Smart Metering umarł, niech żyją inteligentne sieci energetyczne

Czy ma sens mówienie o ciemności Smart Meteringu, podczas gdy w Europie i na świecie realizowanych jest obecnie wiele wdrożeń? Wraz z wdrożeniem dużych projektów w Hiszpanii, Francji czy Wielkiej Brytanii, gdzie jest odwrót ze sceny?

Jakie są zmiany w branży energetycznej?

Wielu może być zaskoczonych, ale są też tacy, którzy już wiedzą, że jest to naturalna ewolucja. Inteligentne pomiary (w dzisiejszej formie) ze swoimi ograniczeniami zastępują inteligentne sieci, które mogą wykorzystywać dostępne technologie w bardziej złożony sposób.

Ze względu na wiele okoliczności energetyka stoi w obliczu kluczowych nieodwracalnych zmian. Klasyczne schematy, tj. taryfy, zaczynają osiągać swoje granice, nowoczesne ekologiczne źródła zasilania mają wysoki wskaźnik nieprzewidywalności dostaw ze zmianami w odstępach niemal sekundowych. Zdefiniowany przepływ energii od dużego producenta do konsumenta ulega znacznej zmianie, ponieważ rozproszone źródła energii odgrywają coraz większą rolę, a produkcja odbywa się zarówno na poziomie niskiego, jak i wysokiego napięcia.

Wreszcie, co nie mniej ważne, koncepcja charakterystyki obciążenia, w której podstawowe harmoniczne należą do małych odbiorców, a wyższe harmoniczne są związane z dużym obciążeniem, jest również przestarzała. Obecnie nowoczesne gospodarstwa domowe korzystają z urządzeń o niskim poborze mocy i rzadko można znaleźć urządzenie, które nie powodowałoby zakłóceń w sieci energetycznej. W tym miejscu należy wspomnieć, że sytuacja ta może pozostać (w najlepszym przypadku) taka sama, ale jest to bardzo optymistyczny pogląd.

Wady inteligentnych systemów pomiarowych

Wszystkie te efekty (lista nie jest ostateczna) mają negatywny wpływ na stabilność sieci zarówno z punktu widzenia bilansu energetycznego, jak i kompatybilności elektromagnetycznej. Następnie znacznie zwiększają koszty produkcji i mają negatywny wpływ na dystrybucję poprzez wzrost strat. Przy zastosowaniu konwerterów w urządzeniach i w nowoczesnych lokalnych źródłach zasilania, nie są one poddawane regularnym przeglądom i często nie spełniają swojego zadania. Istnieją tylko dwa narzędzia, jak rozwiązać tę sytuację.

Pierwsza możliwość to dokładny pomiar w paśmie do ok. 10 kHz, czyli we wszystkich kwadrantach i do 200 harmonicznych. Druga to odroczony pobór prądu. Innymi słowy, musimy znacząco wciągnąć konsumenta w grę. Co więcej, musimy przekonać konsumenta o zaletach tego narzędzia nawet przy bardzo małej szybkości regulowanej mocy. Oczywiście wymaga to wykorzystania efektu synergii pomiaru i sterowania mocą energii. Ten sam kanał komunikacyjny i to samo urządzenie będą zatem służyć do innych zużywanych energii (woda, ciepło…) u klienta.

Powyższe fakty przyczyniają się do formułowania wniosków dotyczących nowoczesnego urządzenia elektronicznego, które (zgodnie z tradycją i starymi przyzwyczajeniami) nadal nazywane jest miernikiem elektronicznym.

Nowe wymagania dla technologii Smart Grid

Wspomnieliśmy już o podstawowych wymaganiach dotyczących pomiarów. Stosunkowo szybka komunikacja z systemem sterowania należy do innych żądań. Konieczne jest rozróżnienie wagi pojedynczych komunikatów, czasu reakcji wyjściowej pojedynczych działań, odpowiednio. Wykonanie poleceń regulacyjnych musi trwać mniej niż minutę, podczas gdy przesyłanie dużej ilości wiadomości odbywa się w momentach zmniejszonego obciążenia (lub gdy inny kanał transferu nie jest zajęty).

Jednym z najważniejszych postulatów jest dystrybucja procesu decyzyjnego. Prawdziwym marnotrawstwem jest przesyłanie wszystkich danych do centralnego systemu, który następnie zdecyduje, jak nimi zarządzać. Jeśli system energetyczny zachowuje się normalnie, przesłane dane są w większości przypadków wyrzucane. Oznacza to, że konieczne jest podejmowanie decyzji na najniższym możliwym poziomie i przesyłanie tylko raportów i odchyleń.

Istnieje bardzo ważne wymaganie – kontrola odroczonego zużycia energii przez klienta. Licznik elektroniczny musi być wyposażony w dodatkowe kanały komunikacyjne do zarządzania urządzeniami konsumenckimi, kontrolowania lokalnej produkcji energii (tj. transferu przepływu energii do elementu akumulacyjnego klienta – podgrzewania wody itp.)

Nie możemy również zapominać o aspekcie bezpieczeństwa systemu. Kanały komunikacyjne są swobodnie otwarte, a ta krytyczna infrastruktura zapewnia normalne życie i funkcjonowanie całego kraju. Wymagania dotyczące charakterystyki systemu, sposobów zabezpieczeń, poziomu szyfrowania, zarządzania kluczami itp. są już zdefiniowane. Wiarygodny transfer danych od licznika do rozliczenia jest kluczowy z prawnego punktu widzenia. Wdrożenie podpisu elektronicznego jest jedynym odpowiednim narzędziem do rozwiązania tego problemu.

Wnioski: Czy inteligentne liczniki są wystarczająco dobre?

Jest obietnica na przyszłość. Nawet tak konserwatywna grupa jak branża energetyczna (jeśli nie jest pod dyktando decyzji politycznych) oceniła w swoich dużych projektach pilotażowych, że AMM lub inteligentne narzędzia pomiarowe nie są wystarczające z punktu widzenia przyszłości. Zasadniczo istnieją dwie główne cechy AMM – zdalny odczyt energii czynnej w wąskim paśmie częstotliwości i przełączanie taryf. Nie jest możliwe stawienie czoła żądaniom stawianym energetyce tylko za pomocą tych narzędzi. Dlatego inteligentne pomiary są martwe, niech żyją inteligentne sieci.

Wnioski o liczniki mieszkaniowe	Stare wnioski (AMM, inteligentne pomiary)	Rzeczywiste żądania (inteligentna sieć)
Zmierzona energia	Aktywny	Reaktywny, pozorny, deformacja
Zmierzona moc	Faza, łącznie	Harmonics
Pomiar prądu neutralnego	Tak	Z analizą
Harmoniczne	Do 10	Do 200.
Szyfrowanie	AES 128	AES 256
Odczyt, polecenia	Suma kontrolna	Podpis cyfrowy
Zarządzanie kluczami	Brak	Zdalnie wymieniane klucze
Wydajność obliczeniowa	Słaby (do 20 MIPS)	Doskonały (ponad 250 MIPS)
Dane	Ograniczone przetwarzanie	Z Analiza, Histogram, Statystyka

Chcesz poznać nasze nowoczesne rozwiązania Smart Grid?