This work reviews selected papers presenting results on the methods concerning to resolve the following problems in power systems: rapidly growing number of renewable energy sources, declining electric energy consumption, and the necessity for reconstructing the transmission and distribution grid. All of the above problems require new operational attributes such as: resilience (before the use of the self-healing option), trans-active energy, hosting capacity, microgrid controller as an energy management system (MEMS), and the development of new projects in Europe, the USA, China, and other countries. Finally, this work highlights important problems which need to be resolved by researchers, operators and regulators in the future.
PL
Artykuł zawiera przegląd wybranych artykułów przedstawiających wyniki badań nad metodami rozwiązania następujących problemów: gwałtownie wzrastającej liczby instalowanych źródeł odnawialnej energii, malejącego zużycia energii elektrycznej, konieczności rekonstrukcji linii przesyłowych i rozdzielczych i utworzenia elastycznego rynku energii. Powyższe procesy generują nowe atrybuty operacyjne: resilience jako uogólnienie poprzednio stosowanego self-healing, transactive energy, hosting capacity, microgrid controller jako system zarządzania energią (MEMS). Procesy te powodują również rozwój nowych projektów w USA, Europie, Chinach i innych krajach. Uwagi końcowe zestawiają ważne zagadnienia które muszą być rozwiązane przez naukowców, energetyków i ustawodawców.
Blackouts in the mid-twentieth century in the USA and some European countries implied a necessity of the hierarchical natural monopoly power system (PS) deregulation. The most important target of PS operation is to deliver reliable electric energy (with proper parameters), which implies the necessity to include all existing sources of electrical energy (mostly renewable energy sources – RES) in the power grid. The existing networks could not provide those types of duties hence it was necessary to start with the Smart Grid (SG) idea with new characteristics of the power grid. The rapidly growing number of RES, the ones installed in smart homes in particular, has led to reduced consumption of electricity. This has required a new organization of distribution networks, i.e. development of microgrids and prosumers, changing the static hierarchical information system into a dynamic dispersed electric power system. This consequently implied the need to replace the existing electricity market with a new one. As a result of the electricity and gas system integration, efficiency of the electricity system has increased, however due to different market targets it is necessary to develop a new integrated market. It would also cover smaller energy systems, using such sources as liquid fuel, hot water that potentially could become integral parts of the new integrated market. In the process of building the new integrated energy market it will be necessary to take into account the need for long-term expenses on transmission and distribution networks modernisation applying direct current and using experience of advanced utilities/companies in the U.S.A., Europe, China and some other countries.
PL
Od połowy ubiegłego wieku „blackouty” w USA I niektórych krajach europejskich spowodowały konieczność deregulacji hierarchicznego (wynikającego z naturalnego monopolu) systemu elektroenergetycznego. Zaistniała konieczność dołączenia do sieci eletroenergetycznej wszystkich źródeł tej energii, w tym -źródeł odnawialnej energii (OZE). Istniejące sieci nie były w stanie podjąć się nowych zadań, zaistniała zatem potrzeba budowy nowych „inteligentnych” o nowych właściwościach, nowej organizacji sieci rozdzielczej, w tym mikrosieci, pojawienie się prosumentów, co zmieniło statyczny hierarchiczny system informacyjny w dynamicznie rozproszony system elektroenergetyczny. Integracja systemów elektroenergetycznego i gazowego zwiększyła efektywność elektroenergetyki, ale wymaga utworzenia nowego rynku energii, co jest przedsięwzięciem kosztownym i długotrwałym.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper begins with a short presentation of Smart Grid (SG) being the starting element of a chain of developing the idea of “smartness” not only in power but also in all industry branches implying growth of data generation (Big Data problem). Parallel to the smart-and the big data problems, new informatics tools, such as Cloud Computing (CC) and Internet of Things (IoT) are developed. The main part of the paper describes specifics of these new tools, (e.g. Industrial Internet of Things, dew- and fog CC) and their collaboration in terms of solving the big data problem. Final remarks present the Author’s view on further development of these problems.
PL
Artykuł rozpoczyna się krótką prezentacją sieci inteligentnej zapoczątkowującej ideę „Smart” nie tylko w elektroenergetyce, ale i w innych gałęziach przemysłu, powodując zwiększenie generowania danych (problem Big Data).Równolegle z rozwojem koncepcji „Smart” i Big Data rozwijają się nowe narzędzia informatyczne, jak przetwarzanie w chmurze, Internet rzeczy. Główna część artykułu przedstawia specyfikę tych nowych narzędzi (np. przemysłowy internet rzeczy, odległe/mgliste przetwarzanie w chmurze) i ich zastosowanie w rozwiązywaniu problemu Big Data. Uwagi końcowe przedstawiają pogląd autora na dalszy na dalszy rozwój poruszonych tematów.
