Sektor energetyczny potrzebuje nowoczesnego systemu łączności

14 stycznia 2020, 14:00 Energetyka
energetyka energia fot. Pixabay
fot. Pixabay

Politechnika Warszawska zaprezentowała raport dotyczący komunikacji przyszłości energetyki. Raport „Wymagania w zakresie łączności radiowej dla sektora energii w dobie transformacji cyfrowej”.

Autorzy raportu podkreślają, że jest on bardzo ważny ze względu na przyłączenie OZE do sieci, aby w maksymalnym stopniu wykorzystać ich potencjał wytwórczy i zredukować straty związane z przesyłem energii i dostosowaniem do popytu.

Transformacja energetyczna wymaga nowego systemy przepływu informacji

Autorzy raportu informują, że potrzeba nowego systemu łączności wynika z transformacji energetyki. To co determinuje na transformację, to ograniczenie emisji CO2 powstających przy spalaniu wszelkich węglowodorów. Transformacja wymusza rozproszenie źródeł energii, wraz ze wzrostem mikro źródeł, to z kolei wymaga zarządzania większą liczbą źródeł rozproszonych i niesterowanych, zależnych od zjawisk pogodowych.
– Głęboka dekarbonizacja, decentralizacja, wymaga także zmian u dystrybutorów energii, którzy byli przyzwyczajeni do prostego odbioru energii z energetyki konwencyjnej. – Nowy świat energetyki jest zdecentralizowany, zmieniła się skala, postęp technologiczny przełożył się na pojawienie się nowych graczy na rynku energii. Należy opracować nowy system przepływu informacji między wszystkimi graczami na rynku – podkreśla Piotr Piela, jeden z autorów raportu.

Źródła OZE nie są sterowalne, a dla stabilności systemu energetycznego potrzebne jest utrzymywanie energetyki węglowej, konwencjonalnej. – Jeśli zastępujemy energetykę konwencjonalną, potrzebujemy dużej ilości OZE, w takim przypadku coraz częściej będziemy przechodzić na lokalny system dystrybucji. Chodzi więc o linie niskich i średnich napięć. Potrzebna jest więc szybka agregacja danych, aby można było bilansować dostawy energii i zarządzanie produkcją z OZE – dodaje. Jego zdaniem, nowy świat oparty na OZE wymaga bieżącego monitorowania produkcji i przesyłu energii, a więc bieżącego przepływu informacji od mikroinstalacji do dyspozytorni, zarządzającej przepływem energii.

Zdaniem autorów badania, w Polsce może być ok. 1,6 mln mikroinstalacji do 2040 roku. Piotr Piela podkreślił, że dzięki inteligentnym licznikom, systemom opromieniowania i predykcji można zarządzać takim systemem. Przyznał, że baterie nie rozwiążą problemu akumulacji energii z OZE, bo nie ma tak dużych magazynów, mogących na bardzo długo zabezpieczyć system energetyczny.

– Potrzebujemy 3 GW w wietrze, aby zastąpić 1 GW w energetyce węglowej. Przekłada się to na większą liczbę instalacji OZE i potrzebę ich zarządzania, znacznie większą liczbą źródeł wytwórczych niż dotychczas znanym w energetyce konwencjonalnej. Klastry pokazują, że już teraz odbywa się regionalizacja rynków energii – powiedział Piotr Piela.

Jakie są rozwiązania?

Raport przedstawia rozwiązania, które dotychczas są nam znane, które można wykorzystać do zarządzania takim systemem, opartym na rosnącej liczbie OZE. Dr Inż. Sławomir Kukliński, który kierował zespołem opracowującym raport, wymienił:

To co będzie potrzebne, to usługi teleinformatyczne w sektorze energii:

  • Usługi dyspozytorskie;
  • Obsługa energetycznych systemów SCADA;
  • Obsługa klastrów energii;
  • Obsługa OZE;
  • Obsługa magazynów energii;
  • Odczyt liczników zużycia energii,
  • Obsługa elektromobilności;
  • Komunikacja krytyczna w sytuacjach nadzwyczajnych.

Potrzeby teleinformatyczne energetyki dotyczą zaś:

Komunikacji głosowej/strumień wideo;

  • Szerokopasmowa transmisja danych;
  • Komunikacja sensorowa bez wymagań czasowych;
  • Komunikacja sensorowa bez wymagań czasowych (SCADA).

Na stole są dotychczasowe rozwiązania wąskopasmowe, takie jak TETRA, TETRAPOL, P25, a także szerokopasmowa sieć komunikacji kryzysowej – LTE MC (Mission Critical).

W Czechach została uruchomiona pierwsza na świecie sieć LTE MC w pasmie 410 -430. Kraje, w których trwa migracja do rozwiązań szerokopasmowych to: Francja, Finlandia i Hiszpania.

Autorzy przypominają, że Prawo telekomunikacyjne z 2018 rouk przydzieliła polskiemu sektorowi energetycznemu, gazowemu i paliwowemu dedykowane pasmo 450 MHz. Pasmo to zapewnia wystarczającą pojemność, a jednocześnie znaczny zasięg. Jak wynika z szacunków, do uzyskania wystarczającego pokrycia powierzchni kraju wystarcza 10-krotnie mniej stacji bazowych LTE w paśmie 450 MHz niż stacji pracujących w komercyjnie wykorzystywanym przez LTE paśmie 1800 MHz.

W zakresie wykorzystywania dotychczasowych systemów TETRA, która ma jednak ograniczone zdolności przesyłu danych. Sieci LTE są już wykorzystywane, ale bez zabezpieczeń, takich jak infrastruktura krytyczna i własna sieć łączności kryzysowej, wykorzystanie rozłącznych sieci loL, łączności kryzysowej, głosowej i transmisji danych, wykorzystanie własnej szerokopasmowej sieci kryzysowej, świadczącej usługi zintegrowane.
Zgodnie z konkluzjami raportu, autorzy podkreślają, że energetyka ma argumenty sprzyjające budowie własnej sieci LTE. Szerokopasmowa sieć wielousługową w efektywniejszy sposób wykorzystuje zasoby radiowe i transmisje niż sieć rozłączna. Dodatkowo, liczba systemów zarządzania zostaje zredukowana do jednego. Autorzy podkreślają także, że komercyjne sieci komunikacji ruchomej powinny być wykorzystywane tam, gdzie jest to wskazane (usługi o mniejszym znaczeniu krytycznym). Raport podkreśla, że instalacje systemu TETRA, używane w energetyce, mogą i powinny być zintegrowane z sieciami LTE–MC.

Opracowanie Bartłomiej Sawicki

Piotrowski: Czterech graczy chce budować LTE 450 dla energetyki (ROZMOWA)