém, đòi hỏi phải tích hợp phức tạp trong hệ thống điều khiển của lưới điện, cần thiết chỉ trong trường hợp khẩn cấp, nhưng chỉ có hiệu quả nếu các nhà cung cấp khác trên mạng có chúng. Nếu không có bất kỳ sự khuyến khích để cài đặt chúng, các nhà cung cấp điện không[12] Hầu hết các tiện ích tìm thấy nó khó khăn để biện minh cho việc cài đặt một cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc cho một ứng dụng duy nhất (ví dụ: đồng hồ đọc). Bởi vì điều này, một tiện ích thường phải xác định một số ứng dụng mà sẽ sử dụng cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc tương tự - ví dụ, đọc một mét, giám sát chất lượng điện năng, kết nối từ xa và ngắt kết nối của khách hàng, cho phép đáp ứng nhu cầu, vv Lý tưởng nhất, các cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc sẽ không chỉ hỗ trợ các ứng dụng trong ngắn hạn, nhưng các ứng dụng không lường trước được rằng sẽ phát sinh trong tương lai. Các hành động pháp lý hoặc lập pháp cũng có thể lái các tiện ích để thực hiện các mảnh vỡ của một lưới điện thông minh câu đố. Mỗi tiện ích có một bộ duy nhất của doanh nghiệp, quy định và trình điều khiển lập pháp mà hướng dẫn các khoản đầu tư của mình. Điều này có nghĩa rằng mỗi tiện ích sẽ có một con đường khác nhau để tạo ra lưới điện thông minh của họ và các tiện ích khác nhau sẽ tạo lưới điện thông minh ở tỷ lệ áp dụng khác nhau.

Một số tính năng của lưới điện thông minh vẽ phản đối từ các ngành công nghiệp như hiện nay, hoặc hy vọng sẽ cung cấp dịch vụ tương tự. Một ví dụ là sự cạnh tranh với các nhà cung cấp truyền hình cáp và DSL Internet từ băng thông rộng thông qua truy cập internet powerline. Các nhà cung cấp hệ thống điều khiển SCADA cho lưới đã cố tình thiết kế độc quyền của phần cứng, các giao thức và phần mềm để họ có thể không hoạt động cùng với các hệ thống khác để buộc khách hàng của mình cho các nhà cung cấp.[12][62]

Triển khai và thử nghiệm

Enel. Sớm nhất, và một trong những lớn nhất, ví dụ về một lưới điện thông minh là hệ thống được cài đặt bởi người Ý Enel SpA của Ý. Hoàn thành vào năm 2005, các dự án Telegestore là rất bất thường trong thế giới tiện ích do công ty thiết kế và sản xuất mét riêng của họ, hành động như tích hợp hệ thống riêng của họ, và phát triển phần mềm hệ thống của mình. Các dự án Telegestore được coi là người đầu tiên sử dụng quy mô thương mại của công nghệ lưới điện thông minh đến nhà, và cung cấp tiết kiệm hàng năm là 500 triệu euro tại một chi phí dự án là 2,1 tỷ euro.[10]

Vụ Năng lượng Mỹ - Dự án lưới điện thông minh ARRA : Một trong những chương trình triển khai lớn nhất trên thế giới để cập nhật được các Dept. Mỹ của Chương trình lưới điện Smart Energy của tài trợ bởi Đạo luật năm 2009. Chương trình này Mỹ phục hồi và Tái đầu tư phù hợp với yêu cầu tài trợ từ tiện ích cá nhân. Tổng cộng có hơn 9 tỷ đô la / Công quỹ tư nhân được đầu tư như một phần của chương trình này. Cơ sở hạ tầng bao gồm các công nghệ nâng cao Metering, trong đó có hơn 65 triệu chi tiết Meters "thông minh", giao diện khách hàng hệ thống, phân phối & Substation Automation, Volt / VAR Tối ưu hóa hệ thống, hơn 1.000 Synchrophasors, Dynamic Dòng Đánh giá, dự án an Cyber, Hệ thống quản lý phân phối nâng cao, năng lượng lưu trữ hệ thống, và tái tạo các dự án tích hợp năng lượng. Chương trình này bao gồm tài trợ đầu tư (hợp), dự án trình diễn, người tiêu dùng chấp nhận nghiên cứu, và lực lượng lao động chương trình giáo dục. Các báo cáo từ tất cả các chương trình tiện ích cá nhân cũng như các báo cáo tác động tổng thể sẽ được hoàn thành vào quý II năm 2015.

