Τι είναι τα εξελιγμένα-έξυπνα δίκτυα-σκοπός του ΔΜΔΕ ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

Transcript

1 ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ Σε αναλογία με την ανάπτυξη που προέκυψε από την ψηφιοποίηση των επικοινωνιών, τα έξυπνα δίκτυα επιτρέπουν ανάλογο μετασχηματισμό στην παροχή ηλεκτρική ενέργειας Τα έξυπνα δίκτυα αξιοποιούν τις τελευταίες εξελίξεις στις επικοινωνίες και τα ευφυή συστήματα διαχείρισης πληροφοριών στην παρακολούθηση τις συμπεριφοράς όλων των συσκευών για να βελτιώσουν την απόδοση, την αξιοπιστία, τη στιβαρότητα και την ασφάλεια των ηλεκτρικών συστημάτων

2 Έξυπνα δίκτυα Παραδοσιακά δίκτυα Τι είναι τα εξελιγμένα-έξυπνα δίκτυα-σκοπός του ΔΜΔΕ Από τα παραδοσιακά στα έξυπνα δίκτυα Κεντρική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας Μίας κατεύθυνσης ροή ισχύος Η παραγωγή ακολουθεί το φορτίο Από πάνω προς τα κάτω προγραμματισμός λειτουργίας Λειτουργία βασισμένη στην εμπειρία Κεντρική και κατανεμημένη παραγωγή Μεταβλητή παραγωγή ανανεώσιμων πηγών Πολλών κατευθύνσεων ροή ισχύος Ευελιξία στη ζήτηση το φορτίο παρακολουθεί την παραγωγή Λειτουργία βασισμένη σε δεδομένα πραγματικού χρόνου

3 Τι είναι τα εξελιγμένα-έξυπνα δίκτυα-σκοπός του ΔΜΔΕ Για να φτάσουμε στα έξυπνα δίκτυα πρέπει να αναπτύξουμε τέσσερεις βασικούς τομείς Επέκταση υποδομών των ηλεκτρικών δικτύων με στόχους: Ενσωμάτωση ανανεώσιμων και κατανεμημένων παραγωγών. Συμμετοχή των καταναλωτών στη λειτουργία του συστήματος. (διαχείριση φορτίου (load demand) και δυνατότητα αποθήκευσης (EV)) Δυνατότητα των καταναλωτών στη βελτιστοποίηση του ενεργειακού τους κόστους. Εγκατάσταση εκτεταμένων υποδομών πληροφορικής και επικοινωνιών, συστήματα ασφάλειας δικτύων και σύγχρονους αισθητήρες για να διευκολύνεται η λειτουργία και διαχείριση των εγκαταστάσεων σε πραγματικό και μη πραγματικό χρόνο. Ενσωμάτωση νέων εφαρμογών παρακολούθησης, ελέγχου και προστασίας που θα λειτουργούν ενιαία. Το έξυπνο δίκτυο να δίνει τη δυνατότητα λειτουργίας ρυθμιζόμενης αγοράς όπου όλοι οι συμμετέχοντες να πληρώνουν για τις χρησιμοποιούμενες υπηρεσίες και να πληρώνονται για τις παρεχόμενες.

4 Θεωρητική αρχιτεκτονική έξυπνου δικτύου Οι υποδομές πρέπει να υποστηρίζουν αυξημένη διείσδυση κατανεμημένης παραγωγής, με χιλιάδες αισθητήρες και ενεργοποιητές, και την παραγωγή, τη μεταφορά και τη διανομή να ελέγχονται από μία νέα γενιά δικτύων υπολογιστών με ασφαλή συστήματα διαχείρισης ενέργειας και υψηλής πιστότητας συστήματα SCADA

