Juraj Štrkolec: Čo je smartgrid?

Inteligentné reagovanie je určitý spôsob regulácie a automatizácie. Každá regulácia sa skladá z určitých snímačov, rozhodujúcich členov, akčných členov a z prenosu signálov. To sú časti regulácie v akejkoľvek oblasti nášho života. V inteligentných sieťach existujú smartmetre (elektromery s možnosťou obojsmernej komunikácie) a rôzne iné snímače, výkonné členy (diaľkovo ovládané spínače, inteligentné spotrebiče a pod.) a rozhodovacie systémy, ktoré majú na starosti riadenie. Komunikácia medzi všetkými časťami sa zabezpečuje cez bezdrôtovú dátovú sieť GSM, bežné telefónne linky, optické káble, ale aj prenosom dát po kábloch, ktoré vedú silovú elektrinu.

Je však potrebné si povedať, čo je hlavným cieľom takýchto zariadení a na čo všetko majú slúžiť. Zjednodušene, ich cieľom je udržateľná, ekonomická a bezpečná dodávka elektriny:

• udržateľná dodávka znamená zabezpečenie dodávky elektriny aj pri klesajúcej zásobe fosílnych palív a pri narastajúcich požiadavkách z oblastí environmentalistiky, estetiky a pod.,
• ekonomická dodávka je dodávka elektriny za primerané ceny, t.j. okrem iného i také, ktoré znamenajú motiváciu pre investovanie do rozvoja sietí a všetkých častí, ktoré sa k sieťam pripájajú,
• bezpečná dodávka predstavuje zabezpečenie nepretržitej dodávky elektriny, ktorá spĺňa príslušné parametre, resp. v prípade výpadku alebo pri rôznych poruchách čo najrýchlejšie obnovenie dodávky v sieti alebo v častiach, ktoré sa na sieť pripájajú.

Už od začiatku elektrifikácie sa na všetkých častiach elektrizačnej sústavy postupne rozvíjajú systémy merania, automatizácie, ochrany a ovládania. Všetky tieto systémy sa inštalovali a i dnes sa nasadzujú pre dosiahnutie cieľa, ktorý je popísaný vyššie, vždy podľa aktuálnej úrovne poznania.

Prichádza otázka, prečo sa pojem smart grid objavuje práve dnes. Pre odpoveď je potrebné si uvedomiť, že v celom reťazci, výroba – prenos – distribúcia – spotreba, sa v súčasnosti riešia nové aktuálne problémy:

• Liberalizácia trhu s elektrinou. Liberalizácia znamená, že odberateľ si môže vyberať svojho dodávateľa. S tým sa spája potreba sledovania tokov elektriny, odpočtov merania a riadenia zmien dodávateľov.
• Čoraz väčší rozmach obnoviteľných zdrojov elektriny (OZE). Tieto zdroje sú podstatne menšie a ich pripájanie sa rieši na úrovni distribučnej sústavy (vyvedenie výkonu z veľkých tradičných zdrojov je riešené do prenosovej sústavy). To znamená, že nastáva decentralizácia výroby elektriny do veľkého počtu menších zdrojov. Tie sú k tomu oproti tradičným zdrojom „nepredikovateľné“, tzn. výrobu z nich nevieme celkom dobre predvídať a pre zabezpečenie spoľahlivej prevádzky elektrizačnej sústavy je preto potrebné držať o to väčší „regulačný výkon“. Regulácia by sa dala riešiť aj pomocou akumulátorov elektriny. Táto oblasť však zatiaľ ešte nie je technologicky rozvinutá tak vysoko (resp. aspoň tak vysoko), ako rozvinuté sú technológie OZE.
• V neposlednom rade otázka nárastu požiadaviek na kvalitu elektriny – v počte a dĺžke výpadkov a prerušení, ako aj v kvalite úrovne napätia alebo dokonca už aj v kvalite sínusoidy napätia (problematika „vyšších harmonických“, flickerov a pod.). Nárast dopytu po kvalite elektriny je spojený s využívaním výpočtovej a ostatnej digitálnej techniky, ktorej citlivosť ma presnosť parametrov elektriny je vysoká.