Austin, Texas. Tại Mỹ, các thành phố Austin, Texas đã được làm việc xây dựng lưới điện thông minh của nó kể từ năm 2003, khi tiện ích của nó đầu tiên thay thế 1/3 mét hướng dẫn của nó với công tơ thông minh rằng giao tiếp thông qua một dây mạng lưới. Nó hiện đang quản lý 200.000 thiết bị thời gian thực (đo thông minh, máy điều nhiệt thông minh, và các cảm biến trên toàn khu vực dịch vụ của nó), và dự kiến sẽ được hỗ trợ 500.000 thiết bị thời gian thực trong năm 2009 phục vụ 1 triệu người tiêu dùng và 43.000 doanh nghiệp.[63]

Boulder, Colorado hoàn thành giai đoạn đầu tiên của dự án lưới điện thông minh của mình vào tháng 8 năm 2008. Cả hai hệ thống sử dụng đồng hồ thông minh như một cửa ngõ vào tự động hóa nhà mạng (HAN) điều khiển ổ cắm thông minh và các thiết bị. Một số nhà thiết kế HAN lợi tách chức năng điều khiển từ đồng hồ, ra khỏi mối quan tâm của sự không phù hợp trong tương lai với các tiêu chuẩn mới và các công nghệ có sẵn từ các mảng kinh doanh di chuyển nhanh chóng của các thiết bị điện tử gia đình.[64]

Hydro One, ở Ontario, Canada là ở giữa một quy mô lớn chủ động Lưới điện thông minh, triển khai cơ sở hạ tầng tiêu chuẩn phù hợp các thông tin từ Trilliant. Đến cuối năm 2010, hệ thống sẽ phục vụ 1,3 triệu khách hàng ở tỉnh Ontario. Các sáng kiến giành giải thưởng "Sáng kiến AMR nhất ở Bắc Mỹ" giải thưởng của Mạng Kế hoạch Utility[65]

Các thành phố Mannheim ở Đức đang sử dụng thời gian thực Broadband Powerline (BPL) thông tin liên lạc trong Mô hình thành phố Mannheim "MOMA" dự án của mình.[66]

Adelaide ở Úc cũng có kế hoạch để thực hiện một mạng lưới điện thông minh Lưới màu xanh lá cây bản địa trong việc tái phát triển Tonsley Park[67]

Sydney ở còn ở Úc, trong quan hệ đối tác với Chính phủ Australia đã thực hiện Lưới điện thông minh, chương trình Thành phố thông minh[68][69]

Évora. InovGrid là một dự án sáng tạo trong Évora, Bồ Đào Nha nhằm mục đích trang bị cho các lưới điện với các thông tin và các thiết bị tự động hóa quản lý lưới điện, nâng cao chất lượng dịch vụ, giảm chi phí hoạt động, phát huy hiệu quả năng lượng và môi trường bền vững, và tăng sự xâm nhập của các nguồn năng lượng tái tạo và các loại xe điện. Nó sẽ có thể kiểm soát và quản lý trạng thái của lưới điện phân phối toàn bộ tại bất kỳ nhất định, cho phép các nhà cung cấp và các công ty dịch vụ năng lượng để sử dụng nền tảng công nghệ này để cung cấp cho người tiêu dùng thông tin và các sản phẩm và dịch vụ năng lượng giá trị gia tăng. Dự án này để cài đặt một mạng lưới năng lượng thông minh đặt Bồ Đào Nha và EDP ở rìa cắt của đổi mới công nghệ và cung cấp dịch vụ ở châu Âu.[70][71]

Năng lượng E - Trong cái gọi là E-Năng lượng dự án nhiều tiện ích. Đức đang tạo Hạch nhân đầu tiên trong sáu khu vực mô hình độc lập. Một cuộc cạnh tranh công nghệ xác định mô hình này vùng để thực hiện các hoạt động nghiên cứu và phát triển với mục tiêu chính để tạo ra một "Internet của năng lượng."[72]

Massachusetts. OMột trong những cố gắng triển khai đầu tiên của "mạng lưới thông minh" công nghệ trong nước Mỹ đã bị từ chối trong năm 2009 của điện điều chỉnh trong Khối thịnh vượng chung của Massachusetts, một bang của Hoa Kỳ.[73] Theo một bài viết trên Boston Globe, Đông Bắc Tiện ích ' Tây Massachusetts Công ty điện công ty con thực sự cố gắng để tạo ra một chương trình "lưới điện thông minh" sử dụng các khoản trợ cấp nào đó sẽ chuyển sang thu nhập thấp cho khách hàng từ trả sau phải trả tiền trước thanh toán (sử dụng " thẻ thông minh ") ngoài đặc biệt leo" cao cấp "giá điện sử dụng trên một số tiền định trước. Kế hoạch này đã bị bác bỏ bởi nhà quản lý vì nó "làm xói mòn quan trọng bảo vệ cho người thu nhập thấp với khách hàng shutoffs ". Theo Boston Globe, kế hoạch " bất công nhắm mục tiêu khách hàng có thu nhập thấp và phá vỡ luật Massachusetts có nghĩa là để giúp đấu tranh người tiêu dùng giữ cho đèn sáng ". Một phát ngôn viên cho một tổ chức môi trường ủng hộ kế hoạch lưới điện thông minh và nói trên Western Massachusetts 'Electric của "mạng lưới thông minh" kế hoạch, cụ thể, tuyên bố: "Nếu sử dụng đúng cách, lưới điện thông minh công nghệ có rất nhiều tiềm năng cho nhu cầu cao điểm giảm, mà sẽ cho phép chúng tôi đóng cửa một số nhà máy lâu đời nhất, bẩn nhất quyền lực... Đó là một công cụ. " [73]

The eEnergy Vermont consortium[74] is a US statewide initiative in Vermont, funded in part through the American Recovery and Reinvestment Act of 2009, in which all of the electric utilities in the state have rapidly adopted a variety of Smart Grid technologies, including about 90% Advanced Metering Infrastructure deployment, and are presently evaluating a variety of dynamic rate structures.

