Jít na vyhledávání

Řízení decentralizované energetiky

Výklad

Větrné turbíny patří na našem území k malým decentralizovaným zdrojům elektřiny s minimální možností řízení jejich nerovnoměrného výkonu (Zdroj: © apisitwilaijit29 / stock.adobe.com)

Větrné turbíny patří na našem území k malým decentralizovaným zdrojům elektřiny s minimální možností řízení jejich nerovnoměrného výkonu

V posledních letech jsou vidět v energetice jasné trendy směřující k decentralizovaným, ekologickým a přírodě šetrnějším zdrojům elektrické energie. Elektřina se, i když v menších zdrojích, častěji a ve větším množství vyrábí přímo v místech spotřeby a o její přenos se starají chytré digitální distribuční sítě, které kombinují efektivní přepravu s inteligentní regulací na straně výroby i spotřeby. Význam chytrých sítí bude samozřejmě dále narůstat se zvyšujícím se počtem připojených decentralizovaných zdrojů. Kromě perspektivních obnovitelných zdrojů energie k nim budou patřit například kogenerační jednotky nebo různé akumulační systémy.

Nové pojetí energetiky zároveň klade důraz na energetické úspory, podporuje zavádění informačních technologií a automatizaci procesů a energetických řešení. Aktivně pracuje s řízením spotřebičů (demand side response – DSR), jako s efektivním nástrojem dynamicky se měnící energetické rovnováhy v síti. Finančním odměňováním za aktuálně nespotřebovanou elektřinu nebo naopak za zvýšení spotřeby mimo špičku ovlivňuje energetické chování spotřebitelů. Interakce s DSR probíhá nejčastěji skrze přednastavenou automatiku, může do ní vstupovat samotný zákazník nebo určitý agregátor a v případě jakéhokoliv ohrožení distribuční soustavy mohou být spotřebiče řízeny přímo provozovatelem soustavy.

Řízení chytrých sítí v rámci decentralizované energetiky se neobejde bez výměny elektroměrů za nové s možností smart meteringu a individuální řízení spotřeby (Zdroj: © Ilia Shcherbakov / stock.adobe.com)

Řízení chytrých sítí v rámci decentralizované energetiky se neobejde bez výměny elektroměrů za nové s možností smart meteringu a individuální řízení spotřeby

Nová energetika získává pomocí smart meteringu data z domácích zdrojů energie. Vyšší míra decentralizace zdrojů a jejich efektivní řízení v rámci sítě je podmíněno sběrem, digitalizací, propojením a vyhodnocováním velkého množství energetických dat.

Změna energetické koncepce a portfolia zdrojů sice zachová původní principy přenosu a distribuce elektřiny, ale začne klást zvýšené nároky na způsob predikce výroby a spotřeby a tím pádem na bezpečné a spolehlivé řízení decentralizované energetiky. Bude stále obtížnější přesně odhadnout očekávaný průběh spotřeby elektřiny a zatížení sítě. Nerovnoměrnost výroby si vyžádá daleko vyšší využívání akumulačních systémů – krátkodobých v rámci hodin až jednoho dne a možná i dlouhodobějších v rámci ročních období, kdy se například nadvýroba v létě uloží na spotřebu v zimě.

Baterie zaparkovaných elektromobilů pomáhají prostřednictvím V2G co nejlépe využít vyrobenou obnovitelnou elektřinu a lépe zvládat výkyvy v elektrické síti (Zdroj: © Herr Loeffler / stock.adobe.com)

Baterie zaparkovaných elektromobilů pomáhají prostřednictvím V2G co nejlépe využít vyrobenou obnovitelnou elektřinu a lépe zvládat výkyvy v elektrické síti

Z krátkodobých systémů akumulace se budou kromě dominantní technologie přečerpávacích vodních elektráren operativně stále častěji využívat bateriová úložiště na všech napěťových úrovních distribuce. Netradičním prvkem akumulace se také mohou stát baterie početné flotily elektrických aut. Systém Vehicle-to-grid (V2G) umožní automobilům aktuálně připojeným do elektrické sítě regulovat podle potřeby výkon nabíjení nebo vracet potřebnou elektřinu z baterií zpět do sítě. Služba poskytování vozového parku pro zajištění dynamického vyrovnávání zatížení sítě bude náležitě finančně ohodnocena. Rostoucí počet elektromobilů dává dobrý předpoklad, že by systém V2G mohl umožnit posunutí výroby obnovitelných zdrojů v čase – nabití baterií elektroaut v období, kdy například fouká vítr a dodávkou této energie do sítě během jejího vysokého zatížení.

