ЕНЕРГИЯ - Списание за оборудване, технологии и инженеринггодина XI, брой 2, 2019

Трансгранични проекти за интелигентни енергийни мрежи

Европейският съюз си е поставил определени цели, свързани с енергетиката и климата. Планираната посока на енергийно развитие е свързана не само с намаляване на въглеродните емисии и опазване на околната среда, но също така цели да изгради надеждна и сигурна енергопреносна инфраструктура, която да е устойчива на аварии, да гарантира защита за потребителите, да им предоставя повече информация и по-добри условия.
Навлизането на интелигентните енергийни мрежи цели от една страна да присъедини към системата множеството малки производители на електричество от ВЕИ, а от друга страна да свърже помежду им енергийните мрежи на европейските страни, така че електричеството да бъде разпределяно по-ефективно, както и по-бързо да бъде възстановявана доставката му в случай на аварии.


Стратегията за Трансевропейски енергийни мрежи (Trans-European Networks for Energy – TEN-E) обхваща девет приоритетни коридора в Eвропейския съюз и три приоритетни тематични области, включващи разгръщането на интелигентни енергийни мрежи, изграждането на електрически магистрали и трансгранична мрежа за въглероден диоксид. Проектите от общ интерес (ПОИ) са ключови инфраструктурни проекти, които свързват енергийните системи на страните от ЕС. Предназначението им е да помогнат на ЕС да постигне своите цели по отношение на енергетиката и климата: достъпна, сигурна и устойчива енергия за всички граждани и дългосрочна декарбонизация на икономиката съгласно Парижкото споразумение.

SINCRO.GRID – Хърватия/Словения
SINCRO.GRID е виртуален център за трансграничен контрол, който подпомага производството на електричество от възобновяеми енергийни източници (ВЕИ) в Словения и Хърватия и неговото безопасно и ефикасно въвеждане в електропреносната мрежа. Проектът има потенциал да повиши сигурността на електрозахранването не само в региона, но и в по-голям мащаб, тъй като през тази зона преминават важни транзитни потоци от изток (България/Румъния/Украйна) на запад (Италия/Швейцария/Франция/Германия). Освен че ще насърчи инвестициите във ВЕИ, проектът ще осигури на Словения и Хърватия (както и на съседните Унгария, Австрия и Италия) по-сигурно електрозахранване, спомагайки да се преодолеят потенциалните трудности, причинявани от непостоянността на ВЕИ. Това ще предостави по-надеждна и по-устойчива система и потенциално по-ниски цени за потребителите. Този проект се състои от специализирани IT инфраструктура и софтуер, които ще бъдат използвани от системните оператори за ефикасно и координирано управление на ВЕИ. Използват се съвременни алгоритми за оптимизация, вторичен резерв, управление на съхранението в акумулаторни батерии и работа в реално време с прогнозни инструменти и с динамична термична оценка.

От проекта се очаква да постигне контрол на напрежението в реално време с оптимизиране на национално и международно ниво на работата между операторите на преносните и разпределителните системи, повишаване на гъвкавостта на системата с интегриране на ВЕИ в разпределителните и преносни мрежи на Словения и Хърватия. Сред целите му са още увеличаване на капацитета на мрежите чрез модерни сензори и алгоритми за динамично определяне на преносния капацитет на линиите, увеличаване на трансграничния капацитет с възможност за контрол в реално време на мрежови елементи, подобряване на възможността за наблюдение на работата на разпределителните мрежи, което ще подобри електрозахранващата система като цяло. Сред най-важните ползи от проекта ще бъдат намалената зависимост от вносни енергийни източници, намаленото въздействие на изкопаемите горива върху околната среда, съответно намаляване на парниковите емисии, повишена сигурност на електрозахранването, разработване на нови технологии и на местната икономика като цяло.

