स्मार्ट ग्रिड: Difference between revisions

[[File:Staying big or getting smaller.jpg|thumb|350px|एक पारंपरिक प्रणाली के लक्षण (बाएं) बनाम स्मार्ट ग्रिड (दाएं)]]

[[File:What Is the Smart Grid-.webm|thumb|350px|स्मार्ट ग्रिड के बारे में वीडियो]]

 

एक स्मार्ट ग्रिड एक [[विद्युत ग्रिड]] है जिसमें विभिन्न प्रकार के संचालन और ऊर्जा उपाय शामिल हैं जिनमें निम्न शामिल हैं:

*[[उन्नत पैमाइश बुनियादी ढाँचा]] (जिनमें से [[फुर्तीला मीटर]] किसी भी यूटिलिटी साइड डिवाइस के लिए एक सामान्य नाम है, भले ही वह अधिक सक्षम हो, उदाहरण के लिए फाइबर ऑप्टिक राउटर)

* स्मार्ट [[वितरण बोर्ड]] और [[परिपथ वियोजक]] [[घरेलू नियंत्रण]] और [[मांग की प्रतिक्रिया]] के साथ एकीकृत होते हैं (उपयोगिता के नजरिए से ''मीटर के पीछे'')

** [[लोड नियंत्रण स्विच]] और [[स्मार्ट उपकरण]], अक्सर नगरपालिका कार्यक्रमों पर दक्षता लाभ द्वारा वित्तपोषित (जैसे पेस वित्तपोषण)

*[[नवीकरणीय ऊर्जा]] संसाधन, जिसमें पार्क की गई ([[विद्युत् वाहन]]) बैटरियों को चार्ज करने की क्षमता या इनसे रीसाइकिल की गई बैटरियों की बड़ी श्रृंखला, या अन्य [[ऊर्जा भंडारण]] शामिल हैं।<ref name="tsg">{{cite journal |last1=Hu |first1=J. |last2=Lanzon |first2=A. |title=Distributed finite-time consensus control for heterogeneous battery energy storage systems in droop-controlled microgrids |journal=IEEE Transactions on Smart Grid |volume=10|issue=5|pages=4751–4761|year=2019 |doi=10.1109/TSG.2018.2868112 |s2cid=117469364 |url=https://ieeexplore.ieee.org/document/8452969}}</ref>

* बैकअप के रूप में वायरलेस के साथ उपरोक्त को जोड़ने और निगरानी करने के लिए पर्याप्त उपयोगिता ग्रेड फाइबर [[ब्रॉडबैंड]]। फेलओवर सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त स्पेयर अगर डार्क क्षमता, अक्सर राजस्व के लिए पट्टे पर।<ref>{{cite web|title=Federal Energy Regulatory Commission Assessment of Demand Response & Advanced Metering|url=http://www.ferc.gov/legal/staff-reports/12-08-demand-response.pdf|website=United States Federal Energy Regulatory Commission|publisher=United States Federal Energy Regulatory Commission}}</ref><ref>{{Cite book|last1=Saleh|first1=M. S.|last2=Althaibani|first2=A.|last3=Esa|first3=Y.|last4=Mhandi|first4=Y.|last5=Mohamed|first5=A. A.|date=October 2015|title=Impact of clustering microgrids on their stability and resilience during blackouts|journal=2015 International Conference on Smart Grid and Clean Energy Technologies (ICSGCE)|pages=195–200|doi=10.1109/ICSGCE.2015.7454295|isbn=978-1-4673-8732-3|s2cid=25664994|url=https://academicworks.cuny.edu/cc_pubs/588}}</ref>

इलेक्ट्रॉनिक पावर कंडीशनिंग और बिजली के उत्पादन और वितरण का नियंत्रण स्मार्ट ग्रिड के महत्वपूर्ण पहलू हैं।<ref>{{cite web|title=Federal Energy Regulatory Commission Assessment of Demand Response & Advanced Metering|url=http://www.ferc.gov/legal/staff-reports/12-08-demand-response.pdf}}</ref>

