Strategická Výzkumná Agenda. Strategická výzkumná agenda 2012

Návrh, verze 1., 9.8.2012

Strategická Výzkumná Agenda

Strategická výzkumná agenda 2012

Pro vnitřní potřebu (stupeň utajení Smart Grid) © Česká technologická platforma Smart Grid, 2010 Hlavní projekt: Projekt: Název: Autor: Kód: Verze:

Kontakt:

SVA Strategická výzkumná agenda SVA 2012 SVA 2012 Jiří Borkovec Jiří Roubal Verze 1.0 založení dokumentu Verze 2.0 dokument jako příloha v UU a) doplnění kapitol 5.3.5 Kritická infrastruktura b) doplnění kapitol 5.3.1 Decentralizace c) 5.3.2, Domácí automat. d) 5.3.4 Elektromobilita e) doplnění kapitoly 5.3.6 Řízení zátěže f) doplnění kapitoly 4.1 Řízení projektů g) 4.2 Public relations h) 5.3.7 INTERES i) 5.3.8 SNASEHE j) doplnění kapitol 3. SVA 4.3 Sales a marketing Verze 2.1 update kapitoly 4.2 a doplnění kapitoly 4.3 Verze 2.2 oprava kapitoly 4.1., doplnění kapitoly 5.2.1 Komunikace ve SG a tabulek Project overview doplnění kapitoly 1. Úvod k) Verze 2.3 oprava 4.4 Verze 2.4 úpravy v kapitole 1 doplnění kapitoly 5.2.2 Cybersecurity Verze 2.5 Finální podoba pro prezentaci na webu platformy [email protected]

SVA - Strategická výzkumná agenda SVA

Obsah 1. Úvod .......................................................................................................................................................................... 4 1.1 Problémy a potřeby české energetiky ................................................................................................... 4 1.1.1 Výchozí situace ................................................................................................................................... 4 1.1.2 Smart Grid ........................................................................................................................................... 4 1.1.3 Komu prospěje .................................................................................................................................... 5 1.1.4 Možné rámce....................................................................................................................................... 6 1.1.5 Úrovně aplikace................................................................................................................................... 6 1.1.6 Národní koncept .................................................................................................................................. 7 1.1.7 Přínosy ................................................................................................................................................ 8 1.1.8 Shrnutí ................................................................................................................................................. 9 1.2 Česká Technologická Platforma Smart Grid (ČTPSG) ......................................................................... 9 1.2.1 Historie ................................................................................................................................................ 9 1.2.2 Cíle ...................................................................................................................................................... 9 1.2.3 Organizační a řídící struktura sdružení Česká technologická platforma Smart Grid 10 1.2.4 Personální zajištění ........................................................................................................................... 10 2. Přehled pojmů ......................................................................................................................................................... 11 3. Strategická výzkumná agenda ................................................................................................................................ 12 3.1 Účel SVA ............................................................................................................................................. 12 3.2 Struktura SVA ..................................................................................................................................... 12 3.2.1 Infrastrukturní témata ........................................................................................................................ 12 3.2.2 Hlavní témata .................................................................................................................................... 12 3.2.3 Koncepční témata ............................................................................................................................. 12 4. Interní projekty ........................................................................................................................................................ 13 4.1 Řízení projektů ČTPSG ...................................................................................................................... 13 4.1.1 Hlavní aktivity zajišťované Projektovou kanceláří ............................................................................. 13 4.1.2 Podpůrné aktivity poskytované kanceláří projektového řízení .......................................................... 13 4.1.3 Projektová kancelář jako služba ........................................................................................................ 14 4.1.4 Řízení projektové kanceláře .............................................................................................................. 14 4.1.5 SW nástroje pro projektovou kancelář a řízení projektů ................................................................... 14 4.1.6 Finanční řízení projektů ..................................................................................................................... 14 4.2 Public relations a prezentační aktivity ................................................................................................. 14 4.2.1 Odborné konference ......................................................................................................................... 15 4.2.2 Internetový portál sdružení ČTPSG a další elektronická media ....................................................... 15 4.3 Zajištění financování a udržitelnost projektu....................................................................................... 15 4.3.1 Vlastní zdroje sdružení ČTPSG ........................................................................................................ 15 4.3.2 Financování projektu soukromými investorem .................................................................................. 15 4.3.3 Financování projektů z národních nebo evropských dotačních programů ....................................... 16 4.4 Spolupráce s ETP a dalšími subjekty ................................................................................................ 16 5. Projekty SVA ........................................................................................................................................................... 17 5.1 Koncepční projekty ............................................................................................................................. 17 5.1.1 Projekt mapování .............................................................................................................................. 17 5.1.2 Analýza aktualizované SEK (2012) ................................................................................................... 18 5.2 Infrastrukturní projekty ........................................................................................................................ 19 5.2.1 Komunikace ve Smart Grid ............................................................................................................... 19 5.2.2 Cyber Security ................................................................................................................................... 20 5.3 Hlavní projekty .................................................................................................................................... 21 5.3.1 Decentralizace a centralizace energetických systémů ..................................................................... 21 5.3.2 Smart Home ...................................................................................................................................... 23 5.3.3 Virtuální elektrárny a akumulace elektrické energie ......................................................................... 24 5.3.4 Infrastruktura pro Elektromobilitu ...................................................................................................... 26 5.3.5 Kritická infrastruktura ........................................................................................................................ 27 5.3.6 Řízení zátěže .................................................................................................................................... 33 5.3.7 INTERES ........................................................................................................................................... 33 5.3.8 SNASEHE ......................................................................................................................................... 35

