Elektrické rozvodné sítě potřebují automatizaci

Jak je zajištěno napojení větrných farem na širém moři na rozvodnou síť? Jaká je budoucnost výstavby inteligentních rozvodných sítí, zvláště z hlediska nutné náhrady zastaralých komponent a rozšíření přenosové kapacity? Jaký vliv bude mít na rozvodné sítě využívání hybridních automobilů? Jak je možné efektivně zásobovat energií lodě v přístavech nebo jaké místo má výkonová elektronika v distribuci elektrické energie? A konečně, co se vlastně připravuje v projektech E-Energy, přímo podporovaných spolkovými ministerstvy hospodářství (BMWi) a životního prostředí (BMU)? Tato a mnohá další témata byla podrobně diskutována na společném energetickém fóru odborných svazů VDE a ZVEI, které se pod názvem Life Needs Power (volně přeloženo Život potřebuje elektrickou energii) již poosmé konalo 21. až 25. dubna při příležitosti Hannover Messe 2008. Akce se postupně zúčastnilo na 2 600 zájemců, kteří měli možnost si vyslechnout více než 30 odborných přednášek k aktuálním tématům, podílet se na dvanácti panelových diskusích s předními odborníky z oboru (obr. 1) a prohlédnout si mnoho zajímavých exponátů. Z jednání vyplynulo několik zajímavých poznatků a závěrů, které stojí za povšimnutí.

 

Elektrické rozvodné sítě čeká v blízké budoucnosti velká strukturální změna. Důsledně připravovaná výstavba nových výkonných větrných farem o výkonu až 1 000 MW u pobřeží Severního a Baltického moře zásadně změní strukturu zásobování elektřinou v Evropě.

 

Zatímco dříve byly běžné tepelné elektrárny umísťovány co nejblíže spotřebitelských center, v budoucnu bude nutné elektrickou energii do těchto center přivádět ze vzdálených regionů s nízkou vlastní spotřebou elektrické energie. Odborníci předpokládají, že tato strukturální změna povede k výstavbě evropské supersítě (supergrid), tedy páteřní (backbone) přenosové úrovně nadřazené současným dálkovým rozvodným sítím. Její výstavba by měla začít nejdříve na moři jako propojení velkých, plně automatizovaných větrných farem postavených před pobřežím, které bude novou infrastrukturu nutně vyžadovat. V této souvislosti se zvažuje i možnost využít techniku vysokonapěťových stejnosměrných přenosových tras (HGÜ).

 

V diskusi o výstavbě „inteligentních“ rozvodných sítí zaznělo, že se díky nim zvýší účinnost elektrizačních soustav zejména s ohledem na stále rostoucí počet připojovaných decentrálních energetických zdrojů. Všichni diskutující se shodli na tom, že nové rozvodné sítě musí být především flexibilnější, inteligentnější a schopné předcházet rozsáhlým výpadkům v dodávce energie. Je nutné je změnit z čistě pasivních soustav na soustavy aktivní, které budou v co největší míře využívat moderní informační techniku. Koncepce inteligentních rozvodných sítí (Smart Grids) povede k implementaci nových úloh a funkcí, jako je stabilizace rozvodné soustavy s použitím nových regulačních algoritmů, využití vizualizačních systémů SCADA k monitorování a analyzování aktuálních stavů sítě, zavedení automatizačních funkcí do distribuce, včetně řízení odběru metodou DSM (Demand Side Management) na straně poptávky, průběžné vizualizace a digitálního měření odběru s měsíčním dálkovým odečítáním naměřených údajů apod. Odborníci jsou přesvědčeni, že je třeba využít obrovský optimalizační potenciál, který nabízí moderní automatizační a informační technika, pro dosažení větší hospodárnosti, bezpečnosti zásobování a ochrany klimatu při rozvodu a využívání elektrické energie. Konečným cílem je vytvořit digitálně propojenou a počítačově řízenou globální elektrizační soustavu zcela otevřenou od výroby až po spotřebu, tedy jakýsi „energetický internet“, do které by každý mohl vkládat přebytky energie a čerpat ji odtud v případě potřeby.

Na energetickém fóru Life Needs Power byl také představen zajímavý kooperační projekt, ve kterém dodavatelé energie, rozvodné závody a výrobní podniky vyvíjejí společné obchodní modely a technické koncepce pro řízení provozu tzv. virtuálních elektráren. Ve dvouletém pilotním projektu bude do poloviny roku 2009 několik různých decentralizovaných zařízení, jako blokové tepelné elektrárny, větrné elektrárny, fotovoltaické generátory (na střechách domů) a fermentační jednotky pro zpracování biomasy, propojeno do virtuální elektrárny, která bude počítačově řízena z centrálního místa. Jednotlivá decentrální zařízení mají elektrický výkon od 50 kW až do několika megawattů a většinou pracují v kogeneračním režimu nebo využívají energii z obnovitelných zdrojů. Elektrický proud dodávaný vlastně z mnoha decentrálních malých elektráren lze i při kolísající nabídce lépe přizpůsobit aktuální poptávce. Tím, že se obchodně nabízí proud společně, je možné navíc využívat odbytové cesty, které nemají provozovatelé jednotlivých zařízení k dispozici – v důsledku toho energetická zařízení pracují hospodárněji a účinněji.

 

Na letošním energetickém fóru Life Needs Power vystupovali velmi aktivně zástupci velkých koncernů vyrábějících automatizační prostředky (Siemens, ABB, Schneider Electric), kteří si zřejmě velmi dobře uvědomují, kam musí v příštích letech zavádění průmyslové automatizace směřovat především – k efektivnějšímu využití energie. Další informace na webové adrese: www.life-needs-power.de

[Informace Ústředního svazu ZVEI.]