• רשת חכמה כבר אינה בגדר חלום

מהנדס בתחנת אבטחה וניטור רשת
הרשת עם השיקום העצמי של רוטרדם משקמת את אספקת החשמל בתוך שניות, מבקום בתוך כמה שעות.

הציפיות של צרכני אנרגיה גדלות מדי יום במונחים של אמינות רשת והשפעת האנרגיה על הסביבה. כל מי שמפעיל עסק, קטן כגדול, תלוי ברשתות במובן של זמינות יציבה של אספקת החשמל. מעבר לביטחון שאספקת החשמל להתקנים האלקטרוניים שלהם תישמר, הלקוחות מבקשים לקבל יתרונות מטכנולוגיות שיכולות לתת להם יכולות ולאפשר להם לשלוט באנרגיה שלהם.

כדי לענות על הצפיות הגוברות האלו יש להביא להתפתחות האופן שבו מפיקים, מחלקים וצורכים את האנרגיה. הפתרון כרוך בדרישה חכמה יותר וגם באספקה חכמה יותר. הרשת היא נקודת החיבור בין האספקה לבין הדרישה, הרשת שדרכה מתקיימת הפקה של החשמל, צריכתו, מכירתו וקנייתו.

הבעיה הגדולה ביותר בנושא רשתות חשמל היא זמני השבתה בלתי צפויים. סיפור זה הוא אודות היבט אחד של הרשת החכמה, הדרך שבה האמינות משתפרת.

דוגמה של רשת עם שיקום עצמי

היכנס לתפישה של הרשת עם השיקום העצמי רשת כזו כוללת חיישנים, תקשורת, בקרות אוטומטיות ותוכנה מתקדמת אשר משתמשת בנתוני זמן אמת של חלוקה כדי להגיב לחריגות. רשת עם שיקום עצמי מחפשת כל הזמן בעיות אפשריות, מזהה תקלה כשהיא מופיעה ומאתרת את מקום האירוע. היא מבודדת באופן אוטומטי תוך חלקיק שנייה את אזור התקלה, ולאחר מכן קובעת מחדש את התצורה של הרשת על מנת לחבר מחדש אזורים תקולים מהר ככל האפשר.

פתרון אוטומציה ובקרה זה פועל כמו מערכת עם חיסון-על עבור רשת החלוקה, וכך הוא הופך להיות גמיש יותר לתקלות שעלולות באופן אחר להיכנס להחשכה כללית - הכל תוך התערבות אנושית מזערית. לקבלת גמישות רבה, מערכת השיקום העצמי יכולה להיות מבוזרת, בדיוק כמו שמערכת החיסון פועלת ביעילות מבלי שהיא נזקקת לתיאום מהמוח.

כלים כאלה מפחיתים למינימום את העלויות הקשורות לתקלות שירות. הם גם מקטינים את הערך SAIDI של התשתית - משך הזמן הממוצע של הפסקות החשמל עבור כל לקוח שמקבל שירות - ומקטינים למינימום את הנזק הנגרם מניסיונות מכוונים להפסקה של אספקת החשמל ברשת.

תפישת הרשת עם השיקום העצמי מבוססת על כלי ניתוח חדשים, ציוד אוטומציה מהדור החדש עבור תחנות משנה ותקשורת עם מודדים חכמים באתרי הלקוחות. היא גם כוללת הפקת אנרגיה מבוזרת בהתבסס על מקורות אנרגיה מתחדשים ועל הפוטנציאל להשתמש באנרגיה אגורה מכלי רכב חשמליים.

Stedin היא אחת חברות התשתית הגדולות ביותר בהולנד  שהכניסה לשימוש מעשי את תפישת הרשת עם השיקום העצמי. Stedin מספקת חשמל ליותר מ- 2 מיליון לקוחות, לרבות משרדי ממשלה, לקוחות פיננסיים גדולים הנמל הגדול ביותר באירופה. Stedin חייבת לעמוד בתקנות מחמירות של אמינות ואיכות, אחרת יוטלו עליה קנסות כבדים, כך ששירות הלקוחות עומד בעדיפות עליונה. שיפור התפעול של הרשת לצורך מניעת הפרעות נמצא בלב הפילוסופיה של Stedin ופתרונות חדשניים וחכמים נפרשים כאשר נכסים קיימים עוברים שדרוג או שיפור.

