Na první pohled nevypadá Freiamt, městečko v Bádensku-Württembersku poblíž francouzských hranic, na příliš pravděpodobné místo pro další krok směrem k budoucnosti distribuce energie. Ovšem díky prozíravým rozhodnutím provedeným před více než 20 lety a práci projektového týmu s účastí devíti předních hráčů energetického trhu včetně místního energetického dodavatele Netze BW a společnosti Landis+Gyr se zde nyní dějí velké věci.
Už dlouho předtím, než se přechod na obnovitelné energetické zdroje stal atraktivním tématem, získalo město Freiamt v 80. a 90. letech alternativní zdroje provedením instalace několika z prvních větrných turbín v Německu. Dnes je díky kombinaci větrné energie, bioplynu a solárních generátorů výroba energie téměř čtyřikrát větší než její spotřeba. Tato koncentrace a různorodost obnovitelných energetických zdrojů byla jedním z klíčových faktorů pro rozhodnutí využít Freiamt jako zkušební lokalitu pro projekt „řízení sítě“ spuštěný v roce 2015 společností Netze BW společně s osmi partnery včetně Landis+Gyr a s podstatnou finanční podporou Spolkového ministerstva hospodářství.
Instalace měřičů Landis+Gyr u společnosti Netze BW ve Freiamtu
Cílem tohoto projektu je vyvinout a vyzkoušet malou energetickou síť, která bude připravena reagovat na výzvy budoucnosti. Infrastruktura této nové sítě umožní inteligentní koordinaci mezi různými výrobními zařízeními a všemi subjekty, které jsou součástí dodavatelského řetězce, tedy mimo jiné operátory sítě, odběrateli a obchodníky. Díky rostoucí různorodosti moderních sítí hraje každý z těchto subjektů rozdílnou roli ve výrobě energie i v rámci distribučního řetězce. Metody a řešení vyvinutá při projektu „řízení sítě“ umožní integraci jednotlivých subjektů podle jejich konkrétních potřeb. Část z nich se týká reakcí na fluktuace na straně výroby: když jednotlivé generátory, například fotovoltaické jednotky (PV), přechodně nevyrábějí, je třeba takový výpadek kompenzovat tak, aby byl stále dodáván dostatek energie pro uspokojení odběru spotřebitelů. Na druhou stranu je nevyhnutelnou skutečností, že strana odběru je zároveň ovlivňována změnami v chování spotřebitelů. Jedním z příkladů je tlak na přechod na elektromobily. Německá vláda si stanovila smělý cíl, že do roku 2020 bude na německých silnicích jezdit více než jeden milion elektromobilů (EV), a tento počet bude poté dále vzrůstat. Jedná se o zcela novou výzvu pro řízení dodávek energie, protože vysoký počet EV připojovaných k síti může pro energetiku znamenat značnou zátěž. Právě projekt „řízení sítě“ má za úkol tuto výzvu řešit.
“Potřebujeme novou inteligentní technologii pro zajištění bezpečných, ekologických a dlouhodobých dodávek elektrické energie,“ říká Helmfried Meinel, tajemník Bádensko-Würtemberského Ministerstva životního prostředí, klimatu a energetiky. „Podmínky ve Freiamtu jsou ideální pro rozvoj energetické sítě budoucnosti. Projekt společnosti Netze BW nám umožní dosáhnout záměru učinit Bádensko-Würtembersko předním regionem na poli inteligentních elektrických sítí.”
Prezentace struktury řešení Landis+Gyr pro projekt „řízení sítě“
Projekt nedávno překročil důležitý milník, když v roce 2017 byla ukončena fáze návrhu a testování a v klidném okolí obce Freiamt byly zahájeny ambiciózní zkoušky v terénu. Technici v průběhu uplynulých měsíců usilovně pracovali na instalování technologií Landis+Gyr, které zajišťují vytvoření front end systému: kolem 100 měřičů E750 Sym2 podporovaných jednotkami S750-GCU (síťové řídicí jednotky). Tyto produkty byly speciálně vyvinuty ve spolupráci se společností Netze BW pro řízení širokého spektra zařízení v terénu. Přibližně třicet síťových uzlů (sekundárních rozvoden, soukromých domácností a zemědělských podniků) bude využívat nové řídicí a komunikační technologie pro správu cca 700 kW PV systémů, BEMS (systémů energetického managementu budov) a BESS (systémů ukládání energie v bateriích). Místní síť zahrnuje 4 instalace bateriových systémů o kapacitě 9 kWh až 120 kWh, řiditelný distribuční transformátor a jednu dvojitou nabíjecí stanici pro elektromobily.
V různých uzlech infrastruktury pro toto řešení byla instalována měřicí zařízení Landis+Gyr pro měření elektrické energie každou sekundu a dodávání dat do Regionálního systému energetického managementu (REMS) každou minutu. Řízení systému pomocí REMS se aktivuje v případě fluktuací napětí při překročení kritických napěťových úrovní. V rámci tohoto projektu se řízení napětí provádí centrálně díky centralizovanému nastavení systému.
Mezi další příklady použití patří kapacitní management a vyvažování výkonu. Na základě údajů poskytovaných měřiči Landis+Gyr nepřetržitě sledujícími a řídícími síť může systém REMS automaticky řešit zahlcení sítě snížením zatížení nebo výroby, aktivací bateriových úložišť atp. Systém REMS také umožňuje řízení toku energie v předem stanoveném bodě sítě, například v sekundární rozvodně VN/NN.
Pro možnost ovládání takto komplexní infrastruktury zavedla společnost Netze BW takzvaný „semaforový postup“. Zelené světlo značí, že není předpovídáno žádné zahlcení, zatímco žluté světlo je známkou potenciálního vzniku úzkého hrdla v rámci sítě, a to může vyžadovat určitá omezující opatření zúčastněných subjektů. Například provozovatel virtuální elektrárny může upravit provozní režim svých skladovacích a výrobních zařízení tak, aby předešel předpovídanému přetížení transformátoru. Ovšem i přes provedení potřebných kroků ve fázi žlutého světla může i tak v určitém okamžiku dojít k narušení skutečných technických mezí elektrické sítě v důsledku nepředpokládaných událostí. V takovém případě by červené světlo vyvolalo okamžitá zmírňující opatření aktivovaná automaticky prostřednictvím REMS systému.
“Jsme velmi rádi, že můžeme podporovat svého dlouhodobého zákazníka a partnera, společnost Netze BW, v jejím úsilí při prozkoumávání velmi širokých možností nejmodernějších technologií inteligentních sítí a budování plně řízené a flexibilní síťové infrastruktury budoucnosti“, říká Ralph Griewing, z útvaru SVP Energy Solutions společnosti Landis+Gyr.
Zkušební váze se plánuje do poloviny léta 2018 a očekává se od ní sběr cenných údajů pro další krok při rozvoji energetické sítě pro budoucí použití.