The paper starts from description of series blackouts which implied to take into account necessity of application smart on transmission as well in distribution level where dispersed renewable energy resources (RES) are injected. Definitions of microgrids, smart grids and their characteristics are presented. New idea of the so called transactive energy being developed in New York region is presented with proposition of Internet of Everything application.
PL
We wstępie artykułu przypomniano awarie systemowe, które spowodowały konieczność inteligentnego rozwoju sieci przesyłowych i rozdzielczych do których przyłącza się odnawialne źródła enegii (OZE). Zestawiono definicje mikrosieci, sieci inteligentnych. Przedstawiono nową koncepcję „Transakcyjnej Energii wprowadzanej w okręgu Nowego Jorku wraz z propozycją zastosowania Internetu Wszystkiego.
Development of power system influence on management information system is the main aim of the article. Starting from the general review of hierarchical information system in power, changes in its (and in management information) systems implied by injection of renewable energy sources are discussed.
PL
Celem artykułu jest przedstawienie wpływu rozwijającego się systemu elektroenergetycznego na system informatyczny zarządzania. Przedstawiono ogólne informacje o hierarchicznym systemie informacyjnym zarządzania i omówiono zmiany w systemie informatycznym zarządzania wywołane wprowadzeniem odnawialnych źródeł energii.
Definitions of Smart Grid (SG) and microgrid open the paper. When resiliency is compared to self-healing, one can see that resiliency contains functions of self-healing as well as additional services. Nanogeneration and integration of electricity and gas systems are considered in the section entitled Miscellaneous. In the conclusion, the author emphasises the need of taking the microgrids with direct current into account in terms of development of their program.
PL
Na początku artykułu podano definicje sieci inteligentnej i mikrosieci. Z porównania pojęć: samoodnawianie i odporność wynika, że pierwsze z tych określeń zawiera drugie, a ponadto wprowadza dodatkowe funkcje. Jako różne nowości zasygnalizowano nanogenerację i zintegrowane systemy elektryczne i gazowe. W zakończeniu autor uwypukla potrzebę uwzględnienia zastosowania prądu stałego w projektach rozwoju mikrosieci.
The aim of this paper is to consider the main principles of the Internet of Things (IoT) and Internet of Everything (IoE) within the context of building a Business Model (BM) and data flow limitations for the e-balance EU project. Authors have addressed the need of creation of a business model type, which will be dedicated to the concept of the Internet of Things. Initial results for the e-balance platform with technical and organizational architecture and BM have also been presented. This application is in the area of IoT and Smart Grid (SG). One of the key conclusions of this paper is a claim that in the near future, energy utilities should seriously rethink their BM and the possibility of designing new services in digitally intensive environments using smart appliances and sensors.
PL
Celem artykułu jest przedstawienie i rozszerzenie koncepcji tworzenia modeli biznesu w kontekście rozwoju Internetu Rzeczy w nowoczesnej inteligentnej energetyce i wskazanie ograniczeń. Autorzy wskazali na potrzebę stworzenia predefinicji modelu biznesowego, który będzie dedykowany koncepcji Internetu przedmiotów. Pierwsze wyniki dla platformy e-balance, dotyczące architektury technicznej i organizacyjnej oraz przyjęta w projekcie metoda rozwoju modelu biznesu zostały również zaprezentowane. Jednym z ważnych wniosków z rozważań jest stwierdzenie, że w najbliższej przyszłości, przedsiębiorstwa energetyczne powinny poważnie przemyśleć swoje modele i możliwości projektowania nowych usług w środowisku IoT.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper consists of three parts: the first one briefly presents the history and the main characteristics of Smart Grid (SG), the second is devoted to big data generation, while the third introduces the idea of Internet of Things, Internet of Everything and their role in the whole life cycle of the SG.
PL
Artykuł składa się z trzech części: pierwsza przedstawia krótką historię i główne właściwości sieci inteligentnej, druga poświęcona jest problemowi dużych zbiorów danych, zaś trzecia wprowadza pojęcia: Internet rzeczy , Internet wszystkiego i ich zastosowanie w całym cyklu życia sieci inteligentnej.