שניידר אלקטריק ו- Stedin פעלו יחד לבניית פתרון רשת עם שיקום עצמי בהתבסס על מינוע היחידות בטבעת האספקה (RMU) בעיר התחתית של רוטרדם. הפתרון עמד בפני הניסיון הראשון שלו בינואר 2015 כאשר נוצרה אפשרות למצב החשכה ארוך, כתוצאה מכבל קרוע של אספקת מתח. במקום זאת, טכנולוגיות הרשת החכמה הגיבו ו- 600 בתי אב, חנויות ובתי עסק בקושי חשו בתקלה, שנפתרה תוך 18 שניות במקום משך זמן ממוצע של שעתיים. חלקים מסוימים של רשת החלוקה חוברו מחדש לאספקה באופן אוטומטי כאשר התקלה התרחשה, והיא אותרה באמצעות תקשורת עמית-לעמית פשוטה אבל יעילה בין תחנות המשנה שבחוג. כתוצאה מכך, הלקוחות שהושפעו חוברו מחדש במהירות רבה. בטכנולוגיות החכמות של Stedin נרתמו גם נתוני רשת רבים יותר לגבי זרימת אספקת החשמל הודות לחיישנים משודרגים אשר עזרו להאיץ את התיקונים בציוד מאחר אפשר היה לבודד את התקלות במהירות גדולה כל כך.

"אחרי בדיקות והדמיות היינו באמת מרוצים כשראינו שהמערכת פועלת בפועל. לראשונה ברשת החשמל של הולנד, טכנולוגיה זו מצמצמת את המשך וגם את ההשפעה היותר רחבה של תקלות ברשת", אישר Marko Kruithof, מנהל קיימות והתחדשות ב- Stedin.

רכיבים נוספים ברשת החכמה

מפת הדרכים לרשת חכמה-תפעול תשתית מאופשר כולל טכנולוגיות חדשות אשר מתוכננות לתמוך בדרישה עם תנודות ובצורך גובר בממשק ובפעילות גומלין בין חברת התשתית ללקוח. בהמשך מופיעה רשימה של תחומי טכנולוגיה עיקריים שמספקים את אבני הדרך של פיתוח חדש זה.

  • תשתית של רשתות תקשורת רחבות (WAN), תקשורת ואבטחה
  • תשתית מדידה מתקדמת (AMI)
  • מערכת ניהול נתוני מדידה
  • אוטומציה של חלוקה

לקישור של מגוון רחב של התקנים חכמים המפוזרים ברחבי הרשת נדרשת תקשורת מאובטחת. כל חברת תשתית שיש לה חזון של רשת חכמה צריכה להקים רשת תקשורת מקבילה לרשת החשמל ושיכולה לנטר, להפעיל ולשפר את אותה רשת חשמל. ואולם הטכנולוגיה והמניעים שקובעים מהי רשת התקשורת הרחבה (WAN) המתאימה לכל חברה יכולים להשתנות במידה רבה.

תשתית AMI יכולה להרחיב את תפעול המדידה על ידי הפחתת העלויות ושיפור דיוק הקריאה ואיסוף המידע לגבי השימוש באנרגיה וגם לספק מנגנון למסירת מידע ללקוחות ולתת להם את היכולת לקבוע תבנית טובה יותר של צריכת אנרגיה על פי בחירתם. זהו נושא נרחב אבל חברת החשמל צריכה להעריך את מצב המדידה הקיים ולקבל לכל הפחות מבט על של הדרישות לעתיד.

תוכנת MDM מתמקדת בניהול ובאינטגרציה נכונים של כל הנתונים הנוצרים במדידה: נתונים הסטוריים לצורך ניתוח, כמו גם נתוני חיוב, איכות אספקת החשמל ואירועי מערכת. כלי אינטגרציה זה הוא המרכז שמשתף מידע עם יישומים קריטיים אחרים כגון מערכות המידע על הלקוחות, (CIS), מערכות ניהול קשרי לקוחות (CRM), מערכות מתקדמות לניהול חלוקה (ADMS), ומערכות ניהול הפסקות חשמל (OMS). מערכת MDM שממומשת באופן יעיל יכולה לאפשר לחברת החשמל לשלב כל טכנולוגיה שהיא שנדרשת היום ובעתיד (תשתית צרכנים, תעשייתית ו/או תשתית מרובה) בתוך מערכת מלוכדת.

