دولتها، قانونگذاران و
سازمانهای صنعتی به منظور بالا بردن حق خرید مصرف کنندگان، حمایت از
خلاقیتها در تغییرات آب و هوایی و افزایش قابلیت اطمینان نیروگاه بزرگ
آمریکای شمالی، یک "شبکه هوشمند" را پیشنهاد کردهاند. البته برای تغییرات
مهم در برنامه ریزی، طراحی و عملیات نیروگاه بزرگ به یکپارچه سازی این
شبکه هوشمند احتیاج است. در این گزارش، شبکه هوشمند و قابلیت اطمینان
نیروگاه بزرگ تعریف میشود و یک ارزیابی مقدماتی از یکپارچه سازی موفق
شبکه هوشمند ارائه میشود.
سیستم قدرت انبوه آمریکای شمالی بزرگترین
سیستم الکتریکی بهم متصل در جهان است. عملکرد معتبر آن بستگی به بکارگیری
گستردهای ارتباطات زمان واقعی، نظارت و سیستمهای کنترل دارد. به هنگام
تکامل سیستم قدرت انبوه، بسیاری از تکنولوژیهای هوشمند برای چندین دهه
بکار میرود.
ابتکارات در سیاست اخیر فدرال، دولتی و
کشور باعث توسعهی تصور شبکهی هوشمند میگردد که دارای فعل و انفعال،
همکاری، کارایی، اعتبار و استحکام بیشتری است. در اصل، ویژگیهای شبکهی
هوشمند شامل تجهیزات هماهنگ است که به موجب پیشرفتها در ارتباطات،
سیستمهای هوشمند و تکنولوژی اطلاعت (IT) مهیا شده است که با سیستمهای
موجود و جدید کنترل دارای سطح مشترک میباشد. پروتکلهای ارتباطی انبوه
هماهنگ در سیستم وسیع ابزارهایی برای حفظ سیستم پویاتری است که مزایایی را
برای کاربران نهایی دارد و بصورت کارآمد از قابلیت اعتبار سیستم ارسال
توسعه یافته مطابق با دریافت و تشخیصهای راحت استفاده میکند. با توجه به
پیشرفتهایی در تکنولوژی شبکهی هوشمند، تکامل بی نظیر سطوح کنترل و
اندازه گیری سیستم بسیار وسیع و گسترده است. تلاشهای زیادی در دههی
گذشته به منظور توسعه و پیشرفت دادن این زیرساخت شبکهی هوشمند صورت گرفته
است که بخش مدیریت سهامدار نیز تشویق به انجام این کار شده است.
سیستم قدرت انبوه امروزی به منظور فراهم
کردن سطح مناسب و کافیای از قابلیت اطمینان طراحی و بکار گرفته شده است.
شبکهی هوشمند میتواند از سطح مناسب و کارآمد قابلیت اطمینان حمایت کند
حتی در هنگامی که صنعت با چالش بر عهده برآمدن از سیاست هیئت و رهنمودهای
قانونگذاری که ویژگیهای سیستم قدرت انبوه ایالات متحدهی آمریکا را تحت
تأثیر قرار میدهد و تغییر مینماید روبرو باشد. موفقیت یکپارچه سازی و
مجتمع سازی مفاهیم و تکنولوژی شبکهی هوشمند بسیار بستگی به قابلیت اطمینان
سیستم قدرت انبوه موجود در طی تکامل خود دارد. این مثاله تمرکز خود را بر
روی جنبههای مختلف این موضوع اساسی جلب کرده است.
تأثیر کلی شبکهی هوشمند بر روی قابلیت
اطمینان سیستم قدرت انبوه همچنان قابل مشاهده میباشد. در حالی که وظیفهی
شبکهی هوشمند افزایش نسبی قابلیت اطمینان است اما اگر قابلیت اطمینان
سیستم قدرت انبوه را بصورت ضعیف بکار برد در این صورت دچار صدمه و آسیب
میشود. بنابراین، اطمینان دادن به اینکه تکامل شبکهی هوشمند باعث افزایش
آسیب پذیری سیستم قدرت انبوه نمیگردد مهم میباشد اما تا حدی از اهداف
قابلیت اطمینان سیستم قدرت انبوه صنعت حمایت میکند.
کمیتهی برنامه ریزی NERC برای بررسی کردن
کارکردهای سیستمهای هوشمندی کردن امکان یکپارچگی و مجتمع سازی موفق میسر
می کند توانسته است نیروی کار شبکهی هوشمند (SGTF) شکل دهد. فصل SGTF هر
یک از موضوعات و نگرانیهای شبکهی هوشمند را با توجه به قابلیت اطمینان
سیستم قدرت انبوه مشخص و توضیح میدهد و ویژگیهای قابلیت اطمینان شبکهی
هوشمند و نحوهی تأثیر احتمالی آنها بر روی برنامه ریزی سیستم قدرت انبوه و
فرایندهای طراحی و عملیاتی و ابزارهایی که برای حفظ قابلیت اطمینان مورد
نیاز هستند را میسنجد.
