Rola i bezpieczeństwo sieci energetycznych w czasach zwiększonej eksploatacji

Pod koniec I kwartału br. w całej Europie zanotowano spadek zażycia energii elektrycznej, które głównie spowodowane było zawieszenie produkcji w wielu branżach gospodarki. Zapotrzebowanie w niektórych krajach zmalało nawet o 15 proc.[1], a w Polsce w ostatnim tygodniu marca zmniejszyło się o ponad o 7 proc.[2]. Trend ten utrzymywał się także w kwietniu. Według wyliczeń ekspertów PIE, zużycie wyniosło 93-94 proc. zapotrzebowania w porównaniu do analogicznego okresu poprzedniego roku[3]. Podczas gdy w przemyśle widoczna jest tendencja zniżkowa w tym zakresie, to sytuacja w gospodarstwach domowych pokazuje jak bardzo współczesne społeczeństwo jest zależne od elektryczności.

Miliony osób na świecie, w tym co trzeci pracownik w Polsce[4] pozostaje w domu, pracuje zdalnie, robi zakupy przez internet czy też spędza wolny czas korzystając ze sprzętu elektronicznego. Przeciążenia sieci są szczególne zauważalne w ostatnim czasie zarówno dla ich administratorów jak i użytkowników. Sektor ten jest, według opracowania The Shift Project[5], odpowiedzialny za niemal 4%. emisji CO2 na świecie. To więcej niż lotnictwo (2%). Według prognoz Gartnera, do 2022 roku, w typowym gospodarstwie domowym do sieci będzie podłączonych nawet 500 urządzeń.

Sieci energetyczne pomimo mniejszego zapotrzebowania ze strony przemysłu, nadal muszą sprostać dużym obciążeniom. Obecnie największym wyzwaniem jest duży stopień rozproszenia odbiorców energii na znacznym obszarze.

– Przesył energii ma teraz kluczowe znaczenie dla sprawnego funkcjonowania gospodarki i całego społeczeństwa. Trudno bowiem sobie wyobrazić brak prądu w budynkach mieszkalnych, sklepach czy chociażby szpitalach. W sytuacji, gdy 1/3 polskich pracowników pracuje w domach ważna jest niezawodność usług i komponentów krytycznych, które zapewnią bezpieczną i nieprzerwaną pracę – mówi Michał Ajchel, Dyrektor Segmentu Energetyki w Klastrze MEE Schneider Electric.

Infrastruktura krytyczna to „rzeczywiste i cybernetyczne systemy (obiekty, urządzenia bądź instalacje) niezbędne do minimalnego funkcjonowania gospodarki i państwa”[6]. W skład tego zbioru zaliczają się systemy zaopatrzenia w energię, sieci łączności, sieci teleinformatyczne, systemy finansowe, transportowe czy zaopatrzenia w żywność i w wodę.

Rozproszenie dużej liczby osób na znacznie większym obszarze powoduje dodatkowe obciążenie sieci, które nie są normalnie do tego przystosowane. Może to rodzić obawy czy systemy te będą wydajne na dłuższą metę. Aby mogły one wytrzymać coraz to większe obciążenie wymagana jest implementacja inteligentnych rozwiązań, które pomogą je stale monitorować i reagować na ewentualne problemy.

Odpowiedzią są systemy umożliwiające tworzenie inteligentnych sieci przesyłowych. W skład tego typu systemów wchodzą czujniki, narzędzia monitorujące i kontrolujące przepływ energii. Pozwalają one zbierać dane i poddawać je szybkiej analizie. Dzięki czemu umożliwi to m.in. przewidywanie wysokiego obciążenia, mogącego skutkować awarią – i reagowanie z wyprzedzeniem. Przykładem takiego wykorzystania technologii jest platforma EcoStruxure Schneider Electric.

– W wielu krajach Schneider Electric został sklasyfikowany jako dostawca krytycznych usług i komponentów. W Polsce taka lista jest niejawna. Posiadanie statusu dostawcy usług i komponentów dla infrastruktury krytycznej danego kraju to przede wszystkim obowiązek utrzymania działalności produkcji w czasie, kiedy większość innych branż podlega administracyjnym ograniczeniom, jest konsekwencją tego obowiązku – mówi Michał Ajchel, Dyrektor Segmentu Energetyki w Klastrze MEE

Kompleksowa ochrona na sezon burzowy

Ochrona infrastruktury krytycznej jest kluczowa również w tzw. sezonie burzowym, który w Polsce trwa do października. Największa częstotliwość wyładowań elektrycznych występuję w czasie wakacji – aż 70%. Te zjawiska mogą być zagrożeniem dla domów i infrastruktury m.in. dla stacji transformatorowych, rurociągów czy kabli łączności. Jak się przed nimi chronić?

Wykorzystując rozwiązania w zakresie inteligentnych sieci energetycznych (Smart Grid) możliwe jest monitorowanie ich w czasie rzeczywistym. Przykładem może być rozproszony system FDIR (Fault Detection, Isolation and Restoration), który Schneider Electric wprowadził we wrocławskim oddziale Tauron. Pozwala on na szybką identyfikację miejsca zwarcia, odłączenie uszkodzonego fragmentu sieci i automatyczne przywrócenie zasilania odbiorcom, którzy korzystają z nieuszkodzonej części sieci.

– Zaletą rozwiązań smart grid jest bardzo krótki czas restytucji zasilania, co jest szczególne ważne w kontekście infrastruktury krytycznej. Czas identyfikacji i izolacji zwarcia oraz przywrócenia zasilania w zdrowych fragmentach sieci jest krótszy niż 30 sekund – Michał Ajchel, Dyrektor Segmentu Energetyki w Schneider Electric.

[1] Tygodnik Gospodarczy PIE, nr 14/2020

[2] https://www.statista.com/statistics/1108711/poland-electricity-demand-change-due-to-covid-19/

[3] Tygodnik Gospodarczy PIE, nr 14/2020

[4] https://www.statista.com/statistics/1105280/poland-respondents-working-remotely-due-to-covid-19/

[5] https://theshiftproject.org/en/article/unsustainable-use-online-video/

[6] https://rcb.gov.pl/infrastruktura-krytyczna/