Информираността на обществото относно изменението на климата и опазването на ресурсите означава, че все повече нараства интересът да научим повече за енергията, която използваме, водата, която пием, и как нашият избор може да повлияе на енергийния преход.1
И така, ние от АДД България решихме да хвърлим малко светлина върху интелигентните мрежи и защо те се считат за толкова важни за бъдещето на чистата енергия.
Ефективното захранване включва интелигентната мрежа като подход за повишена ефективност и сигурност на потреблението на енергия.
Ефективността идва от пълния мониторинг на електрозахранващата мрежа чрез измервателни и контролни устройства, които непрекъснато обменят данни помежду си. За модерните компании е от съществено значение да могат да наблюдават параметрите на своята електрическа мрежа, за да оптимизират разходите за електроенергия. Това се отнася и за компаниите, които току-що излизат на пазара на електроенергия, за да могат да изготвят графици за натоварване и да предвидят промени в потреблението на електроенергия.
⇒ Интелигентните мрежи са енергийни мрежи, които могат автоматично да следят енергийните потоци и съответно да се адаптират към промените в енергийното предлагане и търсене. В комбинация с интелигентни измервателни системи, интелигентните мрежи достигат до потребителите и доставчиците, като предоставят информация за потреблението в реално време.
Ето 5 интересни и важни факта за интелигентните мрежи, които трябва да знаете:
1. Интелигентните мрежи променят моделите на производство и потребление на енергия
Въвеждат се интелигентни мрежи, за да се преодолее слабостта на конвенционалните електрически мрежи. Те позволяват на човек да наблюдава, анализира, контролира и комуникира в рамките на веригата за доставка на енергия, за да спомогне за подобряване на ефективността, намаляване на потреблението и разходите и увеличаване на прозрачността и надеждността на системата.
Внедряването на цифрови технологии в електроенергийния сектор ще подобри ефективността и превантивната поддръжка, което спомага да се идентифицират рисковете от повреда, преди да се появят. Мениджърите могат да вземат по-добри решения, на база на ценна информация от приложенията на Изкуствен интелект, които обработват огромни масиви от данни и генерират недостижими, преди това, прозрения.
Интелигентните мрежи показват информация за търсенето и предлагането, те са особено полезни за интегрирането на нарастващите количества различни възобновяеми енергийни източници, като слънчева и вятърна енергия, както и за нови товари, като съхранение на енергия и зареждане на електрически превозни средства, като същевременно запазват стабилността и ефективността на системата. 5 сектора имат значение съгласно План за зелено Covid-19 възстановяване и устойчивост на Европа Обобщен доклад септември 2020 г. – енергетика, строителство, транспорт, промишленост и земеползване.2
Преминаването от конвенционални към възобновяеми ресурси оказва най-видимото въздействие не толкова върху използването на електроенергия, а по-скоро върху намаляващото потребление на петрол и газ за целите на отоплението и транспорта.
2. Ядрото на интелигентната мрежа са новите технологии
Съществува много широк спектър от технологии за интелигентни мрежи. Някои от тях обикновено се прилагат в много системи днес (напр. Интелигентни измервателни уреди, SCADA и FACTS), а някои все още са в етап на разработка или ранно внедряване (например PMU и V2G технологии). Някои от технологиите са специфични за електрическите системи, някои преминават в други енергийни системи, а други все още са на база обща информационна и комуникационна технология (ICT).
Днес електропреносните системи обикновено са „по-умни“ в сравнение с разпределителните системи. Това се дължи главно на типичния мащаб на преносните системи спрямо съответния брой възли, които се управляват. Понастоящем преносните системи съставляват само около 10% от общата дължина на мрежата, като свързват малко на брой, но големи клиенти или генератори или взаимно свързващи регионални електрически системи. Допълнителна причина за интелигентността на преносните системи е, че операторите на ниво пренос обикновено получават отговорността да осигурят надеждна работа на цялата електрическа система. За да се изпълни тази задача, в системата трябва да бъдат внедрени адекватни технологии за управление.