Tại Hà Lan một dự án quy mô lớn (> 5000 kết nối,> 20 đối tác) được thực hiện để chứng minh các công nghệ tích hợp thông minh lưới, dịch vụ và các trường hợp kinh doanh..</ref>

Thử nghiệm

Trung Quốc

Thị trường lưới điện thông minh ở Trung Quốc được ước tính là $ 22300000000 với mức tăng trưởng dự kiến $ 61400000000 năm 2015. Honeywell đang phát triển một ứng nhu cầu thí điểm và nghiên cứu khả thi cho Trung Quốc với các lưới Corp Nhà nước. Trung Quốc sử dụng các OpenADR tiêu chuẩn đáp ứng nhu cầu. The State Grid Corp, Học viện Khoa học Trung Quốc, và General Electric có ý định làm việc cùng nhau để phát triển các tiêu chuẩn cho việc triển khai lưới điện thông minh của Trung Quốc[75][76]

Vương quốc Anh

Các OpenADR tiêu chuẩn đã được chứng minh ở Bracknell, Anh, nơi đỉnh cao sử dụng trong các tòa nhà thương mại giảm 45 phần trăm. Như một kết quả của các thí điểm, Scotland và Nam Năng lượng (SSE) cho biết nó sẽ kết nối lên đến 30 tòa nhà thương mại và công nghiệp ở Thames Valley, phía tây London, một đáp ứng nhu cầu của chương trình[77]

Hoa Kỳ

Trong năm 2009, Bộ Năng lượng Mỹ trao một khoản trợ cấp $ 11 triệu Southern California Edison và Honeywell cho một đáp ứng nhu cầu chương trình tự động chuyển xuống sử dụng năng lượng trong giờ cao điểm để tham gia khách hàng công nghiệp.[78][79] Bộ Năng lượng trao $ 11.400.000 cấp để Honeywell để thực hiện các chương trình sử dụng các tiêu chuẩn OpenADR[80]

Hawaiian Electric Co (HECO) đang thực hiện một dự án thí điểm hai năm để kiểm tra khả năng của một chương trình ADR để đáp ứng các intermittence năng lượng gió. Hawaii có một mục tiêu để có được 70 phần trăm năng lượng từ các nguồn năng lượng tái tạo vào năm 2030. HECO sẽ cung cấp cho khách hàng ưu đãi để giảm điện năng tiêu thụ trong vòng 10 phút của một thông báo[81]

Hướng dẫn, tiêu chuẩn và các nhóm người sử dụng

Một phần của Sáng kiến Lưới điện thông minh IEEE,[82] IEEE 2.030,2 đại diện cho một phần mở rộng của các công việc nhằm vào các hệ thống lưu trữ tiện ích cho mạng lưới truyền tải và phân phối. Các IEEE P2030 nhóm hy vọng sẽ cung cấp đầu năm 2011 một tập hợp bao quát các hướng dẫn trên giao diện lưới điện thông minh. Các hướng dẫn mới sẽ bao gồm các khu vực bao gồm cả pin và siêu tụ điện cũng như bánh đà. Nhóm cũng đã tách ra một nỗ lực 2.030,1 soạn thảo hướng dẫn cho việc tích hợp các phương tiện điện vào lưới điện thông minh.

IEC TC57 đã tạo ra một gia đình của các tiêu chuẩn quốc tế có thể được sử dụng như là một phần của lưới điện thông minh. Các tiêu chuẩn này bao gồm IEC61850 là một kiến ​​trúc cho tự động hóa trạm, và IEC 61970/61968 - Thông tin mẫu chung (CIM). Các CIM cung cấp cho ngữ nghĩa thông thường được sử dụng để chuyển dữ liệu thành thông tin.

OpenADR là một tiêu chuẩn mã nguồn mở thông lưới điện thông minh được sử dụng cho các ứng dụng đáp ứng nhu cầu[83] Nó thường được sử dụng để gửi thông tin và tín hiệu gây ra điện năng lượng bằng cách sử dụng các thiết bị được tắt trong các thời kỳ nhu cầu cao hơn.

MultiSpeak đã tạo ra một đặc điểm kỹ thuật có hỗ trợ chức năng phân phối của lưới điện thông minh. MultiSpeak có một tập hợp mạnh mẽ của các định nghĩa tích hợp hỗ trợ gần như tất cả các giao diện phần mềm cần thiết cho một tiện ích phân phối hoặc cho phần phân phối của một tiện ích được tích hợp theo chiều dọc. Hội nhập MultiSpeak được xác định bằng cách sử dụng ngôn ngữ đánh dấu mở rộng (XML) và các dịch vụ web.

