Енергія є визначальним фізичним поняттям науки та нашого повсякденного життя, фізичні, хімічні та біологічні системи використовуються в різних формах, як кінетична енергія, як електрична енергія, як хімічна енергія.
Перетворювачі енергії, такі як людське тіло, живі істоти загалом, штучні пристрої, такі як електродвигуни, трансформатори, акумулятори, перетворюють одну форму енергії в іншу, при цьому, на жаль, виробляють втрати, що є іншою формою енергії - зазвичай у формі теплової енергії.
Згідно з добре відомим законом енергозбереження, кількість загальної енергії в замкнутій системі залишається постійною, і ми намагаємося зменшити кількість непридатної енергії, яку ми вважаємо втратою, для збільшення “корисності” система.
Енергія, доступна для закритої системи і необхідна в даний час для роботи систем, може бути інтегрована у високоефективний блок лише в тому випадку, якщо розподіл енергії здійснюється розумно, з урахуванням принципу динамічного встановлення пріоритетів та своєчасної доступності.
Природа робить це самостійно, наприклад, керуючи людським тілом, завдання сучасних інженерів - перенести це у світ технологій як у розумних мережах, так і в мікроспільнотах (розумний дім, розумна фабрика) та впровадити подібний інтелектуальний розподіл потужності в кожному електроприладі.
У цій роботі ми представляємо можливе рішення - систему розподілу енергії на основі штучного інтелекту німецької компанії Olmatic, яка буде впроваджена в Європі за підтримки Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH.
Одним з найосновніших прикладів інтелектуальних систем розподілу енергії є єдність людського тіла та його складових органів, що забезпечується основною мережею постачання, кров’ю, киснем та поживними речовинами, необхідними для функціонування. система.
Розподіл вхідної енергії, яка зберігається як хімічна енергія, повинна бути розв'язана розумно, оскільки ця наявна в даний час кінцева енергія повинна також обслуговувати енергетичні потреби м'язів тіла, наприклад, на додаток до кількості, необхідної для основних життєвих функцій, серцебиття, дихання, мозку функція і травлення.
Центральна нервова система відстежує "сенсори" організму і оцінює їх значення в реальному часі на основі емпіричних даних, щоб вирішити, як часто б'ється наше серце, які органи обмежують кровопостачання інших, скільки крові перекачувати у великі м'язи і зменшувати кількість крові, що надходить у кінчики пальців. Динамічний розподіл енергії здійснюється нашим метаболізмом відповідно до цих пріоритетів якомога ефективніше і з найменшими втратами.
За аналогією, система відстеження електроенергії Olmatic (OPT) пропонує подібну функціональність як для приватних, так і для промислових користувачів для місцевого живлення. Комп’ютер на основі штучного інтелекту центрального блоку розподіляє всю наявну в даний час енергію місцевим споживачам, подібно до центральної нервової системи, відповідно до заздалегідь встановлених пріоритетів, спілкуючись із своїми розумними джерелами живлення.
Деякі підсистеми регулюються низьким рівнем, тоді як вивільнена тут квота енергії може бути використана для обслуговування поточного зростаючого попиту на енергію інших підсистем, забезпечуючи таким чином найвищу доступну ефективність (рис. 2). На відміну від традиційних систем енергоменеджменту, OPT також має мережу, подібну до циркуляції людського тіла, яка працює на рівні джерела живлення Smart Grid, завдяки якому можливе постійне управління потужністю.
Звичайні рішення (рис. 1) можуть давати вказівки щодо ввімкнення та вимкнення лише через мережу зв'язку (
"Центральна нервова система") для деяких сегментів енергія, що виділяється тут, не використовується, всі елементи підсистеми залишаються без електроживлення, що може становити ризик для безпеки та призвести до хаосу. Одне з таких рішень - розетка, яку можна підключити до радіочастотного сигналу, розробленого для концепції «розумного будинку». Замість управління вимкненням, пріоритетне динамічне управління потужністю набагато безпечніше, реалізуючи розподіл, що базується на зміні споживчої актуальності та споживання енергії в часі, максимально використовуючи наявну квоту, одночасно перенаправляючи вивільнену кількість на інші сегменти.
