Znatni globalni rast potrošnje električne energije, prvenstveno kroz elektrifikaciju prometa, te tranzicija k većem udjelu proizvodnje energije iz obnovljivih izvora dva su trenda koja će obilježiti razvoj elektroenergetskog sektora u desetljećima koja su pred nama.
Ipak, oba ta trenda stavit će ogromne izazove pred infrastrukturu za distribuciju električne energije. Elektroenergetska mreža budućnosti morat će omogućiti transfer nikad većih količina energija, nikad većoj i nikad heterogenijoj skupini potrošača. S druge strane, mreža će morati podnijeti uključenje golemog broja malih proizvođača energije, uglavnom iznimno stohastičnog ritma proizvodnje. Pri tome, mreže će morati funkcionirati uz što veću moguću pouzdanost dobave, s obzirom da prekid opskrbe električnom energijom de facto podrazumijeva paralizu modernog načina života.
Europska premijera
Rješenje za te izazove skup je tehnologija objedinjen pod zajedničkim nazivom napredne mreže (eng. smart grid). Generalno govoreći, radi se o tehnološkom polju gdje se primjenom IT rješenja na elektroenergetskoj infrastrukturi omogućuje automatizacija upravljanja. Postoje brojni modeli i različite primjene smart grid tehnologija, a diljem svijeta razne kompanije ulažu desetke milijardi dolara u njihov razvoj.
Upravo zato, poprilično je važan događaj kad se prvo funkcionirajuće rješenje jedne vrste smart grida instalira u Hrvatskoj. A upravo to se dogodilo nedavno, kad je tvrtka Siemens Hrvatska dovršila projekt prve high-speed samoobnavljajuće mreže za naručitelje iz Hrvatske elektroprivrede. Sustav je na distributivnom području Koprivnice, a kako kaže Josip Tošić, voditelj ključnih projekata u diviziji Energy Management Siemens Hrvatske, radi se o europskoj premijeri.
“Ovo je prva high-speed samoobnavljajuća mreža u Hrvatskoj, ali i prvi takav projekt u Europi koji koristi komunikacijski protokol IEC 61850 preko bežične komunikacije, gdje se komunikacija kontrolera odvija u stvarnom vremenu, a vrijeme isklopa i rekonfiguracije mreže je manje od 0,3 sekunde”, kaže Tošić. Prevedeno sa stručnog jezika, projekt samoobnavljajuće mreže znači kako se radi o informatičkom sustavu koji konstantno prati njezino stanje i tokove električne struje. U slučaju da dođe do prekida, sustav to sam detektira te otklanja problem.
Kako je to moguće? Ako električnu distributivnu mrežu zamislimo kao zatvoreni strujni krug, s nizom sekundarnih vodova koji se granaju, tvoreći jednostavnu formu paukove mreže, jasno je kako prekid na jednoj lokaciji (npr. zbog pada drveta na vodove, smrzavanja...) može dovesti do pada napona i prekida opskrbe na cijeloj mreži. Ipak, što ako se mjesto gdje se dogodio kvar može izolirati, pa promjenom smjera tokova struje ponovno uspostaviti zatvoreni krug na smanjenom području? Takva mogućnost ne samo da bi smanjila broj incidenata s prekidom opskrbe struje na nekom području, već bi i značajno skratila trajanje takvih ispada.
Više nije ručno
A što ako se to može postići u treptaju oka? Upravo to omogućuje Siemensovo rješenje. “Osnovna ideja je automatizacija procesa ručne rekonfiguracije mreže prilikom izolacije kvara, te da se skrati vrijeme trajanja prekida napajanja. Primjenom standardnih rješenja koja se danas koriste, ta vremena mogu doseći i nekoliko sati. Dugotrajni prekidi napajanja mogu biti jako neugodni za kupce, ali i za operatore sustava pogotovo ako su prekidom zahvaćeni kritični kupci kao bolnice, škole, industrijski objekti, vojni objekti... Primjenom Siemens high-speed samoobnavljajuće mreže, vrijeme prekida napajanja i rekonfiguracije mreže se smanjuje na ispod 0,3 sekunde!”, kaže Tošić.
Dakle, Siemensovo rješenje će automatski otkriti lokaciju kvara, izolirati kvar te ponovno uspostaviti napajanje. Selektivnom izolacijom kvara smanjuje se broj kupaca zahvaćenih kvarom, a ostali kupci neće ni osjetiti prekid napajanja zbog brze rekonfiguracije mreže. Odnosno, velik broj kupaca neće ni znati da se kvar u mreži dogodio. Velika prednost Siemensovog sustava je i u tome što je primjenjiv na postojećoj elektroenergetskoj infrastrukturi, odnosno nisu potrebna nikakva značajnija ulaganja u mrežu kao priprema za njegovu instalaciju. Druga važna prednost je što se radi o sustavu s decentraliziranim upravljanjem, gdje kontroleri postavljeni na ključnim točkama mreže bežično komuniciraju u stvarnom vremenu.
Partnerska suradnja
“Sustav je instaliran na nadzemnim vodovima ukupne duljine oko 60 km u HEP ODS Elektra Koprivnica. Cilj projekta je unaprjeđenje glavnih pokazatelja pouzdanosti mreže koji mjere trajanje i učestalost prekida napajanja: prosječno godišnje trajanje prekida po kupcu (SAIDI) i prosječan godišnji broj prekida po kupcu (SAIFI)”, naglašava Tošić.
Pritom su u Siemensu iznimnu pažnju posvetili i pitanju sigurnosti, koje se sa sve širom implementacijom smart grid tehnologija nameće kao sve ozbiljniji izazov. Naime, kako raste penetracija IT tehnologija u elektroenergetskom sektoru, tako i raste ranjivost te ključne infrastrukture na razne forme digitalnih napada. U ovom sustavu sigurnost se čuva primjenom najviših standarda informatičke zaštite i kodiranja koji su za ovakve sustave propisani. Ipak, s daljnjim razvojem ovakvih rješenja, razvijat će se i sigurnosni protokoli.
Što se Siemensovog projekta tiče, njegovo značenje veliko je i u praktičnom i u simboličkom smislu. Simbolički, ova priča je dokaz kako domaći stručnjaci mogu kreirati i globalno inovativna tehnološka rješenja, pogotovo radeći unutar velikih, internacionalnih konglomerata, kao što je Siemens. S praktične strane, ovaj projekt značajan je korak naprijed za Siemens Hrvatsku i njegove djelatnike, koji će sada i unutar te kompanija steći status svojevrsnog centra izvrsnosti za implementaciju ovakvih rješenja na globalnoj razini.
Sam Tošić reći će kako, bez obzira na kvalitetu tehnološkog rješenja, ovog projekta ne bi bilo bez izvrsne suradnje s naručiteljem te lokalnim partnerima: “Ključ uspjeha projekta bila je partnerska suradnja s kupcem HEP ODS Elektra Koprivnica, te stručnost inženjera Siemens Hrvatska koji su odradili tehničku pripremu, projektiranje te puštanje u pogon cijelog sustava. Projekt je realiziran u suradnji s domaćim partnerskim kompanijama Elektrocentar Petek koja je obavila poslove elektromontaže, i tvrtke Microlink koja je isporučila komunikacijsko rješenje. Realizacijom ovakvog pilot-projekta, prvoga u Europi, Siemens Hrvatska se pokazao kao pouzdan partner u primjeni najnovijih tehnologija te se veselimo budućim smart grid projektima i novim izazovima”, zaključuje Tošić.