IEEE đã tạo ra một tiêu chuẩn để hỗ trợ synchrophasors -. C37.118[84]

Các UCA International User Group thảo luận và hỗ trợ kinh nghiệm thực tế của các tiêu chuẩn được sử dụng trong lưới điện thông minh.

Một nhóm nhiệm vụ công ích trong LONmark International quyết các vấn đề liên quan đến lưới điện thông minh.

Có một xu hướng ngày càng tăng đối với việc sử dụng các giao thức TCP / IP công nghệ như là một nền tảng truyền thông phổ biến cho các ứng dụng đồng hồ thông minh, vì vậy mà những dịch vụ có thể triển khai nhiều hệ thống thông tin liên lạc, trong khi sử dụng công nghệ IP như là một nền tảng quản lý thông thường[85]

IEEE P2030 là một IEEE dự án phát triển một "Hướng dẫn dự thảo cho Smart Grid tác với nhau của công nghệ năng lượng Công nghệ thông tin và hoạt động với hệ thống điện lực (EPS), và End-Sử dụng các ứng dụng và tải".[86][87]

NIST đã bao gồm ITU-T G.hn là một trong những "tiêu chuẩn xác định cho thực hiện" cho Lưới điện thông minh "mà họ tin rằng có sự nhất trí các bên liên quan mạnh mẽ".[88] G.hn là tiêu chuẩn cho truyền thông tốc độ cao trên điện đường dây, đường dây điện thoại và cáp đồng trục.

OASIS EnergyInterop '- Một ủy ban kỹ thuật OASIS phát triển các tiêu chuẩn XML cho interoperation năng lượng. Điểm khởi đầu của nó là tiêu chuẩn California OpenADR.

Theo Đạo luật độc lập năng lượng và an ninh năm 2007 (EISA), NIST có trách nhiệm giám sát việc xác định và lựa chọn của hàng trăm tiêu chuẩn sẽ được yêu cầu để thực hiện các lưới điện thông minh ở Mỹ Các tiêu chuẩn này sẽ được giới thiệu bởi NIST cho Năng lượng Liên bang quy định Ủy ban (FERC). Công trình này đã bắt đầu, và các tiêu chuẩn đầu tiên đã được lựa chọn để đưa vào Smart Grid Danh mục của NIST.[89] Tuy nhiên, một số nhà bình luận đã cho rằng những lợi ích mà có thể được thực hiện từ Smart Grid chuẩn hóa có thể bị đe dọa bởi một số lượng ngày càng tăng của các bằng sáng chế độ che phủ Smart Grid kiến trúc và công nghệ.[90] Nếu các bằng sáng chế bao gồm các yếu tố tiêu chuẩn hóa lưới điện thông minh không được tiết lộ cho đến khi công nghệ được phân phối rộng rãi trên toàn mạng ("khóa-in"), sự gián đoạn đáng kể có thể xảy ra khi chủ sở hữu bằng sáng chế tìm kiếm để thu tiền thuê ngoài dự kiến từ các phân đoạn lớn của thị trường

