Le città moderne dipendono da una rete complessa che fornisce elettricità dalle centrali elettriche alle case e alle aziende. Questo sistema di trasmissione e distribuzione di energia (T&D) deve affrontare sfide senza precedenti derivanti dalla crescente domanda di energia, dall’integrazione delle energie rinnovabili, dall’invecchiamento delle infrastrutture e dalle normative ambientali.
Gli approcci tradizionali di gestione della rete che si basano su dati storici ed esperienza stanno diventando inadeguati. L’analisi dei dati ora offre agli operatori di rete potenti strumenti per comprendere il comportamento del sistema, prevedere le tendenze e prendere decisioni informate. Questo articolo esamina i componenti principali di T&D, le tecnologie emergenti delle reti intelligenti e fornisce criteri di selezione basati sui dati per l'ottimizzazione del sistema.
I sistemi di trasmissione trasportano l'elettricità su lunghe distanze dagli impianti di generazione alle sottostazioni. Le applicazioni dei dati chiave includono:
- Analisi delle perdite di linea attraverso misure di tensione, corrente e potenza
- Caricare le previsioni utilizzando dati storici, meteorologici ed economici
- Rilevamento guasti tramite monitoraggio della temperatura e delle vibrazioni
Metriche critiche: efficienza di trasmissione, tasso di perdita di linea, fattore di carico e tasso di guasto.
Le sottostazioni trasformano i livelli di tensione e distribuiscono energia. Le applicazioni dati si concentrano su:
- Monitoraggio delle condizioni del trasformatore (temperatura dell'olio, temperatura dell'avvolgimento)
- Previsione del carico per la pianificazione della capacità
- Diagnosi dei guasti alle apparecchiature
Indicatori chiave: tasso di carico del trasformatore, efficienza, tasso di guasto e utilizzo delle apparecchiature.
Le reti di distribuzione forniscono energia agli utenti finali. Le applicazioni dati includono:
- Previsione del carico utilizzando modelli di consumo
- Localizzazione dei guasti attraverso l'analisi della corrente e della tensione
- Analisi del comportamento dei consumatori per la gestione della domanda
Metriche delle prestazioni: affidabilità del servizio, durata delle interruzioni e perdite di linea.
Le prestazioni del trasformatore influiscono in modo significativo sull’efficienza della rete. Applicazioni dati:
- Valutazione delle prestazioni attraverso l'analisi delle perdite e dell'efficienza
- Ottimizzazione della selezione per applicazioni specifiche
- Previsione della vita rimanente per la pianificazione della manutenzione
Criteri di selezione: capacità, classe di tensione, tasso di perdita, isolamento, metodo di raffreddamento.
La misurazione precisa consente la consapevolezza del sistema in tempo reale. Le applicazioni includono:
- Stima dello stato del sistema
- Rilevamento anomalie
- Valutazione della sicurezza
Fattori di selezione: accuratezza della misura, capacità di comunicazione, affidabilità.
La stabilità della tensione è fondamentale per il funzionamento delle apparecchiature. Applicazioni dati:
- Analisi delle fluttuazioni di tensione
- Ottimizzazione della strategia di controllo
- Miglioramento della stabilità
Considerazioni sulla scelta: campo di regolazione, precisione, velocità di risposta.
Le moderne reti intelligenti incorporano:
- Infrastruttura di metering avanzata per il monitoraggio dei consumi
- Sistemi di distribuzione automatizzati per l'affidabilità
- Programmi di risposta alla domanda per il bilanciamento del carico
- Accumulo di energia per la stabilità della rete
- Elettronica di potenza per un controllo flessibile
L'IoT e l'analisi dei big data consentono la manutenzione predittiva, la prevenzione dei guasti e le operazioni ottimizzate attraverso il monitoraggio completo del sistema.
Un processo di selezione strutturato dovrebbe considerare:
- Requisiti del progetto (tensione, capacità, affidabilità, budget)
- Valutazione del fornitore (specifiche, prezzi, servizio, referenze)
- Analisi dei dati (costi-benefici, valutazione del rischio, processo decisionale multicriterio)
- Scelta dell'attrezzatura finale
- Valutazione della qualità del servizio
Man mano che i sistemi energetici diventano sempre più complessi, l’analisi dei dati diventerà sempre più essenziale per una fornitura di elettricità efficiente, affidabile e sostenibile. Sfruttando le informazioni basate sui dati, gli operatori di rete possono prendere decisioni informate che modellano il futuro delle infrastrutture energetiche.