Sieci inteligentne
Liberalizacja rynku telekomunikacyjnego zapoczątkowała liberalizację innych rynków, w tym rynku energii. Początki procesu deregulacji tego rynku w Polsce to rok 1997, w którym uchwalono nowe Prawo Energetyczne. Celem tego procesu jest umożliwienie kupna i sprzedaży energii bądź zaoferowania związanych z tym usług każdemu podmiotowi lub osobie fizycznej. Klient powinien móc wybrać producenta energii, dostawcę energii, licznik i usługę pomiarową. Powinien mieć również możliwość wybrania więcej niż jednego dostawcy, np. zależnie od profilu obciążenia w ciągu dnia i nocy. Wreszcie, klient powinien móc zmieniać jednego dostawcę na innego zgodnie z własnym upodobaniem. W ten sposób wspierana jest konkurencyjność dostawców usług energetycznych i efektywność wykorzystania energii przez odbiorców końcowych.
|
|
Do realizacji tego celu niezbędna jest jednak sprawna, elastyczna, skalowalna i niezawodna sieć elektroenergetyczna oraz dbałość o zapewnienie konsumentowi aktualnych informacji, w tym opcji sterowania. Przestarzałe infrastruktury sieciowe z jednokierunkowym przepływem mocy od źródła do odbiorcy i jednostronną komunikacją na to nie pozwalają. Wraz z ich stopniową modernizacją i cyfryzacją pojawiła się jednak koncepcja „sieci inteligentnej", która do dziś definiowana jest odmiennie przez różne organizacje, a w której efektywność energetyczna, odnawialne źródła energii, kreowanie nowych źródeł zysku z wykorzystaniem nowych usług oraz aktywizacja konsumenta na rynku energii odgrywają centralną rolę.
Zgodnie z definicją podawaną w normach (patrz IEC 60050-617-am1 ed.1.0) sieć inteligentną stanowi system elektroenergetyczny, który korzystając z technologii wymiany informacji i sterowania, obliczeń rozproszonych oraz elementów automatyki takich jak sensory i aktuatory, zdolny jest integrować zachowania i działania wszystkich użytkowników sieci i innych interesariuszy oraz potrafi skutecznie zapewnić zrównoważone, ekonomiczne i bezpieczne dostawy energii elektrycznej. A zatem „sieć inteligentna" jest systemem o wysokim stopniu złożoności, na który składają się liczne zautomatyzowane systemy wytwarzania, transmisji i dystrybucji, wszystkie pracujące w sposób skoordynowany, efektywny i niezawodny. Ogromne ilości danych, które są w nich w sposób ciągły generowane przez wbudowane w sieć urządzenia pomiarowe, takie jak synchrofazory, inteligentne urządzenia pomiarowe, zaawansowane liczniki energii lub stacje ładowania pojazdów elektrycznych, muszą być dostarczane natychmiast, niezawodnie i bezpiecznie do określonych lokalizacji, aby umożliwić szerokoobszarowy monitoring sieci oraz wspomóc proces decyzyjny. Wynika z tego jasno, że jednym z kluczowych elementów procesu wdrażania technologii sieci inteligentnych jest opracowanie norm określających minimalne wymagania co do funkcjonalności, interfejsów i standardów dla liczników inteligentnych, systemów magazynowania energii i innych zasadniczych komponentów przyszłościowych sieci.
Oczekiwane korzyści z prac normalizacyjnych na rzecz urzeczywistnienia wizji sieci inteligentnej to przede wszystkim:
- niezawodne, dobrej jakości, przystępne cenowo i przyjazne dla środowiska i klimatu dostawy energii elektrycznej,
- ograniczenie zapotrzebowania na moc szczytową,
- bezpieczna i zintegrowana komunikacja w sieci (odporna zarówno na cyberataki, jak i na ataki fizyczne),
- dywersyfikacja źródeł energii, w tym możliwość przyłączenia energii z nieprzewidywalnych i nieciągłych źródeł odnawialnych,
- empowerment konsumenta, który dzięki temu będzie stawał się coraz bardziej aktywnym uczestnikiem rynku energii,
- zmiana sposobu prowadzenia działalności przez przedsiębiorstwa energetyczne w nowych uwarunkowaniach biznesowych (dodatkowym źródłem przychodów poza sprzedażą energii staje się sprzedaż nowych produktów i usług).