Z uvedeného vidieť, že výzvy pre celú elektrizačnú sústavu sú veľmi významné. Taktiež je evidentné, že majú narastajúci trend. Preto musí zákonite narastať aj „objem inteligencie“ v sieti. Podľa môjho názoru sa tak aj postupne deje.

Otázka zavádzania smartgridu je otázkou postupnej evolúcie s ohľadom na cieľ, ktorým je udržateľná, ekonomická a bezpečná dodávka elektriny. Do siete sa postupne dostávajú prvky, z ktorých postupne všetky preukážu svoju opodstatnenosť s ohľadom na cieľ. V súčasnosti napríklad takmer všetci výrobcovia aj odberatelia pripojení na VVN a VN vedenia už majú diaľkovo odpočítavané elektromery. Taktiež sa takéto meranie postupne zavádza tam, kde preukáže svoje ekonomické opodstatnenie. Okrem toho sa postupne inštaluje diaľkové ovládanie prvkov v sieti, digitalizácia ochrán a iné zariadenia s podstatne vyššou inteligenciou. Miera inteligencie sa zvyšuje aj v samotných riadiacich systémoch, napríklad systémy automatického záskoku pri poruchách v sieti, systémy hromadného diaľkového ovládania (HDO), ktoré zabezpečujú prepínanie taríf a aj ovládanie spotrebičov (bojlery, elektrické vykurovanie, atď.), čo má vplyv na diagram spotreby. Dnešné systémy už pracujú dokonca s automatizáciou lokalizácie porúch na úrovni VN a vyššej. Nesmieme zabudnúť ani na zvyšovanie inteligencie v samotnej údržbe siete. Vykonávanie prác na sieti, ktorá je pod napätím, je dnes už bežné, a to vďaka využitiu moderných prístrojoch a počítačových systémov, ktoré sú určené na riadenie údržby v teréne. Dá sa očakávať, že takýto trend bude pokračovať, pričom jeho motivátorom bude predovšetkým ekonomický parameter.

K pozitívnemu hodnoteniu z pohľadu ekonomiky môžu prispieť aj ďalšie „pridružené“ možnosti, ktoré sprevádzajú nasadzovanie inteligentných zariadení. Môže to byť napríklad využitie diaľkového odpočtu pre plynomery, vodomery, merače tepla a iné zariadenia. Okrem toho sa môžu systémy využiť aj pre zvýšenie bezpečnosti osôb, resp. v budúcnosti aj pre poskytovanie novo vytvorených služieb.

Čo je potrebné riešiť pre ďalšie zvyšovanie inteligencie siete? Podľa môjho názoru sú to najmä otázky štandardizácie komunikácie všetkých prvkov pripojených do siete, ale aj otázky hľadania motivácie jednotlivých subjektov pre zavádzanie prvkov, ktoré sa ich týkajú.

Zhrnuté, zvyšovanie inteligencie v sieti je nezadržateľné. Motiváciou je ekonomika ako jeden z hlavných parametrov. Každý inteligentný subjekt sa predsa správa ekonomicky, teda podobne by sa mala správať aj inteligentná elektrizačná sieť.

Juraj Štrkolec

Autor je vedúcim odboru Optimalizácia a rozvoj aktív spoločnosti Stredoslovenská energetika – Distribúcia.

Pozn. redakcie: Názor Juraja Štrkolca je tretím zo štvorice názorov, ktoré portál energia.sk publikuje tento týždeň k téme smartgrid-u. Autori názorov sú účastníkmi nedávnej odbornej diskusie „Smart grid – ako ďalej?“, ktorej úplný záznam je dostupný na tejto linke.

(c) energia.sk

K téme