В сравнение, разпределителните мрежи съставляват около 90% от общата дължина на мрежата на електрическата система и много голям дял (въз основа на броя на връзките) на електрическото търсене. По-малък мащаб производство на енергия (както възобновяема, така и конвенционална) е свързан с разпределителни мрежи. При планирането на разпределителните мрежи търсенето на клиентите често се оценява въз основа на исторически тенденции. Разпределителната електрическа инфраструктура обикновено е оразмерена, за да осигури високи нива на надеждност при най-лошите сценарии – често наричани „годни и забравени“. Въпреки че тези подходи често водят до високи нива на надеждност в много страни, съществуващите системи може да са свръхпроектирани или да не са годни за повишено търсене (например, голямо навлизане в инфраструктурата за зареждане на електрически превозни средства в градските центрове) или въздействието на увеличеното разпределено производство (напр. обратни потоци от високо проникване на фотоволтаична енергия в селските мрежи).3
⇒ Интелигентната мрежа е инсталация, при която нивата на потребление са винаги видими – не само чрез сметката за електроенергия, защото е възможно да се наблюдава и измерва електрическото поведение на всеки от уредите, свързани към инфраструктурата, в реално време.
За да се постигне това, интелигентната мрежа включва автоматизирани компютърни системи, способни автоматично да реагират на колебанията в производството на енергия. Благодарение на този новаторски подход, както крайният потребител, така и дистрибуторът разполагат с повече информация, което проправя пътя за по-отговорно използване на енергията през целия цикъл: по целия път от производствените централи до нашите домакинства и офиси.
Сред възможностите на тези интелигентни мрежи бихме могли да подчертаем, че те са способни да се самоуправляват и самопоправят, насърчават участието на потребителите в мрежовите операции, осигуряват надеждно и висококачествено снабдяване дори в случай на течове, позволяват на пазарите на електроенергия да растат и могат да работят по-ефективно.
И все пак, според доклада на Future of Utilities от 2020 г. комуналните компании се оказват по-бавни при възприемане на потенциала на цифровата революция. Комуналните компании са постигнали само умерено ниво на дигитализация, доста под това на други индустрии като банкирането например, което също е силно регулиран сектор. По-голямата част от комуналните компании (76%) определят регулацията като главна причина за бавното възприемане на дигитална трансформация, и особено липсата на адекватни стимули за извършването на такива големи инвестиции.
3. Интелигентната мрежа е много по-ефективна от традиционната
На фона на несигурността около бъдещия баланс между доставяната от мрежата електроенергия и собственото потребление, интелигентните мрежи имат голямо предимство по отношение на надеждността. Надеждността – заедно с достъпността и декарбонизацията – всъщност са основните предизвикателства, пред които е изправен електроенергийният сектор. Поради навлизането на ИКТ уреди в бизнеса и домакинствата, светът стана изключително уязвим към прекъсвания на тока, които могат да доведат до значителни разходи за отделните потребители и цялостната икономика.
Тази повишена уязвимост на клиентите е мотивирала доставчиците на електроенергия да инвестират в интелигентни технологии като интелигентни измервателни системи и разбира се IoT има потенциала да революционизира много аспекти от ежедневния живот.
⇒ Интелигентна измервателна система е електронна система, способна да измерва електричеството, подадено в мрежата, или консумираното от мрежата електричество, предоставяйки повече информация от конвенционалните измервателни уреди. Такава система е способна да предава и получава данни за целите на информацията, наблюдението и контрола, като използва форма на електронна комуникация и има редица предимства за енергийната система и нейните потребители. С интелигентните измервателни уреди крайните клиенти могат да получат като минимум точни и редовни измервания на потреблението на енергия и да получават такса за електричеството, което всъщност използват. Интелигентните измервателни уреди също отварят вратата към иновации като тарифи за време на използване и динамични цени за зареждане на електрически превозни средства. Това е жизненоважно, тъй като прогнозите се смята, че не само мерките за постигане на Net Zero ще изискват драстично увеличение на капацитета (от 103 GW днес на 268 GW през 2050 г.), но пиковото търсене ще се удвои без стимули за неговото намаляване.