אוטומציה של החלוקה (DA) כרוכה בהתקנים ברשת החלוקה ובתקשורת מאובטחת ביניהם . אפשר לפרק את אוטומציית החלוקה לשתי יחידות עיקריות: אוטומציה של תחנות משנה (SA) ואוטומציה בשטח (FA) מאפשרת לחברות תשתית חשמל לנטר, לבקר ולתאם ממרחק את רכיבי החלוקה המותקנים בתחנות המשנה, בדרך כלל אלו הם מפסקים, מתגים, שנאים ומחליפי נקודת חיבור העומס (load tap changer) ובשימוש עם חיישנים, מודדים, ממסרי הגנה ובקרים - שלעתים מתייחסים אליהם כהתקנים אלקטרוניים חכמים (IED), יחידות RTU ןמערכות SCADA. FA מתפשטת אל מעגלים שמעבר לגבולות של תחנות המשנה ובדרך כלל כוללת מפסקים סוגרי מעגל (recloser), מתגים לבידוד מקטעים (sectionalised switch), מאגרי קבלים, מייצבי מתח וגלאי תקלות עם ציוד הניטור והבקרה הקשור אליהם ומערכות SCADA.

בתוך התחום של אוטומציית FA מחוברים גלאי תקלת קצר (fault passage indicator) למפסקים אוטמטיים ולמפסקים סוגרי מעגל, ומוסיפים לאמינות הרשת. DA מועילה מאוד בשיפור אמינות, בטיחות ונצילות המערכת - במיוחד בשימוש עם טכנולוגיות אחרות של רשת חכמה. מערכות כדוגמת ADMS יכולות לעזור בניהול ובשיפור אוטומציית DA ןלספק הנחיה לגבי המקומות הטובים ביותר להצבת התקני DA.

ברמת לקוח הקצה של הרשת החכמה, שניידר אלקטריק מיישמת מגוון של טכנולוגיות חדשות לחיבור עסקים ובעלי בתים. פלטפורמת ההפעלה בצד הדרישה StruxureWare™ המבוססת מחשוב ענן תאפשר את ההשתתפות בתוכנית כגון Demand Response (תגובה לדרישה) אשר מציעה יוזמות פיננסיות להתאמת צריכת האנרגיה כאשר נדרש. עבור בעלי בתים שניידר אלקטריק פיתחה את מערכת Wiser™ החדשנית אשר מנטרת ומבקרת את כל ציוד החשמל. אפשר להשתמש במחשב או בהתקן נייד כדי לצפות בשימוש באנרגיה לפי אזור או סוג (למשל מערכת חימום, מחמם מים). אפשר גם לכוון מרחוק את טמפרטורת החדר, לקבוע זמני הפעלה וכיבוי של תאורה או לתכנת מצב של חיסכון באנרגיה. ובסוף החודש בעל הבית יכול ליצור חשבון דמה שבו יוכל לראות את החיסכון באנרגיה.

היתרונות מתמקדים בחיסכון בעלויות והקטנת הבזבוז

טכנולוגיות חדשות מאפשרות פיתוח נוסף של יוזמות לרשת החכמה על ידי כך שהן מאפשרות לחברת החשמל לשפר את התכנון התפעולי ולנהל טוב יותר את נכסי הרשת ואת כוח העבודה שלה אבל גם להגיב במהירות לפעולות תמחור בשוק ולדרישות של הלקוחות.

כשלקוחות ויצרנים-צרכנים (prosumer) הופכים להיות מעורבים יותר באספקת החשמל ובתהליך החלוקה, חברת החשמל יכולה לממש חיסכון בעלויות על ידי גמישות רבה יותר ותגובה מהירה יותר. המשמעות של פעולה באופן כזה היא הצורך בממשקים הדוקים בין הרשת החכמה הציבורית והמשתתפים המקומיים שעומדים בתקנים ותואמים בשני הכיוונים. למרות שההשקעות בטכנולוגיות חדשות אלו עלולות להגדיל את עלויות ההון בטווח הקצר, היתרונות לטווח הארוך יכללו עלויות הפעלה מופחתות, בזבוז אנרגיה קטן יותר ורשת גמישה יותר.

Nos conseillers sont disponibles pour répondre à vos questions de 8h00 à 18h00 du lundi au vendredi toute l'année.