ЕНЕРГИЯ - Списание за оборудване, технологии и инженеринггодина XII, брой 2, 2020

Интелигентни енергийни мрежи в Европа

Европейските електрически мрежи са изградени преди около век, поради което се налага тяхното обновяване. То включва инсталирането на интелигентни устройства и съоръжения, които не само ще заменят вече остарялата и амортизирана техника, но и ще дадат възможност за разгръщане на функционалността на електрическите системи и за предлагането на нови услуги от страна на операторите. Събирането на данни от множество сензори в различни нива на системата помага за по-точно анализиране на нейната работа и по-бързи и ефективни реакции спрямо промяна в потреблението или възникването на повреди. Обновяването на енергийната мрежа ще позволи също интегрирането в нея на възобновяеми енергийни източници.
С развитието на интелигентните енергийни мрежи са ангажирани компании, организации и институции. Европейският съюз полага усилие да подкрепя разработките и проектите в тази насока чрез различни механизми и програми, които могат да помогнат за осъществяването на избраните проекти както чрез гарантиране на по-бързо и безпроблемно преминаване през различни административни процедури, така и чрез предоставянето на значителни финансови средства.


Електропреносната мрежа в повечето европейски страни, състояща се от преносни линии, трансформатори, подстанции и други, е създадена в началото на 20 век. Днес, с помощта на съвременните технологии, тя започва да придобива облика на една интелигентна система. Както и в други индустрии, дигиталните технологии проправят пътя за събиране на огромно количество важни данни и за предприемане на незабавни действия въз основа на тях. Използват се сензори там, където се произвежда енергията, по преносните линии, в електрическите измервателни устройства и дори в отделните уреди. Комуникацията със сензорите осигурява възможност за всеобхватно наблюдение върху производството и консумацията на енергия, в реално време. Но сензорите, които събират и предават информация, представляват само един аспект от това развитие. Чрез компютри и различни устройства за управление и автоматизация, цифровите сигнали се използват за автоматично задействане на операции при малка или никаква човешка намеса.

Интелигентна електрическа мрежа е тази, която може ефикасно да интегрира поведението и действията на всички елементи, свързани към нея, като генератори, консуматори и такива, които и произвеждат, и консумират енергия, за да се осигури икономически ефективна и устойчива електрозахранваща система с малки загуби, с високо качество, безопасност и надеждност на захранването. За да се извърши това, интелигентните мрежи координират действията на заинтересованите страни, които са част от електроснабдителната верига, в зависимост от техните нужди и способности.

Основните приложения на интелигентните мрежи
Основните приложения на интелигентните мрежи са оптимизацията на мрежовия мониторинг и контрол, предоставянето на възможности за потребителите да допринасят за управлението на мрежата и подобрението на физическия є капацитет и гъвкавостта є. Прилагането на концепцията за интелигентна мрежа напредва заради три вида технологии - разпределено производство, системи за съхранение на енергия и управление на потреблението на електрическа енергия. Тези технологии, които групирани заедно се наричат Разпределени енергийни ресурси (РЕР), променят оперативната парадигма на електрическата мрежа.

Тъй като интелигентните мрежи позволяват интегрирането на децентрализирани възобновяеми енергийни източници, както и на услуги за зареждане на електрически автомобили, те имат голямо значение за осигуряване на енергийната сигурност, икономическо развитие и смекчаване на измененията в климата. Интегрирането на компонентите за енергийно производство и консумация дава възможност по-бързо и точно да се откликва на промените в потреблението и да се постигне по-висока ефективност на системата.

В допълнение, концепцията за интелигентните мрежи създава условия за разработването на нови продукти, услуги и пазари. От една страна активните потребители имат възможност да избират услуги в зависимост от своите собствени функции в системата и наличната информация. От друга страна, електрическите компании ще са в състояние да предлагат по-ефикасни услуги. Така концепцията предлага възможности по цялата верига на стойността.

Интелигентните мрежи също ще допринесат за развитието на ново поколение интелигентни уреди, които ще могат да решават кога да консумират енергия, като това ще доведе до намаляване на консумацията при върхово натоварване, което ще се отрази значително върху разходите за производство на електроенергия.

Заради сложността на концепцията за интелигентна мрежа е трудно да се установи посоката на нейното развитие и приложение. Аспекти като възраст на електрическата инфраструктура, нарастване на потреблението, развитие на производството и регулаторни и пазарни структури предопределят разгръщането на интелигентните енергийни мрежи. В допълнение, тези аспекти могат да варират значително в различните региони, така че развитието на тези технологии може да протече по много различни начини.

Ключови елементи на интелигентните мрежи
Ключовите елементи, определящи разгръщането на интелигентните мрежи в бъдеще, са годишното нарастване на потреблението, използването на електрически превозни средства (electric vehicle - EV) и върховото потребление като функция от използването на EV, потенциала за ефективно реагиране на промените в потреблението, използването на електрическа енергия в сгради и навлизането на интелигентна измервателна инфраструктура.

В проекти за разработването на интелигентните енергийни мрежи са включени различни организации и структури. От една страна с това са ангажирани компании като оператори на разпределителни системи (ОРС), оператори на преносни системи (ОПС), производители на електроенергия, търговци на електрическа енергия на дребно, IT и комуникационни компании, фирми, предлагащи инженерни услуги. От друга страна с тези проекти се занимават университети, изследователски центрове, но също и общини, правителства, асоциации и други организации.

