Lepsze zarządzanie zmienną podażą i popytem pozwoli wykorzystać potencjał odnawialnych źródeł energii
Globalna infrastruktura energetyczna bardzo szybko ewoluuje – scentralizowana energetyka oparta na wielkoskalowych źródłach wytwórczych i sieciach dystrybucji jest zastępowana przez systemy, które łączą lokalne rozproszone zasoby energetyczne o małej i średniej skali i technologie magazynowania energii. Coraz większe znaczenie dla nowego modelu mają odnawialne źródła energii (OZE), które nie zapewniają ciągłości dostaw. Taka złożoność energetyki rozproszonej zapewnia jednak większą elastyczność pod względem łączenia i dopasowywania zasobów w zależności od aktualnej podaży i popytu. Wykorzystanie tego potencjału może stać się realne dzięki elektrowniom wirtualnym (ang. virtual power plants, VPP). Celem finansowanego ze środków UE projektu EdgeFLEX jest rozwój obecnego modelu elektrowni dzięki systemowi VPP integrującemu wiele warstw kontroli, który przybliży nas do stworzenia systemu w pełni opartego na odnawialnych źródłach energii.
Rozbudowane sieci łączące lokalne jednostki
Gospodarstwa domowe i wspólnoty coraz częściej wytwarzają i magazynują energię lokalnie, co oznacza, że konsumenci stają się prosumentami, czyli pełnią rolę jednocześnie producentów i konsumentów. W tej dziedzinie pojawiła się też koncepcja zarządzania stroną popytową wykorzystująca zachęty, które skłaniają użytkowników do zmiany ich wzorców zużycia energii. Znany od mniej więcej dwudziestu lat model elektrowni wirtualnych pozwala budować sieci i optymalizować rozproszone zasoby energetyczne, włącznie z tymi wykorzystującymi OZE, bilansując wytwarzanie energii o zmiennej wydajności i elastyczne zapotrzebowanie na nią. Zespół projektu EdgeFLEX usprawnia i rozszerza działanie elektrowni dzięki innowacyjnej wielowarstwowej strukturze VPP, która łączy koncepcje kontroli częstotliwości i odpowiedzi inercyjnej z dynamiczną kontrolą opartą na napięciu fazowym, a przy tym wykorzystuje komunikację 5G. Opracowana platforma będzie miała za zadanie wspierać lokalne wspólnoty energetyczne i inne formy organizacji obywatelskich działających w obszarze energetyki za pomocą lepszego modelu zarządzania stroną popytową, w którym chmury brzegowe działające w sieci 5G łączą rozproszone urządzenia w czasie zbliżonym do rzeczywistego. Umożliwi to również elektrowniom wirtualnym szybką interakcję z rynkami oferującymi usługi dodatkowe, które pomogą operatorom sieci w utrzymaniu stabilnego systemu elektroenergetycznego.
Optymalizacja szybkich usług brzegowych i wolnej dynamiki rynku dnia bieżącego
Zespół projektu EdgeFLEX opracował rozwiązania sprzętowo-programowe wspierające platformę VPP, wśród których znajdują się urządzenia brzegowe przeznaczone do monitorowania i kontroli wymagających szybkiej reakcji, innowacyjny interfejs programowania aplikacji 5G do zarządzania urządzeniami brzegowymi, a także protokół FlexOffer obsługujący zautomatyzowany system elastycznego handlu dla prosumentów i innych zainteresowanych stron w ciągu całego dnia bieżącego. Ramy teoretyczne i modele opracowane w ramach projektu zostały uzupełnione o trzy badania terenowe i laboratoryjne. Ponadto konsorcjum pracuje nad stworzeniem norm i przepisów na poziomie europejskim, które pomogłyby wyeliminować przeszkody stojące na drodze do wdrożenia nowej koncepcji. Przykładem jest urządzenie edgePMU, które zwiększa obserwowalność sieci zostało uwzględnione w normach organizacji 3rd Generation Partnership Project (3GPP), zrzeszającej siedem organizacji zajmujących się opracowywaniem norm telekomunikacyjnych dla systemów telefonii komórkowej 3G i innych technologii. Projekt bierze też pod uwagę kwestie finansowe związane z OZE – w tym celu badane są różne narzędzia finansowe i scenariusze biznesowe, które ułatwią realizację inwestycji niezależnie od programów subsydiowania. To już ostatni rok trwania projektu, który jest czasem na podsumowanie osiągnięć. Jak dotąd udało się opublikować 21 recenzowanych artykułów, a obecnie zespół zajmuje się przygotowaniem sprawozdania podsumowującego działania pilotażowe i wyniki badań laboratoryjnych. Wiele wskazuje na to, że wyniki projektu EdgeFLEX, w tym wielowarstwowa platforma VPP i powiązane technologie, już wkrótce mogą być wykorzystane do wspierania instalowanych na obrzeżach sieci urządzeń monitorujących, lokalnych wspólnot oraz rynków elastyczności. Otworzy to drogę do stworzenia stabilnego systemu opartego w pełni na odnawialnych źródłach, który będzie dynamicznie reagował na zmiany podaży i popytu.
Słowa kluczowe
EdgeFLEX, VPP, brzegowe, rozproszone zasoby energetyczne, OZE, 5G, odnawialne źródło energii, elektrownia wirtualna