Рамката на проекта предвижда строителни дейности в наличните подстанции без промяна на настоящите им планове и размери. Интервенциите включват инсталиране на устройство за компенсация на реактивна мощност и акумулаторна система за съхранение на енергия. Други планирани дейности са свързани с инсталирането на съвременни технологии и алгоритми в наличните сгради, за което не се изисква разрешение за строителство. Планира се да бъде инсталирана акумулаторна система за съхранение на енергия в подстанциите Окрогло и Пекре, Словения. Тя се състои от система за управление на акумулаторните батерии, система за преобразуване на мощността, трансформатор 110/20kV и кабелна връзка 20kV до системата за преобразуване. Целият проект трябва да бъде реализиран във вече налични подстанции и според агенцията по околната среда на Словения, дала съгласието си за проекта, не е необходимо извършване на оценка на въздействието върху околната среда. През февруари 2017г. проектът е избран за съвместно финансиране и му е предоставена субсидия от ЕС.

SmartBorder Initiative– Франция/Германия
Интегрираните и оптимизирани локални енергийни системи ще играят ключова роля за постигане целите, свързани с прехода към възобновяема енергия, които Франция и Германия са си поставили. Те ще допринесат за гарантиране на сигурно, достъпно и благоприятно за околната среда електрозахранване в ЕС. За да се възползват от френския и немския експертен опит при разработване на такива системи и за да продължи заздравяването на трансграничното сътрудничество към един напълно интегриран европейски енергиен пазар, двете правителства поставят началото на обща инициатива за трансграничен проект за енергийна оптимизация.

SmartBorder Initiative (SBI) е проект за интелигентна енергийна мрежа, която да оптимизира използването на ресурсите и в същото време дава отговор на нуждите на регионите, разделени от национални граници. Този проект ще предостави на областите Саарланд и Лотарингия възможност да разработят съвместни решения на общи предизвикателства чрез по-голяма ефективност при използването на възобновяема енергия. Една от целите на SBI е да служи като модел за други региони и да проправи път за бъдещо трансгранично сътрудничество. Оптимизирането на ресурсите чрез трансгранични операции като тази ще осигури икономически ефективен начин за повишаване на сигурността и насърчаване на инвестициите, по специално във възобновяема енергия. Това ще поощри конкуренцията и ще предостави на потребителите по-стабилни, по-устойчиви и по-евтини източници на енергия. Ще бъде проектирана и инсталирана трансгранична интелигентна енергийна мрежа, която ще интегрира гъвкавостта и потенциала за оптимизация, произтичащи от мобилността на интелигентните технологии, както и от енергийната ефективност и свързването между различни сектори.

От една страна, SBI ще свързва проекти, реализирани от Франция и Германия за поддържането на градове и територии съобразно стратегиите за преход към възобновяема енергия и интегриране на европейския пазар. Понастоящем има изградени балансирани и гъвкави енергийни системи на локално ниво, но границите остават пречка за пълното им интегриране, въпреки специфичните им нужди и това, че взаимно се допълват, както може да се види в трансграничните области. SBI има за цел да даде възможност на съседни европейски области, разделени от национални граница, съвместно да изградят оптимизирани локални енергийни системи и заедно да развиват своите местни икономики, следвайки интегриран, устойчив и нисковъглероден модел.

От друга страна този представителен проект ще постави началото на нов етап в интегрирането на пазара на електрическа енергия в ЕС чрез изграждането на локални, нисковолтови мрежи, електроразпределителни системи в допълнение на високоволтови електропроводи, с което се отварят нови възможности за осигуряване на енергиен баланс. Също така се предоставя възможност операторите на разпределителни системи (ОРС) да преодолеят съвместно някои от настоящите предизвикателства, особено увеличения дял на възобновяема енергия и нуждата от сигурност на електрозахранването в Европа.

Главната цел на SBI е да създаде европейски проект, който да може да бъде повторен на други места и да проправи пътя за трансгранично сътрудничество при оптимизирането на енергийните системи. Този проект ще предложи поле за експериментално използване на интелигентни енергийни мрежи за трансгранично оптимизиране на електрическите разпределителни системи, решения за интелигентна мобилност и мултиенергийни подсистеми, целящи повишаване на енергийната ефективност, сигурност на електрозахранването и гъвкавост в обхванатите области. Проектът ще даде възможност за оценка на социално-икономическите придобивки и за прилагане на подход за анализ на разходите и ползите. Също така заинтересованите страни ще могат да установят регулаторните пречки за по-добро интегриране на ОРС и възможните решения за адаптиране на съществуващите регулаторни модели за получаването на един напълно интегриран енергиен пазар в ЕС.