Тази увеличена свързаност ще даде на индустрията безпрецедентно ниво на представа за ефективността в реално време на отдалечени или трудни за достъп активи, независимо дали става въпрос за сензори в лопатките на турбините или на линии с високо напрежение.
Чрез събиране на повече данни по-ефективно от сензори, дронове или други набори от данни и след това подаването им в усъвършенствани модели, дигиталната програма може да прогнозира вероятността от повреда на активите и да насочва намеси към тези активи, които се нуждаят най-много от тях.
⇒ Натискът за изтласкване на всеки допълнителен ват от системата вече е налице – и това означава, че никоя компания не може да си позволи да игнорира печалбите от ефективността и устойчивостта при инвестиране в сензори, анализ на данни, автоматизация и AI.
4. Други предимства на интелигентната мрежа:
Вече обобщихме някои от основните функции на интелигентната мрежа, но също така си струва да се подчертае:
- Потенциалните икономии на енергия чрез намалено потребление, тъй като потребителите на интелигентни мрежи са информирани за тяхното потребление и договорената мощност по всяко време и могат да коригират тези параметри, за да отговорят на реалните им нужди.
- По-добро обслужване на клиентите, по-точни сметки за енергия и по-лесно откриване на измами.
- Засилена конкуренция в енергийната индустрия, благодарение на по-ниските бариери за навлизане.
- По-изравнена крива на търсенето и следователно по-малко пикове.
- По-добра интеграция на притежаваните от клиента системи за производство на електроенергия.
- Намаляване на въглеродните емисии чрез интегриране на възобновяеми енергийни източници.
- И подобрена сигурност.
5. Компаниите превръщат интелигентната мрежа в услуги
Доставчиците на хардуер и софтуер превръщат технологията на интелигентната мрежа в услуги за управление. Някои от услугите включват управление на енергията в дома, усъвършенствана инфраструктура за измерване, комуникации за автоматизация на разпределение и подстанция, управление на активи и мониторинг на състоянието, реакция на търсенето, софтуерни решения и анализи.
Енергийните компании също се радват на оперативни спестявания в резултат на вземането на решения, основани на данни. Един оператор на преносна мрежа постигна 10% до 15% икономия на поддръжка на прекъсвача чрез пренасрочване на честотата на инспекциите, а друг спести 10% до 15% от разходите си за поддръжка на разпределителни захранващи устройства, като забави инспекциите в райони с много ниска вероятност за повреда. Индустрията не само преследва начини да спести пари. Основните двигатели за подобряване на управлението на активите са необходимостта от справяне с обществените екологични проблеми, независимо дали е управление на течове на вода или приспособяване на увеличеното производство на енергия от възобновяеми източници, и способността да се отговори на увеличеното търсене в резултат на демографския и екологичния натиск.
⇒ Интелигентните мрежи са променили бизнес модела на електроенергийната индустрия и връзката между нейните играчи, от енергийните компании до крайния потребител. Те са резултат от необходимостта от преход от централизирана мрежа към по-разпределена, способна да управлява нарастващата сложност на доставките на електричество по време на цифровата революция. Въпреки това комуналните компании, доставчиците на решения и технологии, експертите и държавните регулатори трябва да обединят усилията си и да действат сега, така че да не бъдат загубени потенциалните ползи. Няма време за губене.
1 Future of Utilities report 2020 – Future of Utilities Report 2020 | Annual Report | Future of Utilities (marketforcelive.com)
2 A Green Covid-19 Recovery and Resilience Plan for Europe Summary report September 2020
3 Electricity system development: a focus on smart grids overview of activities and players in smart grids
