Chytré měření je mrtvé, ať žijí chytré sítě

Má smysl mluvit o temnotě chytrého měření, když se v současné době v Evropě a ve světě realizuje spousta projektů? Kde je ústup ze scény, když jsou ve Španělsku, Francii nebo Velké Británii nasazeny velké projekty?

Jaké jsou změny v energetickém průmyslu?

Mnozí by mohli být překvapeni, ale někteří už vědí, že jde o přirozený vývoj. Chytré měření (v dnešní podobě) se svými limity vytváří prostor pro chytré sítě, které mohou využívat dostupné technologie komplexnějším způsobem.

Energetika čelí v důsledku mnoha okolností zásadním nevratným změnám. Klasická schémata, tj. tarify, začínají narážet na své limity, moderní ekologické zdroje energie mají vysokou míru nepředvídatelnosti změn v téměř sekundových intervalech. Definovaný tok energie od velkého výrobce směrem ke spotřebiteli se výrazně mění, neboť důležitější roli hrají distribuované zdroje a výroba se přesouvá na obě úrovně, nízké i vysoké napětí.

V neposlední řadě je také zastaralá představa o charakteristikách zátěže, kdy základní harmonické patří malým spotřebičům a vyšší harmonické souvisejí s velkou zátěží. V současné době moderní domácnosti používají spotřebiče s nízkým příkonem a jen zřídka najdeme spotřebič, který by nezkresloval energetickou síť. Na tomto místě je třeba zmínit, že tato situace by mohla zůstat (v lepším případě) stejná, ale to je velmi optimistický pohled.

Nevýhody chytrého měření

Všechny tyto vlivy (jejich výčet není konečný) mají negativní dopad na stabilitu sítě jak z hlediska energetické bilance, tak z hlediska elektromagnetické kompatibility. Následně významně zvyšují výrobní náklady a mají negativní vliv na distribuci prostřednictvím nárůstu ztrát. Při použití měničů u spotřebičů a u moderních místních zdrojů jim chybí pravidelné revize a často neplní svůj účel. Existují pouze dva nástroje, jak tuto situaci řešit.

První možností je přesné měření v pásmu do cca 10 kHz, tedy ve všech kvadrantech a až do 200 harmonických. Druhou možností je odložený odběr. Jinými slovy, ve hře je výrazné zapojení spotřebitele. Toho musíme přesvědčit o výhodnosti tohoto nástroje i při velmi malé míře regulovaného výkonu. To samozřejmě vyžaduje využití synergického efektu měření a regulace energetického výkonu. Stejný komunikační kanál a stejné zařízení tak bude sloužit i pro další spotřebovávané energie (voda, teplo…) u zákazníka.

Výše uvedené skutečnosti přispívají k formování požadavků na moderní elektronický přístroj, který je (podle tradice a starých zvyků) stále nazýván e-meter.

Nové požadavky na technologie chytrých sítí

Základní požadavek na měření jsme již zmínili. Mezi další požadavky patří relativně rychlá komunikace s řídicím systémem. Je třeba rozlišovat váhu jednotlivých zpráv, výstupní reakční dobu jednotlivých činností, resp. provedení regulačních příkazů musí trvat méně než jednu minutu, zatímco přenos velkých objemů zpráv se uskutečňuje v okamžicích se sníženým zatížením (nebo když není obsazen jiný přenosový kanál).

Jedním z nejdůležitějších požadavků je rozdělení rozhodování. Je skutečným plýtváním přenést všechna data do centrálního systému, který následně rozhodne, jak s nimi naložit. Pokud se energetický systém chová normálně, jsou přenesená data ve většině případů zahozena. To znamená, že je nutné rozhodovat na nejnižší možné úrovni a přenášet pouze hlášení a odchylky.

Existuje velmi důležitý požadavek – kontrola odložené spotřeby zákazníka. E-meter musí být vybaven dalšími komunikačními kanály pro řízení spotřebičů, řízení lokální výroby energie (tj. přenos toku energie do akumulačního prvku zákazníka – ohřev vody apod.).

Nesmíme zapomenout ani na aspekt bezpečnosti systému. Komunikační kanály jsou volně přístupné a tato kritická infrastruktura zajišťuje normální život a chod celé země. Požadavky na vlastnosti systému, způsoby zabezpečení, úroveň šifrování, správu klíčů atd. jsou již definovány. Důvěryhodný přenos dat z měřidla do fakturace je z právního hlediska zásadní. Zavedení elektronického podpisu je jediným relevantním nástrojem, jak tento požadavek vyřešit.

Závěr: Jsou chytré měřiče dostatečně dobré?

Je to příslib do budoucna. Dokonce i tak konzervativní skupina, jako je energetická branže (pokud není pod diktátem politického rozhodnutí), vyhodnotila na svých velkých pilotních projektech, že AMM, resp. nástroje chytrého měření nejsou z hlediska budoucnosti dostačující. V zásadě existují dvě hlavní charakteristiky AMM – dálkový odečet činné energie v úzkém frekvenčním pásmu a přepínání tarifů. Pouze s těmito nástroji není možné čelit požadavkům valícím se na energetiku. Proto je chytré měření mrtvé, ať žijí chytré sítě.

Požadavky na bytové měřiče	Staré požadavky (AMM, chytré měření)	Aktuální požadavky (chytré sítě)
Naměřená energie	Aktivní	Reaktivní, zjevná , deformace
Naměřený výkon	Fáze, Celkový	Podle Harmonics
Měření neutrálního proudu	Ano	S analýzou
Harmonics	Do 10.	Až 200.
Šifrování	AES 128	AES 256
Čtení, příkazy	Kontrolní součet	Digitální podpis
Správa klíčů	Žádná	Dálkově vyměněné klíče
Výpočetní výkon	Špatný (do 20 MIPS)	Vynikající (více než 250 MIPS)
Data	Omezené zpracování	Analýza, Histogram, Statistika

Chcete si vyzkoušet naše moderní řešení pro chytré sítě?