Географски проектът обхваща трансграничната област на Саарланд – Лотарингия, част от областта Гранд Ест. SBI се състои от 3 основни модула, които са тясно свързани. Първият има за цел оптимизиране на работата и развитието на електрическите разпределителни системи в трансграничната област чрез постигане на съответствие между локалните производство и консумация на електроенергия. Той надгражда върху опита от предишни проекти за интелигентни енергийни мрежи в двете страни и ще се фокусира върху постигането на реални ползи за крайните потребители, общините и системните оператори. Средно 20000 души всеки ден пътуват през границата между Саарланд и Лотарингия. Вторият модул от проекта има за цел да разработи и инсталира една интелигентна нисковъглеродна стратегия по отношение на трансграничната мобилност и да оптимизира инфраструктурата за зареждане на електрически превозни средства, взимайки предвид ограниченията на системата. Третият модул е фокусиран върху енергийната ефективност и свързването между различните сектори.

Един от ключовите аспекти на проекта SBI е мултиенергийният обхват. Докато повечето от пилотните проекти за интелигентни енергийни мрежи са фокусирани върху електрическата мрежа, интелигентни мрежи от ново поколение като този проект имат за цел разработването на оптимизирани локални енергийни системи, като се вземат предвид различни енергийни нужди като отопление, охлаждане, електрозахранване.

Пълният съвместен екип ще работи по детайлен проект и неговото изпълнение и ще преговаря със заинтересованите страни. Той ще осигури съгласуваността между оценката за разходите и ползите, резултата от изпълнението и характеристиките на проекта. Екипът също така ще бъде отговорен за общото планиране и наблюдение, координирането между партньорите, разработването на процедурите за управление на проекта, контролирането бюджета и източниците за финансиране.

ACON SG – Чехия, Словакия
Проектът за интелигентна енергийна мрежа ACON (Again COnnected Networks) се отнася до задълбочаването на трансграничното сътрудничество между Чехия и Словакия на ниво ОРС. Организатори на проекта са словашкият ОРС Zapadoslovenska distribucna и чешкият E.ON Distribuce. Главната цел на ACON SG е да подобри наличната електроразпределителна мрежа преди всичко в граничните райони на двете страни, но проектните дейности ще окажат влияние също и върху други части от разпределителната система на организаторите. Това ще създаде по-голяма възможност за развитие и свързване на разпределеното електропроизводство и за включването на нови потребители на електроразпределителната мрежа в региона, която ще бъде модернизирана чрез инсталиране на интелигентни елементи и нова IT структура, за да се създаде интелигентна електроенергийна мрежа в зоната, която проектът обхваща.

Ще бъдат добавени нови елементи за комуникация, както и интелигентно управление на натоварването чрез автоматични алгоритми, което ще осигури по-висока информираност, по-добро свързване и бъдещо използване на разпределителните мрежи за по-широко приложение на възобновяемите източници, употреба и достъп до цифровата инфраструктура. ACON SG се състои от две основни части: интелигентно оборудване за граничните и поддръжка на конвенционалните части на мрежата. Посочените цели ще бъдат изпълнени преди всичко чрез модернизация и укрепване на наличните 110kV и 22kV-ови електропроводи. Електропроводите средно напрежение поддържат сигурността на електрозахранването на съседните области в граничните райони. Проекта се основава на историческите връзки и сътрудничество между двете страни.

Реализацията на проекта се състои от няколко дейности, целящи инсталирането на интелигентни елементи в електрическата мрежа. Една от тях е подобрението на трансграничните връзки и на тези в граничните райони на Чехия и Словакия с фокус върху наличната разпределителна мрежа, включващо смяна на два електропровода високо напрежение от 110kV, заедно с реконструкция и автоматизация на фидери средно напрежение и изграждане на нови 22kV-ови линии, свързващи подстанциите Холич, Словакия, и Ходонин, Чехия. Предприемането на такива стъпки ще създаде технически резерв за осъществяване на трансгранично сътрудничество в случай на аварии или други застрашаващи безопасността ситуации. Друга дейност ще бъде изграждането и обновяването на гръбнака на наличната електроразпределителна мрежа, което ще повиши надеждността на електрозахранването и ще осигури гъвкавост за добавяне на нови точки за доставка. Ще бъдат използвани технологии, подобряващи надеждността на електрозахранването, както и модерни комуникационни елементи, които ще предоставят възможност за по-ефективно управление на разпределителната мрежа чрез дистанционен достъп, пренос на данни за повреди, информация за натоварването на системата, ще бъдат използвани оптични кабели в избрани вече налични въздушни линии и ще бъдат инсталирани GPRS (по LTE стандарт за високоскоростна безжична комуникация) и технологии за широколентово предаване на данни по електрическата мрежа. ОРС ще могат да събират по-големи обеми от данни, да извършват по-точен анализ и да взимат по-добри решения съобразно изискванията на разпределителната мрежа по време на целия є експлоатационен живот.

Ползите от проекта на местно ниво ще бъдат по-доброто качество на електрозахранването, потенциалът за свързване на нови производители на възобновяема енергия, увеличаването на конкурентоспособността, свързването с мрежата на всички потребители и дългосрочното намаляване на негативното въздействие върху околната среда. В глобален план проектът ще привнесе нов опит в Централна и Източна Европа, по-голяма стабилност и сигурност на електрозахранването, благоприятно въздействие върху околната среда, засилване на международното сътрудничество и заздравяване на физическите връзки между двете страни.

ALGRID – Австрия, Италия
В последните години електроенергийните системи на Италия и Австрия все по-често се изправят пред предизвикателствата, причинени от някои тенденции, включително увеличеният дял на електричество от ВЕИ, за да бъдат постигнати целите на Европейския съюз по отношение на енергетиката до 2030г., по-ниската консумация на електрическа енергия поради икономическата криза, новите товарни профили, произтичащи от електрифицирането на различни сфери, например на транспорта, както и строгите ограничения на единствения електропровод между Австрия и Италия. Вероятно е италианските и австрийските ОРС в следващите години да наблюдават повишено напрежение на мрежата и проблеми с качеството на електрозахранването, както и липса на ангажираност от страна на пазара, които да предложат гъвкави решения. Ако в следващите няколко години не се състави план за справяне с тази ситуация, може да се стигне до неустойчивост за електрическите системи от двете страни на границата. Свързването на нови ВЕИ ще става все по-трудно поради оперативни ограничения, произтичащи от липсата на гъвкави решения. Също така качеството на услугите за ключови индустриални клиенти може да се влоши.

През 2016г. италианските и австрийските ОРС, в сътрудничество с операторите на преносни системи (ОПС) TERNA и APG, както и агрегаторите и операторите на системи за съхранение на енергия, започват поотделно да се занимават с тези проблеми в съответните райони, в които извършват дейност, засягайки преди всичко инсталирането на технологии за контрол на напрежението и мощността. В следствие на това агрегаторите и операторите на системи за съхранение могат да предоставят допълнителни гъвкави решения за електрическата система в съответствие с регулациите, които се обсъждат на европейско ниво.

Италианските и австрийските ОРС, заедно с агрегаторите и операторите на системи за съхранение, търсят отговор на споменатите проблеми чрез проектирането на съвместен трансграничен систематичен подход за незабавно получаване на стабилни решения. Резултатът от тяхната работа е инвестиционният проект ALGRID (Advanced Linked Platform to enhance GRID performance), който представлява иновативно системно интегриране на няколко модерни технологични компонента, включващи на първо място ОРС, а на второ агрегатори и оператори на системи за съхранение, където синергията между технологичните решения ще доведе до максимален ефект от инвестициите върху двете електрозахранващи системи. Проектът ще повиши оперативната ефективност за срок от поне десет години, без да са необходими допълнителни инвестиции във връзка с увеличаващите се ВЕИ в съответствие с предвидените тенденции за постигане на целите на ЕС за 2030г.

Проектът интегрира координираното използване на напълно развити технологични елементи и една иновативна, отворена, трансгранична, гъвкава платформа, управлявана съвместно от агрегаторите в Австрия и Италия.