Prosumencka chmura energii – koncepcja nowej usługi dla prosumentów

• Autorzy: Rzepka P. , Sołtysik M. , Szablicki M.

Warianty tytułu

EN

Energy cloud – a new service for prosumers

• Konferencja: urowce energetyczne i energia : XXXI konferencja z cyklu: Zagadnienia surowców energetycznych i energii w gospodarce krajowej : Zakopane, 15–18 października 2017, Cz. 3
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono koncepcję prosumenckiej chmury energii, jako nowej usługi dedykowanej dla prosumentów energii elektrycznej. Zakłada się, że wdrożenie takiej usługi powinno wygenerować szereg korzyści, m.in.: ułatwienie korzystania prosumentom z sieci elektroenergetycznej, uproszczenie rozliczeń pomiędzy prosumentem a dostawcą energii elektrycznej, dalsze upowszechnianie rozproszonych źródeł energii w mikro-instalacjach prosumenckich oraz rozwój e-mobilności. Z punktu widzenia prosumenta, proponowana idea prosumenckiej chmury energii polega na wirtualnym magazynowaniu w tej chmurze nadmiaru energii wygenerowanej w jego mikroinstalacji. Fizyczna realizacja gromadzenia energii w chmurze polega na rejestrowaniu wolumenu energii elektrycznej wprowadzonej do systemu elektroenergetycznego z mikroinstalacji prosumenta. Zakłada się, że energię o wartości odpowiadającej wolumenowi zarejestrowanemu w chmurze prosument może wykorzystać w dowolnej chwili czasowej w dowolnym punkcie infrastruktury sieciowej Krajowego Systemu Elektroenergetycznego. Przez dowolny punkt infrastruktury sieciowej rozumie się dowolnie zlokalizowany terytorialnie punkt przyłączenia użytkownika energii elektrycznej wyposażony w autoryzację dostępu. Z punktu widzenia operatorów sieci elektroenergetycznych idea prosumenckiej chmury energii to propozycja usługi dedykowanej dla nowego modelu funkcjonowania systemu elektroenergetycznego, uwzględniającego przyszłe uwarunkowania dotyczące znaczącego rozwoju energetyki prosumenckiej oraz e-mobilności. W koncepcji tej energia elektryczna byłaby traktowana jako towar podlegający tylko częściowemu, fizycznemu magazynowaniu i przede wszystkim wymianie handlowej. W modelu tym kluczowym aspektem byłoby wirtualne magazynowanie energii, czyli handlowe zagwarantowanie przez operatora chmury (spółkę obrotu) dowolnego korzystania z portfela energii przez jej dysponentów. Należy jednak podkreślić, że w funkcjonowaniu prosumenckiej chmury energii istotnym czynnikiem będą koszty gwarancji wykorzystania przez danego dysponenta (prosumenta) energii elektrycznej przypisanej do niego w dowolnym czasie i miejscu przyłączenia w sieci. Skutkuje to tym samym koniecznością uwzględnienia występowania pewnego ryzyka rynkowego, zarówno wolumetrycznego, jak i cenowego ponoszonego przez operatora chmury, które w najprostszym rozrachunku można niwelować poprzez przekazanie operatorowi chmury pewnej części zakumulowanego wolumenu wygenerowanej energii. Należy podkreślić, że w niniejszym artykule przedstawiono pierwszą fazę rozwoju koncepcji prosumenckiej chmury energii. Zakłada się jednak jej poszerzenie o kolejne etapy, w których przewiduje się uwzględnienie możliwości sterowania i nadzoru nad pracą urządzeń instalacji prosumenckich w postaci: źródeł, odbiorników i fizycznych magazynów energii, np. domowych magazynów energii lub baterii akumulatorów zainstalowanych w pojazdach elektrycznych. Docelowo zakłada się, że proponowana prosumencka chmura energii będzie poza magazynowaniem energii (wirtualnym i częściowo fizycznym) umożliwiać również agregację zasobów prosumenckich, co stworzyłoby zupełnie nowe możliwości ich wykorzystania do świadczenia różnego rodzaju usług regulacyjnych, w tym systemowych.

EN

The paper presents the idea of a prosumer energy cloud as a new service dedicated to electricity prosumers. The implementation of the cloud should generate a number of benefits in the following areas: settlements between prosumer and electricity supplier, the development of distributed energy sources in microprocessors and the development of e-mobility. From the prosumer point of view, the proposed idea of a prosumer cloud of energy is dedicated to the virtual storage of energy excess generated in the micro-installation. Physical energy storage in the cloud means recording the volume of electricity introduced into the electricity system from the prosumer’s microprocessors. It is assumed that the energy equivalent to the volume registered in the prosumer cloud can be used at any time at any point in the network infrastructure of the National Power System. Any point of network infrastructure shall be understood as any locally located point of connection of an electricity consumer provided with access authorization. From the point of view of the power grid operators, the idea of a prosumer energy cloud is a conceptual proposition of a service dedicated to the new model of the power system functioning, taking future conditions concerning the significant development of prosumer energy and e-mobility into account. In this concept, electricity would be treated as a commodity only to partial physical storage and above all to trade. In this model a key aspect would be virtual energy storage, that is, the commercial provision by the cloud operator (trading company) of any use of the electricity portfolio by its suppliers. It should be stressed, however, that in the prosumer’s energy cloud functioning, a significant factor would be the cost of guarantees of the use of energy by prosumers at any time and point of connection to the network. This results in the need of taking the presence of certain market risks, both volumetric and cost incurred by clouds operator, which can be minimized by passing a portion of the accumulated volume of generated energy to the cloud operator into account. It should be emphasized that this article presents the first phase of the development of the concept of prosumer energy cloud. However, it is planned to be expanded by the following stages, which include the possibility of controlling and supervising the operation of prosumer installations such as: sources, receivers and physical energy stores, e.g. home energy storage or batteries installed in electric vehicles. Ultimately, it is assumed that the proposed prosumer energy cloud will be outside of the storage of energy (virtual and partly physical) and that aggregation of prosumer resources will create new possibilities for their use to provide a variety of regulatory services, including system ones.

