Dzisiejsze pasywne sieci dystrybucji stają się bardziej inteligentne dzięki „podłączanemu” zestawowi narzędzi
Wśród czynników, które ułatwią powstanie w przyszłości inteligentnych sieci dystrybucji energii, a także umożliwią autonomiczne uczenie się i autonaprawę, należałoby wymienić technologię inteligentnych czujników oraz cyfryzację. Z kolei technologie przetwarzania brzegowego o dużej mocy i przetwarzania opartego na chmurze wzmocnią wzajemne zależności zasobów kontrolowanych przez operatorów systemów dystrybucji (ang. distribution system operators, DSO). Skuteczne wykorzystanie wszystkich tych technologii i strumieni danych będzie wymagało opracowania kompleksowych, inteligentnych narzędzi. To zadanie wzięli na siebie badacze z finansowanego ze środków UE projektu UNITED-GRID, koordynowanego przez Uniwersytet Techniczny Chalmersa. Zespół opracował zintegrowane rozwiązania cyberfizyczne na potrzeby zabezpieczenia i zoptymalizowania działania przyszłych inteligentnych sieci dystrybucji, uwzględniając ich niespotykany stopień złożoności.
Podłącz i gotowe – proste aktywowanie całościowej kontroli
Interesariusze, w tym DSO i dostawcy energii, potrzebują jasnej mapy drogowej, która wytyczy kierunek odchodzenia od dzisiejszych pasywnych sieci dystrybucji na rzecz aktywnych i inteligentnych systemów przyszłości. W skład konsorcjum UNITED-GRID weszło 11 doskonale przygotowanych do tego skomplikowanego zadania podmiotów, w tym doświadczone organizacje badawcze, operatorzy systemów dystrybucji, dostawca systemu zarządzania siecią dystrybucji oraz eksperci z MŚP. Anh Tuan Le, koordynator projektu UNITED-GRID, wyjaśnia, na czym polega zaproponowane rozwiązanie: „Głównym rezultatem projektu ma być opracowanie zestawu narzędzi, które można »podłączyć« do istniejącego systemu zarządzania siecią dystrybucji za pośrednictwem przekrojowej platformy UNITED-GRID opartej na technologii Codex Smart Edge firmy Atos. Ma to pozwolić zwiększyć możliwości zarządzania siecią energetyczną i kontroli energii oddanej i pobranej z sieci oraz zapewnić lepszą ochronę”. W zestawie uwzględniono narzędzie do prognozowania ilości energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych, narzędzie do prognozowania ograniczeń przesyłowych, zaawansowane narzędzie pomiarowe, a także rozwiązanie do estymacji stanu sieci rozdzielczej. „Narzędzia te umożliwiają realizację takich zadań, jak: prognozowanie produkcji energii w instalacji fotowoltaicznej i ograniczeń przesyłowych; zaawansowane monitorowanie i kontrolowanie sieci w czasie rzeczywistym, gdzie wykonanie tego drugiego zadania opiera się na wykorzystaniu skoordynowanej kontroli napięcia w oparciu o sterowanie predykcyjne oraz funkcji autonaprawy; ochrona mikrosieci; oraz ochrona oparta na dynamicznej estymacji stanu dla bezpiecznego działania sieci dystrybucji”, wymienia Le. Nowe narzędzia zawarte w zestawie przewyższają pod względem technologicznego zaawansowania znane nam rozwiązania – optymalizują działanie sieci dzięki kontroli w czasie rzeczywistym, a ponadto zapewniają wysoki poziom automatyzacji i bezpieczeństwa cyberfizycznego. Zwiększają niezawodność, jednocześnie zapewniając, że zasoby znajdujące się w sieci są zużywane w sposób bardziej wydajny, dzięki czemu sieć generuje mniej strat.
Od przetwarzania brzegowego do rozproszonego aż po chmurę
„Architektura technologiczna rozwiązań zaproponowanych w projekcie UNITED-GRID opiera się na technologii Atos Codex Smart Edge, która polega na rozmieszczeniu zestawu węzłów programowych, zwanych inteligentnymi węzłami. Węzły inteligentne mogą współpracować w ramach zabezpieczonego oprogramowania pośredniczącego. W odróżnieniu od standardowych architektur internetu rzeczy, w których dane są zbierane bez uprzedniej wstępnej obróbki lokalnej i wysyłane bezpośrednio do publicznej chmury, rozwiązanie Codex Smart Edge umożliwia lokalne przetwarzanie (przetwarzanie brzegowe) oraz tworzenie współpracujących lokalnych strategii pomiędzy inteligentnymi węzłami (przetwarzanie rozproszone)”, wyjaśnia Le. Dojrzałość kluczowych gotowych do wykorzystania rezultatów projektu przerosła oczekiwania. Pierwszym krokiem na drodze do ich komercjalizacji będzie rozpoczęcie współpracy pomiędzy Atos, właścicielem zestawu narzędzi i platformy przekrojowej, a jego klientami DSO. Le dodaje: „Ponieważ w projekt zaangażowane były trzy podmioty z sektora DSO, które wyrażają duże zainteresowanie jego wynikami, sądzimy, że potencjał rynkowy naszych rozwiązań jest duży”. Możliwe do wdrożenia i łatwe do zintegrowania rozwiązania UNITED-GRID umożliwią DSO zarządzanie ich sieciami w sposób bezpieczny i wydajny przy dużym udziale energii ze źródeł odnawialnych, co będzie miało duże znaczenie z punktu widzenia osiągnięcia przez Europę jej celów neutralności klimatycznej.
Słowa kluczowe
UNITED-GRID, sieć dystrybucji, odnawialne źródła energii, Codex Smart Edge, system zarządzania siecią dystrybucji, operator systemu dystrybucji, bezpieczeństwo cyberfizyczne, przetwarzanie brzegowe, przetwarzanie rozproszone
