Mengoptimalkan produksi energi dengan teknologi smart grid terbaru

Teknologi baru membentuk cara kita memproduksi, mendistribusikan, dan mengonsumsi energi. Teknologi jaringan listrik pintar — bagian integral dari transformasi digital energi — menjanjikan untuk memodernisasi sistem kelistrikan tradisional dengan memperkenalkan kecerdasan digital yang membantu penyedia energi beralih ke energi bersih dan mengurangi emisi karbon.

AS saja telah memasang hampir 10.000 unit pembangkit listrik yang terhubung dengan lebih dari 300.000 mil jalur transmisi dan mampu menghasilkan lebih dari satu juta megawatt energi. Namun, impor teknologi jaringan listrik pintar melampaui perusahaan utilitas; jaringan listrik pintar juga memberdayakan konsumen untuk mengendalikan konsumsi energi mereka.

Dahulu jaringan listrik merupakan jalan satu arah. Stasiun pembangkit energi menghasilkan listrik dan kemudian mendistribusikannya kepada konsumen. Sistem ini sebagian besar pasif, dengan sedikit informasi real-time tentang penggunaan dan permintaan.

Jaringan listrik pintar mengubah model ini. Jaringan listrik pintar adalah jaringan listrik digital yang memasok listrik ke konsumen menggunakan komunikasi dua arah yang interaktif, memungkinkan pengiriman energi secara otomatis dan canggih, serta memberikan banyak kesempatan bagi konsumen untuk mengontrol penggunaan dan biaya listrik mereka.

Jaringan listrik pintar bergantung pada beberapa komponen integral, masing-masing memainkan peran dalam memastikan kelancaran operasi:

• Pengukur pintar: Pengukur pintar mengukur konsumsi energi secara real-time di sisi konsumen, memberikan informasi terperinci tentang pola konsumsi kepada konsumen dan penyedia energi.
• Sensor dan perangkat otomatisasi: Ini dipasang di seluruh jaringan listrik untuk memantau tegangan, arus, dan kapasitas beban (di antara metrik lainnya). Mereka dapat secara otomatis menyesuaikan parameter untuk mencegah kelebihan beban dan pemadaman berskala besar yang berkepanjangan.
• Jaringan komunikasi: Sebagai tulang punggung jaringan listrik pintar, jaringan komunikasi memfasilitasi transmisi data di antara berbagai komponen, termasuk sensor, perangkat otomatis, dan pusat kendali. Sistem transmisi dapat berupa kabel atau nirkabel dan menggunakan berbagai protokol dan teknologi komunikasi (misalnya, Wi-Fi, Z-Wave, Zigbee, dan 4G/5G).
• Perangkat lunak dan analitik: Jaringan listrik pintar menghasilkan data dalam jumlah besar. Untuk mengelola, menganalisis, dan menafsirkan data ini, utilitas mengandalkan perangkat lunak canggih dan alat analitik. Perangkat lunak ini, dan insight yang diberikannya, dapat membantu penyedia layanan memprediksi pola permintaan, mengidentifikasi potensi masalah, dan mengoptimalkan jaringan distribusi.

Sistem manajemen energi yang canggih seperti jaringan listrik pintar dapat memanfaatkan berbagai teknologi untuk membantu konsumen dan perusahaan utilitas melacak penggunaan energi.

Salah satu teknologi tersebut adalah Advanced Metering Infrastructure (AMI). AMI mengukur, mengumpulkan, dan menganalisis penggunaan energi dari meteran listrik pintar, meteran gas, dan/atau meteran air secara terjadwal dan telah ditentukan sebelumnya. Data tersebut kemudian dikirim ke konsumen dan perusahaan energi untuk pemantauan dan penagihan, sehingga memberikan pemahaman yang jelas kepada semua pihak mengenai pola konsumsi dan memungkinkan penggunaan energi yang lebih efisien.

Manajemen respons permintaan (DRM) adalah jenis lain dari teknologi jaringan listrik pintar. Difasilitasi oleh model penetapan harga real-time—di mana harga listrik meningkat selama periode permintaan tinggi—DRM memprioritaskan manajemen sisi permintaan, mendorong konsumen untuk mengurangi penggunaan energi mereka selama waktu beban puncak.

Unit pengukuran fasor (PMU) memantau gelombang listrik pada jaringan listrik menggunakan sumber waktu yang sama untuk sinkronisasi. Sinkronisasi waktu memungkinkan utilitas untuk melakukan pengukuran di beberapa lokasi dalam sistem distribusi dan menggabungkannya untuk mendapatkan gambaran lengkap mengenai kondisi sistem.