Xem thêm

Chú thích

  1. ^ D. J. Hammerstrom. “Pacific Northwest GridWise™ Testbed Demonstration Projects, Part I. Olympic Peninsula Project” (PDF). Truy cập ngày 15 tháng 1 năm 2014.
  2. ^ U.S. Department of Energy. “Smart Grid / Department of Energy”. Truy cập ngày 18 tháng 6 năm 2012.
  3. ^ “Smart Grids European Technology Platform | www.smartgrids.eu”. smartgrids.eu. 2011 [last update]≤. Truy cập ngày 11 tháng 10 năm 2011. Kiểm tra giá trị ngày tháng trong: |year= (trợ giúp)
  4. ^ J. Torriti, Demand Side Management for the European Supergrid Energy Policy, vol. 44, pp. 199-206, 2012.
  5. ^ “The History of Electrification: The Birth of our Power Grid”. Edison Tech Center. Truy cập ngày 6 tháng 11 năm 2013.
  6. ^ Mohsen Fadaee Nejad, AminMohammad Saberian and Hashim Hizam (ngày 3 tháng 6 năm 2013). “Application of smart power grid in developing countries”. 7th International Power Engineering and Optimization Conference (PEOCO). IEEE. doi:10.1109/PEOCO.2013.6564586.Quản lý CS1: sử dụng tham số tác giả (liên kết)
  7. ^ a b c d e f Berger, Lars T. and Iniewski, Krzysztof biên tập (tháng 4 năm 2012). Smart Grid - Applicacions, Communications and Security. John Wiley and Sons. ISBN 978-1-1180-0439-5.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách biên tập viên (liên kết)
  8. ^ Smart Grid Working Group (tháng 6 năm 2003). “Challenge and Opportunity: Charting a New Energy Future, Appendix A: Working Group Reports” (PDF). Energy Future Coalition. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 18 tháng 3 năm 2009. Truy cập ngày 27 tháng 11 năm 2008.
  9. ^ Federal Energy Regulatory Commission staff report (tháng 8 năm 2006). “Assessment of Demand Response and Advanced Metering (Docket AD06-2-000)” (PDF). United States Department of Energy: 20. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 27 tháng 10 năm 2008. Truy cập ngày 27 tháng 11 năm 2008. Chú thích journal cần |journal= (trợ giúp)
  10. ^ a b National Energy Technology Laboratory (tháng 8 năm 2007). “NETL Modern Grid Initiative — Powering Our 21st-Century Economy” (PDF). United States Department of Energy Office of Electricity Delivery and Energy Reliability: 17. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 23 tháng 2 năm 2012. Truy cập ngày 6 tháng 12 năm 2008. Chú thích journal cần |journal= (trợ giúp)
  11. ^ “Gridwise History: How did GridWise start?”. Pacific Northwest National Laboratory. ngày 30 tháng 10 năm 2007. Bản gốc lưu trữ ngày 27 tháng 10 năm 2008. Truy cập ngày 3 tháng 12 năm 2008.
  12. ^ a b c Qixun Yang, Board Chairman, Beijing Sifang Automation Co. Ltd., China and.Bi Tianshu, Professor, North China Electric Power University, China. (ngày 24 tháng 6 năm 2001). “WAMS Implementation in China and the Challenges for Bulk Power System Protection” (PDF). Panel Session: Developments in Power Generation and Transmission — Infrastructures in China, IEEE 2007 General Meeting, Tampa, FL, USA, 24–ngày 28 tháng 6 năm 2007 Electric Power, ABB Power T&D Company, and Tennessee Valley Authority. Institute of Electrical and Electronics Engineers. Truy cập ngày 1 tháng 12 năm 2008.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
  13. ^ Yih-Fang Huang; Werner, S.; Jing Huang; Kashyap, N.; Gupta, V., "State Estimation in Electric Power Grids: Meeting New Challenges Presented by the Requirements of the Future Grid," Signal Processing Magazine, IEEE, vol.29, no.5, pp.33,43, Sept. 2012
  14. ^ Tomoiagă, B.; Chindriş, M.; Sumper, A.; Sudria-Andreu, A.; Villafafila-Robles, R. Pareto Optimal Reconfiguration of Power Distribution Systems Using a Genetic Algorithm Based on NSGA-II. Energies 2013, 6, 1439-1455.
  15. ^ a b c N. A. Sinitsyn. S. Kundu, S. Backhaus (2013). “Safe Protocols for Generating Power Pulses with Heterogeneous Populations of Thermostatically Controlled Loads”. Energy Conversion and Management. 67: 297–308. arXiv:1211.0248. doi:10.1016/j.enconman.2012.11.021.
  16. ^ Energy Future Coalition, "Challenge and Opportunity: Charting a New Energy Future," Appendix A: Working Group Reports, Report of the Smart Grid Working Group. https://web.archive.org/web/20080910051559/http://www.energyfuturecoalition.org/pubs/app_smart_grid.pdf
  17. ^ Why the Smart Grid Won't Have the Innovations of the Internet Any Time Soon: Cleantech News and Analysis « Lưu trữ 2020-04-22 tại Wayback Machine. Earth2tech.com (2009-06-05). Truy cập 2011-05-14.
