Smart Grid

V posledních letech prodělala elektrizační soustava významné změny díky zvyšující se penetraci obnovitelných zdrojů energie, snaze rozšířit nabídku služeb a zainteresovat odběratele a zajistit vyšší spolehlivost a flexibilitu elektrizační soustavy.

Tyto inovativní transformace budou vyžadovat flexibilní komunikační infrastrukturu založeno IP u, která bude spolehlivá a bezpečná. Dodávka elektrické energie je předmětem veřejné služby, takže na její spolehlivé zajištění je kladen velký důraz. Jakákoliv modernizace musí být tedy realizována tak, aby dodávky elektřiny dotčeným zákazníkům nebyly nijak přerušeny či ohroženy.Smart_grid_smart_meter

Mnoho lidí se ptá: Co to vlastně smart grid je? Jiní se zase pokoušejí nalézt krátkou definici – slogan, který by nabídl výstižný popis. Ovšem žádný krátký popis není sto adekvátně vyjádřit rozsah detailů, které jsou pro jasné pochopení nezbytné. Smart Grid není věc, ale spíše komplexní vize, který se snaží vyjadřovat různé perspektivy – přínosy, charakteristiky a milníky pro dosažení cíle.

 

Základní přínosy a charakteristiky

Než však k jakékoli modernizaci dojde, je třeba mít jasnou vizi požadavků na budoucí elektrizační soustavu. Transformace do Smart Grid bude vyžadovat nové investice a závazky mnoha investorů a tito investoři budou samozřejmě očekávat návratnost vložených finančních prostředků. Pochopení a porozumění základním přínosům, charakteristikám a milníkům je tedy důležitým krokem při definování nové inteligentní elektrizační soustavy (smart grid). Základní přínosy jsou očekávány v následujících šesti oblastech:

- Musí být spolehlivější. Spolehlivost elektrizační soustavy se odvíjí od zajišťování spolehlivé dodávky kvalitní elektřiny, kdy a kde je to potřeba. Tento požadavek je klíčový zejména s ohledem na stále rostoucí vliv různých elektronických zařízeni na fungování celé společnosti._- Musí být více odolná. Elektrizační soustava musí být schopna odolávat fyzickým i kybernetickým útokům bez toho, aby došlo k masivním výpadkům dodávek elektřiny nebo nadměrným nákladům za obnovení činnosti sítě. Musí být také více odolná vůči přírodním katastrofám a umožňovat rychlou obnovu dodávek elektřiny.

- Musí být více ekonomická. Ekonomický provoz elektrizační soustavy bude založen na základních pravidlech nabídky a poptávky, přičemž výsledkem by měly být příznivější ceny a odpovídající dodávky.

- Musí být efektivnější. Elektrizační soustava bude využívat nové strategie, které povedou k řízení ceny, minimalizaci ztrát během přenosu a distribuce služby, vyšší účinnosti výroby elektřiny a optimálnímu využití, přičemž uživatelům bude možné nabízet větší rozsah různých tarifů pro stimulaci řízené spotřeby energie.

- Musí být více ekologická. Ekologie elektrizační soustavy závisí na snížení dopadů na životní prostředí díky vyšší účinnosti a možnosti integrace většího procenta „občasných“ obnovitelných zdrojů, než může být v současnosti spolehlivě podporováno.

- Musí být bezpečnější. Bezpečnější elektrizační soustava znamená, že nesmí poškodit zdraví veřejnosti nebo pracovníků energetických společností a je citlivá ke spotřebitelům, kteří na ní životně závisí jako případě nemocnic nebo jiných nepřetržitých provozu.

 

Základní charakteristiky

Inteligentní elektrizační soustavu lze chápat jako obchodního agenta, který bude schopen svým uživatelům poskytovat různé informace – finanční, účtovací, obchodní – a to prostřednictvím komunikace mezi jednotlivými uživateli a autorizovanými prodejci, např. obchodní pracovníky společnosti. Funkce inteligentní distribuční soustavy je definována těmito sedmi principy:

1. Bude schopna aktivně zapojit uživatele. Inteligentní distribuční soustava bude poskytovat informace, řízení a různé volby, které umožní vytvořit nové trhy elektřiny. Provozovatelé distribuční soustavy budou moci v rámci každodenního provozu volně komunikovat se zákazníky. Dobře informovaný zákazník bude modifikovat svoji spotřebu energie na základě vyvážených požadavků na jedné straně a okamžité dostupnosti zdrojů elektřiny na straně druhé, takže celý systém bude schopen efektivně využívat dostupné zdroje a přizpůsobovat se okamžitým požadavkům uživatelů.

2. Bude sdružovat všechny možnosti výroby a ukládání energie. Bude nepřetržitě integrovat všechny typy a velikosti elektrických výrobních a akumulačních systémů prostřednictvím zjednodušených procesů propojení a univerzálních standardů interoperability pro podporu vhodné úrovně plug-and-play. Velké centrální elektrárny zahrnující ekologické zdroje jako větrné, solární a moderní atomové elektrárny, budou nadále hrát hlavní roli, a to i přes velký počet menších distribuovaných prostředků, včetně elektromobilů.