5 Μετρήσεις και αισθητήρες Μονάδες μέτρησης παραστατικών μιγάδων (phasors) (PMUs), GPS και ευφυείς ηλεκτρονικές μονάδες (IEDs). Μεγάλης ακρίβειας μ/ρ και μ/τ και αισθητήρες για μηχανικές μεταβλητές. PMUs και εργαλεία αξιοποίησης δεδομένων θα χρησιμοποιούνται σε πραγματικό χρόνο για δυναμική εκτίμηση ασφάλειας, μεταβατική ευστάθεια, ευστάθεια μικρών μεταβολών και ευστάθεια τάσης. Επικοινωνίες Τι είναι τα εξελιγμένα-έξυπνα δίκτυα-σκοπός του ΔΜΔΕ Εμπλεκόμενοι τομείς έρευνας και ανάπτυξης Για συλλογή μεγάλης κλίμακας δεδομένων, τοπική επεξεργασία και μεταφορά επεξεργασμένης πληροφορίας. Βασικό χαρακτηριστικό η διαχείριση επικοινωνιών με εξελιγμένα λογισμικά σύνδεσης διαφορετικών εφαρμογών. Ενσωμάτωση τεχνολογιών πληροφορικής Οι υποδομές τους πρέπει να περιλαμβάνουν κατανεμημένες βάσεις δεδομένων για τοπική και κατανεμημένη διαχείριση και με δυνατότητες υποστήριξης σε πραγματικό ή όχι χρόνο.

6 Παρακολούθηση και εποπτικός έλεγχος Πρέπει να παρέχει εξελιγμένη οπτικοποίηση και γνώση καταστάσεων, ευφυείς συναγερμούς και διαχείρισή τους, ικανότητα για ποσοτικοποίηση αξιοπιστίας και απόδοσης αγοράς και βοήθεια εποπτικού ελέγχου σε επικίνδυνες καταστάσεις. Ευφυή ανάκαμψη και αποκατάσταση Αυτό απαιτεί την ανάπτυξη ειδικών μεθόδων παρακολούθησης και εφαρμογές ανάλυσης σε πραγματικό χρόνο (που δεν είναι σε τρέχουσα χρήση) και βοήθεια στο χειριστή για να πραγματοποιήσει την αποκατάσταση του συστήματος. Έλεγχος μεγάλων περιοχών και προστασία Αυτές οι ανάγκες προκύπτουν από τη μεγάλη εξάπλωση στο δίκτυο των κατανεμημένων πηγών ηλεκτρικής ενέργειας.

7 Απόκριση ζήτησης (Demand Response) Με τον όρο αυτό εννοούμε ότι η ζήτηση δυναμικά και συνεχώς θα προσαρμόζεται στη παραγωγή, ώστε να έχουμε ένα αποτελεσματικό σύστημα σε σχέση με τον όρο κόστος-αποτέλεσμα. Το έξυπνο δίκτυο πρέπει να ενημερώνει συνεχώς τον καταναλωτή ώστε αυτός να προσαρμόζει το φορτίο του ανάλογα με το κόστος της ενέργειας. Αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας Τεχνολογίες αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας (εξελιγμένες μπαταρίες, υπέρ-πυκνωτές, υπεραγώγιμα πηνία, σφόνδυλοι με υπεραγώγιμη έδραση, υδροαντλητικοί σταθμοί) είναι απαραίτητες για αποθήκευση και κατανάλωση σε ώρες μεγίστου φορτίου ή σταθεροποίηση της παραγωγής μεταβλητών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Ηλεκτρικά αυτοκίνητα (EV) Το έξυπνο δίκτυο πρέπει να επιτρέπει στον καταναλωτή να φορτίζει το EV σε ώρες χαμηλού κόστους και ενδεχομένως να πουλά την ενέργεια σε ώρες υψηλού κόστους.

8 Εξελιγμένη μετρητές ηλεκτρικής ενέργειας Αυτοί πρέπει να επιτρέπουν επικοινωνία και προς τις δύο κατευθύνσεις, κατά διαστήματα μέτρηση και χρέωση, που θα επιτρέπει στον καταναλωτή να έχει δυναμική χρέωση και τις ηλεκτρικές εταιρείες να παρέχουν διαφορετικό κόστος ενέργειας στο διάστημα της ημέρας. Επομένως: Ένας βασικός στόχος των έξυπνων δικτύων είναι η ανάπτυξη πιο αυτοματοποιημένων και ευέλικτων συστημάτων διανομής Πρακτικές εφαρμογές λογισμικού και τεχνολογίας βασισμένες στις σύγχρονες εξελίξεις στους τομείς των υπολογιστών, του ελέγχου και των επικοινωνιών μπορούν να κάνουν τα δίκτυα έξυπνα Υπάρχει ακόμα μεγάλος αριθμός αναπάντητων ερωτήσεων για τον τρόπο που πρέπει να κινηθούμε για μία αειφόρο παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, χωρίς επιβάρυνση του περιβάλλοντος