■3■


1. ÚVOD 1.1

Problémy a potřeby české energetiky

1.1.1 Výchozí situace O konceptu Smart Grid se začalo v Evropě hovořit přibližně před 6-ti roky, na severoamerickém kontinentu ještě dříve. Vlastní počátky však sahají do vzdálenější historie a souvisí především s myšlenkami, zabývajícími se vyšší mírou uplatnění automatizace v procesech spojených s výrobou, přenosem, distribucí a spotřebou elektrické energie. Za všechny můžeme například jmenovat koncept DA-DSM (Distribution Automation – Demand Side Management) společnosti ABB, jehož první pilotní aplikace byly realizovány kolem let 1996-9 ve Skandinávii, Švýcarsku a na celé řadě dalších míst Evropy. V rámci těchto pilotních projektů byly odzkoušeny nejenom nové způsoby řízení v sítích vysokého napětí, ale i související infrastruktura, například komunikace využívající technologie PLC (Power Line Carrier, Power Line Communication) nebo elektroměry s dálkovou komunikací, a celá řada dalších aspektů, známých dnes jako klíčové součásti konceptu Smart Grid. První implementace naznačených konceptů, předchůdců Smart Grid, byly reakcí na zásadní změny v procesech výroby, přenosu, distribuce a spotřeby, reflektující především důsledky startujících procesů liberalizace trhu s elektrickou energií a s ní spojených procesů unbundlingu, generované změnami v legislativních rámcích podnikání v energetice. Vypracované koncepty, které měly ambice pokrýt negativní důsledky výše uvedených procesů, se však velmi záhy ukázaly jako příliš ambiciózní. Ambiciózní především z toho důvodu, že očekávané změny v procesech energetiky, zejména pak v oblasti přenosu a zejména distribuce elektrické energie, stejně jako její spotřeby, nedosáhly takové úrovně, která by pro nasazení takovýchto konceptů vytvářely dostatečný ekonomický důvod. V důsledku toho pak například i došlo k jistému přehodnocení dílčích aspektů, které rámce pro implementaci těchto konceptů vytvářely. Koncepty jako takové, nebyly dále rozvíjeny, jejich jednotlivé části však byly v celé řadě dalších aplikací velmi úspěšně využívány. Příkladem může být například celá oblast automatizace sítí vn (dálkově ovládané úsekové odpojovače a reclosery nebo kabelové distribuční a spínací stanice), vlastní komunikace PLC a celá řada dalších. Již z tohoto krátké historické rekapitulace je vidět, že vlastní technická řešení a koncepty byla více či méně v určité relaci nejen k faktickému stavu vývoje procesů v oblasti energetiky, ale i k příslušným legislativním rámcům a konceptům, které měly na tyto procesy zásadní vliv (a naopak).

