Smart Grid – Smart Metering

Nowoczesny sposób dostawy energii elektrycznej i kontroli jej przepływu. Tak można w jednym zdaniu te dwie nowe nazwy określić. Chcąc jednak przyjrzeć się bliżej tym funkcjonującym w elektrotechnice i energetyce pojęciom trzeba zauważyć, że przetłumaczenie na język polski tych pojęć (inteligentne sieci elektroenergetyczne, inteligentny system pomiarowy) jest ryzykowne i może wprowadzić w błąd. Na szczęście w internecie i literaturze technicznej terminy te są szczegółowo omawiane. Tutaj na potrzeby wprowadzenia w tematykę proponuję następujące omówienie.

Smart Grid

Nowoczesny system dostawy energii elektrycznej o następujących własnościach:

• duża pewność dostawy energii elektrycznej,
• zgodnie z kontraktem, gwarancja jakości energii elektrycznej,
• efektywność dostawy i odbioru energii elektrycznej,
• współpraca producenta, dystrybutora i odbiorcy w obszarze wielkości odbieranej energii i jej kosztów,
• bezpieczeństwo systemu elektroenergetycznego i odbiorców energii elektrycznej.

Wprowadzone szersze pojęcie systemu elektroenergetycznego w miejsce sieci elektroenergetycznych jest celowe. W dostawie energii elektrycznej jej produkcja jest konieczna i właśnie w tym obszarze następują obecnie największe zmiany. Zmiany te są widoczne w postaci powstawania źródeł energii elektrycznej o stosunkowo niewielkich mocach ale w dużej liczbie. Przewodzą tu źródła odnawialne: elektrownie wiatrowe, fotowoltaiczne, wodne i tzw. kogeneracja. Specyfika tych źródeł – zmienność wielkości generacji energii wymaga ich kompleksowego zarządzania oraz sterowania przepływami energii i jej magazynowaniem. Dla pewności dostaw energii elektrycznej dopuszcza się pracę wyspową. Oczywiście nadrzędną cechą nowoczesnego systemu elektroenergetycznego jest jego bezpieczeństwo i bezpieczeństwo jego użytkowników, w tym odbiorców. By te własności realizować w rzeczywistości konieczna jest obserwacja pracy systemu elektroenergetycznego czyli ciągłe pomiary istotnych parametrów systemu elektroenergetycznego: Smart Metering.

Smart Metering

Rozproszony system pomiarowy realizujący pomiary energii elektrycznej i jej parametrów w systemie elektroenergetycznym. System pomiarowy o następujących własnościach:

• pomiar wartości energii czynnej,
• pomiary wartości mocy czynnej, biernej i pozornej,
• pomiary wartości skutecznych napięć i prądów,
• pomiary wartości wskaźników jakości energii elektrycznej,
• rejestracja mierzonych wartości i ich automatyczna analiza,
• realizacja zadań pomiarowych w czasie rzeczywistym,
• bezpieczeństwo wyników pomiarów, przechowywanie i transmisja.

Domknięciem zadań pomiarowych w takim systemie jest stosowanie transmisji dwukierunkowej umożliwiającej:

• sterowanie pracą przyrządów pomiarowych: zdalna zmiana zakresów, parametrów pomiarów, oprogramowania,
• zdalną lub automatyczną kontrolę odbieranej energii, nawet odłączanie i przyłączanie odbiorów.

Wykorzystanie wyników pomiarów takiego systemu pomiarowego operującego na dużym obszarze, nawet wielkości państwa i obsługującego dziesiątki milionów przyrządów pomiarowych jest dużym wyzwaniem. W Polsce można szacować ponad 17 milionów liczników instalowanych u odbiorców i liczników bilansujących instalowanych w rozdzielniach. Do tego trzeba dodać specjalizowane przyrządy do oceny jakości energii elektrycznej i system pomiaru fazorów. Nowoczesny licznik energii elektrycznej realizuje znacznie więcej pomiarów niż tylko pomiar energii elektrycznej. Często zadania pomiarowe dla różnych celów przenikają się w przyrządzie pomiarowym instalowanych u odbiorcy. Tradycyjnie mówi się licznik ale współcześnie jest to przyrząd pomiarowy realizujący znacznie więcej zadań. By taki system pomiarowy mógł obserwować pracę systemu elektroenergetycznego musi transmitować dane do koncentratorów – zwykle w pobliżu grupy liczników i dalej do magazynu danych. Transmisja danych pomiarowych i danych do kontroli jest newralgicznym składnikiem systemu pomiarowego Smart Metering. Drugim nowym składnikiem w Smart Metering jest obsługa informatyczna wyników pomiarów: ich analiza i przechowywanie. Wyniki pomiarów są stosowane nie tylko do rozliczeń finansowych ale i do sterowania w czasie rzeczywistym.

Patrząc na nowoczesną dostawę energii elektrycznej i podane skrótowo informacje można powiedzieć, że Smart Grid i Smart Metering realizują przesłanie: patrz lokalnie myśl globalnie.

Dla pełnego rozwinięcia poruszanych zagadnień proponuję wizytę: http://www.smartgrid.agh.edu.pl/