Technologie inteligentnych sieci oferują długą listę korzyści. Jedną z podstawowych – która jest zarazem głównym tematem niniejszego artykułu – jest możliwość zwiększenia mocy rozproszonych/odnawialnych źródeł energii przyłączanych do systemu elektroenergetycznego.
EN
Smart Grids technologies offer a long list of benefits. One of the basic - and at the same time the main topic of this paper - is the possibility of increasing the power of distributed/renewable energy sources connected to the power system.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono przegląd topologii instalacji hybrydowych OZE, możliwych do zastosowania jako alternatywne źródła energii w mikrosieciach i klastrach energii. Omówiono sposoby konfiguracji źródeł hybrydowych, możliwości tworzenia kombinacji danych technologii i ich wykonalność. Oszacowano także profil wytwórczy takiej instalacji dla różnych pór roku. Na podstawie otrzymanych danych zaprojektowano strategię kontraktowania energii elektrycznej, która maksymalizuje wykorzystanie źródeł energii wchodzących w skład instalacji hybrydowej OZE. Następnie oszacowano potencjalne przychody ze sprzedaży energii.
EN
The paper presents a review of the topologies of hybrid RES installations, possible to be used as alternative energy sources in microgrids and energy clusters. The methods of configuration of hybrid sources, possibilities of creating combinations of given technologies and their feasibility are discussed. The production profile of such an installation, for different seasons of the year, is also estimated. On the basis of the data received, a strategy of contracting electricity was designed, which maximizes the use of energy sources included in the hybrid RES installation. Then, potential income from the sale of energy from this installation was estimated.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper aims to present current knowledge on data transmission between smart grids elements using narrow-band Power Line Communications (PLC) technology. One of the published hypotheses suggests that narrow-band PLC technologies cannot co-occur in the same network without interference. This paper demonstrates the results of laboratory tests for transmission capacity of PLC systems that are made using PRIME and OSGP technologies and work in the same network. The methodology for the interoperability assessment of both PLC technologies is presented with regard to the transmission capacity measurements under reference conditions. On the basis of obtained results practical conclusions were formulated.
PL
W artykule omówiono stan wiedzy na temat transmisji danych pomiędzy elementami inteligentnych sieci elektroenergetycznych (smart grids) realizowanych z użyciem technologii Power Line Communications (PLC) w wydaniu wąskopasmowym. Jedną z hipotez wynikłych z przeglądu literaturowego zagadnienia zawiera domniemanie, że różne wąskopasmowe technologie PLC nie mogą współistnieć w tym samym obwodzie sieci energetycznej, gdyż mogą się wzajemnie zakłócać. W artykule przedstawiono wyniki laboratoryjnych badań efektywności transmisji układów PLC, wykonanych w technologiach PRIME oraz OSGP, pracujących w tym samym obwodzie sieci energetycznej. Przedstawiono metodologię oceny interoperacyjności obu technologii PLC w odniesieniu do pomiarów skuteczności transmisji w warunkach referencyjnych. Na podstawie uzyskanych wyników badań sformułowano odpowiednie wnioski praktyczne.
The following article extensively discusses issues related to utilization of ICT solutions, as well as their role and functionality in modern smart electrical power systems. Particular attention has been given to integration of electrical power systems with security policies, and methodology of design and their management. Control and supervision of systems of this magnitude largely depends on computer-controller systems and programmable devices, and their operation makes these systems increasingly complicated. The article also touches upon issues of digital security of these systems in terms of their internal control and management, and communication with smart grids.
PL
Artykuł prezentuje zagadnienia dotyczące stosowania rozwiązań teleinformatycznych oraz pełnionej przez nie roli oraz funkcjonalności w nowoczesnych inteligentnych systemach elektroenergetycznych. Szczególną uwagę poświęcono integracji systemów elektroenergetycznych z polityką bezpieczeństwa oraz metodologii projektowania oraz ich zarządzania. Sterownie i nadzór pracy tak dużych systemów w dużym stopniu uzależniony jest od systemów sterowanych komputerowo oraz urządzeń programowalnych, a ich obsługa sprawia, że systemy te stają się coraz bardziej skomplikowane. W artykule poruszono również kwestie bezpieczeństwa cyfrowego tych systemów w obszarze ich wewnętrznego sterowania i zarządzania oraz komunikacji z siecią smart grid.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Pojazdy elektryczne są elementem składającym się na inteligentną sieć elektroenergetyczną (Smart Grid), bowiem poza funkcją transportową mogą dostarczać usług energetycznych w zakresie bilansowania mocy. W tym celu można odpowiednio wykorzystywać sterowalne układy ładowania takich pojazdów. Oczywistym wydają się zastosowania w bilansowaniu energii elektrycznej o charakterze czynnym. Tymczasem, w światowej literaturze pojawiły się pierwsze opracowania, pokazujące możliwości wykorzystywania pojazdów elektrycznych do dostarczania mocy biernej, zgodnie z potrzebami systemu dystrybucyjnego. Artykuł przybliża tą problematykę, przedstawiając przegląd stanu wiedzy technicznej oraz zagranicznej literatury związanej z tą nowatorską problematyką.
