Smart region Vrchlabí - první česká chytrá síť

DomůElektřinaSmart region Vrchlabí - první česká chytrá síť

Společnost ČEZ zahájila v roce 2010 spolupráci na testování technologií tzv. chytrých sítí v podmínkách České republiky. Jedná se o součást celoevropského projektu Grid4EU, který běží v dalších 5 evropských zemích. Co všechno je součástí tohoto projektu, jakou má technologie Smart Grids v ČR budoucnost a jak do celého konceptu zapadá již léta používaný systém hromadného dálkového ovládání (HDO)?

Základní myšlenkou konceptu inteligentních sítí je efektivně, automaticky a spolehlivě řídit elektrickou síti na úrovni distribuce. Klíčovým prvkem Smart Grids je obousměrná komunikace mezi jednotlivými prvky soustavy o aktuálních potřebách výroby a spotřeby v síti v reálném čase.

Projekt GRID4EU je financovaný Evropskou komisí a jeho účelem je položit základy pro moderní elektrické sítě budoucnosti. Sama Evropská komise přispěla částkou 25 milionů euro. Jedná se tak o největší projekt v oblasti Smart Grids financovaný Evropskou unií.

Na projektu GRID4EU se podílí konsorcium 6 evropských distribučních společností ERDF, Enel Distribuzione, Iberdrola, ČEZ Distribuce, Vattenfall Eldistribution a RWE.

Tento projekt ověřuje, jak do sítě začlenit výrobu z obnovitelných zdrojů, hledá koncept pro rozšíření elektromobility a zjišťuje, jak efektivněji využívat energii a snižovat její spotřebu. Projekt se zaměřuje i na oblast automatizace řízení sítí a možnosti skladování energie.

Oblasti na které se zaměřily jednotlivé distribuční společnosti v rámci projektu GRID4EU. Zdroj: http://www.cezdistribuce.cz/

Cílem projektu GRID4EU je vývoj a testování nových inovativních technologií a možnosti jejich replikace v dalších evropských zemích. Dále má za cíl definovat standardy a ověřit spolehlivost během pilotních aplikací v jednotlivých regionech. Jeho součástí je i cost-benefit analýza ve všech sledovaných oblastech.

Smart region Vrchlabí

Příspěvkem České republiky je vytvoření tzv. Smart regionu Vrchlabí na distribučním území společnosti ČEZ. Tato oblast byla vybrána záměrně, protože má ideální velikost, jsou zde možnosti začlenění obnovitelných zdrojů energie i vhodné lokality pro výstavbu několika kogeneračních jednotek. Dalším faktorem pro výběr Vrchlabí je blízkost Krkonošského národního parku a tedy možnost ověření dopadů tohoto projektu i z ekologického hlediska.

V rámci tohoto projektu dochází v oblasti mikroregionu Vrchlabí k mnoha změnám a vylepšením, které mají za cíl zvýšit bezpečnost dodávek elektrického proudu a zajistit efektivní využívání energie.

Došlo k unifikaci rozvodů vysokého napětí z 10 kV na 35 kV. Do distribuční sítě byl začleněny dobíjející stanice pro elektromobily, konkrétně se jedná o dvě standardní dobíjecí stanice a o jednu rychlodobíjecí.

Nová trafo stanice ve Smart regionu Vrchlabí. Zdroj: http://www.energoland.cz/

Distribuční síť se stala automatizovanou a online monitorovanou a dokáže tak reagovat na poruchy v soustavě. V případě výskytu poruchy se postižené místo odpojí a zajistí se dodávku z jiné poruchou neovlivněné větve. Pro přenos dat ze soustavy je testováno využití bezdrátových technologií.

Automatizace se uskutečnila na úrovni jak vysokého napětí (vn), tak i nízkého napětí (nn). Automatizace sítě nn umožní plně autonomní provoz paralelně provozovaných distribučních stanic. Při poruše dojde k automatickému odpojení vadné části a díky možnosti dispečerského řízení, bude možné omezit výpadek na nejmenší možnou část sítě nn. Dále je možné dálkově ovládat dobíjecí stanice elektromobilů a tím pružně reagovat na výkyvy výkonu v soustavě.