Интелигентната мрежа улеснява интегрирането на възобновяема енергия в системата и допринася за предоставянето на повече възможности за потребители. Развитието на инфраструктурата на интелигентните мрежи трябва да се движи със същата скорост, с която се движи развитието на технологиите в областта на възобновяемите енергийни източници, за да може да подкрепи този преход.

Финансиране на проектите за интелигентни мрежи в ЕС
Програмите за финансиране от общините подкрепят инвестиционните решения на заинтересовани страни в сферата на електрозахранването на национално и регионално ниво. Определянето на инвестициите за гъвкави и интелигентни електрически системи изисква взаимодействие между участници с различни интереси и ценности и възприемане на нови бизнес модели и регулаторни рамки.

За да се прецени как се развиват разработките в индустрията и като се вземат предвид множеството подходи към темата за интелигентните мрежи, един преглед на европейските проекти може да предложи ясен поглед върху състоянието на пазара и участниците в него. След спорадична дейност преди 2005 г., проектите за интелигентни мрежи се умножават бързо от 2006 г. насам, като 2009 г. е годината, през която се наблюдава най-значително разрастване. Увеличава се не само броят на проектите, но и техният мащаб и съответното им финансиране. В периода 2008 г. - 2013 г. инвестициите в такива проекти редовно надхвърлят 200 милиона евро годишно, достигайки 500 милиона евро през 2011 г. и 2012 г.

Стратегията за интелигентна специализация в областта на енергетиката (Smart Specialisation Strategy on energy) има за цел да даде възможност на европейските региони по-добре да идентифицират и развият своите собствени конкурентни предимства в енергийния сектор. Интелигентната специализация представлява предпоставка за финансиране в рамките на Политиката за сближаване. Чрез създаването на регионални партньорства и чрез следване на подход за изграждане на системите „отдолу - нагоре“, интелигентната специализацията ще накара местните власти, академичните среди, секторите на бизнеса и гражданското общество да работят съвместно за осъществяването на дългосрочни стратегии за растеж, подкрепяни от фондове на ЕС.

Проектите от общ интерес (ПОИ) са ключови проекти за енергийна инфраструктура, които ще помогнат на страните членки да интегрират своите пазари, да дадат възможност за по-голямо разнообразие на източниците на енергия и да съдействат на електрическите мрежи да се справят с нарастващото количество на възобновяемата енергия, като по този начин ще допринесат за намаляване на въглеродните емисии. Работата по Проектите от общ интерес се координира от регионални групи, специално ангажирани с всеки тип инфраструктура: електричество, газ, нефт, интелигентни енергийни мрежи и мрежи за пренос на въглероден диоксид.

Проектите за интелигентни енергийни мрежи, на които да бъде присъден статут на ПОИ след процес на оценяване, се избират от специална група, чиито членове са представители на Европейската комисия и са граждани на страни членки на ЕС, но в групата има също така и представители на националните регулаторни власти, на ОПС и ОРС, като са поканени и други заинтересовани страни. Методологията, използвана за определяне и оценяване на кандидатите за ПОИ в сферата на интелигентните енергийни системи, е изложена от Съвместния Изследователски Център на Европейската Комисия в Рамката за оценяване на проектите (Assessment framework for project evaluations).

Интелигентните мрежи, които са получили статут на ПОИ, ще се възползват от по-голяма подкрепа от страна на регулаторните власти чрез включване в национални планове за развитие на мрежата, както и чрез политическото признание и възможност за получаване на финансова помощ от ЕС под формата на безвъзмездни средства за изследвания и разработки, както и иновативни финансови инструменти съгласно Механизма за свързване на Европа.

Механизмът за Свързване на Европа (МСЕ) има за цел да ускори инвестициите в сферата на трансевропейските мрежи в транспорта, енергетиката и телекомуникациите. Създаването на условия за развитието и заздравяването на синергиите между трите сектора на МСЕ е измежду главните му приоритети. Взаимодействията между секторите могат да дадат възможност за оптимизиране на разходите или резултатите чрез обединяване на финансови, технически и човешки ресурси, като по този начин се повишава ефикасността на финансирането от ЕС. Работните програми ще бъдат координирани по такъв начин, че да използват синергиите между транспорта, енергетиката и телекомуникациите, в частност в такива области като интелигентни енергийни мрежи, електрически превозни средства, интелигентни и устойчиви транспортни системи, инфраструктурно свързване.

През 2016 г. в рамките на МСЕ са разпределени над 40 милиона евро във връзка с проекта SINCRO.GRID, който е съвместен за Словения и Хърватия и има за цел да разреши проблемите с мрежовото напрежение, честотния контрол и претоварванията, като предоставя възможност за бъдещо развитие на възобновяемите енергийни източници и изместване на конвенционалното производство чрез интегриране на нови активни елементи в преносните и разпределителните мрежи във виртуален трансграничен контролен център, чието създаване се основава на усъвършенствано управление на данни, обща оптимизация на системата и прогнозиране, включващи два съседни ОПС и два съседни ОРС.