Zaawansowane technologie i usługi pomagają wykorzystać potencjał elastyczności w dziedzinie energetyki
W odpowiedzi na rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną europejski rynek wewnętrzny przechodzi głęboką transformację. W ostatnim czasie obserwujemy zwrot w kierunku zdecentralizowanego wytwarzania energii odnawialnej, zmiennego zapotrzebowania na energię elektryczną oraz elektryfikacji sektorów ogrzewania i transportu. Tego rodzaju system energetyczny charakteryzuje się znacznymi wahaniami podaży i zwiększoną elastycznością popytu. Ten dynamiczny krajobraz utrudnia działalność zwłaszcza około 2350 małych i średnich operatorów systemów dystrybucyjnych (OSD), którzy łączą fizyczny system elektroenergetyczny z większością transakcji rynkowych. Finansowany przez UE projekt FLEXIGRID powstał z zamiarem opracowania zintegrowanej architektury pozwalającej skutecznie zarządzać elastycznością energetyczną. Na architekturę tę składają cztery główne warstwy: rynek, TIK, sieć elektroenergetyczna i klient. „Architektura łączy wiele źródeł energii i usług, dzięki czemu przewyższa tradycyjne systemy zarządzania energią. Chodzi o magazynowanie energii elektrycznej w akumulatorach, ładowanie pojazdów elektrycznych, reakcję odbioru i zmienne wytwarzanie energii w celu stworzenia inteligentnych sieci, które potrafią dostosować się do dynamicznego krajobrazu energetycznego, zapewniając jednocześnie przystępne cenowo i bezpieczne dostawy energii”, mówi koordynator projektu Magnus Andersson. „Koncentrujemy się na opracowywaniu i testowaniu lokalnych mechanizmów rynkowych w celu motywowania do elastyczności, a w szczególności z zamiarem zmniejszenia ograniczeń przesyłowych sieci i zrównoważenia lokalnych potrzeb energetycznych”.
Testowanie technologii w lokalizacjach demonstracyjnych
Zespół FLEXIGRID utworzył w Bułgarii, Szwecji, Szwajcarii i Turcji ośrodki testowe, które umożliwiły walidację innowacyjnych rozwiązań energetycznych w różnych warunkach rynkowych. Dzięki temu działania prowadzone w projekcie są skalowalne i powtarzalne, a usprawnieniu uległ też transfer wiedzy. Prace koncentrowały się na monitorowaniu sieci, kontroli i elastyczności interwencji oraz lokalnych giełdach energii. Inny obszar działań dotyczył usług energetycznych opartych na technologii blockchain i środków elastyczności zapewnianych przez lokalne magazyny energii i źródła odnawialne.
Kompleksowe podejście do zarządzania ograniczeniami przesyłowymi
Wśród testowanych technologii znalazła się platforma IoT dla sieci dystrybucyjnych, która integruje dane ze wszystkich lokalizacji demonstracyjnych, a także narzędzie do prognozowania ograniczeń przesyłowych i lokalny rynek elastyczności, który ma za zadanie ułatwić zarządzania ograniczeniami przesyłowymi. „Opracowaliśmy platformę handlu elastycznością eFlex na zasadach peer-to-peer, wykorzystującą technologię blockchain. System ten umożliwia OSD interakcję z małymi prosumentami w celu zakupu usług elastyczności w celu zarządzania programami związanymi z siecią, takimi jak ograniczenia przesyłowe sieci i transformatorów”, podkreśla Andersson. Do innych osiągnięć projektu FLEXIGRID należy świadczenie usług finansowych, platforma zarządzania pojazdami elektrycznymi, system sterowania oferujący usługi elastyczności dla rozproszonych zasobów energii oraz przewodnik umożliwiający OSD wdrażanie usług elastyczności.
Rozwój teorii
Jeśli chodzi o prace teoretyczne, partnerzy projektu stworzyli szereg nowych narzędzi i algorytmów. Znalazł się wśród nich algorytm projektowania procesu zaopatrzenia w elastyczność i sterowania ruchem sieciowym oraz algorytm estymacji stanu dystrybucji, który rozwiązuje problem nieobserwowalnych sieci na poziomie dystrybucji. Ponadto powstało narzędzie do ilościowego określania dostępności i pewności różnych zasobów elastyczności, a także do optymalnej alokacji usług elastyczności i sterowania nimi. Algorytm rekonfiguracji sieci i izolowania inicjowanego awarią stanowi elastyczną opcję dla OSD. Opracowano także zaawansowany algorytm zarządzania akumulatorami i narzędzie do prognozowania ograniczeń w sieciach dystrybucyjnych.
Wiele korzyści w różnych obszarach
Rozwiązania powstałe w projekcie FLEXIGRID znajdują zastosowanie w różnych dziedzinach. Dzięki poprawie wykorzystania pojemności systemu dystrybucyjnego na potrzeby odnawialnych źródeł energii rozwiązania FLEXIGRID zwiększają elastyczność i zmniejszają ograniczenia przesyłowe sieci. Przetestowane rozwiązania powinny zostać wykorzystane w podejmowaniu decyzji politycznych i będą stanowić cenne studia przypadków dla przyszłych badań. Aby zadbać o możliwość powielania tych rozwiązań w przyszłych sieciach dystrybucyjnych, w projekcie opracowano usługi finansowej mapy drogowej oraz szczegółowy poradnik na temat wdrażania rozwiązań dotyczących elastyczności. Ponadto, projekt FLEXIGRID otwiera nowe możliwości finansowania związane z usługami elastyczności, przyczyniając się do dalszego rozwoju i wdrażania innowacyjnych rozwiązań energetycznych.
Słowa kluczowe
FLEXIGRID, OSD, sieć dystrybucyjna, operatorzy sieci dystrybucyjnych, energia odnawialna, ograniczenia przesyłowe sieci, blockchain, partnerski (peer-to-peer) handel elastycznością
