Systemy Zarządzania Rozproszonymi Zasobami Energetycznymi (DERMS)
Równoważenie podaży i popytu to prawdopodobnie największe wyzwanie, przed jakim obecnie stoi branża energetyczna. Co więcej, rosnąca zależność od źródeł odnawialnych sprawia, że ta nierównowaga jest coraz bardziej problematyczna. Jak w tej sytuacji mogą pomóc Systemy Zarządzania Rozproszonymi Zasobami Energetycznymi (DERMS – Distributed Energy Resource Management Systems) w procesie likwidacji starzejących się scentralizowanych zakładów wytwarzania energii do zdecentralizowanych zasobów energetycznych?
Jak wskazuje nazwa, systemy DERMS (Distributed Energy Resource Management Systems) są wykorzystywane do zarządzania rozproszonymi urządzeniami do wytwarzania i magazynowania energii w celu jej udostępniania w sieci. Zadaniem platform oprogramowania DERMS jest prognozowanie, monitorowanie, kontrolowanie i koordynowanie rozproszonych zasobów energetycznych (DERS) z różnorodnych źródeł — ogniw solarnych, farm wiatrowych i systemów magazynowania w sieci zasilania.
Systemy Zarządzania Rozproszonymi Zasobami Energetycznymi (DERMS) zapewniają operatorowi natychmiastowy dostęp do informacji o lokalizacji każdego zasobu w systemie dystrybucji. W przypadku zróżnicowanych sieci energetycznych systemy te mogą również służyć do zarządzania dużymi pakietami rozproszonych zasobów, w tym niestałymi źródłami odnawialnymi.
Systemy Zarządzania Rozproszonymi Zasobami Energetycznymi (DERMS) dla źródeł energii odnawialnej
Rozważmy przykład. Wyobraźmy sobie sieć, obejmującą różne obiekty wytwarzające energię ze źródeł odnawialnych — hydroelektrownię i farmę wiatrową, zlokalizowane w różnych rejonach geograficznych.
W przeciwieństwie do hydroelektrowni, których mocą można lepiej zarządzać, farmy wiatrowe często borykają się z nieprzewidywalnymi skokami mocy. Na przykład, gdy zacznie wiać wiatr z dużą prędkością, nie ma sposobu ograniczenia wytwarzanej energii ani też miejsca do magazynowania jej nadmiaru. Jest to cecha wspólna wszystkich farm wiatrowych, ponieważ największy zysk energii notuje się w nocy, gdy zapotrzebowanie na energię jest niskie.
Gdy pojawiają się skoki mocy, występuje duże ryzyko awarii i przerw w dostawie energii do sieci, ponieważ nieprzewidywane skoki energii wywołują przeciążenie systemu. Aby uniknąć tego problemu, często wyprowadza się tę energię poza sieć. A to powoduje jej marnowanie.
Dzięki dostępowi do sterowania całą rozproszoną siecią operatorzy mogliby wykorzystać system DERMS (Distributed Energy Resource Management System) do skuteczniejszego zarządzania nieprzewidywanymi skokami energii. W naszym przykładzie, redukując zaopatrzenie z hydroelektrowni przez wyłączenie jednej strefy tamy. Pozwoliłoby to na bezpieczne wprowadzenie nagłego nadmiaru energii pochodzącej z wiatru do sieci bez wywoływania przestoju.
Aby ten poziom zarządzania był możliwy, systemy DERMS muszą łączyć w sobie różne inne systemy. Są to m.in: systemy zarządzania dystrybucją (DMS), systemy zarządzania przestojami (OMS) oraz systemy kontroli nadzorczej i pozyskiwania danych (SCADA). Dzięki połączeniu tych technologii operatorzy mają pełny wgląd w sytuację energetyczną i mogą podejmować trafne decyzje. Łatwo powiedzieć, ale uzyskanie tej skomplikowanej architektury wcale nie jest takie proste.
Niezależne zarządzanie
Ze względu na mnogość systemów wykorzystywanych do zarządzania różnorakimi generatorami energii lub urządzeniami do jej magazynowania, wspólnym problemem całej branży jest zapewnienie możliwości komunikacji między wszystkimi systemami. Jest to szczególnie trudne, ponieważ poszczególne systemy w branży energetycznej wykorzystują liczne protokoły. Aby umożliwić tę komunikację, dostawcy narzędzi muszą wybierać niezależne systemy oprogramowania.
Platforma oprogramowania zenon firmy COPA-DATA jest wykorzystywana do komunikacji z różnymi protokołami w jednym systemie DERMS. Zademonstrowano to w projekcie na koreańskiej wyspie Jeju, w ramach którego oprogramowanie zenon wykorzystano do zrównoważenia mocy farmy wiatrowej w teście inteligentnej sieci krajowej.
Z pomocą Systemu Zarządzania Rozproszonymi Zasobami Energetycznymi (DERMS) spółka Korea Midland Power Co. pozyskała rewolucyjny system sterowania i monitorowania sprzętu elektrycznego (ECMS) z wykorzystaniem oprogramowania zenon. Podstawę stanowił protokół IEC 61850 — międzynarodowy standard, definiujący zasady komunikacji urządzeń elektronicznych w podstacjach energetycznych.
Projekt, zarządzający danymi z siedmiu turbin wiatrowych i wysokowydajnego Systemu Zarządzania Bateriami (BMS) z ogniwami litowo-jonowymi, wymagał platformy która jest w stanie precyzyjnie monitorować dane z różnych źródeł. Ponadto, projekt obejmował również energię ze źródeł odnawialnych i jednym z warunków było zapewnienie, że nie dojdzie do przeciążenia sieci nawet podczas wahań zaopatrzenia.
Dobra praktyka kluczem do sukcesu!
Spółka Korea Midland Power Co. wykorzystała oprogramowanie zenon do prezentacji danych z wszystkich rozproszonych zasobów. Umożliwiło to pełną kontrolę ilości energii magazynowanej w bateriach oraz tej przesyłanej bezpośrednio do sieci. Ponadto zenon umożliwił pójście o krok dalej, i umożliwił operatorom zdefiniowanie zasad określających, kiedy energia powinna być magazynowana w bateriach. Dotyczyło to danych energetycznych i umożliwiło firmie efektywne i rentowne zarządzanie energią w czasie.
Przykładowo w ciągu nocy, gdy energia jest tańsza ze względu na jej mniejsze zapotrzebowanie, system magazynuje energię w bateriach i sprzedaje ją do sieci tylko wtedy, gdy jej cena jest najkorzystniejsza. Jest to doskonały przykład ni na możliwość osiągnięcia optymalnej efektywności energetycznej dzięki wykorzystaniu systemu typu DERMS (Distributed Energy Resource Management Systems), ale również na możliwość generowania dodatkowych zysków.
Podsumowując równoważenie podaży i popytu jest jednym z największych wyzwań branży energetycznej. Ponadto rosnąca zależność od źródeł odnawialnych jedynie zwiększa ten problem. Patrząc w przyszłość, w której zakłady wytwarzające energię ze źródeł odnawialnych zyskują na znaczeniu, Systemy Zarządzania Rozproszonymi Zasobami Energetycznymi (DERMS) będą odgrywać istotną rolę w optymalizacji procesu rozproszonego wytwarzania i magazynowania energii w sieci.
source: COPA-DATA