The aim of this paper is to answer the following question: May or should the Internet of Things supports the Smart Grid development and operation? This question may be answered based on examples of the IoT or Web of Things (WoT) applications in the Power Systems and Smart Grids. The following cases have been presented: a concept of the IoT application in the synchrophasor system regulation, in supporting electric energy with rated values reliable delivery, and in the review of challenges caused by big data processing, and in supporting resource allocation for heterogeneous sensors through application of the WoT. The main part of the paper presents IoT trends in Europe, taking into account several FP6 and FP7 European projects, with emphasis on the e-Balance Project. Its final remarks highlight the issue of too slow implementation of Smart Grids and IoT applications in Poland.
PL
Celem artykułu jest znalezienie odpowiedzi na pytanie: czy Internet of Things może lub powinien wspomagać rozwój i eksploatację sieci inteligentnych? Odpowiedź na to pytanie można znaleźć w przykładach zastosowań IoT lub WoT w systemach elektroenergetycznych i sieciach inteligentnych. Opisano następujące przypadki: koncepcję zastosowania IoT w systemie sterowania synchrofazorami, we wspomaganiu dostarczania energii elektrycznej o znamionowych parametrach, w przeglądzie wyzwań wywołanych przez wielkie zbiory danych, we wspomaganiu alokacji urządzeń dla heterogenicznych sensorów przez zastosowanie WoT. Główna część artykułu przedstawia trendy zastosowań IoT w Europie na przykładzie projektów europejskich FP6 i FP7 ze szczególnym uwzględnieniem projektu e-Balance. W uwagach końcowych podkreślono zbyt wolne wdrażanie sieci inteligentnych i IoT w Polsce.
Artykuł rozpoczyna się od przypomnienia amerykańskiej definicji sieci inteligentnej i krótkiego opisu współczesnych sieci rozdzielczych. Główna treść artykułu zawiera przegląd wybranych publikacji poświęconych odpowiedzi na pytanie: co jest potrzebne dla zmodyfikowania istniejących sieci rozdzielczych by mogły spełniać wymogi Rozdzielczych Sieci Inteligentnych (RSI)? W odpowiedzi rozważono: technologie dla RSI, Informacyjny Komunikacyjny System (ICT), System Zarządzania Siecią Rozdzielczą, Nowy Rynek Energii, przykład wprowadzania RSI. W zakończeniu stwierdzono, że instalacje liczników cyfrowych w kraju bez ICT, bez Nowego Rynku Energii nie może być uznane nawet za pierwszy krok w kierunku rozwoju sieci inteligentnych.
EN
Starting from Smart Grid (SG) definition and short description of contemporary distribution grids, paper presents review of selected bibliography devoted to answer: what is necessary for upgrading existing – to Smart Distribution Grids (SDG)? Following issues are upon consideration: technologies for SDG, Information Communication Systems (ICT), Distribution Management Systems, New Energy Market, practical case.. Final remarks evaluate contemporary state in Poland where installed digital meters without ICT, New Energy Market do not fulfill the first step in SG direction.
Wzrost udziału odnawialnych źródeł energii (OZE) w ogólnym bilansie paliwowo-energetycznym jest konieczny zarówno z powodu unijnego pakietu energetycznego 3x20, jak i licznych korzyści płynących z rozwoju tych źródeł. Celem artykułu jest prezentacja szeroko pojętej tematyki rozwoju odnawialnych źródeł energii na poziomie gminy.
EN
The growing role of renewable energy resources (RES) in the general energy-fuel balance is necessity because of the EU energy package and numerous advantages from the development of RES. Saving of energy resources, reduction in gas emission and environmental issues are only some of core arguments for renewable energy resources. The aim of this paper is to present the possibilities of RES development at a commune level.
Deregulation of power starting in the end of 20th century is a basis for Smart Grid development. Definition of Smart Grid as well as it's interpretation has been presented in the first paragraph. Renewable Energy Sources in result of their operation can be considered as virtual power plants as well as Microgrids being part of Smart Grids. Also some issues about Information Management on the Energy Market has been considered. There is a need to create a new management information infrastructure. Two following Final Remarks close considerations: virtual energy market needs dispatch price-responsive demand (PRD) what implies necessity of developing and using new ICT tools. Growing number of plug-in electric vehicles (PEV), active prosumers and aggregators introduce in electric market new types of virtual consumers.