Penyedia energi juga dapat memanfaatkan teknologi kendaraan ke jaringan listrik (V2G)dikenal juga sebagai integrasi kendaraan ke jaringan listrik (VGI). Baterai kendaraan listrik adalah sistem penyimpanan energi yang sangat efisien. Sistem V2G manfaatkan efisiensi tersebut dengan mentransfer energi yang tidak terpakai dari kendaraan kembali ke jaringan listrik pintar, membantu menyeimbangkan lonjakan konsumsi listrik dan mengurangi kelebihan beban jaringan selama jam sibuk.

Teknologi jaringan pintar memiliki manfaat yang tak terhitung jumlahnya, termasuk peningkatan efisiensi dan keandalan jaringan dan integrasi yang mudah dengan sumber energi terbarukan. Namun, untuk benar-benar memaksimalkan manfaat dari jaringan listrik pintar, perusahaan listrik harus menerapkan strategi pengoptimalan yang efektif. Untuk mendapatkan hasil maksimal dari sistem jaringan listrik pintar, Anda harus melakukan hal berikut:

Mengandalkan analitik lanjutan

Memanfaatkan analitik canggih dapat membantu memprediksi dan mengelola pasokan dan permintaan energi secara lebih efektif. Teknologi kecerdasan buatan (AI) dan machine learning (ML) dapat menganalisis data dalam jumlah besar untuk mendapatkan insight tentang pola konsumsi energi, periode permintaan puncak, dan kinerja jaringan listrik.

Utilitas dapat memanfaatkan insight ini untuk mengoptimalkan operasi, meningkatkan akurasi forecasting, meningkatkan efisiensi energi, dan mengidentifikasi peluang untuk peningkatan infrastruktur. Selain itu, algoritma AI dapat memungkinkan pengambilan keputusan dan otomatisasi yang cerdas, memfasilitasi manajemen jaringan listrik yang optimal, dan mengurangi biaya operasional.

Memantau data jaringan secara real-time dan menerapkan pemeliharaan prediktif

Menggunakan sensor, analitik data, dan algoritma ML, utilitas dapat memantau komponen jaringan listrik (misalnya, transformator, gardu induk, dan saluran listrik) secara real-time. Dan pemantauan jaringan real-time sangat penting untuk mengoptimalkan teknologi jaringan listrik pintar.

Ini memungkinkan Anda untuk segera mengidentifikasi dan memperbaiki kesalahan, potensi kegagalan, dan masalah kualitas daya. Ini juga akan membantu Anda menerapkan program pemeliharaan prediktif (PdM), yang secara proaktif menjadwalkan kegiatan pemeliharaan untuk mengurangi waktu henti dan meningkatkan keandalan jaringan secara keseluruhan.

Selain itu, insight berbasis data dari pemantauan jaringan dapat digunakan untuk mengoptimalkan strategi operasional, mengidentifikasi area dengan kehilangan energi tinggi, dan mengurangi inefisiensi sistem. Mereka juga akan membantu Anda dengan cepat merespons perubahan permintaan listrik, memastikan pasokan yang stabil secara konsisten.

Mengintegrasikan sumber daya energi terdistribusi (DER)

Mengintegrasikan DERS — termasuk sumber energi terbarukan seperti sistem fotovoltaik (yaitu, panel surya), turbin angin, dan sistem penyimpanan energi — ke dalam jaringan listrik dapat membuatnya lebih berkelanjutan dan tangguh. Sistem pembangkit terdistribusi ini dapat menyalurkan kelebihan listrik kembali ke jaringan listrik dan mengurangi ketergantungan pada pembangkit listrik berbasis bahan bakar fosil.

Utilitas dapat juga menggunakan teknik seperti algoritma pengoptimalan jaringan cerdas untuk menyeimbangkan sifat intermiten sumber energi terbarukan dan memastikan stabilitas jaringan. Selain itu, penggunaan DER dapat meningkatkan produksi energi lokal dan mengurangi kerugian transmisi, sehingga meningkatkan ketahanan jaringan secara keseluruhan.

Menerapkan langkah-langkah keamanan siber dan privasi data

Karena jaringan listrik pintar sangat bergantung pada sistem yang saling berhubungan dan pertukaran data, mereka rentan terhadap serangan siber. Menerapkan langkah-langkah keamanan siber dan privasi data yang komprehensif akan melindungi integritas dan topologi jaringan listrik dan memastikan layanan berkelanjutan.