Słowa kluczowe

PL

chmura energii; prosument; nowy model rozliczeń prosumenta; rozproszone źródła energii; mobilny użytkownik energii elektrycznej

EN

energy cloud; prosumer; new model of prosumer settlements; distributed energy source; mobile consumer/ user of electricity

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 98
• Strony: 177--186
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Rzepka P.

• Politechnika Śląska, Instytut Elektroenergetyki i Sterowania Układów
• PSE Innowacje Sp. z o.o.

autor

Sołtysik M.

• Politechnika Śląska, Instytut Elektroenergetyki i Sterowania Układów
• PSE Innowacje Sp. z o.o.

autor

Szablicki M.

• Politechnika Śląska, Instytut Elektroenergetyki i Sterowania Układów
• PSE Innowacje Sp. z o.o.

Bibliografia

• 1. Chmura obliczeniowa. Główny Urząd Statystyczny. [Online] [Dostęp: 30.09.2016].
• 2. E.ON zaproponuje prosumentom wirtualny magazyn energii SolarCloud. Red. Gramwzielone.pl, 03.03.2017. [On - line] Dostępne w: http://gramwzielone.pl [Dostęp: 05.07.2017].
• 3. Internet jest chmurą . „Chip” 03/2009, s. 38. Warszawa: Burda Communications sp. z o.o.. ISSN 1230-817X.
• 4. Jianhui Meng Xinchun i Shi Yi Wang Chao Fu. 2014. A virtual synchronous generator control strategy for distributed generation. China International Conference on Electricity Distribution (CICED 2014 ) Shenzhen, 23–26 Sep. 2014, s. 495–498.
• 5. Koncepcja funkcjonowania klastrów energii w Polsce. Opracowanie na zlecenie Skarbu Państwa – Ministra Energii. Wykonało Konsorcjum w składzie Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A. i inni. Warszawa 2017.
• 6. Kubek i in. 2016 – Kubek, P., Rzepka, P., Szablicki, M. i Wasilewski, A. 2016. Zasobniki energii elektrycznej – innowacyjny sposób stabilizacji częstotliwości systemu elektroenergetycznego. Automatyka – Elektryka – Zakłócenia t. 7, nr 3(25), s. 6–21.
• 7. Mateos, A. i Rosenberg, J. 2017. Chmura obliczeniowa rozwiązania dla biznesu. Wyd. HELION.
• 8. Novosel, D. 2014. The grid of the future how PES can help meet its demands. IEEE Power & Energy Magazine.
• 9. Operator Informacji Pomiarowej w pytaniach i odpowiedziach. SGP Smart-Grids.pl, 28.08.2015. [Online] Dostępne w: www.smart-grid.pl [Dostęp: 05.07.2017].
• 10. Opracowanie URE: Koncepcja dotycząca modelu rynku opomiarowania w Polsce, ze szczególnym uwzględnieniem wymagań wobec Operatora Informacji Pomiarowej. Warszawa, 9 maja 2012.
• 11. Plan rozwoju elektromobilności w Polsce. Opracowanie opublikowane przez Ministerstwo Energii, wrzesień 2016. [Online] Dostępne w: www.bip.me.gov.pl [Dostęp: 17.07.2017].
• 12. Rideout i in. 2014 – Rideout, B., Sahin, T. i Shereck, D. 2014. Implementation of a Virtual Power Plant: The Integrated Load Management System. 2nd International Conference on Systems and Informatics (ICSAI 2014), s. 192–196.
• 13. Rzepka i in. 2017 – Rzepka, P., Sołtysik, M. i Szablicki, M. 2017. Klastry energii – idea wdrażania w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym. Materiały XX Seminarium ENERGOTESTU „Automatyka w elektroenergetyce” , Krynica Zdrój, kwiecień 2017, s. 7.1–7.8.
• 14. The Impact of the Energy Could on the Power Sector. NUENERGEN. [Online] Dostępne w: https://www.nuenergen.com [Dostęp: 05.07.2017].
• 15. Unger, D. i Myrzik, J. 2013. Agent Based Managemet of Energy Storage Devices within a Virtual Energy Storage. Energytech, 2013 IEEE, 21–23 May 2013 Cleveland, OH, USA.
• 16. Ustawa z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii (Dz.U. z 2015, poz. 478, 2365, z 2016, poz. 925, 1579).

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).