  18. ^ Cisco's Latest Consumer Play: The Smart Grid: Cleantech News and Analysis « Lưu trữ 2010-07-15 tại Wayback Machine. Earth2tech.com Retrieved on 2011-05-14.
  19. ^ Silver Spring Networks: The Cisco of Smart Grid?: Cleantech News and Analysis « Lưu trữ 2010-01-24 tại Wayback Machine. Earth2tech.com (2008-05-01). Truy cập 2011-05-14.
  20. ^ Utility Perspective: Why Partner With Google PowerMeter?: Cleantech News and Analysis « Lưu trữ 2010-04-08 tại Wayback Machine. Earth2tech.com (2009-05-20). Truy cập 2011-05-14.
  21. ^ E-Commerce News: Deals: Utility Companies Plug In to Google PowerMeter. Ecommercetimes.com. Truy cập 2011-05-14.
  22. ^ “Best Wifi Thermostat Reviews on the 2015 Market”. Wifi Thermostat Judge. Truy cập 30 tháng 9 năm 2015.
  23. ^ F.R. Yu, P. Zhang, W. Xiao, and P. Choudhury, "Communication Systems for Grid Integration of Renewable Energy Resources," IEEE Network, vol. 25, no. 5, pp. 22-29, Sept. 2011.
  24. ^ Yilu Liu, Lamine Mili, Jaime De La Ree, Reynaldo Francisco Nuqui, Reynaldo Francisco Nuqui (ngày 12 tháng 7 năm 2001). “State Estimation and Voltage Security Monitoring Using Synchronized Phasor Measurement”. Research paper from work sponsored by American Electric Power, ABB Power T&D Company, and Tennessee Valley Authority (PDF) |format= cần |url= (trợ giúp). Virginia Polytechnic Institute and State University. CiteSeerx10.1.1.2.7959. "Simulations and field experiences suggest that PMUs can revolutionize the way power systems are monitored and controlled."Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
  25. ^ a b {{chú thích tạp chí Factors Affecting PMU Costs Use of Synchrophasors for Model Validation Visualization of Synchrophasor Data Use of PMUs to Ease the Integration of Increasing Renewables with the Grid. Key Findings from the U.S. DOE ARRA Synchrophasor Project which installed 1,000 PMUs | url=http://fortress.wa.gov/wutc/home/webdocs.nsf/de53b07997d108ea882563b50072c5b3/bc3ced6bb5f4cf29882570200083aaa3/$FILE/Powering%20Up%20Smart%20Grid%20report.doc | title=Powering Up the Smart Grid: A Northwest Initiative for Job Creation, Energy Security, and Clean, Affordable Electricity. | author=Patrick Mazza | format=doc | publisher= Climate Solutions | date = ngày 27 tháng 4 năm 2005 | page=7 | access-date = ngày 1 tháng 12 năm 2008}}
  26. ^ “Smart Wire Grid Distributed Power Flow Control”. arpa-e.energy.gov. Bản gốc lưu trữ ngày 8 tháng 8 năm 2014. Truy cập ngày 25 tháng 7 năm 2014.
  27. ^ Klimstra, Jakob; Hotakainen, Markus (2011). Smart Power Generation (PDF). Helsinki: Avain Publishers. ISBN 9789516928466.
  28. ^ Toomas Hõbemägi, Baltic Business News
  29. ^ “Wide Area Protection System for Stability” (PDF). Nanjing Nari-Relays Electric Co., Ltd. ngày 22 tháng 4 năm 2008: 2. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 18 tháng 3 năm 2009. Truy cập ngày 12 tháng 12 năm 2008. Chú thích journal cần |journal= (trợ giúp) Examples are given of two events, one stabilizing the system after a fault on a 1 gigawatt HVDC feed, with response timed in milliseconds.
  30. ^ Zhao, Jinquan; Huang, Wenying; Fang, Zhaoxiong; Chen, Feng; Li, Kewen; Deng, Yong (ngày 24 tháng 6 năm 2007). “2007 IEEE Power Engineering Society General Meeting”. Proceedings, Power Engineering Society General Meeting, 2007. (PDF) |format= cần |url= (trợ giúp). Tampa, FL, USA: IEEE: 1. doi:10.1109/PES.2007.385975. ISBN 1-4244-1296-X. Tóm lược dễ hiểu. |chapter= bị bỏ qua (trợ giúp)
  31. ^ Electric Power Research Institute, IntelliGrid Program
  32. ^ U.S. Department of Energy, Office of Electric Transmission and Distribution, "Grid 2030" A National Vision for Electricity's Second 100 Years Lưu trữ 2011-07-21 tại Wayback Machine, July 2003
  33. ^ U.S. Department of Energy, Office of Electric Transmission and Distribution, "National Electric Delivery Technologies Roadmap" Lưu trữ 2011-07-21 tại Wayback Machine
  34. ^ U.S. Department of Energy, National Energy Technology Laboratory Lưu trữ 2010-01-09 tại Wayback Machine
  35. ^ U.S. Department of Energy, Office of Electricity Delivery and Energy Reliability Lưu trữ 2006-02-03 tại Wayback Machine; GridWise Program fact sheet Lưu trữ 2008-09-10 tại Wayback Machine; and GridWise Alliance.