PL
Deregulacja elektroenergetyki rozpoczęta w końcu 20-go wieku stała się impulsem do powstania koncepcji sieci inteligentnych (Smart Grids - SG). W pierwszym paragrafie podano definicję SG i jej interpretację. Odnawialne źródła energii ze względu na sposób ich eksploatacji mogą być traktowane jako wirtualne elektrownie podobnie jak mikrosieci stanowiące elementy SG. Omówiono również kilka zagadnień związanych z zarządzaniem informacją w rozważanym rynku energii. Istnieje potrzeba utworzenia nowej infrastruktury zarządzania informacją. Dwie następujące uwagi końcowe zamykają rozważania: wirtualny rynek energii wymaga komunikatów o zapotrzebowaniu na energię reagującym na jej ceny (PRD) co implikuje konieczność opracowania i użytkowania nowych narzędzi ICT. Wzrastająca liczba pojazdów pobierających energię elektryczną (plug-in electric vehicles - PEV), aktywnych prosumentów i agregatorów wprowadzających nowe rodzaje wirtualnych odbiorców energii.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The aim of the paper are selected problems resulting from Renewable Energy Sources (RES) intrusion into Smart Grids (SG) presentation. Upon considerations there are: wind turbines influence on power system operation, RES and microgrids operation with a Power System, new Energy Market for islanded and connected to power system microgrid, Energy Management System and ICT after intrusion RES. Conclusion presents perspective of RES development.
PL
Celem artykułu jest przedstawienie wybranych problemów spowodowanych dołączeniem odnawialnych źródeł energii (OZE) do sieci inteligentnej. Rozważono: wpływ turbin wiatrowych ma eksploatację systemu elektroenergetycznego, Współpracę OZE I mikrosieci z tym systemem, nowy rynek energii dla pracy wyspowej i mikrosieci współpracującej z systemem, Energy Management System i ICT po dołączeniu OZE. W zakończeniu przedstawiono perspektywy rozwoju OZE.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Smart grids and thereafter open grids development implies changes in organizations, technical equipment Power Networks (especially ICT). These new grids influence also on organization and operation of the energy markets, for which it is very important to know correct forecast (mostly short-term) of an electrical energy demand. Excessive requirements concerning accuracy of the forecasting results implied new tools of informatics, especially artificial intelligence application.
PL
Sieci inteligentne, a potem sieci następnych generacji, spowodują zmiany w organizacji, wyposażeniu technicznym (szczególnie ICT) sieci elektroenergetycznych. Te nowe sieci wpływają także na organizację i działanie rynku energii wymagającego znajomości prawidłowej prognozy (głównie krótkoterminowej) zapotrzebowania na energię elektryczną. Wygórowane wymagania odnośnie do dokładności wyników prognozy spowodowało zastosowanie nowych narzędzi informatyki, głównie sztucznej inteligencji.
Trudności w kształtowaniu rynku energii z generacją rozproszoną (energii odnawialnej) wynikają przede wszystkim z barier formalno prawnych i finansowych, organizacyjnych, technologicznych i strukturalnych funkcjonujących w danym kraju. W artykule podjęto próbę określenia tych barier w kontekście co do poszczególnych obszarów ich powstawania na obecnie funkcjonującym rynku energii.
EN
Difficulties in shaping the energy market with distributed generation (renewable energy) due primarily to the barriers to formal legal and financial, organizational, technological and structural functioning of the country. This article tries to identify those barriers in the context of the specific areas of their formation on the current functioning the energy market.
Bezpieczeństwo energetyczne jest jednym z dwóch głównych celów działania UE, co spowodowało podjęcie decyzji o rozwoju teleinformatyki dla efektywniejszego zarządzania sieciami inteligentnymi. Wprowadzenie tych sieci pociąga za sobą szereg konsekwencji organizacyjnych, technicznych i społecznych, których rozwiązanie możliwe jest tylko przy wspomaganiu rozwijającą się teleinformatyką. W artykule rozważono znaczenie teleinformatyki dla środowiska inteligentnych sieci rozdzielczych, wpływ tych sieci i teleinformatyki na problemy techniczne, ekonomiczne i socjologiczne oraz przedstawiono techniczne perspektywy wprowadzenia sieci inteligentnych w Europie.
EN
Energy security is one of the most important target in the EU activity implied decision on ICT development for effective management in Smart Grids. Smart grid implementation influence on organizational, technical and social area, which can be solved with support of the ICT only. In the paper importance of the ICT in the smart distribution grid environment and especially for the technical- economical- and social problem solving as well as technical perspective for the Smart Grid implementation in Europe has been considered
We wprowadzeniu do zagadnień deregulacji zestawiono ekonomiczne przyczyny tego procesu i jego skutki w niektórych krajach. Rozważono zagadnienia jakości dostarczonej energii i podano jej miary i wskaźniki wraz z omówieniem głównych czynników wpływających na jakość. Omówiono środki techniczne wspomagające konkurencyjność zakładu. Końcowe wnioski zawierają m. in. krytyczne oceny możliwości działań zakładów energetycznych na konkurencyjnym rynku energii.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.