ЕНЕРГИЯ - Списание за оборудване, технологии и инженеринггодина IX, брой 1, 2017

SmartGrid клиенти

SmartGrid клиенти

Smart Клиенти и Smart Домoвe е едно от седемте SmartGrid приложения на проектите в Европа, включени в доклада Smart Grid Projects Outlook на Центъра за научни и технически проучвания на ЕС (JRC). Със SmartGrid традиционното пасивно разпределение и еднопосочните комуникации и потоци между доставчици и потребители ще бъдат заменени от активно разпределение, което ще трансформира пасивните крайни потребители в активни участници. В тази нова перспектива е важно да бъдат разбрани и включени потребителите, които напълно да са запознати с потенциала на SmartGrid и съзнателно да приемат своята роля като активни участници в електрическата система на бъдещето. В светлината на изложеното по-горе и на повишения интерес на изследователите и създателите на политики за ролята, която ще играят потребителите, в тази статия ще бъдат разгледани няколко мултинационални SmartGrid проекта, фокусирани върху Smart Клиентите, като първо ще бъдат представени общи данни за броя, размера, участващите организации и географското разпределение на тези проекти.

От всичките 459 SmartGrid проекта в доклада Smart Grid Projects Outlook на Центъра за научни и технически проучвания на ЕС (JRC) повече от 145 са проекти с основно приложение за Smart Клиенти. Броят на тези проекти се увеличава от 2005г. насам и голяма част от тях са фокусирани върху жилищния сектор, което може да се обясни с необходимостта доставчиците на енергия да се насочват към потребители от домакинствата. Действително, тези потребители имат голям потенциал за икономии на енергия.

Участващи организации и географско разпределение в Европа
Операторите на разпределителните системи имат една от главните роли за интегриране на потребителите в разпределителната мрежа и финансират повечето проекти за Smart Клиенти и Smart Домове (29%). Голям интерес към тези проекти проявяват и изследователските организации. Включени са и, макар и в по-малка степен, енергийни компании, търговци на енергия, доставчици на електрически услуги, IT компании, общини и други. Начините, по които Smart потребителите ще участват в електрическата мрежа на бъдещето, са все още обвити в несигурност и изследователите разработват инструменти и подходи за по-добро разбиране ролята на бъдещите електрически професионални потребители.

Проектите Smart Клиенти не са еднакво разпределени в Европа. Мнозинството от проектите се осъществяват в 15 страни-членки на Европейския съюз. Повечето от тях са концентрирани в няколко страни – Дания, Франция, Великобритания и Нидерландия. Испания и Италия имат по-малко SmartGrid проекти, но бюджетите на тези проекти за Smart Клиенти са по-големи.

Ще разгледаме няколко мултинационални проекта с основно приложение за Smart Клиенти, стартирали през 2013г. и очакващи се да завършат през 2016г. Те представят един холистичен подход към SmartGrid, където интеграцията на енергийни, информационни и социални мрежи е във фокуса на успеха на SmartGrid прилагането на общинско ниво.

BESOS: Създаване на поддържащи системи за енергийни решения в Smart Градове
Лидер на проекта е „ETRA Проучване и развитие“, Испания. Броят на партньорите е 11, а участващите страни са Германия, Гърция, Португалия и Испания. BESOS е проект, финансиран от ЕС в контекста на 7-та Рамкова Програма. Целта на BESOS е разработването на авангардна, интегрирана система за управление, която позволява енергийната ефективност в Smart Градовете от холистична перспектива. BESOS предлага прилагането в типичен участък, консумиращ и произвеждащ енергия, считан в наши дни като изолирано IT управленско решение, на системи за управление на енергия, които могат да споделят данни и услуги чрез отворена, сигурна платформа между самите тях и към външни приложения на трети страни. По този начин целта на проекта е да увеличи стойността на съществуващите квартали с поддържаща система за решения с оглед осигуряването на координиран мениджмънт на обществената инфраструктура в Smart Градовете и в същото време да предостави на гражданите информация за насърчаване на устойчивостта, енергийната ефективност и намалената консумация на енергия без компромиси за качеството на услугите, предоставяни на гражданите.

Енергийно ефективните Smart Градове разчитат на разнородна инфраструктура и услуги – например, обществени осветителни системи, градски отоплителни системи, обществени сгради, електромобили, микрогенерация, жилищни професионални консуматори и др. Всички тези системи понастоящем се управляват от изолирани Системи за Енергиен Мениджмънт (EMS), които нямат възможности да предоставят информация на трети страни, за да бъдат постигнати авангардни, координирани стратегии за икономии на енергия. Този предизвикателен сценарий мотивира приемането на нови бизнес модели, където не само поддръжката на обществената инфраструктура е аутсорсвана (предоставена на трети страни), но също и управлението на всеки процес, водещ до икономии на средства, енергия или CO2 емисии. Общините и собствениците на сгради и съоръжения, отговарящи за обществени услуги, сключват договори, включващи специфични Споразумения за Ниво на Обслужване (SLA), с Компании за Енергийни Услуги (ESCO) и Мениджъри на Съоръжения (FM). Така се осъществява управлението на Smart Градовете като се намаляват разходите за получаване на бизнес ползи и се гарантира Качеството на Услугите (QoS), посочено в тези договори.

Проектът BESOS е насочен към собствениците на инфраструктурите, например общините, и към техните оператори, например ESCO и FM. На първите ще бъде предоставена Карта за Бизнес Балансирани Резултати, представляваща приложение от високо ниво, за одитиране на SLA посредством Индикатори за Ключово Представяне (KPI). Последните ще използват същите инструменти за анализиране на нови бизнес модели и ще бъдат снабдени с приложение DSS Cockpit за Мониторинг и Контрол (M&C) на информацията от инфраструктурата и за установяване на координирани стратегии за енергийна ефективност. В два от водещите градове в Европа, Лисабон и Барселона, ще бъдат извършени пилотни тестове на технологиите, разработени в този SmartGrid проект.

Резултатите от първата фаза на проекта са вече налице. Работният пакет „Бизнес модели, случаи на използване и анализ на изискванията“ определя обхвата на оставащата работа за проучвания и развитие. Като първа стъпка бяха определени участниците в системата и бе дефинирана архитектурата от високо ниво. Въз основа на това сценариите и случаите на използване, които ще бъдат адресирани и ще бъдат част от демонстрационния етап, бяха анализирани, заедно с подробен списък от 223 изисквания. Накрая, бяха описани 37 специфични Индикатора за Ключово Представяне, за да бъдат използвани за оценяване по време на проекта. Освен това, бяха предложени нови бизнес модели за различни участници в Smart Градовете, за да се поддържа внедряването на проекта BESOS.

Първата версия на BESOS архитектурата и асоциирания Общ Информационен Модел (CIM) бяха създадени през този период, имайки предвид събраните преди това изисквания и другите важни архитектури и модели за данни от други проекти или стандартизационни организации. BESOS архитектурата е агностична по отношение на EMS устройствата чрез поддържане на стандартни и разширяеми интерфейси, позволяващи използването й във всеки град в света независимо от неговата големина и местоположение. Основните функционалности на архитектурата съдържат EMS функции, капсуловайки реалните физически устройства от Обществените Инфраструктури на Smart Градовете, интегрирани чрез гейтуей функции, които адаптират EMS интерфейси и данни към BESOS платформа за услуги – OTESP.

OTESP e комуникационна платформа, предназначена да координира взаимодействието между всички включени компоненти за енергиен мениджмънт в Smart Градове, такива като EMS гейтуеи, които са директно свързани към производителя на енергия или потребителя. В допълнение, бизнес приложения (cockpits) ще бъдат свързани към OTESP, предназначена да проследява състоянието и да управлява EMS, както и да извършва мониторинг на производството и консумацията на енергия. Тази платформа съблюдава архитектурните изисквания, дефинирани в предишния етап на проекта, за да изпълни всички спецификации на BESOS. Някои от най-важните изисквания са модулна структура, даваща възможност за адаптиране и разширение на OTESP платформата, разработване на филтрация на данни и обединяване на информация, както и въвеждане на сигурна, криптирана комуникация между услугите.

CoSSMic: Сътрудничество за Smart микромрежи със соларно захранване
Лидер на този мултинационален проект е SINTEF, Норвегия. Броят на партньорите в него е 11, а включените страни са Германия, Италия, Норвегия и Нидерландия. Целта на проекта CoSSMic е да разработи Информационни и Kомуникационни Технологии (ICT), необходими за улесняване споделянето на възобновяема енергия в кварталите. Проектът ще бъде осъществен на две различни места в Европа – в германския град Констанц и в провинция Казерта в Южна Италия. Със Smart системи за управление и контрол различни типове сгради, например къщи, училища, компании и др., могат да бъдат свързани по такъв начин, че да използват по-голяма част от своята възобновяема енергия. На тези две места в Европа, които са доста различни от гледна точка на население, слънцегреене и налично оборудване, CoSSMic ще проучи как да мотивира хората да участват в придобиването на повече възобновяема енергия и споделянето й. Освен това, ще се тестват методи за икономическа рентабилност.

За да се справят с ежедневните колебания в производството на енергия от възобновяеми енергийни източници (ВЕИ), мрежовите оператори трябва да поддържат променливи системи в резерв. Повечето от тези системи в Европа понастоящем са атомни електроцентрали или такива на въглища, които противодействат на положителните ефекти от използваните ВЕИ. Ако за домакинствата и кварталите се внедри локално съхранение на енергия и мрежово буфериране в по-голяма степен, това би имало много положителни ефекти като по-предсказуеми енергийни мощности, редуцирани инвестиции в мрежата и разходи за пренос, както и повишени възможности за отговор на енергийните предизвикателства.

CoSSMic се стреми да даде възможност за по-голяма собствена консумация (>50%) на децентрализирана възобновяема енергия чрез координиране на производството на енергия, консумацията й и използването на съоръжения за съхранение на енергия в сградите. Затова проектът ще създаде иновативна, автономна ICT базирана система, контролираща енергията и улесняваща както peer-to-peer сътрудничеството между микромрежите, така и сътрудничеството с обществената захранваща мрежа. Системата ще оптимизира използването на енергийните ресурси в рамките на ограниченията, наложени от собствениците на жилища, ще изглади вариациите на товара към мрежата и следователно, ще редуцира нуждата от мощности в резерв, използващи фосилни горива, като същевременно ще намали сметките за електрическа енергия на собствениците. Проектът CoSSMic ще даде възможност и за продажба на енергия към мрежата, в допълнение към по-високата степен на предсказуемост за доставка на енергия за големите електроенергийни компании. Поведението на Smart микромрежите ще бъде управлявано от бизнес модели, осигуряващи достатъчно възнаграждения за потребителите, които са склонни да споделят ресурси и да сътрудничат за цялостната работа на енергийната мрежа.

Както бе споменато по-горе, CoSSMic ще бъде реализиран и оценен с реални потребители в Германия и Италия. Оценката ще се базира върху модерни, конструктивни подходи, ориентирани към потребителите, като се очаква активното им участие и това на организациите, включени в проекта. Това участие гарантира по-ранното валидиране на концепциите. В частност, концепциите, лежащи в основата на CoSSMic бизнес модела, потребителските интерфейси и он-лайн общностите ще бъдат разработени съвместно от представители на основните групи организации. Ранни прототипи ще бъдат разработени и тествани от потребителите. Първоначалните идеи и концепции ще бъдат подобрени и усъвършенствани на три последователни работни срещи. По-късните версии на прототипите ще интегрират соларната енергия и съоръженията за съхранение и ще бъдат тествани подробно от крайните потребители преди започване на изпитанията. Към края на проекта разработеното решение ще бъде инсталирано и използвано на двете места за период от една година. Целта на изпитанията е да се покаже, че повече от 50% от децентрализираното производство на енергия ще бъдат консумирани на ниво квартали, водейки до редуциране на CO2 емисиите поради по-малката зависимост от външната мрежа, базирана върху фосилни горива. Освен това изпитанията ще направят оценка на целевите характеристики на CoSSMic решението. Тези характеристики включват ползите за потребителите във връзка с по-ниската цена на енергията, лесното инсталиране и ежедневната работа на CoSSMic технологията, възможността за съветване на потребителите за еволюиране на техните микромрежи и гъвкавостта за приспособяване на тази еволюция, както и положителното влияние на локално съхранената енергия върху колебанията към централната мрежа и ползата от редуцираните CO2 емисии.

Софтуерът с отворен код (Open Source Software), внедряващ CoSSMic решението, който е изпълним от общ наличен хардуер, ще може да бъде изтеглян от сайт с отворен достъп. Open Source представлява стратегически избор за поддръжка и експлоатация на CoSSMic софтуера след края на проекта. Чрез възприемане на ясна стратегия с отворен код и разработване на платформа, използвайки инструментариум и методологии с отворен код по време на проекта, ще бъде привлечен интересът на външни потребители и разработчици. Целта на изследователските звена в CoSSMic е поддръжката и еволюцията на разработения код за бъдеща научна работа и за използване на резултатите от проекта в нови научни сътрудничества и в дейности по технологичен трансфер. Значението на избора с отворен код за обществените организации е свързано с политиките, които те възприемат за разработване на тяхната IT инфраструктура и осигуряването на ICT услуги на гражданите и други обществени и частни структури.

CIVIS: Градовете като двигатели на социална промяна
Лидер на проекта CIVIS е Университетът в Тренто, Италия. Броят на партньорите е 13, а представените страни са Италия, Нидерландия, Германия, Финландия, Португалия, Великобритания и Швеция. Целта на CIVIS е да разработи интегрирана ICT платформа и поддържаща система за решения за постигане на икономии от енергия и редуциране на CO2 емисиите чрез създаване на тясно взаимодействие между професионални консуматори и други енергийни организации. CIVIS се стреми да прилага холистичен, обществено-технически подход към ICT и SmartGrid като ICT играе важна роля за впрягане потенциала на социалните системи и динамиката за постигане на по-ефективна и екологично съобразена енергийна система, предоставяща нови начини за генериране и използване на енергията.

Тригодишният проект CIVIS е съфинансиран от 7-та Рамкова Програма на ЕС и е с участието на Фондация Enel. Проектът е структуриран в девет работни пакета (WP). Първият от тях e озаглавен „Общ дизайн на Smart енергийни градове – изисквания (WP1). Вторият работен пакет е „Анализ на енергията и ICT системата в пилотни места – оценка (WP2). “Разрешаване на Smart социално участие“ е WP3. WP4 се нарича „Интеграция и приложение на ICT системата. Следващите работни пакети са „Участие на общините : социални, регулаторни и институционални измерения“ (WP5), „ Дефиниция на бизнес модели за появяваща се социална децентрализирана енергийна система (WP6), “Тестване на енергийните характеристики на предложените SmartGrid / ICT инсталации (WP7), „Разпространяване, ангажираност и експлоатация (WP8), и „Проектен мениджмънт и разпространяване“ (WP9). Фондация Enel е лидер на WP8 и взима участие в дейностите по WP6 и WP9.

Очакваните въздействия на CIVIS се отнасят към три тематични области. Първата от тях е „Предоставяне на възможност за по-ефективни, устойчиви и CO2-ангажирани енергийни системи в градовете.“ Чрез дълбоко включване на социалната система и даване на преимущество на обществено базираната динамика в енергийната система, измерения като peer натиск, чувство за принадлежност, идентичност или социална отговорност ще благоприятстват за възприемането на повече енергийно осъзнати поведения, ще повишат съзнанието и ангажираността за влиянието на CO2 емисиите и това на авангардните ICT. Втората област на въздействие на CIVIS e „Социални иновации, свързани с енергията“. Като дава възможност на социалната система да се самохарактеризира с разнообразни величини, CIVIS се стреми да позволи на общностите, заинтересованите групи и бизнес участниците да решат как да разпределят енергията според споделени цели, намерения и убеждения. Това ще подпомогне възникването на нови форми социални съвкупности, способни да постановят нови форми на енергийни екосистеми. Третата област на въздействие на CIVIS e „Нови ICT достъпни бизнес модели“. Структурата на веригата за осигуряване на енергия се променя поради съвместното действие на отварянето на енергийни и електрически пазари и свързаните технологични иновации, например ВЕИ или електромобили. Технологиите, разработени в CIVIS, ще проправят пътя за възникване на нови участници в процеса за създаване на стойност, в частност свързани с възможността потребителите да взимат решения за енергията, която те произвеждат.