Aby odwrócić ten trend, miasta muszą postawić na inteligentne rozwiązania, które zastąpią przestarzałe technologie i pomogą ograniczyć ślad węglowy. Jednym z nich, szczególnie wspieranym przez Schneider Electric, są inteligentne sieci elektroenergetyczne Smart Grid, które już dziś stają się filarem miast przyszłości.

Dla Schneider Electric, oprócz rozwoju tzw. inteligencji miasta w takich dziedzinach, jak usługi publiczne, transport, wodociągi, szczególnie ważne są kwestie zarządzania energią. Wcześniej czy później miasta będą musiały zmierzyć się z pytaniem, jak wraz ze wzrostem ich populacji, a co za tym idzie coraz większym zapotrzebowaniem na prąd płynący przez starzejącą się infrastrukturę, zapewnić niezawodny, bezpieczny i zrównoważony przepływ energii.

Smart Grid, czyli inteligentne sieci elektroenergetyczne

Przedstawiciele branży energetycznej są zgodni, że od czasów Thomasa Edisona infrastruktura elektryczna nie zmieniła się zbyt drastycznie. Nie ma w tym nic dziwnego, bo w tej branży innowacje technologiczne pojawiają się mniej więcej co dziesięć lat, a np. takie urządzenia jak rozdzielnice napięcia mogą pracować nawet przez 40 lat, stając się stałym elementem architektury w konserwatywnych i scentralizowanych sieciach przesyłu energii. Ponadto, operatorzy energetyczni potrzebują stabilności i nie zawsze sięgają po nowe technologie. Wynika to z faktu, że konserwacja i naprawa urządzeń o długiej żywotności jest po prostu łatwiejsza dla załóg serwisowych.

Jednak mając na względzie wyzwania stojące przed miastami przyszłości, nadszedł czas, aby zmienić sposób, w jaki produkujemy, przesyłamy i zużywamy energię elektryczną. Pomoże w tym technologia telekomunikacyjna, która w przeciwieństwie do sieci energetycznych przez dekady zmieniła się nie do poznania – jest wszechobecna, bezprzewodowa i jest podstawą działania Smart Grid.

Inteligentna sieć to system realizujący funkcje przesyłowe i dystrybucyjne energii elektrycznej, który zarządzany jest z wykorzystaniem programowalnych urządzeń cyfrowych. Łączy sieci energetyczne i infrastrukturę IT, integrując wszystkich uczestników rynku energetycznego: producentów, operatorów, konsumentów i prosumentów (zarówno indywidualnych, jak i przemysłowych), aby efektywnie zrównoważyć popyt i dostarczyć coraz bardziej zaawansowane narzędzia do zarządzania energią w miastach. Smart Grid ułatwia dostawcom i konsumentom uzyskiwanie potrzebnych informacji o energii w czasie rzeczywistym i wykorzystuje te informacje do dostarczania, magazynowania, zużycia i zakupu energii elektrycznej w określonych ilościach we właściwym czasie.

Internet rzeczy, automatyzacja, analiza

Choć branża elektryczna jest uważana za jedną z najbardziej konserwatywnych pod względem ulepszania technologii, to miasta nie mogą sobie pozwolić na ignorowanie istniejącej już warstwy technologicznej. Pierwszym krokiem do uczynienia ich inteligentniejszymi powinna być optymalizacja istniejących systemów w taki sposób, aby nie tylko poprawić ich podstawową wydajność, ale także przygotować je do integracji z nowszymi, bardziej zaawansowanymi rozwiązaniami.

Dążenie do tego, aby „wszystko zostało połączone” powinno stać się nadrzędnym celem modernizacji, która w pierwszej kolejności postawi na wykorzystanie IIoT do monitorowania krytycznych zasobów infrastruktury. Ale to, że wdrożymy nowe rozwiązania i urządzenia, nie oznacza, że będziemy wykorzystywać je w pełni. Liczniki, przekaźniki i czujniki muszą być podłączone do zaawansowanych narzędzi analitycznych i zarządzających. To dzięki tym rozwiązaniom z zakresu inteligentnych sieci można zrobić coś więcej niż tylko lokalizować awarie.

Smart Grid nabiera szczególnego znaczenia w przypadku OZE, ponieważ sieć, jaką znamy od ponad 100 lat, przekształca się w sposób, który będzie wyzwaniem dla konwencjonalnego zarządzania energią. Monitorowanie oraz pomiary staną się kluczowe dla zrównoważenia podaży i popytu odnawialnych, rozproszonych zasobów energii (DER), które wkrótce prześcigną tradycyjne wytwarzanie z paliw kopalnych. Tutaj z pomocą przyjdzie sztuczna inteligencja, która będzie odgrywać coraz większą rolę w procesach prognozowania zapotrzebowania na moc i energię elektryczną czy w przewidywaniu trendów cenowych na rynkach.

Studium dobrych przypadków

Smart Grid zmienia funkcjonowanie dostawców energii elektrycznej. Minimalizuje liczbę awarii, redukuje czas przerw w dostawie prądu i w konsekwencji może dawać tańszą oraz pozostawiającą mniejszy ślad węglowy energię. Korzyści płynące z przejścia na inteligentne rozwiązania dobrze obrazują przykłady wdrożeń, jakich w ostatnim czasie dokonał Schneider Electric w Polsce.

Aby zapewnić większą niezawodność i znacznie skrócić czas przywracania zasilania, największy dystrybutor energii w Polsce – Tauron Dystrybucja – zautomatyzował sieci SN poprzez wdrożenie rozproszonego systemu FDIR (Fault Detection Isolation and Restoration) typu Self Healing Grid oferowanego przez Schneider Electric. Odpowiednio zaprojektowany system automatyki restytucyjnej pozwala na szybką identyfikację miejsca zwarcia, wyizolowanie uszkodzonego fragmentu sieci i automatyczne przywrócenie zasilania odbiorcom, którzy korzystają̨ z nieuszkodzonej części sieci. We Wrocławiu, gdzie wprowadzono ten system, ok. 10% odbiorców jest chronionych przez rozproszony FDIR.

System zaawansowanego zarządzania dystrybucją umożliwia monitorowanie w czasie rzeczywistym sytuacji w całej sieci, pozwala na ocenę jej bieżącego stanu i błyskawiczne wychwytywanie problemów. Jedną z zalet takiego rozwiązania jest bardzo krótki czas przywracania zasilania – czas identyfikacji  i izolacji zwarcia oraz powrotu zasilania w „zdrowych” fragmentach sieci jest krótszy niż̇ 30 sekund,  a więc znacznie poniżej wymaganych przez Urząd Regulacji Energetyki 180 sekund.

Z kolei automatyzacja sieci kablowych w PGE Dystrybucja Oddział Białystok, który jest największym dystrybutorem energii elektrycznej w północno-wschodniej Polsce, przyniosła wymierne korzyści odbiorcom, ponieważ̇ czas przywrócenia zasilania dla użytkowników skrócił się̨ z godziny do nawet 10 sekund. Tym samym inteligentna sieć zwiększa satysfakcję klientów i minimalizuje utratę przychodów przedsiębiorstw.

Źródło: Schneider Electric