Strategi pengoptimalan harus mencakup protokol enkripsi yang kuat, segmentasi jaringan, sistem deteksi intrusi, dan audit keamanan reguler.

Selain itu, menjaga privasi data konsumen sangat penting ketika mengumpulkan dan memanfaatkan informasi sensitif seperti pola konsumsi dan data pribadi. Memprioritaskan keamanan siber dan privasi data akan membantu Anda mempertahankan kepercayaan dan keyakinan konsumen Anda untuk memfasilitasi adopsi teknologi jaringan listrik pintar yang lebih luas.

Maksimalkan ketahanan jaringan dengan microgrid

Di saat bencana dan keadaan darurat terkait iklim sedang meningkat, meningkatkan jaringan listrik pintar untuk ketahanan maksimum adalah hal terpenting. Menggunakan microgrid—sistem mandiri yang mampu menghasilkan dan mendistribusikan daya secara independen—dapat memberikan keuntungan yang signifikan.

Microgrid dapat diintegrasikan dengan lancar ke dalam infrastruktur jaringan utama dan dapat beroperasi secara mandiri selama pemadaman listrik, memastikan bahwa masyarakat dan fasilitas penting memiliki akses ke listrik. Mengoordinasikan jaringan mikro dan jaringan utama akan memfasilitasi penyeimbangan beban dan pemanfaatan sumber daya serta meminimalkan gangguan.

Memanfaatkan sistem penyimpanan energi untuk meningkatkan fleksibilitas jaringan

Penyimpanan energi jaringan melibatkan penyimpanan kelebihan listrik untuk digunakan nanti menggunakan baterai, flywheel, superkapasitor, dan penyimpanan hidroelektrik yang dipompa.

Teknologi penyimpanan energi memungkinkan pengambilan dan penyimpanan listrik berlebih yang dihasilkan oleh sumber terbarukan secara efisien di luar periode puncak. Menerapkan sistem penyimpanan energi di seluruh jaringan dapat membantu utilitas menyeimbangkan pasokan dan permintaan, mengurangi fluktuasi dan memastikan catu daya yang stabil dan andal.

Selain itu, penyimpanan energi meningkatkan fleksibilitas jaringan dengan memungkinkan perusahaan listrik untuk menyimpan listrik selama periode permintaan rendah dan melepaskannya selama jam sibuk, mengurangi ketegangan pada jaringan, dan meminimalkan kebutuhan akan pembangkit listrik tambahan.

Menginstal sistem otomatisasi dan kontrol jaringan listrik

Sistem manajemen distribusi cerdas yang mengotomatiskan komponen jaringan pintar (seperti gardu induk dan pengumpan) dapat memantau dan mengontrol aliran daya, menyeimbangkan beban, dan meminimalkan kerugian. Selain itu, teknologi pengalihan otomatis dan penyembuhan mandiri memungkinkan deteksi dan isolasi kesalahan yang cepat, sehingga mengurangi durasi pemadaman.

Kita hanya dapat berharap bahwa perkembangan cepat sistem energi akan berlanjut—dan bahkan mungkin dipercepat—menuju “internet energi,” di mana perangkat pintar (seperti sistem otomatisasi rumah) berkomunikasi dengan jaringan listrik pintar untuk mengoptimalkan penggunaan energi pada tingkat yang lebih terperinci.

IBM Maximo Application Suite dapat membantu bisnis Anda mencapai tujuan lebih cepat. Ini adalah platform terintegrasi yang membantu penyedia layanan mengoptimalkan kinerja, merampingkan operasi utilitas sehari-hari, dan menyederhanakan transisi jaringan listrik pintar. Menggunakan platform terintegrasi berbasis cloud yang didukung AI, Maximo menawarkan kemampuan CMMS, EAM, dan APM yang menghasilkan analitik tingkat lanjut dan membantu utilitas membuat keputusan yang lebih cerdas dan berbasis data.

Teknologi jaringan listrik pintar secara fundamental mengubah cara kita berinteraksi dengan sistem daya dan pasar listrik pada abad ke-21. Teknologi ini memberdayakan kita untuk menjadi lebih sadar akan penggunaan energi dan membuat pilihan yang lebih cerdas, sehingga kita dapat membangun masa depan energi yang lebih berkelanjutan. Dan dengan pendekatan yang tepat, kita semua bisa menjadi bagian dari revolusi.