Automatyczny system kontrolno-pomiarowy do rejestracji i przesyłania informacji o konsumpcji energii elektrycznej może być lekarstwem na problemy dystrybutorów energii
Dystrybucja energii ma specyficzne wymagania. Z jednej strony najbardziej korzystne dla elektrowni byłoby stałe obciążenie generatorów, z drugiej jednak – wiele odbiorników energii musi pracować okresowo, dlatego zapotrzebowanie na moc chwilową nie może być funkcją stałą. Energii elektrycznej nie daje się magazynować, dlatego zwiększenie konsumpcji musi być zrównoważone dodatkowym wytwarzaniem, co nie ułatwia życia dystrybutorom energii. Do tego może dojść konieczność dywersyfikacji źródeł energii – do sieci płynie prąd z generatorów „czystej” energii, elektrowni wiatrowych, małych elektrowni wodnych, przydomowych siłowni słonecznych.
Prawdopodobnie niebawem popłynie także z baterii ogniw paliwowych, gdy powstaną lokalne elektrociepłownie, wykorzystujące wodór gromadzony za dnia z elektrolizy wody, dokonywanej za pomocą ogniw słonecznych. Jak widać, liczba problemów będzie rosnąć. A przecież występuje także znany od dawna, bo powstał razem z energetyczną siecią przesyłową, problem pobierania i egzekwowania opłat za energię elektryczną. Dostawcy energii od dawna starali się ten problem rozwiązać. Jednak stosowane przez nich dotychczas systemy inkasowania ciągle są źródłem niepotrzebnych kosztów. Wszystkie problemy wymagają sprawnej kontroli sieci, elastycznego procesu dystrybucji energii i komunikacji z klientem.
Kontakty z klientem
O tym, jak wygląda pobór energii przez indywidualnego klienta, dystrybutor na dobrą sprawę nie wie. W tradycyjnych systemach obsługi odbiorców energii kontakty z klientem są rzadkie, ograniczają się do niezbyt częstych wizyt inkasentów. Lokalny dyspozytor mocy śledzi obciążenie w funkcji czasu, kontrolując na bieżąco jedynie pobór mocy dużych grup klientów. Bilansowanie energii kupionej i pobranej odbywa się, podobnie jak płatności, z dużym opóźnieniem. Trudno zatem śledzić awarie i kradzieże energii, nie mówiąc o przewidywaniu wydarzeń, np. obszarów przeciążeń sieci. Gdyby istniała możliwość bieżącej, dwustronnej komunikacji z klientem, wiele spraw, w tym bilanse i płatności, dałoby się zautomatyzować, minimalizując dotychczasowe koszty obsługi klienta.
Nowoczesne liczniki energii elektrycznej mają funkcje zdalnego odczytu, np. liczniki ABB wykorzystują dwuprzewodową sieć M-Bus (IEC 1434), port RS-232 lub modem. Jednak rozwiązaniem mogącym stanowić lekarstwo na problemy dystrybutorów energii, zapewniającym także uelastycznienie obsługi sieci, wydaje się system AMM (Automatic Meter Management) – automatyczny system kontrolno-pomiarowy do rejestracji i przesyłania informacji o konsumpcji energii elektrycznej.
System AMM, opracowany przez włoski koncern energetyczny Enel i IBM, to system elektronicznych liczników, które są zdalnie monitorowane przez dostawców energii. Włoski Enel rozpoczął w 2001 r. wdrożenie systemu AMM wśród swoich klientów. Docelowo sieć liczników obejmie 30 milionów gospodarstw domowych i małych firm we Włoszech. Niezmiernie złożony, zarówno technicznie, jak i logistycznie, projekt zostanie ukończony w 2005 r. Do realizacji tego wdrożenia zaangażowano ponad 650 firm instalacyjnych, ponad 700 osób pracowało przy produkcji i instalacji 50 000 liczników dziennie.
Po podpisaniu aliansu strategicznego między IBM i Enel wykorzystuje się sieć sprzedażową IBM do oferowania rozwiązania globalnie, w wielu krajach na świecie, jednocześnie ponoszone są znaczne nakłady na unowocześnienie i rozwój systemu AMM.
Elektroniczny inkasent i kontroler
Podstawowym elementem systemu jest inteligentny licznik energii zapewniający dwukierunkową komunikację z odbiorcą. Licznik na żądanie może wysyłać informacje o zdarzeniach energetycznych u klienta, a także odbierać i wykonywać polecenia. Dostawca energii zdalnie dokonuje odczytu licznika, może także wykonywać takie zabiegi, jak zmiana dostępnej mocy i taryf oraz umów z klientem, załączanie i wyłączanie odbiorcy. Dane gromadzone w centrali i odpowiednio przetworzone dostarczają dystrybutorom wiele istotnych informacji o pracy sieci energetycznej.
Sieć jako falowód
Inteligentny licznik energii wymaga sprawnej sieci dwukierunkowej transmisji danych. Pierwotny obwód wymiany informacji ograniczony jest do obszaru zasilania z jednego transformatora średniego napięcia, przetwarzającego prąd z sieci 15 kV lub 20 kV do napięcia użytkowego. Na takiej stacji zainstalowany jest koncentrator zbierający informacje z działających w obwodzie liczników odbiorców i przekazujący je przez sieć GSM do dystrybutora energii. System AMM działa w obwodzie niskiego napięcia – dla sygnałów rozchodzących się po falowodach, jakie stanowią przewody zasilające odbiorców, transformator jest przeszkodą nie do pokonania. Dlatego koncentrator jest podłączony po stronie niskiego napięcia i zebrane w tym obwodzie dane przekazuje bezprzewodowo do centralnej bazy danych.
Centralny system obsługi
Informacje odczytywane z liczników, czyli zużycie energii czy chwilowe pobory mocy, poprzez centrum wymiany danych trafiają do centralnej bazy. Gromadzone i przetwarzane, stanowią cenne źródło informacji dla dystrybutorów energii elektrycznej. Przede wszystkim umożliwiają dokładniejsze zestrojenie popytu i podaży energii, łagodzenie obciążeń sieci, szybszą reakcję na awarie. Szybkie bilansowanie kupionej i dostarczonej energii ułatwia wykrywanie i lokalizację miejsc kradzieży.
Dzięki zawsze dostępnemu realnemu odczytowi rachunki wystawiane klientom nie są szacunkowe, mogą być wystawiane z częstotliwością odpowiadającą odbiorcom, co radykalnie zmniejsza liczbę reklamacji i ogranicza koszty obsługi klientów. W ramach centralnego system informatycznego obsługi sieci możliwe jest uruchomienie np. portali dla klientów, aby przez Internet śledzić historię zużycia energii elektrycznej i poprawność wystawiania rachunków do zapłaty. Pojawią się możliwości zaoferowania nowych usług odbiorcom, jak dostęp do Internetu, telekomunikacja, elektroniczna ochrona mieszkań.
Zbliżający się duży wzrost zapotrzebowania na energię, rosnące ceny paliw oraz ograniczanie emisji gazów cieplarnianych spowodują konieczność sięgnięcia po mniejsze, zdecentralizowane źródła energii. Wymagać to będzie innego podejścia do problemów eksploatacji sieci dostaw. Bez wdrożenia systemu sprawnego, elastycznego sterowania przepływem energii w sieci, te zadania mogą okazać się niewykonalne.
Przygotowania trwają
W marcu 2004 r. IBM i Enel szacowały, że rynek rozwiązań AMM może być wart 120 mld euro. Wstępne analizy wykazują, że system AMM może być z powodzeniem wdrożony w Polsce. Na przykładzie projektu zrealizowanego we Włoszech widać, że na przeszkodzie wdrożeniu nie stoją zapóźnienia techniczne. Również warunki legislacyjne nie powinny być przeszkodą, zwłaszcza że znajdujemy się u progu liberalizacji rynku klienta indywidualnego. Podstawowym czynnikiem zniechęcającym do podjęcia tej inwestycji może być koszt wdrożenia systemu, ale korzyści z projektu zapewnią zwrot z inwestycji w ciągu 4–6 lat. IBM prowadzi rozmowy w sprawie AMM z Urzędem Regulacji Energetyki oraz z najważniejszymi dostawcami energii w kraju. Trwają obecnie analizy opłacalności inwestycji.
IBM rozpoczął implementację rozwiązania AMM w jednej ze spółek zajmujących się dystrybucją energii w Holandii, a wkrótce system będzie wdrażany w krajach wschodniej Azji, w Kanadzie i Australii.
|
Jak będą się w najbliższych latach rozwijać systemy do automatycznego zarządzania licznikami energii elektrycznej? – odpowiada Piotr Laube z IBM Business Consulting Services
W ciągu najbliższych 5 lat rozwiązania klasy AMM będą się stopniowo upowszechniały, aż staną się obowiązującym standardem. Ich zalety widzą zarówno zakłady energetyczne (możliwość oszczędności i lepszej alokacji środków), państwo (bezpieczeństwo energetyczne kraju), jak również klienci (nowatorskie taryfy i dodatkowe usługi). Głównym hamulcem rozwoju jest wysoki koszt wymiany infrastruktury liczników i konieczność poniesienia znacznych nakładów na centrum zarządzania w początkowej fazie projektu. Szczególnie ta druga przyczyna powoduje, że wdrożenia pilotażowe na małej próbie klientów nie wykazują znaczących zysków. Dopiero możliwość zarządzania kilkudziesięcioma tysiącami liczników w pełni zobrazuje silne strony systemu. Dlatego pozostaje czekać, aż pojawi się więcej dowodów na to, że pionierzy tej technologii odnieśli sukces, a wtedy nie będzie już odwrotu.
|
Autor: Cezary Pochrybniak, MSI Polska