स्मार्ट ग्रिड नीति यूरोप में स्मार्ट ग्रिड यूरोपीय प्रौद्योगिकी मंच के रूप में आयोजित की जाती है।<ref>{{cite web |url= http://www.smartgrids.eu/ |title=Smart Grids European Technology Platform |website=SmartGrids |year=2011 |access-date=2011-10-11 |archive-url=https://web.archive.org/web/20111003102349/http://www.smartgrids.eu/ |archive-date=2011-10-03}}</ref> संयुक्त राज्य अमेरिका में नीति में वर्णित है {{usctc|42|152|IX}} § 17381।

स्मार्ट ग्रिड प्रौद्योगिकी के रोल-आउट का तात्पर्य बिजली सेवा उद्योग की एक मौलिक री-इंजीनियरिंग से भी है, हालांकि इस शब्द का विशिष्ट उपयोग तकनीकी बुनियादी ढांचे पर केंद्रित है।<ref>{{Cite journal | doi=10.1016/j.enpol.2012.01.039| title=Demand Side Management for the European Supergrid: Occupancy variances of European single-person households| journal=Energy Policy| volume=44| pages=199–206| year=2012| last1=Torriti| first1=Jacopo}}</ref>

स्मार्ट ग्रिड तकनीक से जुड़ी चिंताएँ ज्यादातर स्मार्ट मीटर, उनके द्वारा सक्षम वस्तुओं और सामान्य सुरक्षा मुद्दों पर केंद्रित हैं।

स्मार्ट ग्रिड उन आवासीय उपकरणों की निगरानी/नियंत्रण भी कर सकते हैं जो चरम बिजली खपत की अवधि के दौरान गैर-महत्वपूर्ण हैं, और गैर-पीक घंटों के दौरान अपने कार्य को वापस कर सकते हैं।<ref>{{cite journal |last1=Sayed |first1=K. |last2=Gabbar |first2=H. A. |date=1 January 2017 |title=Chapter 18 – SCADA and smart energy grid control automation |journal=Smart Energy Grid Engineering |language=en |publisher=Academic Press |pages=481–514 |doi=10.1016/B978-0-12-805343-0.00018-8 |isbn=978-0128053430}}</ref>

=== बिजली ग्रिड का ऐतिहासिक विकास ===

पहला [[प्रत्यावर्ती धारा]] [[पावर ग्रिड]] सिस्टम 1886 में ग्रेट बैरिंगटन, मैसाचुसेट्स में स्थापित किया गया था।<ref>{{Cite web |title= The History of Electrification: The Birth of our Power Grid |work= Edison Tech Center |url= http://edisontechcenter.org/HistElectPowTrans.html |access-date= November 6, 2013 }}</ref> उस समय, ग्रिड [[विद्युत शक्ति संचरण]], [[बिजली वितरण]] और मांग-संचालित नियंत्रण की एक केंद्रीकृत यूनिडायरेक्शनल प्रणाली थी।

20वीं शताब्दी में, स्थानीय ग्रिड समय के साथ विकसित हुए और अंततः आर्थिक और विश्वसनीयता कारणों से आपस में जुड़ गए। 1960 के दशक तक, विकसित देशों के इलेक्ट्रिक ग्रिड बहुत बड़े, परिपक्व और अत्यधिक परस्पर जुड़े हुए थे, हजारों 'केंद्रीय' पीढ़ी के बिजली स्टेशनों ने उच्च क्षमता वाली बिजली लाइनों के माध्यम से प्रमुख भार केंद्रों को बिजली पहुंचाई थी, जो तब बिजली प्रदान करने के लिए विभाजित और विभाजित थे। पूरे आपूर्ति क्षेत्र में छोटे औद्योगिक और घरेलू उपयोगकर्ताओं के लिए। 1960 के ग्रिड की टोपोलॉजी पैमाने की मजबूत अर्थव्यवस्थाओं का परिणाम थी: 1 GW (1000 MW) से 3 GW पैमाने में बड़े कोयला-, गैस- और तेल से चलने वाले बिजली स्टेशन अभी भी लागत प्रभावी पाए जाते हैं, क्योंकि दक्षता-बढ़ाने वाली सुविधाओं के लिए जो लागत प्रभावी हो सकती हैं जब स्टेशन बहुत बड़े हो जाते हैं।

