Autor: Catherine Bischofberger

Članak na engleskom jeziku možete pročitati na IEC e-tech

Peter Jensen je predsjednik Tehničkog komiteta 13 Međunarodnog elektrotehničkog povjerenstva (IEC), koji priprema standarde u području mjerenja i kontrole električne energije, za opremu i sustave 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 moderniziraju svoje mreže? (pročitajte o različitim izveštajima: Da li su mreže spremne za potpuno električno i povezano duštvo?)

Postoji širok konsenzus kako na političkoj razini, tako i među stručnjacima za  energiju u vezi sa stavovima koje su iznijeli WEF i IEA. Ubrzavanje elektrifikacije apsolutno je nužno radi dekarbonizacije energetskog sektora. Elektrifikacija ima ključni značaj za postizanje ciljeva nulte emisije koji su potrebni kako bi se smanjio naš utjecaj 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 udjel povremene proizvodnje energije dobivene od sunca i vjetra, kao i varijabilnost u električnoj potrošnji (kao što su toplinske pumpe i punjenje električnih vozila). Također, mora se raditi na smanjenju gubitaka energije i njezinom boljem korištenju – drugim riječima, na poboljšanju energetske učinkovitosti. Način na koji će se to riješiti ovisit će o stanju energetskih sustava 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 omogućuju 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, posebice za pripaid sustave mjerenja.

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

U modernom je društvu električna energija jednako važna kao i voda. To znači da se sigurnost i kvaliteta opskrbe električnom energijom ne smiju kompromitirati. Dakle, suočavamo se s dvostrukim izazovom jer moramo promijeniti energetski miks tako da uključuje veliki udjel povremenih obnovljivih izvora, a istodobno održati veoma visoku razinu dostupnosti struje za sve vrste uporaba. 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, primjerice, 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 tijekom 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 funkcionira s malim transformatorima, dok su u Europi 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 se brojila koriste za naplatu energetskih usluga i za kontrolu opterećenja (poznatu kao fleksibilnost ili odgovor na potražnju) putem lokalnih sučelja u gotovo realnom vremenu, što je specificirano u standardu IEC 62056-7-5[1]. Podaci prikupljeni preko brojila koriste se i za analitiku, koja izravno doprinosi donošenju odluka o investicijama, planiranju i radu. To je iznimno korisno za elektrodistribucijska poduzeća, jer ne mogu istodobno svuda ulagati. Pametna brojila im pomažu  definirati svoje prioritete, čime im omogućuju da pametna mreža zaživi. Primjerice, 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 obuhvaćaju mjerenje koje se koristi za obračun i mi stalno ažuriramo i obogaćujemo ovaj set standarda. Primjerice, TC 13 je izradio standard IEC 62053‑41 za mjerenje električne energije izravne struje (DC), što je ključni standard za proizvođače i tržišne aktere u vezi s punjenjem električnih vozila. Brzo punjenje ovisi o dostupnosti izravne struje, a infrastruktura za brzo punjenje brzo raste. Vjerojatno ćemo ga morati unaprijediti kada IEC TC 8 objavi standard za DC mreže, na koji tržište već čeka. Komitet je objavio tehničko izvješće 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 definira protokol aplikacijskog 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 diljem svijeta usklađena je s tim okvirom. Iznimka 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, toplinske 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 izolirano. 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 provedbi nekoliko zajedničkih aktivnosti s drugim TC-ovima. Tu je uključen, primjerice, jedan od potkomiteta TC 23, koji standardizira energetski učinkovite proizvode za razne instalacije, uključujući pametne povezane zgrade. Također surađujemo 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 trenutačno radi na svojem sljedećem strateškom poslovnom planu i mnogo toga se mora desiti u ovim različitim zajedničkim radnim skupinama prije no što možemo izraditi kompletnu mapu puta. Neka od novih područja koja trenutačno 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!

Peter Jensen je viši istraživač u državnom poduzeću za opskrbu električnom energijom Francuske, EDF R&D, u skupini za sustave mjerenja. U toj ulozi radi na potpori za projekte mjerenja u kućanstvima, komercijalnim i industrijskim sektorima, pametnom mjerenju za infrastrukture za punjenje električnih vozila i inovacije budućih sustava 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 ravnatelj Upravnog odbora DLMS korisničke udruge.