Marián Hvišč: Ochránime elektrickú sieť pred kolapsom?
Pre riadenie elektrizačnej sústavy je totiž veľmi dôležité, aby množstvo vyrobenej elektriny v danom okamihu vždy presne zodpovedalo množstvu spotrebovanej elektriny. Elektrinu totiž nie je možné jednoduchým spôsobom skladovať. Pokiaľ je uvedené pravidlo narušené, je nutné okamžite spustiť mechanizmy, ktoré pomôžu navrátiť elektrizačnú sústavu do rovnovážneho stavu. Tieto mechanizmy v elektrizačných sústavách bežne fungujú – v posledných rokoch vďaka masívnemu zavádzaniu distribuovanej výroby elektriny vo veterných a fotovoltaických elektrárňach sa javí ako nutnosť prehodnotiť zabehané postupy riadenia a zamyslieť sa nad tým, ako viac zapojiť nové, moderné technológie.
Elektrizačná sústava až do súčasnosti fungovala ako jednosmerný systém, ktorým elektrina preteká z vyšších napäťových hladín do hladiny nižšej až k finálnemu spotrebiteľovi. Zásadná zmena v tejto koncepcii nastáva v okamihu, keď do distribučnej elektrizačnej siete okrem spotrebičov pripojíme aj malé distribuované zdroje, ako sú fotovoltaické farmy, veterné elektrárne, elektromobily, malé kogeneračné jednotky, či dokonca uvažujeme o vytvorení malých lokálnych sietí, tzv. microgrids. V takom prípade už nie je možné elektrizačnú sústavu jednoducho riadiť, keďže sa nedá presne predpovedať, koľko energie bude vyrobenej v obnoviteľných zdrojoch energie a nie je možné presne určiť, kadiaľ elektrina sústavou potečie a akým smerom. Dramaticky tak narastá potreba využitia informačných technológií schopných v reálnom čase modelovať a riadiť elektrizačnú sústavu ako z pohľadu stability, tak aj z pohľadu neočakávaných porúch.
Náhodne transportovaný výkon z veterných elektrární v kombinácii s masívnou výrobou elektriny vo fotovoltaických elektrárňach na území Slovenskej republiky a k tomu masové dobíjanie elektrických vozidiel môže elektrizačnú sústavu dostať do stavu, kedy bude potrebné veľmi rýchlo presmerovať toky výkonu sústavou, a to ako na úrovni prenosovej, tak aj distribučnej siete. V blízkej budúcnosti bude teda nutné nasadiť mechanizmy, ktoré by umožňovali v reálnom čase, dynamicky a na globálnej úrovni riadiť dopyt koncových zákazníkov a ponuku všetkých zdrojov, a to od veľkých elektrární až po malé distribuované zdroje. Takou technológiou je práve technológia SMART GRID tzv. „Inteligentných sietí“.
Technológia „Inteligentných sietí“ je de-facto formou automatického inteligentného dispečerského riadiaceho systému, umožňujúceho automaticky ovládať všetky kľúčové technické zariadenia v elektrizačnej ústave, a to doslova od elektromeru v domácnostiach, cez prvky elektrických staníc a vedení, po jednotlivé zariadenia výrobných blokov – to všetko v reálnom čase na základe reálnych dát z elektrizačnej sústavy. Z hľadiska toku informácií potom taký systém omnoho viac pripomína globálnu prepojenú informačnú sieť než tradičnú elektrizačnú sústavu. Z hľadiska stability siete potom môžu byť ľahšie prevádzkované distribuované energetické zdroje vrátane obnoviteľných zdrojov microgrids, prípadne dynamického vzniku ostrovných prevádzok siete.
Čidlá, senzory a technológie, ktoré tvoria „Inteligentú sieť“, v spojení s výkonnými matematickými modelmi umožňujú dynamickú kontrolu stavu elektrizačnej sústavy a skrátenie reakčnej doby, potrebnej na rozhodovanie pri riadení siete v reálnom čase.
Významný prínos sa prejavuje i v oblasti úspor energie, kedy koncoví spotrebitelia, domácnosti a podniky môžu lepšie rozhodovať o svojej spotrebe energie. Vzhľadom na nové možnosti efektívneho riadenia sústavy môžu „Inteligentné siete“ dokonca cenu energie pre koncových spotrebiteľov znížiť (vzhľadom k úspore nákladov na systémové služby a regulačnú energiu).
Autor: Marián Hvišč (IBM Slovensko)
K téme