Velké bateriové banky se budou kromě zálohového napájení používat i pro krátkodobou akumulaci elektřiny při řízení distribuční sítě (Zdroj: © chinnawat / stock.adobe.com)

Velké bateriové banky se budou kromě zálohového napájení používat i pro krátkodobou akumulaci elektřiny při řízení distribuční sítě

Z dlouhodobých systémů akumulace budou nabývat na důležitosti různé přeměny elektrické energie na jiné formy lépe skladovatelných látek a energií, jako například vodík, syntetický plyn nebo stlačený vzduch.

Nástupem decentralizovaných zdrojů a snahou o jejich optimální řízení bude narůstat komplexnost řešených úloh a bude docházet k nezbytné spolupráci mezi provozovateli přenosové a distribučních soustav. Základem predikčních a optimalizačních algoritmů bude rozvinutý analytický aparát zpracovávající technická a provozní data aktuální, ale i historické výroby a spotřeby elektřiny.

Při udržování rovnováhy mezi výrobou a spotřebou je třeba zohlednit narůstající zastoupení decentralizovaných zdrojů energie (Zdroj: © magann / stock.adobe.com)

Při udržování rovnováhy mezi výrobou a spotřebou je třeba zohlednit narůstající zastoupení decentralizovaných zdrojů energie

Řízení soustavy bude dále podpořeno vhodnými nástroji simulace a modelování budoucích stavů současně s vyhodnocováním dynamiky jednotlivých zdrojů a souvisejících rizik. Měnící se podmínky řízení a provozování elektrizační sítě dají v budoucnu pravděpodobně podnět pro vznik nových výpočetních a optimalizačních nástrojů pro udržení vyrovnané výkonové bilance a stability celé energetické soustavy a pro bezpečné využití výkonové flexibility spojené s integrací nových technologií a tržních subjektů.

Nové decentralizované zdroje připojené do aktivní distribuční sítě budou mezi sebou komunikovat a budou poskytovat data dispečerskému a řídicímu systému (Zdroj: © leowolfert / stock.adobe.com)

Nové decentralizované zdroje připojené do aktivní distribuční sítě budou mezi sebou komunikovat a budou poskytovat data dispečerskému a řídicímu systému

Osnovnou linií aktivních inteligentních distribučních sítí se stane komunikace mezi jednotlivými komponenty energetické soustavy a jejich propojení na silové i informační úrovni. Paralelně s energetickou sítí bude probíhat komunikační infrastruktura. Realizace takové sítě si vyžádá mnoho úsilí v oblasti rozvoje řídicí techniky s prvky síťové inteligence a automatizace. Automatizační technologie primárně již začleněné do decentralizovaných systémů pomůžou zvládat řízení distribučních sítí a za určitých technických i legislativních podmínek i řízení inteligentních ostrovních provozů.

Mezi pěticí provozovatelů distribučních soustav zapojených do projektu InterFLEX vystupuje ČEZ Distribuce jako technický koordinátor projektu (Zdroj: ČEZ, a. s.)

Mezi pěticí provozovatelů distribučních soustav zapojených do projektu InterFLEX vystupuje ČEZ Distribuce jako technický koordinátor projektu

Distribuční transformátor s přepínáním odboček pod zatížením (OLTC) umožňuje regulovat výstupní napětí v závislosti na aktuálně připojených zdrojích do sítě (Zdroj: ČEZ, a. s.)

Distribuční transformátor s přepínáním odboček pod zatížením (OLTC) umožňuje regulovat výstupní napětí v závislosti na aktuálně připojených zdrojích do sítě

Na výzkum a testování chytrých distribučních sítí, akumulaci a integraci systémových technologií v prostředí zvyšujícího se podílu obnovitelných zdrojů energie je zaměřeno i několik evropských projektů podporovaných z rámcových programů EU. Jedním z nich je projekt InterFLEX, jehož cílem je zvýšení možností připojování decentrálních výroben a lepší integrace dobíjecích stanic pro elektromobily do distribuční soustavy. V projektu je zapojeno pět evropských provozovatelů distribučních soustav a společnost ČEZ Distribuce vystupuje v roli vedoucího jednoho demonstračního projektu (Demo2). Kromě toho zajišťuje technickou koordinaci celého projektu.

V rámci vlastních inovativních programů řeší ČEZ Distribuce problematiku začlenění decentrálních zdrojů do regulace napětí pomocí dodávky nebo odběru jalového výkonu na vysokém a nízkém napětí distribuční soustavy. Na úrovni VN probíhá testování na kogenerační jednotce o výkonu 1,6 MW ve Vrchlabí. Na úrovni NN jsou testovány nové možnosti regulace jalového výkonu u střídačů fotovoltaických elektráren.

Vrátit se nahoru
detail