Kapitola 15
Mikrosíť jako systém v inteligentní síti, hlavní úkoly inteligentní sítě
Poznámka
Mezi systémy inteligentních sítí (viz tabulku 2) jsou specialitou systémy mikrosítí.
Definice
Z hlediska dimenze „domény“ jsou mikrosítě „inteligentními sítěmi v malém“ a pokrývají 3 hlavní domény: distribuci, DEZ a prostory zákazníků, jak ukazuje koncepční schéma na obr. 15.
Mikrosítě v podstatě obsahují stejné systémy z těchto oblastí jako inteligentní sítě. Zbytek inteligentní sítě se někdy nazývá makrosíť.
+
![15. Koncepční model domén inteligentních sítí a odpovídajících toků [8]. Všimněte si, že trhy, operace jsou zóny, poskytovatel služeb představuje skupinu aktérů, která má univerzální roli (role je definována konkrétním případem užití) v kontextu inteligentní sítě](image/small/img015.png)
Obr. 15. Koncepční model domén inteligentních sítí a odpovídajících toků [8]. Všimněte si, že trhy, operace jsou zóny, poskytovatel služeb představuje skupinu aktérů, která má univerzální roli (role je definována konkrétním případem užití) v kontextu inteligentní sítě
Zajímavost
Schematické zobrazení mikrosítě, jejích součástí a vztahů je znázorněno na obr. 16. Mikrosíť zajišťuje tyto hlavní funkce:
- Monitorování a řízení mikrosítě v reálném čase (SCADA)
- Distribuce elektřiny všem uživatelům mikrosítě
- Ochrana a údržba souvisejících aktiv mikrosítě
- Zajištění rovnováhy mezi nabídkou a poptávkou
- Řízení připojení a odpojení od makrosítě
Na základě distribuční a DEZ domény a procesní zóny, která zahrnuje primární zařízení mikrosítě, musí systém udržovat svou stabilitu, napětí, frekvenci a spolehlivost.
Poznámka
Mikrosíť lze provozovat ve dvou základních režimech:
- Režim připojení k síti – mikrosíť je připojena k makrosíti, nabízí různé podpůrné funkce, jako je řízení špiček, pohotovostní rezerva, podpora napětí v síti (VARS), záložní nouzový zdroj, odpojení na vyžádání / v nouzi.
- Ostrovní režim – mikrosíť funguje jako odpojená/izolovaná od makrosítě, systém mikrosítě může být povolán k provádění následujících funkcí: synchronizace a (opětovné) připojení sítě, vyrovnávání nabídky a poptávky, kompenzace účiníku, regulace napětí, ekonomický dispečink, řízení zátěže.
Poznámka
Architektury mikrosítí, které vyžadují řízení toků energie z různých typů zdrojů, lze rozdělit do tří topologií:
- Mikrosíť AC – používá sběrnici AC. Zdroje napájení se střídavým výstupem používají k transformaci napětí (a případně i frekvence) měnič AC/AC a zdroje napájení se stejnosměrným proudem používají k připojení ke sběrnici DC/AC.
- Mikrosíť DC – využívá stejnosměrnou sběrnici. Zdroje napájení se ke sběrnici připojují pomocí měničů DC/DC nebo AC/DC.
- Hybridní mikrosítě – obě sběrnice jsou vzájemně propojeny pomocí obousměrného převodníku.
+
Obr. 16. Schematický pohled na mikrosíť, její součásti a vztahy
Dosud jsme výslovně hovořili o elektřině, ale inteligentní síť se neomezuje pouze na elektřinu a umožňuje optimalizace, které propojují všechny formy energie, jejich transformaci a synergie.
Zajímavost
Vzhledem k tomu jsou základní kategorie komponent v mikrosíti:
- Zdroje energie – mikrosíť představuje různé typy výrobních zdrojů, které dodávají uživateli elektřinu, teplo a chlad. Tyto zdroje se dělí na dvě hlavní skupiny: tepelné zdroje (např. generátory zemního plynu nebo bioplynu) a obnovitelné zdroje (např. větrné a solární turbíny). Může se také jednat o kombinaci např. kombinované výroby tepla a elektřiny v kogeneračních jednotkách.
- Spotřeba energie – jednoduše se jedná o prvky, které spotřebovávají elektřinu, teplo a chlad. Může se jednat o jednotlivá zařízení, osvětlovací a topné systémy v budovách, obchodních centrech atd.
- Skladování energie – zahrnuje všechny typy technologií skladování, jako jsou chemické, elektrické, tlakové, gravitační, setrvačníkové a tepelné. Skladování energie plní více funkcí, např.: