Autor: Ketrin Bišofberger

Članak na engleskom jeziku možete pročitati na IEC e-tech

Piter Jensen je predsjednik Tehničkog komiteta 13 Međunarodne elektrotehničke komisije (IEC), koji priprema standarde u oblasti mjerenja i kontrole električne energije, za opremu i sisteme za pametno mjerenje koji su dio pametnih mreža. U razgovoru za e-tech on govori o izazovima s kojima se suočava elektroenergetska mreža dok se krećemo ka potpuno električnom društvu, i o tome kako TC 13 izrađuje standarde koji će pomoći u tom procesu.

Slažete li se s upozorenjem koje su nedavno izdali Svjetski ekonomski forum (WEF) i Međunarodna agencija za energiju (IEA), u kojem pozivaju zemlje da modernizuju svoje mreže? (pročitajte o različitim izveštajima: Da li su mreže spremne za potpuno električno i povezano duštvo?)

Postoji širok konsenzus kako na političkom nivou, tako i među stručnjacima za  energiju u vezi sa stavovima koje su iznijeli WEF i IEA. Ubrzavanje elektrifikacije je apsolutno neophodno radi dekarbonizacije energetskog sektora. Elektrifikacija ima ključni značaj za postizanje ciljeva nulte emisije koji su potrebni kako bi se smanjio naš uticaj na klimu, a time i na život ljudi. Do tog cilja se može doći, ali je potrebno donijeti hrabre odluke u energetskom sektoru. To znači izgradnju novih izvora proizvodnje energije, uključujući obnovljive izvore i hidroelektrane gdje god je to moguće, kao i nuklearnu energiju u zemljama koje je koriste. Drugo, mreže za prijenos i distribuciju moraju se prilagoditi novom energetskom miksu koji uključuje veliki udio povremene proizvodnje energije dobijene od sunca i vjetra, kao i varijabilnost u električnoj potrošnji (kao što su toplotne pumpe i punjenje električnih vozila). Također, mora se raditi na smanjenju gubitaka energije i njenom boljem korišćenju – drugim riječima, na poboljšanju energetske efikasnosti. Način na koji će se ovo riješiti zavisit će od stanja energetskih sistema u različitim regionima svijeta. U zemljama u razvoju problem je omogućiti pristup električnoj energiji u udaljenim i ruralnim područjima koja su bez nje, što je potpuno drugačiji, ali jednako važan izazov. IEC pruža mnoštvo standarda koji omogućavaju pristup električnoj energiji. U TC 13 imamo dosta stručnjaka iz Afrike, a neki od njih su dali značajan doprinos u izradi standarda za pametno mjerenje, posebno za pripaid sisteme mjerenja.

Koji biste rekli da su glavni izazovi za elektroenergetsku mrežu dok se krećemo ka potpuno električnom i povezanom društvu?

U modernom društvu električna energija je jednako važna kao i voda. To znači da se sigurnost i kvalitet snabdijevanja električnom energijom ne smiju kompromitovati. Dakle, suočavamo se s dvostrukim izazovom jer moramo promijeniti energetski miks tako da uključuje veliki udio povremenih obnovljivih izvora, a istovremeno održati veoma visok nivo dostupnosti struje za sve vrste upotreba. Pronalazak ravnoteže između varijabilne proizvodnje i potrošnje, kao i uzimanje u obzir nedavnih napredaka u tehnologiji skladištenja energije, zahtijeva prilagođavanje mreža za prijenos i distribuciju. Skladištenje energije, koje je ključno za zadovoljavanje visoke potražnje za električnom energijom, može dolaziti iz stacionarnih baterija, ali i iz električnih vozila (EV) s, na primjer, kapacitetom vraćanja energije u mrežu. Ideja je da se EV-ovi pune u vrijeme niskog opterećenja mreže, na primjer noću. Zatim da budu u mogućnosti dopuniti mrežu dodatnom energijom tokom velikog opterećenja. Kako bi se izbjeglo masovno i skupo jačanje mreže, jedan od najvažnijih zadataka je razvijanje i usvajanje novih digitalnih tehnologija za dinamičko upravljanje mrežom. Jedan od problema s kojima se suočavamo je taj što je svaka mreža drugačija. U SAD-u mreža uglavnom funkcioniše s malim transformatorima, dok su u Evropi oni mnogo veći. To je samo jedan primjer, a ima ih mnogo više.

Koliko su važna pametna brojila u cjelokupnom procesu uvođenja pametnih mreža?