  36. ^ http://www.gridwiseac.org/pdfs/interopframework_v1_1.pdf
  37. ^ U.S. Department of Energy, Office of Electricity Delivery and Energy Reliability, Gridworks
  38. ^ Pacific Northwest Smart Grid Demonstration Project
  39. ^ Australia Department of the Environment Solar Cities Programme
  40. ^ Paul Bourgine; David Chavalarias; Edith Perrier; Frederic Amblard; Francois Arlabosse; Pierre Auger; Jean-Bernard Baillon; Olivier Barreteau; Pierre Baudot (2009). "French Roadmap for complex Systems 2008–2009". arΧiv:0907.2221 [nlin.AO]. 
  41. ^ 1 Protection Systems that verify and supervise themselves, Pelqim Spahiu, Ian R. Evans – IEEE ISGT Innovative Smart Grid Technologies Europe 2011
  42. ^ 2 IED based Protection & Control equipment with Non-Standard primary system arrangements – An approach to application, Pelqim Spahiu, Namita Uppal – 10th IET International Conference on DPSP in Manchester, April 2010
  43. ^ a b Giovanni Filatrella; Arne Hejde Nielsen; Niels Falsig Pedersen (2008). “Analysis of a power grid using the Kuramoto-like model”. European Physical Journal B. 61 (4): 485–491. arXiv:0705.1305. doi:10.1140/epjb/e2008-00098-8.
  44. ^ Florian Dorfler; Francesco Bullo (2009). "Synchronization and Transient Stability in Power Networks and Non-Uniform Kuramoto Oscillators". arΧiv:0910.5673 [math.OC]. 
  45. ^ David Lusseau (2003). “The emergent properties of a dolphin social network”. Proceedings of the Royal Society of London B. 270: S186–S188. arXiv:cond-mat/0307439. doi:10.1098/rsbl.2003.0057.
  46. ^ Olaf Stenull; Hans-Karl Janssen (2001). “Nonlinear random resistor diode networks and fractal dimensions of directed percolation clusters”. Phys. Rev. E. 64. arXiv:cond-mat/0104532. doi:10.1103/PhysRevE.64.016135.
  47. ^ Werbos (2006). "Using Adaptive Dynamic Programming to Understand and Replicate Brain Intelligence: the Next Level Design". arΧiv:q-bio/0612045 [q-bio.NC]. 
  48. ^ Claire Christensen; Reka Albert (2006). "Using graph concepts to understand the organization of complex systems". arΧiv:q-bio.OT/0609036 [q-bio.OT]. 
  49. ^ Vito Latora; Massimo Marchiori (2002). “Economic Small-World Behavior in Weighted Networks”. European Physical Journal B. 32 (2): 249–263. arXiv:cond-mat/0204089. doi:10.1140/epjb/e2003-00095-5.
  50. ^ Vito Latora; Massimo Marchiori (2002). "The Architecture of Complex Systems". arΧiv:cond-mat/0205649 [cond-mat]. 
  51. ^ Miao He; Sugumar Murugesan; Junshan Zhang (2010). "Multiple Timescale Dispatch and Scheduling for Stochastic Reliability in Smart Grids with Wind Generation Integration". arΧiv:1008.3932 [cs.SY]. 
  52. ^ Barreiro; Julijana Gjorgjieva; Fred Rieke; Eric Shea-Brown (2010). "When are feedforward microcircuits well-modeled by maximum entropy methods?". arΧiv:1011.2797 [q-bio.NC]. 
  53. ^ Jianxin Chen; Zhengfeng Ji; Mary Beth Ruskai; Bei Zeng; Duanlu Zhou (2010). "Principle of Maximum Entropy and Ground Spaces of Local Hamiltonians". arΧiv:1010.2739 [quant-ph]. 
  54. ^ Sahand Haji Ali Ahmad; Mingyan Liu; Yunnan Wu (2009). "Congestion games with resource reuse and applications in spectrum sharing". arΧiv:0910.4214 [cs.GT]. 
  55. ^ Sahand Ahmad; Cem Tekin; Mingyan Liu; Richard Southwell; Jianwei Huang (2010). "Spectrum Sharing as Spatial Congestion Games". arΧiv:1011.5384 [cs.GT]. 
  56. ^ “Report: Smart Grid Market Could Double in Four Years”. Zpryme Smart Grid Market. Bản gốc lưu trữ ngày 6 tháng 9 năm 2014. Truy cập ngày 21 tháng 4 năm 2015.
  57. ^ “Future of Electricity Report Calls for Huge Investments”. Bản gốc lưu trữ ngày 4 tháng 3 năm 2016. Truy cập ngày 21 tháng 4 năm 2015.
  58. ^ L. D. Kannberg; M. C. Kintner-Meyer; D. P. Chassin; R. G. Pratt; J. G. DeSteese; L. A. Schienbein; S. G. Hauser; W. M. Warwick (tháng 11 năm 2003). “GridWise: The Benefits of a Transformed Energy System” (PDF) |format= cần |url= (trợ giúp). Pacific Northwest National Laboratory under contract with the United States Department of Energy: 25. arXiv:nlin/0409035. Chú thích journal cần |journal= (trợ giúp)
  59. ^ Smart Grid and Renewable Energy Monitoring Systems, SpeakSolar.org 03rd September 2010
  60. ^ “U.S. Infrastructure: Smart Grid”. Renewing America. Council on Foreign Relations. ngày 16 tháng 12 năm 2011. Bản gốc lưu trữ ngày 4 tháng 1 năm 2012. Truy cập ngày 20 tháng 1 năm 2012.
