Inteligentne sieci dystrybucyjne odpowiedzią na wyzwania jutra

Tak produkcja, jak i zapotrzebowanie na energię elektryczną są coraz bardziej dynamiczne i zróżnicowane. Tradycyjne sieci przesyłowe i dystrybucyjne, część z których funkcjonuje już ponad 50 lat musi stać się inteligentna, by być gotową na wyzwania XXI w.

Polska niedługo będzie musiała zmodernizować sieć energetyczną, której elementy powstały jeszcze w latach 60. i 70. ub. w.^[1]. Obecnie sieci niskiego i średniego napięcia są eksploatowane powyżej zakładanych przy ich projektowaniu obciążeń, co sprawia, że w wielu obszarach kraju sieci dystrybucyjne nie są rozmieszczone w sposób odpowiadający faktycznemu zapotrzebowaniu na prąd w danej okolicy^[2].

Zmienność największym wyzwaniem

Zmienność, z jaką muszą zmierzyć się dystrybutorzy energii elektrycznej – a także odbiorcy końcowi, (zwłaszcza w przypadku małych i średnich przedsiębiorców, zużywających więcej energii niż przeciętne gospodarstwo domowe) – ma kilka przyczyn.

Najbardziej widoczną spośród nich są zmiany klimatu, które sprawiają, że sieci muszą być gotowe na występowanie gwałtownych zjawisk. W przypadku październikowych pożarów w Kalifornii^[3] brak odpowiedniej informacji i kontroli nad siecią energetyczną był ogromnym wyzwaniem dla dystrybutorów, którzy odcinali prąd „na zapas”, przyczyniając się tym samym do chaosu i niepewności.

Drugi czynnik, wpływający na zmienność jest także powiązany ze zmianami klimatu – chodzi o rosnące wykorzystanie odnawialnych źródeł energii: energetyki wiatrowej i słonecznej. W przeciwieństwie do tradycyjnych sposobów generacji energii, elektrownie wiatrowe i słoneczne mają wytwarzają energię w dużo mniej regularnym rytmie.

Kolejnym wyzwaniem będzie także rozwój elektromobilności – stacje ładowania samochodów będą potrzebowały odpowiedniej infrastruktury, dostosowanej do ich potrzeb. – Konieczna będzie modernizacja sieci, m.in.: wymiana elementów (linie nn, transformatory sieci średniego napięcia/nn) charakteryzujące się większą mocą, a także uelastycznienie wykorzystania sieci poprzez zwiększenie stopnia automatyzacji jej pracy (instalowanie urządzeń telemechaniki, automatyki zabezpieczeniowej czy monitoringu) – piszą Leszek Bronk, Bogdan Czarnecki i Rafał Magulski, autorzy raportu Forum Energii „Elastyczność krajowego systemu Elektroenergetycznego. Diagnoza, potencjał, rozwiązania”.^[4]

Odpowiedź: sieci inteligentne

Dzięki zastosowaniu w sieciach inteligentnych najnowszych technologii z dziedzin łączności i informatyki, współczesne sieci dystrybucyjne są w stanie „inteligentnie” (stąd nazwa) się regulować, dostosowując się do zmiennych warunków niezależnie od skali – czy to naturalnego rytmu dobowego, czy to w odpowiedzi na awarie i katastrofy.

Sieci inteligentne składają się z wielu elementów, które łączy kilka wspólnych cech – wykorzystanie IoT i nowych technologii do lepszej komunikacji z użytkownikiem oraz rozszerzone możliwości automatyzacji ich działania. – Połączone systemy inteligentne mogą automatycznie mierzyć, monitorować i kontrolować zużycie energii i popyt na nią. Kiedy połączymy automatykę i energetykę z oprogramowaniem i analizą, to otrzymamy bezprecedensowy poziom informacji dla podejmowania lepszych, bardziej perspektywicznych decyzji w czasie rzeczywistym – zauważa Michał Ajchel, Wiceprezes Pionu Energetyki w Schneider Electric. – Przykładem jest tutaj nasza linia Easergy – wykorzystujemy w niej najnowsze rozwiązanie telekomunikacyjne, dzięki czemu przekaźniki zabezpieczeniowe i inne urządzenia z tej serii zapewniają użytkownikom nie tylko najwyższy poziom bezpieczeństwa, ale także nowatorskie metody monitorowania i sterowania siecią – podkreśla Michał Ajchel.

Źródło: Schneider Electric

[1] L. Bronk, B. Czarnecki, R. Magulski, Elastyczność krajowego systemu elektroenergetycznego, forum-energii.eu

[2] J. Marzecki, Modernizacja i kierunki rozwoju terenowych sieci niskiego i średniego napięcia, pe.org.pl

[3] BBC News, California faces huge power cuts as wildfires rage

[4] L. Bronk, B. Czarnecki, R. Magulski, Elastyczność krajowego systemu elektroenergetycznego, forum-energii.eu