9 Ωφέλει από την πράσινη ηλεκτρική ενέργεια και τα έξυπνα δίκτυα Η πράσινη ηλεκτρική ενέργεια και τα έξυπνα δίκτυα δεν είναι μόνο μία εξελιγμένη μορφή τεχνολογίας, μπορούν να γίνουν και μέρος μίας μακροχρόνιας οικονομικής στρατηγικής Οι καινοτομίες για την υλοποίησή τους μπορούν να προκαλέσουν οικονομική δραστηριότητα από επενδύσεις για τη σχεδίαση, ανάπτυξη και κατασκευή τους. Αυτός ο μετασχηματισμός των δικτύων παρέχει μία μοναδική ευκαιρία για οικονομική ανάπτυξη, δημιουργία επαγγελματικών ευκαιριών και θέσεων εργασίας. Χρειάζεται μία διεπιστημονική συνεργασία (cluster) για να συνδυάσει το ταλέντο, τους πόρους και την φιλοδοξία που απαιτούνται για την ανάπτυξη και εξέλιξη μίας στρατηγικής αυτών των τεχνολογιών.

10 Οφέλη από την πράσινη ηλεκτρική ενέργεια και τα έξυπνα δίκτυα Περιβαλλοντικά οφέλη Η μέγιστη αξιοποίηση της πράσινης ηλεκτρικής ενέργειας προϋποθέτει την ανάπτυξη των έξυπνων δικτύων και η ανάπτυξη αυτή είναι ζωτική για την προστασία του περιβάλλοντος και τον περιορισμό της εκπομπής του διοξειδίου του άνθρακα. Οι κλιματικές συνθήκες της Ελλάδας ευνοούν ιδιαίτερα την εκμετάλλευση των ανανεώσιμων μορφών ενέργειας και μπορούν να συμβάλουν στη μάχη εναντίων των κλιματικών αλλαγών. Διεθνείς συνεργασίες Το ενδιαφέρον και η δυναμική ανάπτυξης της πράσινης ηλεκτρικής ενέργειας και των έξυπνων δικτύων είναι παγκόσμια και αυτό διευκολύνει τις διεθνείς συνεργασίες στην έρευνα, την ανάπτυξη και την κατάκτηση των αγορών.

11 Ιστορική διαδρομή Τι είναι τα εξελιγμένα-έξυπνα δίκτυα-σκοπός του ΔΜΔΕ Ερευνητικές υποδομές στο Εργαστήριο Παραγωγής, Μεταφοράς, Διανομής και Χρησιμοποίησης Ηλεκτρικής Ενέργειας Η ερευνητική πορεία του εργαστηρίου ξεκίνησε πριν από 40 χρόνια με τη διερεύνηση της απόκρισης σύνθετων ΣΗΕ που περιελάμβαναν και διασυνδέσεις ΣΡ, με εργαλείο επιτυχημένες προσομοιώσεις των συστημάτων. Με την αξιοποίηση των διασυνδέσεων ΣΡ και στην εκμετάλλευση ανανεώσιμων πηγών ηλεκτρικής ενέργειας η ερευνητική δραστηριότητα στράφηκε και στην πράσινη ηλεκτρική ενέργεια. Η επικράτηση την τελευταία δεκαπενταετία της ιδέας να μετατραπή η διανομή των ΣΗΕ σε έξυπνη, επέτρεψε την έρευνα να γίνει και εργαστηριακή, δεδομένου ότι αυτό το επέτρεπε το μέγεθος του συστήματος. Βασική ερευνητική υποδομή τώρα Ορόσημο στις ερευνητικές δυνατότητες του εργαστηρίου αποτέλεσε προσφατα η απόκτηση και ανάπτυξη της τεχνογνωσίας σχεδίασης συστημάτων στο Simulink (Matlab), συμβολομετάφραση αυτών των συστημάτων {Code Composer Studio (CCS)} και είσοδός τους σε DSP και μέσω αυτού έλεγχος των μετατροπέων πηγής τάσης.

12 Ημερίδα Εξελιγμένα «Πράσινη δίκτυα Ηλεκτρική συστημάτων Ενέργεια ηλεκτρικής και Έξυπνα ενέργειας Δίκτυα» 15

13 Ημερίδα Εξελιγμένα «Πράσινη δίκτυα Ηλεκτρική συστημάτων Ενέργεια ηλεκτρικής και Έξυπνα ενέργειας Δίκτυα» 15

14 Μονάδες πράσινης ηλεκτρικής ενέργειας Εργαστηρίου

15