През последните години все повече селища и общини преминават към децентрализирано и автономно енергоснабдяване на базата на собствени възобновяеми енергийни източници – ВЕИ и локални енергоснабдителни мрежи.

При нормален режим на работа те обезпечават абонатите си с необходимата им електроенергия. При недостиг енергия се черпи от външните енергоразпределителни мрежи, а при излишък тя се отдава в тях.

 

Обменът на енергия с „външни“ мрежи предполага и наличието на технически възможности за участие в либерализирания енергиен пазар.

 

Характерно за локалните енергоразпределителни мрежи е това, че:

  • се състоят от немалък брой енергийни източници,
  • изходната мощност на енергийните източници е непостоянна и зависи от климатичните условия и
  • товарът в мрежата е непостоянен и варира в широки граници.

Поради това тези мрежи по принцип са небалансирани и обезпечаването на нормалната им експлоатация предполага специални технически мерки за тяхното стабилизиране.

Решение на въпроса са т.нар. “SMART GRIDS” системи. По дефиниция това са системи, предназначени автоматично да „хомогенизират – балансират“ мрежи с постоянно променящи си параметри – топология, товари и пр.

 

Либерализираният енергиен пазар предполага демонополизацията му чрез въвеждане на определен брой търговци, предлагащи различни условия за снабдяването на потребителите с електроенергия.

Получава се тризвенна структура на енергоснабдяването, състояща се от:

  • Производител/доставчик,
  • Търговец и
  • Потребител на електроенергия.

Взаимоотношенията между доставчик и търговец се изразяват в общи линии в това, че доставчикът предоставя на търговеца определени количества енергия за определени периоди от време.

Търговецът от своя страна пласира тези количества на клиентите си. При преразход и/или недостигане на договорените количества, той дължи на доставчикът определени „неустойки“.

Обикновено разчетният период между доставчик и търговец е един час, т.е. интересът на търговеца е на всеки час неговият баланс да е нулиран.

Именно тези правила налагат търговците на електроенергия да разполагат със собствени средства за контрол (и по възможност за управление) на постъпващата и изразходена енергия.

За да могат да реагират оперативно на обстановката, търговците трябва да разполагат с информацията на периоди, поне с един порядък по кратки от разчетния, което означава дискрет на обновяване на данните от порядъка на 5 минути. Така в рамките на разчетния период те могат да предприемат мерки за въздействие върху енергийните потоци с цел балансирането им в края на периода.

При малък брой консуматори с постоянен товар следенето на енергийните потоци може да се извършва и „ръчно“, т.е. без средства за автоматизация.

Проблемът възниква, когато броят на консуматорите се увеличи и товарът варира в широки граници. Тогава възниква необходимостта от система за енергиен мениджмънт (Energy Management System – EMS). Системата е средството за контрол (и управление) на енергийните потоци. Нейните основни функции са:

  • Сбор на информацията от всички Електромери – ЕМ на клиентите;
  • Пренос на информацията от източника до Централния Пост – ЦП на системата;
  • Контрол на комуникационните процеси в системата;
  • Откриване на смущения и/или отпаднала комуникация с определени обекти;
  • Осигуряване на средства и механизми за сбор на липсващата информация след възстановяване на връзката с обекта;
  • Проверка на достоверността и пълнотата на приетата информацията и последващи обработка и анализа ѝ;
  • Изработване на енергийния баланс за изминалите 5 мин.;
  • Извеждане на резултатите от обработката и анализа на информацията на различни, графични и таблични изображения;
  • Архивиране на данни в База Данни – Архиви;
  • Проверка на консистентността (пълнота на данните, актуалност и пр.) на БД;
  • При откриване на липсваща информация, следва да се формират заявки за насочено извличане на информацията от ЕМ на съответните клиенти с цел попълване на празните места в БД;
  • Други.

 

В off-line режим системата предоставя възможност на потребителя за:

  • Конфигуриране на системата;
  • Конфигуриране и настройка на отделните комуникационни канали по:

                  –  Комуникационна среда,

                  –  Комуникационна технология на мрежата,

                  –  Комуникационни протоколи,

                  –  Топология и пр.

  • Въвеждане на данни за отделните клиенти;
  • Въвеждане на данни за отделните измервателни уреди;
  • Генериране и редактиране на картини и таблици и др.

 

Следващият проблем е свързан с възможностите на потребителя за реакция на базата на предоставената му от системата информация.

Първият вариант е, когато потребителят няма средства за управление на енергийните потоци. Тогава единствената му възможност е по конвенционален път да се свърже със съответните потребители и да ги призове да редуцират или увеличат товарите, които те предварително са обявили за „изключваеми“ и/или „буферни“ в определени часове от денонощието.  Видно е, че този подход е палиативен.

 

Вторият вариант предполага възможността за въздействие върху потреблението, т.е. за управление на определени комутационни съоръжения при клиента с цел регулиране на товарите. Този подход е значително по-действен, но изисква наличието на организационни и технически предпоставки за реализирането му.

При тяхното наличие, системата може да се разшири със съответните командни функции, позволяващи на потребителя директното въздействие върху съоръженията на клиентите, а оттам и върху регулирането на енергийните потоци.

 

Третият вариант е, когато потребителят се явява част от балансираща група с възможности за въздействие върху нейните генериращи мощности и комутационните съоръжения на клиентите си. В този случай чрез средствата на системата може да се създаде т.н. “интелигентна мрежа“ – “smart grid”.

По дефиниция с това понятие се описва възможността на дадена мрежа при постоянно променящи си топология и товар автоматично да се „хомогенизира – балансира“ посредством възможностите на управляващата си система.

Тук в допълнение към стандартните командни функции, на системата се придават и такива за:

  • изчисление на топологията;
  • потокоразпределението;
  • оценката на състоянието и пр.,

при което освен регулирането на потоците в мрежата на потребителя, се държи сметка и за балансирането на цялата енергоразпределителната мрежа, част от която се явява и съответната балансираща група.