पावर स्टेशनों को रणनीतिक रूप से [[जीवाश्म ईंधन]] भंडार (या तो खदानों या कुओं या फिर रेल, सड़क, या बंदरगाह आपूर्ति लाइनों के करीब) के करीब स्थित किया गया था। पर्वतीय क्षेत्रों में पनबिजली बांधों की स्थापना ने भी उभरते हुए ग्रिड की संरचना को बहुत प्रभावित किया। ठंडा पानी की उपलब्धता के लिए परमाणु ऊर्जा संयंत्र लगाए गए थे। अंत में, जीवाश्म ईंधन से चलने वाले बिजली स्टेशन शुरू में बहुत प्रदूषणकारी थे और एक बार बिजली वितरण नेटवर्क की अनुमति के बाद जनसंख्या केंद्रों से आर्थिक रूप से संभव हो सके। 1960 के दशक के अंत तक, बिजली ग्रिड विकसित देशों की आबादी के भारी बहुमत तक पहुंच गया, केवल बाहरी क्षेत्रीय क्षेत्र 'ऑफ-ग्रिड' शेष थे।

विभिन्न उपयोगकर्ताओं के खपत के (अत्यधिक परिवर्तनशील) स्तर के अनुसार उपयुक्त बिलिंग की अनुमति देने के लिए प्रति-उपयोगकर्ता के आधार पर बिजली की खपत की मीटरिंग आवश्यक थी। ग्रिड के विकास की अवधि के दौरान सीमित डेटा संग्रह और प्रसंस्करण क्षमता के कारण, निश्चित-टैरिफ व्यवस्थाएं आम तौर पर रखी गईं, साथ ही दोहरी-टैरिफ व्यवस्थाएं जहां रात के समय की बिजली दिन की बिजली की तुलना में कम दर पर चार्ज की जाती थी। दोहरी-टैरिफ व्यवस्था के लिए प्रेरणा रात के समय कम मांग थी। दोहरे टैरिफ ने अनुप्रयोगों में कम लागत वाली रात-समय की विद्युत शक्ति का उपयोग संभव बना दिया, जैसे कि 'हीट बैंक' को बनाए रखना, जो दैनिक मांग को 'सुचारू' बनाने में मदद करता है, और टर्बाइनों की संख्या को कम करता है जिन्हें रात भर बंद करने की आवश्यकता होती है। , जिससे उत्पादन और पारेषण सुविधाओं के उपयोग और लाभप्रदता में सुधार हुआ। 1960 के दशक के ग्रिड की पैमाइश क्षमताओं का अर्थ उस सीमा तक तकनीकी सीमाएँ थीं जिस तक सिस्टम के माध्यम से [[मूल्य संकेत]]ों का प्रचार किया जा सकता था।

1970 के दशक से 1990 के दशक तक बढ़ती मांग के कारण बिजली स्टेशनों की संख्या में वृद्धि हुई। कुछ क्षेत्रों में, बिजली की आपूर्ति, विशेष रूप से पीक समय में, इस मांग को पूरा नहीं कर सकी, जिसके परिणामस्वरूप [[बिजली की गुणवत्ता]] खराब हो गई, जिसमें बिजली आउटेज, बिजली कटौती और [[ब्राउनआउट (बिजली)]] शामिल हैं। तेजी से, उद्योग, हीटिंग, संचार, प्रकाश व्यवस्था और मनोरंजन के लिए बिजली पर निर्भर था, और उपभोक्ताओं ने हमेशा उच्च स्तर की विश्वसनीयता की मांग की।

20वीं शताब्दी के अंत में, बिजली की मांग के पैटर्न स्थापित किए गए थे: घरेलू हीटिंग और [[एयर कंडीशनिंग]] की वजह से मांग में दैनिक वृद्धि हुई थी, जो 'पीकिंग पावर जनरेटर' की एक श्रृंखला द्वारा पूरी की जाती थी, जो केवल प्रत्येक दिन छोटी अवधि के लिए चालू होती थी। इन पीकिंग जनरेटरों का अपेक्षाकृत कम उपयोग (आमतौर पर, [[गैस टर्बाइन]]ों का उपयोग उनकी अपेक्षाकृत कम पूंजी लागत और तेज स्टार्ट-अप समय के कारण किया जाता था), साथ में बिजली ग्रिड में आवश्यक अतिरेक, जिसके परिणामस्वरूप बिजली कंपनियों को उच्च लागत आती है, जो बढ़े हुए टैरिफ के रूप में पारित किया गया।