Należy również podkreślić, że pozwalając na bieżące monitorowanie wykorzystania energii w firmie, sieć inteligentna stanowi niezbędny element wszelkich działań proefektywnościowych, stąd też w jednym z opracowań dotyczących prac normalizacyjnych realizowanych w zakresie efektywności energetycznej postawiono znak równości pomiędzy obu tymi terminami (patrz artykuł Krzysztofa Hajdrowskiego „Efektywność energetyczna a sieci inteligentne – nowe projekty norm i kierunki dalszych działań" w Numerze Specjalnym „Wiadomości PKN Normalizacja" EFEKTYWNOŚĆ ENERGETYCZNA).
Wymienione wyżej korzyści sprawiają, że od szeregu lat obserwuje się powszechne dążenie do zwiększania tzw. inteligencji sieci z wykorzystaniem nowych, obiecujących technologii, a urzeczywistnieniu tej idei sprzyjają m.in.:
- coraz większe rozpowszechnienie odnawialnych źródeł energii,
- wzrastające zapotrzebowanie na energię, rozpowszechnienie na coraz większą skalę pojazdów elektrycznych,
- dostępność nowych, obiecujących technologii magazynowania energii,
- coraz większe zaangażowanie na szczeblu krajowym w działania normalizacyjne prowadzone w tym obszarze.
Szczególna intensyfikacja działań normalizacyjnych w tym obszarze na szczeblu europejskim zapoczątkowana została mandatem M/490, który Komisja Europejska wydała w marcu 2011 r. W odpowiedzi na mandat M/490, 1 lipca 2011 r. utworzono Wspólną Grupę Koordynacyjną CEN-CENELEC-ETSI ds. Sieci Inteligentnych, do której delegowano również polskiego eksperta z KT 304.
Na szczeblu krajowym działania normalizacyjne w obszarze sieci inteligentnych prowadzi szereg Komitetów Technicznych, przy czym w najszerszym zakresie systemowy KT 304, działający przy Radzie SET i skupiający przedstawicieli wielu spółek energetycznych. W komitecie tym wprowadzany jest obecnie do zbioru Polskich Dokumentów Normalizacyjnych raport techniczny CLC/TR 50608:2013 ‘Smart grid projects in Europe', przedstawiający 32 projekty sieci inteligentnych uruchomionych na terenie Europy w celu zidentyfikowania potrzeb normalizacyjnych w tym obszarze. Projekty te uznano za wystarczająco reprezentatywne do tego, aby można było zidentyfikować te obszary, w których działalność normalizacyjna przynosi najwięcej korzyści. Komitet ten uczestniczył również przy opracowaniu repozytorium przypadków użycia sieci inteligentnych, które pozwala na wymianę doświadczeń z różnych projektów pilotażowych.
Publikacje przedstawicieli KT 304 nt. dotychczasowych prac normalizacyjnych z obszaru sieci inteligentnych:
1) artykuł Krzysztofa Hajdrowskiego pt. „Efektywność energetyczna a sieci inteligentne – nowe projekty norm i kierunki dalszych działań" w Numerze Specjalnym „Wiadomości PKN Normalizacja" EFEKTYWNOŚĆ ENERGETYCZNA;
2) artykuł Krzysztofa Hajdrowskiego i Grzegorza Grzegorzycy pt. „Działalność normalizacyjna w świetle zagadnień związanych z sieciami inteligentnymi i efektywnością energetyczną", kwartalnik branżowy Smart Grids Polska 4/2012;
3) artykuł Alicji Haras pt. „Więcej inteligencji w sieci", biuletyn branżowy Energia Elektryczna 10/2013.
Prace normalizacyjne realizowane w KT 304 na rzecz wdrożenia sieci inteligentnych są prowadzone w ramach współpracy z następującymi międzynarodowymi i europejskimi organami technicznymi:
1. IEC/PC 118 Smart grid user interface,
2. IEC/TC 120 Electrical Energy Storage (EES) Systems,
3. IEC/SC 8A Grid integration of Large-capacity Renewable Energy,
4. IEC/TC 8/WG 6 Generic Smart Grid Requirements,
5. CLC/TC 8X/WG 05 Smart grid requirements,
6. CLC/SR 118 Smart grid user interface,
7. CLC/SR 120 Electrical Energy Storage (EES) Systems,
8. CEN/CLC/ETSI/SMCG Smart Grid Coordination Group.