1.1.2 Smart Grid Koncept Smart Grid, který se velmi záhy po svém prvním představení stal významným fenoménem, na uvedené historické trendy navázal. A nenavázal na ně jen v oblasti vlastního technického řešení, ale také v oblastech prvotních impulsů, vedoucích k jeho vzniku a podpoře jeho dalšího rozvoje. Podobně pak, když jasně dokumentoval, jak zásadní měrou se na jeho vzniku podílela energetická i další legislativa jak evropská, tak i související (a harmonizovaná) národní. Samozřejmě doba se změnila více než zásadně, a tak ve všech oblastech přibyla celá řada nových požadavků na straně jedné, či možností jejich řešení na na straně druhé. Ať už v oblasti technické (nové technologie, jejich příznivější poměr ceny a výkonu, míra akceptace sofistikovanějších řešení, požadavky na nové funkce a jejich rozsah), legislativních (podpora obnovitelných zdrojů, zvýšené požadavky na parametry procesů – spolehlivost, rychlost reakce, snížení omezení spotřebitelů), či ekonomických, obchodních a politických (zvýšení efektivity procesů podnikatelských subjektů v energetice, snížení ztrát, zvýšení efektivity využívání elektrické energie, omezení nárůstu cel). A aby toho nebylo málo, velmi často působících, v rámci svých klíčových hodnotících parametrů či atributů, proti sobě. Koncept Smart Grid se tak stal jakýmsi středobodem cílového řešení vzniklé situace, s ambicemi najít optimální rovnováhu mezi všemi těmito požadavky, samozřejmě s respektováním toho, že určitá část z nich bude tvořit nedotknutelné rámce budoucího stavu i tehdy, kdy nejsou z pohledu dílčích hodnotících kritérií tím nejsprávnějším řešením. Příkladem toho může být kupříkladu podpora výroby elektrické energie v obnovitelných zdrojích, a ve svém důsledku i příslušné konsekvence, které tato podpora vyvolala. ■4■


Koncept Smart Grid byl od svého počátku, zejména v Evropě, chápán jako koncept, který umožní výrazné zvýšení podílu výroby elektrické energie v OZE – cíl, který byl prostřednictvím odpovídající legislativy, vlastně jakýmsi politických úkolem. V tomto rámci pak koncept přežil až do dnešních dob. I když to neplatí výlučně. Postupem doby, kdy byl koncept dále rozvíjen a konkretizován, se míra jeho závislosti na realizaci cílů spojených s podporou OZE značně omezila, ale stále zůstává poměrně vysoká. Znamená to, že i když nemůžeme jednoznačně říci, že Smart Grid jsou tady jen kvůli OZE, nemůžeme ale současně říci, že bez Smart Grid bude možné naše závazky v této oblast plynoucí z předpisů EU (tedy její politické cíle) splnit.

1.1.3 Komu prospěje Chceme-li hovořit o vhodném rámci konceptu Smart Grid, a to nejen technicky, je především nutné najít ty subjekty, kterým koncept Smart Grid a jeho uplatnění něco přináší. V první řadě je to celá oblast státní správy, vlády, parlamentu a celé další řady státních institucí. Jak už bylo řešeno, je koncept Smart Grid důsledkem uplatnění politické vůle v řadě různých oblastí. Od ekologie, přes sociální aspekty, až po ekonomickou prosperitu nejen dílčích subjektů, ale celé společnosti. A to nejen v národním kontextu, ale i v kontextu evropském, tedy lépe řečeno v měřítku EU. Další velkou skupinou jsou ti, pro které je energetika ve své základní podobě, tedy v oblasti výroby, přenosu, distribuce a spotřeby, jejich „core businessem“. Jsou to výrobci elektrické energie, obchodníci, operátor přenosové soustavy a distributoři. Pak samozřejmě všichni ti, kteří elektrickou energii spotřebovávají. Tedy my všichni, zákazníci přenosové či distribučních společností a obchodníků s vlastní silovou elektřinou. V neposlední řadě pak velká skupina těch, pro které je vše, co souvisí s výrobou, přenosem, distribucí a spotřebou elektrické energie, rámcem jejich podnikatelského záměru – dodavatelé technologií pro malou i velkou energetiku, výrobci spotřebičů různého charakteru a velikosti. Všechny vyjmenované subjekty samozřejmě musí mít představu o tom, v jakém rámci se celá oblast energetiky, v tom nejširším rámci, nachází. To platí obecně, v celé řadě konkrétních případů. Platí to v okamžiku voleb, kdy občané (voliči) zprostředkovaně „volí“ další směrování národní energetické koncepce, platí to ale také v případě, kdy si titíž občané (spotřebitelé) chtějí zvolit dodavatele elektrické energie, a nebo kdy podnikatelský subjekt zvažuje možnost výstavby své provozovny a chce najít místo, kde mu distributor dokáže poskytnout ty nejlepší služby připojení jeho technologie k distribuční síti.