Automatizace sítě vn umožní prověřit možnost provozování městské kabelové ve smyčkovém zapojení. Další novou funkcionalitou sítě vn je vymezování poruchy do tzv. „rozpadových“ úseků až na úsek mezi sousedícími distribučními stanicemi a docílení tak rychlé obnovy napájení všech zákazníků.

Novým prvkem distribuční soustavy je začlenění kogeneračních jednotek, které jsou schopny v případě havarijního stavu sítě pracovat v ostrovním provozu. Jedna z kogeneračních jednotek umístěná v lokalitě Liščí kopec ve Vrchlabí je schopná provozu v ostrovním provozu. Ostrovní provoz znamená, že je část soustavy, která se elektricky oddělila od propojené soustavy, schopna nadále fungovat s vyrovnanou bilancí výroby a spotřeby elektrické energie.

Jedna ze tří kogeneračních jednotek nově instalovaných ve Vrchlabí. Celkový elektrický výkonu těchto jednotek je 3920 kWe a jejich tepelný výkon je 4220 kWt. Zdroj: http://www.cezenergo.cz/

V rámci projektu Smart region se bude ověřovat možnost přechodu do ostrovního režimu, bez přerušení napájení. Ukáže-li se, že to není technicky možné, bude se testovat varianta ostrovního režimu, který bude startovat „ze tmy“.

Počítá se s instalací chytrých elektroměrů u 5 000 odběrných míst, které umožní obousměrnou komunikaci mezi distribuční sítí a zákazníkem. Jejich dalším přínosem je možnost sledování aktuální spotřeby a možnost plánování energeticky náročných činností na dobu mimo špičkové zatížení. Smart Meters, jak se chytrá měřidla označují, zkouší ČEZ instalovat i v dalších lokalitách ve východních a severních Čechách. Dodavatelem prvních 40 tisíc kusů těchto moderních elektroměrů je společnost Hewlett-Packard.

Benefity vyplývající z používání chytrých elektroměrů, zatím nevyvažují vysokou investici a nepřinášejí dostatečnou motivaci pro spotřebitele, aby tohoto způsobu chytrého měření využívali.

Umístění testovacích smart elektroměrů v ČR. Zdroj: http://www.cez.cz/

Podle vyjádření zástupců skupiny ČEZ, jsou všechny aktivity týkající se projektu Smart region za svou polovinou a některé jsou již v poslední třetině. Závěry a kompletní analýzy výsledků by měly být známy v průběhu příštích několika let.

Důležitým prvkem, který bude částečně limitovat rozvoj chytrého měření, tedy jednoho z pilířů Smart Grids v ČR je systém hromadného dálkového ovládání (HDO). HDO vysílá spotřebičům povely a signály pro zapínání či vypínání případně dokáže přepínat mezi jednotlivými tarify. Hromadné dálkové ovládání již nyní plní funkci regulace soustavy v ČR a spotřebitelé jsou na jeho využívání zvyklí. Rozšíření tohoto systému je v současnosti v ČR obrovské, využívá ho více než 1 milion odběrných míst.

Virtuální prohlídku Smart regionu Vrchlabí naleznete zde.

Reference:

RYCHTEROVÁ, Lenka. Specifika ostrovního provozu a projekt Smart Region Vrchlabí. Praha, 2014. Dostupné také z: https://dspace.cvut.cz/bitstream/handle/10467/24105/F3-BP-2014-Rychterova-Lenka-prace.pdf?sequence=3. Bakalářská práce. ČVUT.

Materiály společnsti ČEZ dostupné z: http://www.cez.cz/cs/vyzkum-a-vzdelavani/vyzkum-a-vyvoj/subjekty-v-oblasti-vyzkumu-a-vyvoje/smart-grids.html

Zdroj úvodního obrázku: www.hitachi.com