EN
Electric vehicles are components of a Smart Grid as, in addition to the transport function, they can provide ancillary energy services like balancing power in power systems. For this purpose, it is possible to use controlled charging systems of such vehicles. Obviously, electric vehicles may also be applied in balancing of the active power. Meanwhile, in the world literature, one comes across the first studies showing the possibility of using electric vehicles to provide reactive power to distribution grid, in accordance to the needs of electric power system. The paper introduces these issues, presents an overview of the state of technical knowledge and international articles related to the subject matter.
Przedstawione zostały podstawowe zasady funkcjonowania sieci inteligentnych oraz kwestie techniczne na poziomie relacji wszystkich urządzeń i podmiotów, realizujących swoje zadania w tej strukturze.
EN
The paper presents basic principles of operation of smart grids and technical problems connected with interrelations among all devices and entities that realize their tasks within this structure.
Obecnie w elektroenergetyce promuje się wiele nowoczesnych rozwiązań związanych z większą automatyzacją sieci elektroenergetycznych oraz z informatyzacją infrastruktury sieciowej. Niektóre z takich rozwiązań są promowane, a nawet w różnym stopniu dotowane przez państwo. Jednak ich wdrożenie będzie miało wpływ na poziom zapotrzebowania na ciepło gospodarstw domowych, które zdecydują się zainwestować w określone rozwiązania. Artykuł przedstawia możliwy wpływ wdrożenia niektórych rozwiązań smart grid na zmianę zapotrzebowania na ciepło sieciowe.
EN
Currently in power sector it promotes innovative solutions that increase the automation of power networks and computerization of power grid infrastructure. Some of these solutions are subsidized to varying degrees by the state. However, their implementation will affect the heat demand at the house-hold level that choose to invest in specific solutions. This article presents possible impact of the implementation of smart grid solutions to change in heat demand in district heating systems.
W artykule przedstawiono informacje dotyczące inteligentnych sieci elektroenergetycznych oraz inteligentnych systemów pomiarowych ze szczególnym uwzględnieniem zalet wynikających z ich wdrażania oraz obaw powstających na etapie projektowania i wyboru podzespołów. Zasadniczą częścią pracy są badania strat własnych wybranych urządzeń pomiarowych stosowanych w systemach smart grid, co umożliwia ich ocenę i klasyfikację. Zaprezentowano oryginalne układy pomiarowe składowych prądów wejściowych liczników dołączanych do sieci bez obciążenia, co z kolei umożliwia obliczenie mocy czynnej, biernej i pozornej strat własnych liczników. W pomiarach uwzględniono zarówno klasyczne indukcyjne liczniki energii jak i liczniki elektroniczne z różnymi modemami komunikacyjnymi.
EN
Information on the smart grid and smart metering systems with particular emphasis on the benefits resulting from their implementation are shortly summarized in the Chapter 1. The essential part of the work are measurements of running light power loss of some chosen measuring devices, both 1-phase and 3-phase, used in smart grid systems, allowing for their assessment and classification. The essential idea of the measuring circuit consists in the measurement of real and imaginary compo-nents of small current consumed by the voltage circuit of the meter under test, while its current circuit is broken (Chap. 2). This is a normal condition of the energy meter connected to the power line, but without load. The current components to be measured are fixed in relation to the respective phase voltage. The measurements are easily and precisely performed by lock-in amplifier instrument (Figs. 2, 3). Original measuring circuits for input current compo-nents of meter voltage circuit under tests are presented. The measuring results allow to calculate the active, reactive, and apparent power losses in the meter voltage circuit. For the measurements and analysis both the common induction energy meters and modern electronic meters of various communication modems were taken into consideration (Tabs. 1, 2).
Rozwój systemów elektroenergetycznych, dołączanie wciąż nowych odbiorców, wzrost liczby i mocy odnawialnych źródeł energii przyłączanych do sieci (sieci lokalne – micro grids) determinują konieczność modernizacji oraz wprowadzenia nowych mechanizmów zarządzania energią w systemie. Dzięki modułom automatyki budynkowej możliwe jest stworzenie tzw. sieci domowej HAN, która może być zintegrowana z zewnętrznymi sieciami wymiany informacji, obsługiwanymi np. przez dostawcę energii i mediów.
Inteligentne sieci będą miały coraz większe znaczenie w kwestii bezpieczeństwa energetycznego. Pozwolą na lepszą diagnostykę pracy sieci oraz na podejmowanie przez sieci działań samonaprawczych. Ich budowa i rozwój to konieczność, by sprostać potrzebom przemysłu i gospodarki, ale także wymogom nowej europejskiej polityki: klimatycznej, ochrony środowiska i oczekiwaniom społecznym.
