Energetické systémy – Čekání na tmu
Energetické systémy ve střední Evropě se systematicky potýkají s kritickými situacemi. Obrovská deformace trhu s elektřinou (státní dotace obnovitelných zdrojů, dovoz levného uhlí z USA v důsledku využívání břidlicového plynu) vede k mnoha negativním dopadům. Moderní plynové a uhelné zdroje i (překvapivě) jaderné reaktory jsou často za hranicí ekonomické rentability.
Jaké jsou ekonomické důsledky narušení trhu?
Tato situace přináší nečekané výsledky. Jedním z nich je pokračující využívání již znehodnocených hnědouhelných zdrojů bez snížení emisí. Druhým je výroba energie v nepředpokládaných zdrojích. Připočtěme nesmyslné dotace, které odčerpávají peníze z potřebných projektů, a máme popis středoevropské energetiky. Později lze přidat pozitivní dopady dotací na rozvoj a výrobu fotovoltaických panelů (i v malých instalacích, což přispívá k energetické nezávislosti zákazníků).
Všechny výše uvedené skutečnosti vytvářejí obrovské napětí při udržování rovnováhy mezi výrobou a spotřebou energie. Jsme svědky nezvratných změn, které trvale mění požadavky dnešní energetiky. Vnější politický zásah, který tyto změny uvedl do pohybu, však neuvedl to nejdůležitější: jak to všechno bude regulováno?
Jakou roli hrají inteligentní sítě?
Bezpochyby se nabízí aplikace systému inteligentních sítí. Má však také malou mušku na kráse. U dotovaných řešení, která jsou v rámci těchto projektů zaváděna, se často zapomíná na základní ekonomické aspekty. Tiše a naivně se doufá v instalaci vysokorychlostního přenosu se 100% pokrytím, který vyřeší předpokládané neefektivity přenosu dat, včetně neefektivity generování objednávek a komunikačních protokolů. Pokusme se hledat možné postupy, které by tyto efekty mohly udržet v definovaném měřítku.
K dokončení řízení energetického systému můžeme jako základní krok použít decentralizovaný prvek. Jeho hlavním úkolem je vytvářet a udržovat rovnováhu na místní úrovni, popř. ukládat omezení přetoku výkonu do vyšších napěťových úrovní. Energetický systém se tak formuje do malých lokálních ostrovů s jedním nebo několika distribučními transformátory.
Představujeme LCU: Decentralizované řízení se zabezpečením
Tento prvek, místní řídicí jednotka (LCU), by měl organizovat všechny potřeby v místní distribuční síti na základě požadavků většího systému. Toto řešení je založeno na práci s relativně malým počtem zařízení na straně výroby (distribuované malé zdroje) i spotřeby. Je možné využít technické nástroje, které jsou již k dispozici a v současné době se ověřují v rámci pilotních projektů.
LCU je definována tak, že výrazně snižuje náklady díky své integraci ve srovnání se situací, kdy jednotlivé jednotky pokrývají jednotlivé funkce.
Použití LCU pro distribuované řízení systému
Základním atributem LCU je distribuované řízení systému. Moderní elektronické měřiče (s jističi a inteligentními frekvenčními relé) spolu se spoluprací zákazníků umožňují řídit a využívat jejich výrobní a akumulační kapacity. Tento vztah k zákazníkovi je tedy základním nástrojem řízení soustavy.
Nedílnou součástí propojení mezi LCU a e-metry je také detekce a lokalizace krádeží a predikce poruch. K dalším velmi důležitým funkcím patří monitorování a identifikace zdrojů vysílajících do sítě deformovaný výkon.
Používá se synchronizace času. Časové razítko je primárně odvozeno ze signálu GPS a následně se používá pro synchronizaci všech zařízení umístěných v distribuovaném systému. Takto časově synchronizovaná měření umožňují analýzu provozního stavu.
Mezi další vlastnosti LCU patří monitorování a řízení provozu rozvodny s možností působení v nastavení transformátoru. Samozřejmostí je podpora bezpečné komunikace a zabezpečené podřízené řízení systému. Výsledkem je tedy relativně velmi výkonná, finančně nenáročná jednotka obsahující všechny požadované funkce pro efektivní řízení podřízené distribuované soustavy.
Řešení nezávislé na hardwaru?
Z hlediska hardwaru má jednotka LCU dostatečný výpočetní výkon a je připravena na víceprocesorová řešení. To znamená, že (v případě potřeby) může každý proces běžet na vlastním nezávislém procesoru s možným využitím přesně časově definovaného operačního systému. LCU musí být nezávislý na protokolech a standardech. Je umožněno použití protokolů zákazníka, jejich modifikace a výměna. To platí i pro jednotlivé softwarové komponenty LCU.
Shrnutí
Jak se píše v jedné knize, Rubikon je překročen a není návratu. Všichni, kdo mají vztah k energetice, vědí, že se velmi rychle blížíme okamžiku, kdy se nám nepodaří udržet výrobu a spotřebu energie v rovnováze, což vyústí v temnotu. Je jisté, že k tomu dojde, jen nevíme kdy a na jak dlouho. Všichni účastníci doufají, že na základě této temnoty se elitám rozsvítí v hlavách a že podniknou patřičné kroky. Nakonec však možná bude nejrozumnější nedělat nic a nechat to na těch, kteří tomu opravdu rozumí!