■5■


1.1.4 Možné rámce Pro všechny, v předchozí kapitole uvedené subjekty, je větší či menší znalost stavu a dalšího rozvoje energetiky důležitá. Důležitá z různých důvodů a podle různých hledisek a kritérií. Energetika a její technologie a procesy jsou svázány celou řadou pravidel, předpisů, vyhlášek a nařízení, týkající se různých oblastí v různé úrovni. Řada z nich má obecný charakter, některé se týkají globálních aspektů energetiky, jiné zase lokálních. Na některé z nich má vliv pouze daný subjekt, jiné jsou definovány v rámci vyšších principů a metod (zákony, vyhlášky, standardy). Koncept Smart Grid, i přes svoji relativně dlouhou historii, nemá zatím vytvořen dostatečný rámec jako jiné oblasti a témata energetiky. Není to ostatně ani záležitost délky existence konceptu, jako spíše jeho šíře. Šíře pokrývající skutečně celou oblast energetiky. Primární otázkou je, zda je vůbec možné a také, zda je nakonec i žádoucí, aby takový nějaký vše pokrývající rámec existoval. A pokud ano, zda by to bylo účelné nebo dokonce, zda by jeho existence byla udržitelná. Koncept Smart Gird je spíše než samostatně existujícím souborem definicí, jak má energetika vypadat, popisem toho, jaké má, v jednotlivých oblastech a úrovních, nabízet funkce. Může a mělo by jistě existovat místo, kde by příklady cest k dosažení požadovaných funkcí mohly být uvedeny, ale spíše jen formou odkazu na jednotlivá dílčí řešení. To odpovídá i tomu, jak je velmi často koncept Smart Grid charakterizován. Ne jako revoluce, ale jako evoluce, možná do jisté míry urychlené konkrétními požadavky na nové, či nově pojaté funkce energetiky. Spíše tedy než standard Smart Grid, můžeme očekávat souhrn definicí funkcí a doporučení k jejich realizaci, doplněné odkazem na řadu standardů, které tvoří odpovídající rámce těchto realizací. Nedočkáme-li se standardu Smart Grid, musíme ovšem na nějaký takový rámec buď počkat nebo si ho, více méně vlastními silami, vytvořit. A i kdyby takovýto rámec existoval, s ohledem na jeho výše uvedený charakter, bude obsahovat, pro vlastní realizaci velmi nekonkrétní množinu celé řady možných řešení. A to není v situaci, kdy hledáme budoucí směr konceptu rozvoje významné části energetiky, příliš optimální. Čekáme-li tedy na nějaký obecnější rámec popisující koncept Smart Grid a jeho možné implementace do reálné energetiky, musíme si uvědomit, že i když nějaký takový rámec dostaneme, stejně nebude natolik konkrétní, abychom ho mohli použít jako definitivní popis toho, jak máme onu energetiku dále budovat. Stejně si nemůžeme myslet, že by takovýto obecný rámec byl jediným, všezahrnujícím dokumentem, poskytující popis toho, jak řešit procesy energetiky tak, aby byly „smart“. Stejně jako samotný koncept i jeho popis a klíčové definice či standardy budou vždy jen jakousi „inspirací“ pro to jak existující popisy a klíčové definice či standardy upravit či doplnit.

