Decentralizace se neobejde bez chytrých stanic

ABSTRACT: Smart substations must meet increasing market demands for safe power distribution and react to upcoming trends. The company PREdistribuce will implement between 100 and 120 of them annually, reaching 500 installed stations next year.

PRO-ENERGY magazín k zakoupení ZDE  předplatné na celý rok ZDE

CHYTRÉ STANICE PRO ZVYŠOVÁNÍ SPOLEHLIVOSTÍ SÍTĚ

Záměr implementovat takzvané chytré distribuční stanice se v PREdistribuce (PREdi) objevil již před osmi lety a vycházel zejména ze zvyšujících se požadavků na spolehlivost dodávek elektřiny. Realizace chytrých stanic probíhá v návaznosti na nastupující trendy, zejména očekávaný rozvoj decentrálních zdrojů a elektromobility. Z dnešního hlediska se tyto trendy nejen potvrdily, ale jsou doprovázeny mnoha dalšími aspekty, mezi které patří zejména:

• masivní rozvoj decentrálních zdrojů na hladině nízkého a vysokého napětí,

• očekávané vysoké tempo elektrifikace sektoru vytápění a připojování dobíjecích stanic určených pro veřejné dobíjení, firmy i developerské projekty,

• podílení se na zajišťování stability celé přenosové soustavy v rámci flexibility poskytované pro služby výkonové rovnováhy.

Kromě očekávaných trendů se ovšem vyskytly i nenadálé situace. V loňském roce energetici čelili reálné hrozbě plošného výpadku dodávek plynu. To by s největší pravděpodobností mělo za následek náhlé a razantní zvýšení zatížení distribuční sítě vlivem přechodu vytápění a ohřevu teplé vody na elektrickou energii.

Koncept chytré stanice s důrazem na základní oblasti, které toto řešení zajišťuje, je přehledně zobrazen na obrázku 1.

Obrázek č. 1: Základní oblasti, které chytré stanice musí zohledňovat

REALIZACE VÍCE NEŽ 100 CHYTRÝCH STANIC ROČNĚ

Z pohledu provozu se chytrá stanice zařadila mezi standardní prvky distribuční sítě. Díky spolupráci útvarů napříč společnostmi PRE, zhotovitelů i dodavatelů jednotlivých komponent se daří v rámci výstavby a obnovy rea-lizovat plánovaný počet 100 až 120 instalací ročně. K jeho ohrožení nedošlo ani vlivem výpadků dodávek čipů a jiných komponentů, který dopadl na všechny průmyslové sektory. Začátkem příštího roku bychom v PREdi měli dospět k dalšímu milníku, a to k číslu 500, které si energetici sami stanovili jako okamžik pro vyhodnocení očekávaných přínosů celého řešení a stanovení dalšího postupu. A to jak z pohledu počtu „pochytřovaných“ stanic, tak i případných nových funkcionalit.

Obrázek č. 2: Mapa chytrých/pochytřených trafostanic na distribučním území PREdi ke konci roku 2022

NEUSTÁLÉ ZVYŠOVÁNÍ TECHNICKÉHO STANDARDU

Samotné technické řešení během této doby doznalo několika inovací. Co bylo v původním seznamu funkcionalit označeno jako „budoucí“ nebo „příprava“, je již dnes standardem. Technologie stanice zprostředkovává ovládání a monitoring výroben elektřiny s instalovaným výkonem nad 100 kW, zejména velkých fotovoltaických instalací a kogeneračních jednotek. Umožňuje rovněž připojení koncentrátorů chytrého měření, jehož spuštění se připravuje již na polovinu příštího roku. Rovněž se podařilo – a to i díky tlaku na dodavatele – zbavit se sériové komunikace připojených zařízení, což významně vylepšuje jejich vzdálenou správu a přispívá ke zvýšení úrovně kybernetické bezpečnosti.

Významnou inovací prošel také rozváděč nízkého napětí (NN), který je nyní připraven na vyvedení optických vláken, umožňuje instalaci měření jednotlivých NN vývodů a v neposlední řadě i připojení wallboxu pro dobíjení elektromobilů.

Požadované funkcionality není možné zajistit bez napojení na nadřazené systémy. Nejdůležitější z nich je řídicí systém SCADA, který slouží pro vzdálené řízení a monitoring. Technologie stanice je ovšem připojena i do centrály power quality, která slouží pro sběr naměřených dat na hladině NN, dále do systému vzdálené správy a systému pro dohled komunikační sítě.

Obrázek č. 3: Komunikační propojení rozváděče VN

Obrázek č. 4: Rozváděč NN s přípravou na připojení optické infrastruktury

PROVOZ, SERVIS A ÚDRŽBA

S narůstajícím počtem chytrých stanic jsme museli v PREdi komplexně přistoupit k říze­-ní životního cyklu. V rámci koncepční podpory spravujeme a aktualizujeme typové podklady, jako jsou projektová dokumentace, parametrizace a podklady pro předávání dat mezi systémy.

Důležitým článkem je rovněž systém evidence a odstraňování závad. Díky pokročilé diagnostice a vzdálené správě všech důležitých zařízení se daří případné závady včas detekovat a předávat k odstranění, aby nebránily spolehlivému provozu chytré stanice. O řešení problémů přímo ve stanici se stará tým kolegů z dceřiné společnosti PREnetcom.

DALŠÍ KROKY

V rámci plánovaného pokrytí distribuční sítě chytrými stanicemi je PREdi v současnosti přibližně na konci první třetiny. Ale v té nadcházející druhé třetině není možné vše nechat běžet setrvačností. Důležitou výzvou je připojování chytrých stanic na optickou infrastrukturu Skupiny PRE. Její výstavba probíhá velmi intenzivně a nabízí příležitost komunikačně připojit tímto způsobem jak plánované, tak i stávající stanice.

V příštím roce hodlá PREdi zprovoznit s kolegy s IIS systém pro podporu životního cyklu chytrých stanic. Stávající procesy a podklady tak bude spravovat robustní aplikace, která umožní správu a předávání všech potřebných podkladů včetně řízení přístupů a oprávnění.

Zajímavou aplikací je i tzv. Self-healing. Tato aplikační nadstavba systému SCADA umožní v budoucnu provádět rekonfigurace části sítě po poruše zcela autonomně, a tím razantně přispěje ke zkrácení doby výpadku elektřiny. Další aktivity směřují k integraci na Bezpečnostní dispečink, který zajišťuje nepřetržitý monitoring technologie z pohledu kybernetické bezpečnosti.

Detailnější posouzení přínosů chytrých stanic proběhne v příštím roce, kdy jejich počet dosáhne 500. Již nyní ale je možné říci, že se zcela potvrdily předpoklady, které hrály významnou roli při rozhodování o jejich zavedení. Z pohledu spolehlivosti provozu se potvrdila sázka na kvalitní komponenty, vysokou míru standardizace a dále realizace činností s vysokou přidanou hodnotou pracovníky ze společností Skupiny PRE.

O AUTOROVI

Ing. Pavel Glac pracuje v PREdistribuce, a.s., jako vedoucí oddělení Inovace distribuční sítě. Věnuje se úlohám spojeným s modernizací distribučních sítí a zavedení AMM.

Kontakt: pavel.glac@pre.cz