21वीं सदी में, चीन, भारत और ब्राजील जैसे कुछ विकासशील देशों को स्मार्ट ग्रिड परिनियोजन के अग्रणी के रूप में देखा गया।<ref>{{Cite book |author1= Mohsen Fadaee Nejad |author2= AminMohammad Saberian |author3= Hashim Hizam |display-authors=etal |title= 2013 IEEE 7th International Power Engineering and Optimization Conference (PEOCO) |pages= 427–431 |date=2013 |publisher= IEEE |doi= 10.1109/PEOCO.2013.6564586 |chapter= Application of smart power grid in developing countries |chapter-url=https://ieeexplore.ieee.org/xpl/mostRecentIssue.jsp?punumber=6554179 |isbn= 978-1-4673-5074-7 |s2cid= 9292426 |url= http://psasir.upm.edu.my/id/eprint/48050/1/Application%20of%20smart%20power%20grid%20in%20developing%20countries.pdf }}</ref>

21 वीं सदी की शुरुआत से, विद्युत ग्रिड की सीमाओं और लागतों को हल करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक संचार प्रौद्योगिकी में सुधार का लाभ उठाने के अवसर स्पष्ट हो गए हैं। पैमाइश पर तकनीकी सीमाएं अब पीक बिजली की कीमतों को औसत करने और सभी उपभोक्ताओं को समान रूप से पारित करने के लिए मजबूर नहीं करती हैं। समानांतर में, जीवाश्म से चलने वाले बिजली स्टेशनों से पर्यावरणीय क्षति पर बढ़ती चिंताओं ने बड़ी मात्रा में नवीकरणीय ऊर्जा का उपयोग करने की इच्छा पैदा की है। [[पवन ऊर्जा]] और [[सौर ऊर्जा]] जैसे प्रमुख रूप अत्यधिक परिवर्तनशील हैं, और इसलिए अधिक परिष्कृत नियंत्रण प्रणालियों की आवश्यकता स्पष्ट हो गई है, अन्यथा अत्यधिक नियंत्रणीय ग्रिड के स्रोतों के कनेक्शन को सुविधाजनक बनाने के लिए।<ref name="bookSG">{{cite book|title=Smart Grid - Applicacions, Communications and Security|date=April 2012|publisher=John Wiley and Sons|isbn=978-1-1180-0439-5|url=http://eu.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-1118004396.html|editor=Berger, Lars T. |editor2=Iniewski, Krzysztof}}</ref> [[फोटोवोल्टिक कोशिकाओं]] (और कुछ हद तक पवन टर्बाइनों) से बिजली भी, महत्वपूर्ण रूप से, बड़े, केंद्रीकृत बिजली स्टेशनों के लिए अनिवार्यता पर सवाल उठाती है। तेजी से गिरती लागत केंद्रीकृत ग्रिड टोपोलॉजी से एक बड़े बदलाव की ओर इशारा करती है जो अत्यधिक वितरित है, जिसमें बिजली दोनों उत्पन्न होती है और ग्रिड की सीमा पर ही खपत होती है। अंत में, कुछ देशों में [[आतंकवादी]] हमलों पर बढ़ती चिंता ने एक अधिक मजबूत ऊर्जा ग्रिड की मांग की है जो केंद्रीकृत बिजली स्टेशनों पर कम निर्भर है जिन्हें संभावित हमले के लक्ष्य माना जाता था।<ref>

=== स्मार्ट ग्रिड की परिभाषा ===

स्मार्ट ग्रिड की पहली आधिकारिक परिभाषा 2007 के ऊर्जा स्वतंत्रता और सुरक्षा अधिनियम | 2007 के ऊर्जा स्वतंत्रता और