Nowy model zarządzania: optymalizacja wydajności i wzmocnienie odporności sieci elektroenergetycznych
Od przeszło stu lat energia elektryczna była wytwarzana przez duże, scentralizowane elektrownie zasilane paliwami kopalnymi. W miarę odchodzenia od paliw kopalnych ten scentralizowany model produkcji zastępowany jest przez rozproszoną lokalną produkcję i magazynowanie energii. Ten nowy paradygmat umożliwia konsumentom odgrywanie aktywnej roli w zielonej transformacji poprzez wytwarzanie i magazynowanie energii na potrzeby własne i w celu odsprzedawania jej do sieci. Ważną rolę odgrywają tu takie technologie jak fotowoltaika i systemy ładowania pojazdów elektrycznych. Zintegrowane czujniki IoT i technologie związane z tymi rozproszonymi zasobami energii (DER) i odnawialnymi źródłami energii (OZE) pozwalają na gromadzenie ogromnych ilości danych, które można wykorzystać do zwiększenia odporności sieci. W tym kontekście ramach finansowanego przez UE projektu ebalance-plus powstała platforma TIK służąca do bilansowania energii. Umożliwi ona klientom, operatorom i dystrybutorom energii bardziej wydajne, zrównoważone, opłacalne i korzystne zarządzanie energią, otwierając jednocześnie przed nimi drogę do nowych rynków elastyczności.
Skalowalna platforma bilansowania energii wspiera płynną integrację i wdrażanie
W ramach projektu ebalance-plus opracowano system rozproszonych jednostek zarządzających i oprogramowania, które można umieścić we wszystkich punktach sieci elektroenergetycznej, od konsumenta po wytwarzanie i dystrybucję. System obejmuje rozwiązania do agregacji elastyczności energetycznej związanej z ogólnym zużyciem, magazynowaniem energii, klimatyzacją, wytwarzaniem energii elektrycznej z fotowoltaiki, ładowaniem pojazdów elektrycznych, urządzeniami gospodarstwa domowego i innymi zastosowaniami. Co ważne, rozwiązania te są skalowalne i pozwalają na wykorzystywanie różnorodnych źródeł danych oraz protokołów komunikacyjnych. Jak wyjaśnia koordynator projektu Juan Jacobo Peralta z firmy CEMOSA, „organizacja sieci energetycznej pozwala na niemal automatyczne wdrażanie elastycznych i niezawodnych usług bilansowania energii w dowolnej jednostce zarządzającej na wszystkich poziomach sieci elektroenergetycznej. Usługi rozpoznają jednostki, od których otrzymują zlecenia, i te, które muszą koordynować, tworząc logiczną hierarchię, która spełnia wymogi w zakresie cyberbezpieczeństwa i ochrony danych”. Platforma ebalance-plus pozwala na stosowanie dowolnej ontologii i semantyki danych oraz łączenie i współdziałanie z istniejącymi systemami zarządzania energią dzięki oprogramowaniu pośredniczącemu, które zapewnia komunikację między usługami i urządzeniami. „Oprogramowanie pośredniczące jest rozproszoną bazą danych, która generuje tak zwane jezioro danych w naturalny i samonaprawiający się sposób. Umożliwia ono programistom opracowywanie rozwiązań opartych na dowolnych standardach komunikacji i strukturach danych”, mówi Peralta. Aplikacje mobilne, w tym interfejsy programowania aplikacji przeznaczone specjalnie dla agregatorów i przedsiębiorstw dystrybucji energii elektrycznej, pomogą użytkownikom lepiej zrozumieć usługi elastyczności i związane z nimi korzyści.
Pomyślna demonstracja przy użyciu rzeczywistych i wirtualnych rozwiązań
System do emulacji laboratoryjnej ebalance-plus umożliwia interesariuszom testowanie różnych usług zarządzania i urządzeń, w tym zaawansowanych urządzeń inteligentnych, które nie są jeszcze dostępne na rynku. W prototypowym hubie energetycznym zainstalowanym na parkingu wykorzystano elastyczność, aby umożliwić maksymalne wykorzystanie energii fotowoltaicznej w oparciu o panele fotowoltaiczne, system magazynowania, dwukierunkowe punkty ładowania pojazdów elektrycznych (vehicle-to-grid) oraz innowacyjny falownik typu grid-tie z półprzewodnikami z węglika krzemu do konwersji prądu stałego na prąd przemienny w celu wprowadzenia go do sieci. „Badania pilotażowe wykazały, że nowe rozwiązania mogą być wdrażane na platformie ebalance-plus bez ograniczeń dotyczących kompatybilności technologii czy danych. Wdrożone usługi pokazały, że elastyczność można łatwo szacować i agregować, tak jak ma to obecnie miejsce w przypadku energii”, dodaje Peralta. Dzięki projektowi ebalance-plus powstała platforma do bilansowania energii, która wykorzystuje elastyczność i jest w stanie zintegrować dowolne zasoby energetyczne z siecią zarządzania energią elektryczną. Jest to ważny krok przyczyniający się do wykorzystania potencjału DER i OZE w celu zielonej transformacji energetycznej zgodnej z europejskimi celami przyjętymi na rok 2050.
Słowa kluczowe
ebalance-plus, energia, OZE, elastyczność, sieć elektroenergetyczna, energia elektryczna, DER, rozproszone zasoby energii, agregatory, systemy zarządzania energią, rynki elastyczności