На малюнку 3 наведено пояснення та ілюстрацію схеми інтелектуальної системи живлення на базі OPT. Зелені лінії представляють електричну мережу змінного струму, червоні - комунікаційну мережу системи. Пристрій «wiu» Olmatic - це центральний блок управління та шлюз, який відповідає за обслуговування цифрового мережевого рівня на рівні зв'язку (червона лінія), підключення до хмарної бази даних через Інтернет та запуск програмного забезпечення для штучного інтелекту та впровадження розумне вимірювання. на рівні потужності (зелена лінія).
Цей пристрій відповідає за оцінку даних, моніторинг, резервне копіювання даних, а також апаратний та програмний захист, а також забезпечує мережеві універсальні джерела живлення Olmatic. Останні дозволяють керувати продуктивністю та навантаженням за допомогою цифрового мережевого зв'язку на рівні джерела живлення.
Система може підтримувати розподіл як звичайної енергії електростанції, так і відновлюваної енергії (наприклад, сонячної енергії), інтегруючи п'ять основних функцій:
Інструменти для реалізації інтелектуального розподілу енергії
Двома основними компонентами системи Olmatic Power Tracking є центральний блок управління (“wiu” OPT) та універсальний модуль управління енергією (“універсальний” OPT).
Центральний блок та розумний лічильник wiuOPT - це спеціальна модульна структура, яка є штучним інтелектом у структурі системи OPT. Програмне забезпечення навчається з часом, видаючи команди в режимі реального часу, аналізуючи емпіричні дані та аналізуючи їх у подібних додатках. мережа зв'язку поперек. Визначте завдання управління та регулювання, необхідні для модулів управління живленням, постійно контролюючи поточні креслення, беручи до уваги ймовірні піки навантаження з даних. Він має вбудований джерело безперебійного живлення, вбудований комп'ютер і забезпечує захищену віддалену точку доступу для віддаленого моніторингу.
Особливості:
- Унікально розроблений модульний центральний блок управління
- Незалежна від платформи
- підтримує відомі системи та інтерфейси промислових шин
- має стандартні виходи та входи
- функціонує на основі стандартних протоколів зв'язку
- Він підтримує живлення як змінного, так і постійного струму
- Унікальний дизайн корпусу, захист ІР
- Він реалізує управління цифровими мережами на комунікаційному рівні енергетичної системи
- Майстерне розвідувальне програмне забезпечення із централізованою зашифрованою хмарною базою даних
- Розумний лічильник
- Віддалений доступ для управління, контролю, регулювання
- Прозора локальна система розподілу енергії
- Вбудований джерело безперебійного живлення
- Вбудований годинник (RTC)
- Система контролю часу та подій
- Інтегрований WatchDog
Універсальний модуль управління живленням - це не тільки інтелектуальне джерело живлення, але й здатне на нього на рівні інтелектуальної мережі, а також стандартні мережа зв'язку (CAN, KNX) для зв'язку з блоками OPT "wiu" та для інтелектуального управління потужністю та навантаженням.
Особливості:
- Модульний модуль управління енергією
- Незалежна від платформи
- ІС для конкретного завдання (ASIC)
- Впровадження цифрової мережі на рівні енергопостачання
- Керування живленням та навантаженням
- Постійне регулювання потужності та інтелектуальне розподіл економії енергії
Оскільки концепція OPT завжди вимагає індивідуального проектування та масштабування, її впровадження вимагає серйозних попередніх консультацій та оцінки. OPT може бути використаний на рівні розумної мережі, як частина інтелектуальних рішень для дому, в E-мобільності та в багатьох інших сферах, де оптимізація використання енергії є важливим завданням.