  61. ^ Gorman, Siobahn (ngày 6 tháng 4 năm 2008). “Electricity Grid in U.S. Penetrated by Spies”. Wall Street Journal. Truy cập ngày 20 tháng 1 năm 2012.
  62. ^ James Grundvig (ngày 15 tháng 4 năm 2013). “Detecting Power Theft by Sensors and the Cloud: Awesense Smart System for the Grid”. Huffington Post. Huffington Post: 2. Truy cập ngày 5 tháng 6 năm 2013.
  63. ^ “Building for the future: Interview with Andres Carvallo, CIO — Austin Energy Utility”. Next Generation Power and Energy. GDS Publishing Ltd.... (244). Truy cập ngày 26 tháng 11 năm 2008.
  64. ^ Betsy Loeff (tháng 3 năm 2008). “AMI Anatomy: Core Technologies in Advanced Metering”. Ultrimetrics Newsletter. Automatic Meter Reading Association (Utilimetrics).
  65. ^ Betsy Loeff, Demanding standards: Hydro One aims to leverage AMI via interoperability Lưu trữ 2016-01-21 tại Wayback Machine, PennWell Corporation
  66. ^ “E-Energy Project Model City Mannheim. MVV Energie. 2011. Bản gốc lưu trữ ngày 24 tháng 3 năm 2012. Truy cập ngày 16 tháng 5 năm 2011.
  67. ^ “SA Government”. Bản gốc lưu trữ ngày 27 tháng 4 năm 2013. Truy cập ngày 21 tháng 4 năm 2015.
  68. ^ “Bản sao đã lưu trữ”. Bản gốc lưu trữ ngày 24 tháng 9 năm 2014. Truy cập ngày 21 tháng 4 năm 2015.
  69. ^ [1]
  70. ^ “Évora InovCity - Smart Energy Living”. Bản gốc lưu trữ ngày 24 tháng 4 năm 2011. Truy cập ngày 21 tháng 4 năm 2015.
  71. ^ Portuguese Smart City
  72. ^ E-Energy: Startseite. E-energy.de. Truy cập 2011-05-14.
  73. ^ a b Massachusetts rejects utility's prepayment plan for low income customers, The Boston Globe, 2009-07-23
  74. ^ http://publicservice.vermont.gov/topics/electric/smart_grid/eenergyvt
  75. ^ Enbysk, Liz (ngày 20 tháng 4 năm 2011). “China Smart Grid Playbook: Should we steal a page or two?”. SmartGridNews. Bản gốc lưu trữ ngày 3 tháng 11 năm 2011. Truy cập ngày 1 tháng 12 năm 2011.
  76. ^ John, Jeff (ngày 28 tháng 2 năm 2011). “Open Source Smart Grid Goes to China, Courtesy of Honeywell”. Giga Om. Bản gốc lưu trữ ngày 26 tháng 10 năm 2012. Truy cập ngày 1 tháng 12 năm 2011.
  77. ^ Lundin, Barbara (ngày 24 tháng 1 năm 2012). “Honeywell builds on smart grid success in England”. Fierce SmartGrid. Bản gốc lưu trữ ngày 29 tháng 3 năm 2012. Truy cập ngày 7 tháng 3 năm 2012.
  78. ^ “Honeywell and Southern California Edison Team up to Curb Electricity Demand”. The Wall Street Journal. ngày 27 tháng 3 năm 2007.
  79. ^ John, Jeff (ngày 17 tháng 11 năm 2009). “Honeywell's OpenADR Plans for SoCal Edison”. Greentechgrid. Truy cập ngày 25 tháng 1 năm 2012.
  80. ^ Richman, Gerald (ngày 23 tháng 2 năm 2010). “Smart Grid: The Devil Is In the Details”. New America Foundation. Bản gốc lưu trữ ngày 12 tháng 6 năm 2010. Truy cập ngày 29 tháng 11 năm 2011.
  81. ^ John, Jeff (ngày 2 tháng 2 năm 2012). “Balancing Hawaiian Wind Power with Demand Response”. GreenTechMedia. Truy cập ngày 7 tháng 3 năm 2012.
  82. ^ IEEE Standards Association. “2030-2011 IEEE Guide for Smart Grid Interoperability of Energy Technology and Information Technology Operation with the Electric Power System (EPS), and End-Use Applications and Loads”. IEEE Smart Grid. Bản gốc lưu trữ ngày 23 tháng 4 năm 2012. Truy cập ngày 28 tháng 1 năm 2013.
  83. ^ John, Jeff (ngày 28 tháng 2 năm 2011). “Open Source Smart Grid Goes to China, Courtesy of Honeywell”. GigaOm. Bản gốc lưu trữ ngày 26 tháng 10 năm 2012. Truy cập ngày 16 tháng 4 năm 2012.
  84. ^ “Welcome to IEEE Xplore 2.0: IEEE Std C37.118”. Lưu trữ bản gốc ngày 27 tháng 12 năm 2008. Truy cập 5 tháng 5 năm 2015.Quản lý CS1: bot: trạng thái URL ban đầu không rõ (liên kết)
  85. ^ DS2 Blog: Why the Smart Grid must be based on IP standards. Blog.ds2.es (2009-05-20). Truy cập 2011-05-14.
  86. ^ IEEE P2030 Official Website
  87. ^ IEEE, conference drive smart grids. Eetimes.com (2009-03-19). Truy cập 2011-05-14.
  88. ^ Commerce Secretary Unveils Plan for Smart Grid Interoperability. Nist.gov. Truy cập 2011-05-14.
  89. ^ “SGIP Catalog of Standards”. Bản gốc lưu trữ ngày 24 tháng 2 năm 2015. Truy cập ngày 21 tháng 4 năm 2015.
  90. ^ Jorge L. Contreras, "Gridlock or Greased Lightning: Intellectual Property, Government Involvement and the Smart Grid" (presented at American Intellectual Property Law Assn. (AIPLA) 2011 Annual Meeting (Oct. 2011, Washington D.C.))

Liên kết ngoài