فهرست مطالب
چکیده1
1- مقدمه. 9
تعریف و پیش بینی شبکه هوشمند. 12
فصل اول: خلاصه قانونی و ضوابط
1-1- مقدمه. 16
1-2- خلاصه ضوابط و قوانین امریکا16
1-2-1- کنگره ایالت متحده16
1-2-2- FERC سیاست شبکه هوشمند 14 ژولای 2009. 18
1-2-3- دایره انرژی ایالات متحده18
1-2-4- کمیسیون ارتباطات فدرال ایالت متحده (FCC)19
1-3- خلاصه ضوابط دولتی ایالت متحده:21
1-4- خلاصه ضوابط و قوانین کانادا22
فصل دوم: شاخصه ها و ارزیابی تکنولوژی
2-1- مقدمه. 25
2-2- ادغام تکنولوژی شبکه هوشمند در سیستم انبوه نیرو:25
2-3- قابلیت اطمینان تکنولوژی اطلاعات و ادغام سیستم کنترل.. 27
2-4- ارزیابی تکنولوژی.. 29
2-5- تکنولوژیهای شبکه ی هوشمند روی سیستم انبوه نیرو. 30
2-6- ابزار phasor. 32
2-7- کیفیت نیرو و کنترل جریان.. 33
2-8- واحدهای ترمینال از راه دور (RTNS):38
2-9- تجهیزات انتقال.. 40
2-10- سیستم انبوه نیرو: ابزار رو به تکامل.. 44
2-11- سیستمهای تقویت بارپخش پیشرفته:50
فصل سوم: تکنولوژیهای شبکه هوشمند روی سیستم توزیع
3-1- تکنولوژیهای شبکه هوشمند روی سیستم توزیع:55
3-2- تولید نیروی توزیع شده و ذخیره آن:57
3-3- سیستم توزیع- سیستمهای موجود. 60
3-4- روان سازی بار تحت فرکانس:61
3-5- تامین انتقال الکتریکی تقاضا63
3-6- سیستم توزیع- سیستمهای در حال توسعه. 66
3-7- سیستمهای اتومات صنعتی.. 68
فصل چهارم: طرح ریزی و عملکرد با شبکه هوشمند
4-1- مقدمه. 72
4-2- ریسک های قابلیت اطمینان سیستم نیروی انبوه72
4-3- عملکردهای مختص در زمان وقوع حادثه:77
4-4- ارزیابی های پس از عملکرد:78
4-5- طرح ریزی طولانی مدت: مقولههای مرتبط به سیستم نیرو. 78
4-6- ملزومات شبیه سازی و طراحی.. 80
4-7- بلایای طبیعی.. 83
4-8- منابع توزیع شده و شبکههای کوچک و ادغام منابع قابل احیاء:85
4-9- منابع توزیعی.. 98
4-10- عملیات زمان واقعی.. 98
4-10-1- نقص ها98
4-10-2- خطرات در عملیات... 99
4-10-3- کنترل توزیعی و مرتبهای (نظارتی) زمان واقعی:100
4-11- ارزیابی عملیات... 103
4-11-1- نیازهای ماتریسهای جدید کارایی سیستم.. 103
4-12- سایر ملاحظات... 104
4-12-1- تغییر دیدگاه سازمانی.. 104
4-12-2- موضوعات مربوط به امید به زندگی.. 104
4-12-3- تداوم تجارت... 105
4-12-4- پیادهسازی تکاملی.. 106
4-12-5- نیازهای R و D... 106
4-13- کشفیات فصل.. 108
فصل پنجم: تأمین cyber برای شبکهی هوشمند
5-1- مقدمه. 111
5-2- از دست رفتن سیستمهای مرکز کنترل.. 115
5-3- سیستمهای ارتباطات... 116
5-4- بیسیم.. 118
5-5- ساختار فرمان و کنترل.. 119
5-6- اهمیت کنترل و نظارت متمرکز زمان واقعی.. 121
5-7- از دست دادن کنترل و ارتباطات... 121
5-8- دلایل از دست رفتن کنترل و ارتباطات... 123
5-9- محلهای بالقوه برای از دست رفتن کنترل یا ارتباطات... 124
5-10- پیامدهای از دست رفتن کنترل و ارتباطات... 124
5-11- مدل امنیتی عمیق دفاعی.. 126
5-12- مدیریت ریسک... 129
5-13- نیاز به فراند تصدیق قوی و قابل تطبیق.. 130
5-14- هماهنگی استانداردها و تکامل فرایند. 131
5-15- افزایش پیچیدگی در اداره کردن دارایی.. 134
5-16- برقراری تعادل در منابع داخلی و خارجی ریسک سیستم.. 137
5-17- استفاده از تعیین استاندارد ریسک برای مجتمع سازی و یکپارچگی شبکهی هوشمند. 138
5-18- ریسکهای نامشخص در هنگام استنتاج شبکهی هوشمند. 139
5-19- سایر ملاحظات... 143
5-19-1- امنیت فیزیکی دارایها در خارج از مرکز کنترل.. 143
5-19-2- برنامه ریزی متداوم و برنامه ریزی حادثه. 147
5-20- نیازهای R&D... 149
5-20-1- امنیت cyber. 149
5-21- محاسبهی تودهی انبوه151
5-22- توانایی های محاسبه. 153
5-23- کشفیات فصل.. 154
فصل ششم: نتایج و پیشنهادات
6-1- نتایج و پیشنهادات... 156
6-2-پیشنهادات... 158
ضمیمه 1: استانداردهای شبکهی هوشمند و قابلیت اطمینان.. 159
منابع.. 162
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 1– مجتمع سازی موفق ابزارها و سیستمهای شبکه هوشمند7
جدول 2- تکنولوژیهای شبکهی هوشمند- سیستمها و ابزارها 29
جدول 3: تاثیرات محتمل شبکه هوشمند70