3. Bude umožňovat nové produkty, služby a trhy. Inteligentní distribuční soustava bude propojovat kupující a prodávající – od zákazníka k regionálním distributorům. Bude podporovat vytváření nových trhů elektřiny od domácích systémů řízení energie v objektu zákazníka po technologie, které dovolují zákazníkům a třetím stranám nabídnou své zdroje energie na trhu elektřiny. Inteligentní distribuční síť bude podporovat stejné tržní prostředí v rámci regionů.

4. Bude poskytovat dodávku kvalitní elektřiny pro digitální ekonomiku. Bude monitorovat, diagnostikovat a reagovat na nedostatky a chyby dodávky kvalitní elektřiny, přičemž výsledkem bude dramatické snížení obchodní ztrát, kterým jsou v současné době vystaveni zákazníci díky nedostatečné kvalitě dodávky elektřiny.

5. Bude optimalizovat aktivní využití a efektivně fungovat. Provozně bude inteligentní distribuční soustava zlepšovat stupeň zatížení, snižovat ztráty systému a významně zvyšovat řízení výpadků výkonnosti. Dostupnost další inteligence distribuční soustavy bude plánovačům a inženýrům poskytovat vědomosti a poznatky, aby mohli vybudovat, co potřebují, kdy to potřebují a zvýšit životnost, rychle odstraňovat poruchy zařízení, předcházet neočekávanými výpadkům a efektivněji řídit zaměstnance.

6. Bude automaticky odstraňovat poruchy a výpadky v rámci celé distribuční soustavy. Díky nepřetržitému sledování provozu a detekování případných závad a chyb a následnému analyzování a vyhodnocování vzniklých problémů, bude distribuční soustava schopna automaticky provádět nápravné akce, a rychlou obnovu jednotlivých prvků i celých systémů. Bude rovněž zpracovávat problémy příliš náročné nebo příliš rychlé pro lidský zásah.

7. Inteligentní distribuční soustava bude fungovat flexibilně v případě útoku nebo přírodní katastrofy. Inteligentní distribuční soustava bude sdružovat systémová řešení, která budou snižovat fyzickou a kybernetickou zranitelnost a umožňovat rychlou obnovu při narušení. Její flexibilita bude vytvářet obraz, který případné útočníky zastraší. Bude také méně zranitelná v případě přírodní katastrofy.

Milníky smart gridSmart_grid_conceptual_model

Milníky smart grid představují stavební bloky a zkompletování všech požadavků pro zavádění a integraci různých technologií a zařízení. „Jedna velikost nevyhovuje pro všechno“ sekvence pro realizaci milníků a stupně realizace budou záviset na specifických okolnostech, vzatých v úvahu.

Zapojení zákazníka znamená poskytovat mu informace a vzdělávat ho, aby mohl efektivně využívat nové možnosti, které smart grid bude nabízet. To zahrnuje moderní infrastrukturu měření (Advanced Metering Infrastructure, AMI), domácí sítě s připojenými displeji, distribuované zdroje energie (DER) a programy odpovídající na požadavky stejně jako aktualizace použité architektury a zařízení informační technologie, což bude podporovat plug-and-play integraci se všemi budoucími technologiemi.

Moderní provoz distribuční soustavy (Adavanced Distribution Operations, ADO) zvyšuje spolehlivost a umožňuje automatickou obnovu provozou ADO zahrnuje řešení, jako jsou inteligentní senzory a řízené součástky, pokročilé řízení výpadků, řízení a správa distribuce a systémy automatizované distribuce, geografické informace a dalších technologie podporující dvoucestný tok elektřiny a provoz mikro-distribučního systému.

Moderní provoz přenosové soustavy (Advanced Transmission Operations, ATO) integruje distribuční systémy s provozními a tržními aplikacemi regionálních dodavatelů (Regional Transmission Organisation, RTO) a umožňuje zefektivnit provoz celé elektrizační soustavy. ATO zahrnuje automatickou transformátorovnu integrující rozlehlou oblast pro aplikace měření, výkonovou elektroniku, pokročilý systém monitorování, ochranná schémata a nástroje pro modelování, simulace a vizualizace, což bude umožňovat lepší informovanost a připravenost obslužného i řídicího personálu, a to v reálném času.

Moderní aktivní řízení (Advanced Asset Management, AAM) integruje inteligenci distribuční soustavy získanou dosažením jednotlivých milníků s novými i existujícími aktivními řídicími aplikacemi. Tato integrace umožňuje poskytovatelům služeb snížit provozní náklady na provoz a údržbu a lépe a efektivněji využívat přínosů nové infrastruktury během každodenního provozu. Kromě toho významně zvyšují možnosti plánování, údržby, konstrukčních návrhů a zařízení, zpracování zákaznických služeb a řízení zdrojů a pracovních sil.

Autorem odborného článku je Petr Smolník, šéfredaktor. Převzato z http://www.corporateict.cz/