Pametna brojila se koriste za naplatu energetskih usluga i za kontrolu opterećenja (poznatu kao fleksibilnost ili odgovor na potražnju) putem lokalnih interfejsa u gotovo realnom vremenu, što je specificirano u standardu IEC 62056-7-5^[1]. Podaci prikupljeni preko brojila koriste se i za analitiku, koja direktno doprinosi donošenju odluka o investicijama, planiranju i radu. To je izuzetno korisno za elektrodistribucijska preduzeća, jer ne mogu istovremeno svuda ulagati. Pametna brojila im pomažu da definišu svoje prioritete, čime im omogućavaju da pametna mreža zaživi. Na primjer, digitalna kontrola punjača za EV može osigurati da se vozila pune noću i u vremenu niskog opterećenja.

Koji su to ključni novi standardi za pametna brojila?

Značajni standardi za pametna brojila obuhvataju mjerenje koje se koristi za obračun i mi stalno ažuriramo i obogaćujemo ovaj set standarda. Na primjer, TC 13 je izradio standard IEC 62053‑41 za mjerenje električne energije direktne struje (DC), što je ključni standard za proizvođače i tržišne aktere u vezi s punjenjem električnih vozila. Brzo punjenje zavisi od dostupnosti direktne struje, a infrastruktura za brzo punjenje brzo raste. Vjerovatno ćemo ga morati unaprijediti kada IEC TC 8 objavi standard za DC mreže, na koji tržište već čeka. Komitet je objavio tehnički izvještaj na ovu temu, ali je potrebno da imamo međunarodni standard i naši stručnjaci na njemu već rade.

Nekoliko drugih standarda pokriva zahtjeve za dizajn i ispitivanje pametnih brojila, kao i za pripaid mjerenja. Još jedan važan set publikacija je naša serija standarda IEC 62056^[2], koja definiše protokol aplikacionog sloja za razmjenu podataka i model podataka, poznat i kao DLMS/COSEM paket standarda. Oni su ključni za osiguravanje interoperabilnosti komercijalnih proizvoda, i većina pametnih brojila postavljenih širom svijeta usklađena je s tim okvirom. Izuzetak su SAD, koje i dalje uglavnom koriste svoje sopstvene standarde, ali radimo s Američkim nacionalnim institutom za standardizaciju (ANSI) na harmonizaciji i zajedničkom brendiranju ovih standarda.

Koji su to izazovi pred TC 13?

Ima ih mnogo! Dolazak distribuiranih energetskih resursa (DER); promjene u obrascima potrošnje kao što su punjenje električnih vozila, toplotne pumpe, hlađenje, pametni povezani domovi i zgrade, i tako dalje; nova tržišna pravila i mrežni kodeksi, i sve veća očekivanja krajnjih korisnika predstavljaju izazove s kojima se moramo suočiti. Oni su razlog zašto su pametno mjerenje, kontrola opterećenja, distribucija, rad mreže i upravljanje energijom u zgradama i domovima postali međusobno povezani. Više ne možemo raditi izolovano. Novi standardi koji su nam prijeko potrebni mogu se razviti samo kroz koordinaciju između različitih tehničkih komiteta koji su uključeni. TC 13 je započeo i aktivno doprinosi provođenju nekoliko zajedničkih aktivnosti s drugim TC-ovima. Tu je uključen, na primjer, jedan od potkomiteta TC 23, koji standardizuje energetski efikasne proizvode za razne instalacije, uključujući pametne povezane zgrade. Također sarađujemo s TC 57, koji razvija neke od ključnih standarda za pametne mreže, i s TC 69, koji priprema standarde za punjenje električnih vozila. Svi mi radimo pod dirigentskom palicom IEC-ovog komiteta za pametnu energiju (SyC Smart Energy). TC 13 trenutno radi na svom sljedećem strateškom poslovnom planu i mnogo toga se mora desiti u ovim različitim zajedničkim radnim grupama prije nego što možemo izraditi kompletnu mapu puta. Neke od novih oblasti koje trenutno razmatramo su daljinski prikazi za mjeriteljstvo, podmjerenje, razmjena podataka za punjenje električnih vozila, mjerenje potrošnje više različitih energenata, kao i usluge kontrole opterećenja putem napredne infrastrukture za mjerenje. To je ogroman program!

Piter Jensen je viši istraživač u državnom preduzeću za snabdijevanje električnom energijom Francuske, EDF R&D, u grupi za sisteme mjerenja. U toj ulozi radi na podršci za projekte mjerenja u domaćinstvima, komercijalnim i industrijskim sektorima, pametnom mjerenju za infrastrukture za punjenje električnih vozila i inovacije budućih sistema mjerenja. U standardizaciji je aktivan već dugi niz godina, a osim što predsjedava TC 13, kao stručnjak je uključen i u rad TC 57. Također je direktor Upravnog odbora DLMS korisničkog udruženja.