Klasyczna organizacja sieci elektroenergetycznych zasilanych głównie przez duże elektrownie zawodowe przestaje odpowiadać współczesnym wymaganiom. Coraz powszechniej stosowany jest system rozproszonego zasilania przez małe źródła energii charakteryzujące się zmienną generacją zależną od warunków meteorologicznych i hydrologicznych. Powstała idea podsieci prosumenckich, w których dąży się do zrównoważenia generacji i zapotrzebowania na moc. Ze względu na zmienną generację i zmienne zapotrzebowanie na energię, bilansowanie mocy wymaga w takich podsieciach bardziej skomplikowanego systemu sterowania niż klasyczne układy automatyki regulacyjnej stosowane obecnie. Obiecującym podejściem do rozwiązania tego problemu są systemy wieloagentowe. Praca jest poświęcona przedstawieniu zagadnień związanych z systemem zarządzania energią w najmniejszych podsieciach tego typu, zwanych mikrosieciami.
EN
The classic organization of electric power networks powered primarily by large-scale generation units does not satisfy contemporary requirements. Distributed supply systems with small energy sources are used more and more frequently. Power generation by many of these sources is variable, depending on meteorological and hydrological conditions. A new organizational solution consists primarily of separate sub-networks, called prosummer networks, within which the energy generation is in a some way "balanced" with power demand. Due to the dynamic generation and variable energy demand, power balancing in these sub-networks requires a more sophisticated control system than traditional regulatory automation systems used currently. A promising approach towards the problem solution is application of multi-agent systems. The paper is devoted to the presentation of issues related to energy management system in the smallest sub-networks of this type, called microgrids.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule scharakteryzowano aktualne problemy związane z przesyłem i rozdziałem energii elektrycznej. Wskazano na konieczność zmian w istniejącej strukturze i funkcjonowaniu sieci elektroenergetycznych. Zaprezentowano koncepcję inteligentnych mikrosystemów elektroenergetycznych na poziomie dystrybucyjnym. Omówiono architekturę i funkcje mikrosystemu oraz wskazano na nowe możliwości, jakie stwarza powstanie mikrosystemów, w zakresie zapewnienia bezpieczeństwa, poprawy jakości i efektywności zasilania.
EN
In the paper current issues concerning the transmission and distribution of electrical energy are characterized. The need for some changes in existing structure and functioning of electrical power network is pointed at. The concept of smart microgrids at distribution level is presented. The architecture and functions of the microgrid is discussed. New challenges are shown which the microsystem creates in terms of energy security ensuring and improving power quality and reliability of supply.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Smart grids are characterized by the availability of distributed energy resources (DER), including power switching interfaces (PSI) to connect to the grid. This creates a new scenario for the management of power grids, because DER increase the power capability and flexibility of the network at the expense of a higher complexity of control. If properly driven, however, PSI can improve power quality and distribution efficiency. On the contrary, every control misbehavior can cause voltage instability and/or circulation of useless currents, with the risk to affect network operation. Moreover, especially in case of islanded operation, smart grids can suffer from voltage distortion, asymmetry, and frequency variations, which may affect control accuracy and stability. In such a context, a cooperative control approach of PSI and any other electronic power processors (EPP) acting in the grid is needed, to ensure proper network operation even under severely disturbed conditions. This paper shows that the Conservative Power Theory (CPT) provides a viable background for the development of an optimum control technique of distributed EPP.
PL
Inteligentne sieci elektroenergetyczne charakteryzują się dostępnością rozproszonych źródeł energii (DER) wraz z urządzeniami pośredniczącymi (PSI) łączącymi je do sieci energetycznej. Tworzy to nowe warunki zarządzania siecią energetyczną, gdyż DER powiększa moc i elastyczność systemu, jednak kosztem wzrostu złożoności jego sterowania. Prawidłowo sterowany PSI może jednak poprawić jakość energii i sprawność jej dystrybucji. W przeciwnym przypadku, niewłaściwie sterowanie PSI może spowodować niestabilność napięcia i/lub przepływy bezużytecznych prądów, wraz z ryzykiem wpływu na pracę sieci. Ponadto w sieci inteligentnej, szczególnie w warunkach pracy izolowanej, może pojawić się odkształcenie napięcia, asymetria oraz wahania częstotliwości, co może oddziaływać na dokładność sterowania i stabilność systemu. Aby zagwarantować właściwą pracę sieci, nawet w mocno zaburzonych warunkach, potrzebne jest współzależne sterowanie PSI i innych procesorów mocy (EPP). Niniejszy artykuł pokazuje, że Zachowawcza Teoria Mocy (CPT) tworzy realną podstawę do rozwoju optymalnej techniki sterowania rozproszonych EPP.
Z założenia inteligentne sieci elektroenergetyczne mają na celu przekształcenie istniejącej infrastruktury sieciowej w interaktywne sieci rozproszone. Wymaga to sprawnej wymiany informacji pomiędzy odbiorcami, dystrybutorami oraz wytwórcami.