Schzka CIRED PS03/1 Pavlov, 2.a

Transkript

1 Jií Roubal, ABB s.r.o., Divize Power Systems Smart Grids Obecný pohled Schzka CIRED PS03/1 Pavlov, 2.a April 3, 2009 Slide 1

2 Co je to Smart Grids? Odpovdí mže být velmi mnoho April 3, 2009 Slide 2 Smart Grids charakterizuje zpsob pístupu k realizaci proces výroby, penosu, distribuce i spoteby elektrické energie Smart Grids se dotýká jak proces v oblasti primární technologie, tak (a to zejména) proces související se sekundárními technologiemi monitorováním, ízením, automatizací i procesy správy, diagnostiky, údržby jak primární, tak sekundární technologie Typickým aspektem konceptu Smart Grids je maximální dostupnost specifických funkcí pro co nejvtšíást technologie Smart Grids, s ohledem na udržitelnost implementace a dašího rozvoje, pedpokládají maximální využití standardizace Implementace konceptu Smart Grids pedpokládá využití souasných i budoucích technickým a technologických trend

3 Co Smart Grids obsahuje? Nkolik obvykle citovaných aspekt Smart Grids majíasto charakter selfhealing sítí Nedílnou souástí Smart Grids je komunikaní infrastruktura, které umožní vytváet prostedí pro penos informací (obousmrn) ve shod s penosem eletrické energie Smart Grids dokáže jednoduše realizovat pístup pro aplikace monitorování, ízení, automatizaci správu, diagnostiku a údržbu k zaízení ve všech ástech etzce výroba, penos, distribuce, spoteba Zaizení pro monitorování, ízení a automatizaci, která jsou klíovými prvky Smart Grids mohou být zaazena do modelízení v uzavené smyce v rámci technologické skupiny, objektu, skupin objekt i ásti nebo celé sít April 3, 2009 Slide 3

4 Kde mžeme aspekty Smart Grids nalézt Typické oblasti implementace 1. Mení elektrické energie 2. Služby zákazníkm 3. Regulace spoteby 4. Distribuovaná výroba 5. Mikroregiony, mikrosít 6. Zásobníky elektrické energie (pímé i nepímé) 7. Stabilizace parametr v elektrických sítích (kompenzace, regulace naptí) 8. Specifické funkce monitorování, ízení a automatizace 9. ízení tok v sítích 10. Virtuální elektrárny 11. Podprné a systémové služby 12. Stabilita distribuních i penosových systém April 3, 2009 Slide 4

5 Pro Smatr Grids? Odlišné prvotní impulsy v rzných ástech svta Zdroj: Roger N. Anderson, Columbia University April 3, 2009 Slide 5

6 Pro Smatr Grids? Odlišné prvotní impulsy v rzných ástech svta April 3, 2009 Slide 6 Zdroj: Roger N. Anderson, Columbia University

7 Smart Grids ve svt Trendy se postupn sbližují NAM Hlavní silou je státní aparát a velké prmyslové skupiny Podopora z federální i státní úrovn Trend mezi spolenostmi typu utility Evropa Znaný zájem u velmi velkých spoleností typu utility Znaná podpora z úrovn EU Významný podíl rozvoje je dán sledováním trendu v NAM Asie Vznikající zájem u velmi velkých spoleností typu utility Cílem je spíše získání nových kapacit Další rozvoj následujícch 5-10 let April 3, 2009 Slide 7

8 Smart Grids a budoucí rozvoj Technologické trendy Souasnost, velmi blízká budoucnost 10 let 20 let 30 let Intenzivní rozvoj sekundárních technologií. Vznik obecného ešení oznaovaného asto také jako jako Real-time digital management - umožující napíklad automatickou detekci poruch a automatickou zmnu konfigurace dle aktuálních možností sít, výroby a spoteby ízený penos elektrické energie, zaízení pro limitaci penosu výkonu, digitální transformátory, atp. - umožujícíízení toku výkonu v síti podle aktuální požadavk a možností sít Technologie vysokoteplotní supravodivosti - vysokoteplotní supravodivé zásobníky Kombinované penosové a distribuní trasy el.energie/vodík vodie pro penos el.energie uvnit potrubí pro transport kapalného vodíku Technologie kvantových nano vodi pevnjší Kevlaru, lehí propylénu s 10x vyšší vodivostí než m April 3, 2009 Slide 8

9 Smart Grids Pedpoklady úspešné implementace Je teba si uvdomit, že Smart Grids není jednoznan definovanéešení jasn vymezené problematiky Smart Grids je komplex ešení využívající pedevším synergii implementace vybraných technických prostedk a technologických postup Implementace konceptu Smart Grids by se mla opírat o maximální standardizaci v oblasti sekundární techniky a souvisejících prostedk (hlavn komunikace) S ohledem na rozsah implementace konceptu Smart Grids je teba poítat s nárstem potu komunikujících prostedk sekundární techniky o 2-3 ády Zvyšující se míra saturace technických prostedk (komunikace, IT, a další) se stane klíovou otázka zabezpeení informací April 3, 2009 Slide 9

10 Ortogonální struktura systém Východisko k plnému pokrytí všech proces Funkce Fn Stanice Oblast Region Sí Funkní blok/agent F1 Funkní blok/agent F1 Funkní blok/agent F1 Funkce F2 Funkce F1 Funkní blok/agent F1 Funkní blok/agent F1 Funkní blok/agent F1 Funkní blok/agent F1 Funkní blok/agent F1 Funkní blok/agent F1 Funkní blok/agent F1 Komunikaní infrsatruktura Výkonné funkce systému stanice Výkonné funkce systému stanice Výkonné funkce systému stanice April 3, 2009 Slide 10

11 Standardní vazby dle IEC Pedpoklad pro komplexníešení ISO IEC Funkní blok/agent ACSI Abstract Communication Service Interface SCSM 1 IEC SCSM 2 SCSM n Specific Communication service Mapping 7 MMS App.layer App.layer 3-6 TCP/IP TCP/IP Stack x 2 Ethernet GPRS Link 1 1Gbps FO GSM/GPRS Phys April 3, 2009 Slide 11

12 Detailní definice struktury dle IEC Mapování IEC IEC x April 3, 2009 Slide 12

13 Detailní definice struktury dle IEC IED Stand-alone ešení April 3, 2009 Slide 13

14 Standardizace v procesech ízení Pehled aktuálního stavu April 3, 2009 Slide 14

15 Novinky v IEC Nápl práce IEC TC 57 pracovních skupin Témata související s IEC a (Data and Communication Security): Komunikace mezi stanicemi Komunikace mezi stanicemi a ídícími centry Funkní pístup Modely MIB (Logical Nodes a Data Objects) Redundance Topologie LAN sítí ve stanicích Rozšíení LN pro monitorování prostedí a kvality (více jak 40 nových LN) IEC Lite zahájení diskuse April 3, 2009 Slide 15

16 Novinky v IEC Systematické rozšiování standardu Communication networks and systems for power utility automation 7-4: Basic model 7-400: Substation 7-410: Hydroelectric power plants Communication for monitoring and control 7-420: Basic communication structure Distributed energy resources logical nodes 80-1: Guideline to exchanging information from a CDCbased data model using IEC or IEC : Using IEC for the communication between substations and control centers 90-2: Communication between substations April 3, 2009 Slide 16

17 Jak postupovat? Shrnutí Více než kdy jindy je teba, pi zvažování postupu pi implementaci konceptu Smart Grids, vnovat pozornost mnohým negativním dsledkm Koncept Smart Grids nemá svoji White Book, kde by bylo možné najít návod, jak postupovat. K implementaci jeho vybraných aspekt je teba pistupovat individuáln, ale zásadn v souladu s celkovým budoucím konceptem. Je tedy nutná zásadní píprava Je zejmé, že implementace konceptu Smart Grids není one man show. Obvykle (zkušenosti z jiných oblastí) je implementace pilotních projekt výstupem práce velmi širokých skupin participant (zákazník-dodavatel tradiních technologií-dodavetel komunikaních technologií-dodavatel SW aplikací-akademická sféra) April 3, 2009 Slide 17

18 Máme se neho se obávat? Na co si dát pozor! Investiní náronost Implementace ešení (nej)vyšší technické úrovn know how, požadavky na personál, zmna jeho struktury Vyšší míru závislosti na dodavatelích ádov (i o nkolik ád) vyšší rozsah implementace systém než dosud Zásadní zmnu požadavk na oblast zabezpeení funkcí spolehlivost, bezpenost Zásadní zvýšení negativních dopad nestandardních stav April 3, 2009 Slide 18

19 Doporuení na závr CIRED PS03 je ideální platforma Klíovými aspekty implementace Smart Grids je zvládnutí implementace velmi rozsáhlých komplexídících a informaních systém. To nebude možné bez maximální míry standardizace v oblastech Automatizace stanic, sítí a všech dalších prostedk Implementace heterogenních komunikaních subsystém (LAN, WAN,...) Zabezpeení dat a komunikací Nadazené dispeerskéídící a informaní systémy, standardizace datových model a vazba na systémy ve stanicích a sítích Vazba na další informaní systémy spoleností April 3, 2009 Slide 19

20 A skuten na závr... Témata k diskusi i námty pro práci skupiny PS03 1. Je vhodné použít jako komunikaní infrastrukturu komerní službu mobilního operátora? 2. Jak ešit problém last mile / posledního kilometru 3. Hierarchickéešení komunikace sledující vazby primární technologie, tzn. odbratel-dts nebo DTS-Tr 110kV/vn a jak ešit situaci pi zmn konfigurace? 4. Princip adresace v sítích LAN/WAN IEC 61850, ev.princip adresace ostatních zaízení (IPv4 vrs. IPv6) 5. Jsou dnešní pilotní projekty AMM v souladu s uvedenými zásadami synergie ešení v rámci konceptu Smart Grids? April 3, 2009 Slide 20

21 Kontakty Ing. Jií Roubal Senior Technical Specialist ABB s.r.o., Divize Power Systems Adresa: ABB s.r.o. 28.íjna Teplice Mobile: April 3, 2009 Slide 21

22 April 3, 2009 Slide 22