1.1.5 Úrovně aplikace Jinými slovy, ať už bude nějaký oficiální koncept Smart Grid bude existovat či ne, stejně nakonec budeme muset jeho aplikaci v rámci určité oblasti uvést do konkrétní reálné úrovně. I když cílem tohoto příspěvku je odpovědět na otázku týkající se potřeby konceptu na národní úrovni, je možná správné podívat se na to, jaké potenciální úrovně definice takového konceptu bychom mohli v energetice najít. Počínaje samostatnými úseky sítí (od nn sítě příslušné k napájecí distribuční trafostanici vn/nn, přes část vn sítě nebo celou síť vn příslušnou k napájecí transformovně 110kV/vn, analogicky až pak například celou uzlovou oblast napájenou transformací 400(220)kV/110kV), přes celou síť distributora (DSO), národní úroveň (síť), až po různé typy evropských úrovní, kde vrcholem jsou definice a pravidla na úrovni EÚ. Z praktických důvodů a s ohledem na souvislosti i vhodné zjednodušení, můžeme pro danou chvíli některé vyjmenované úrovně „opustit“ a věnovat se pouze následujícím: 1. DSO 2. Národní úroveň 3. EU Úroveň distributora se na první pohled zdá být přirozená a dominantní. V naší zemi máme silné distributory, distributory, kteří si s takovým konceptem dokáží poradit. S ohledem na nutné souvislosti s celou řadou dalších oblastí však bude muset každý z nich (a z valné části společně a ve ■6■


shodě) koordinovat svá úsilí tak, aby ony souvislosti, jdoucí většinou mimo rámec jejich působnosti, byly dostatečně „interopearatibilní“. Kromě toho ale samozřejmě bude existovat celá řada aspektů konceptu, které nebudou v rozhodovací pravomoci distributorů. Pak se budou muset tak jako tak účastnit celé řady procesů, které budou řešit vliv uplatnění konceptu na dalších úrovních a u dalších subjektů. Z druhé strany anylýzy tohoto problému se můžeme zaměřit na EU. Jistě, EU nám dala prvotní impuls, je v obalasti rozvoje energetiky směřující ke „smart“ řešení velmi aktivní a podporuje ji jak legislativně, tak svými operativními procesy a v neposlední řadě i celou řadou ekonomických nástrojů. Je tedy možné se na celý problém definice aplikovatelného konceptu podívat jako na proces, kdy si jednotlivé subjekty počkají na to, až EU stanoví přísušná pravidla, normy a standardy a pak je budou jen aplikovat. Ale, budou pravidla, normy a standrdy ve stavu a podobě vhodné k aplikování? Jistě ne! To není výtka či povzdech, to je respektování statusu, který EU v této oblasti stále (a bylo by vhodné napsat „a naštěstí“) má. Ukazuje-li se úroveň DSO jako příliš detailní na to, aby byl schopna vyřešit všechny nutné souvislosti a úroveň EU zase příliš obecná a nekonkrétní, zbývá nám přirozeně úroveň prostřední, tedy úroveň národní. Nebudeme zastírat, že to bylo součástí našeho záměru, vyhodnotit národní proveň jako tu, pro kterou je vypracování nějakého rámce, kterému reď už můžeme říkat „Národní koncept Smart Grid“ (národní koncept), nejoptimálnější. Zdá se to být opravdu přirozené. Celá energetika ve vztahu ke svému okolí je národními rámci „svázána“. Organizačně, technicky i obchodně. Do národního rámce jsou svázány bilance zdrojů, celý řada podpůrných a z nich vznikajících systémových služeb. A pochopitelně je národní rámec vytvářen celou řadou legislativně operativních procesů, počínaje národním legislativou, technickými standardy a doporučeními i vlastním technickým provedení elektrických sítí a pravidly jejich provozování.

1.1.6 Národní koncept Chceme-li o národním konceptu začít hovořit konkrétně, bylo by vhodné popsat, alespoň v hrubých rysech jeho náplň. Ta by měla být jednak faktická, pak samozřejmě procedurální či procesní a v neposlední řadě relační. Faktická náplň by měla obsahovat konkrétní definice a popis řešení odpovídajících částí energetiky, které jsou relevantní k uplatnění národního konceptu. Samozřejmě i ve faktické části budou z větší část využity relace (a odkazy), v tomto případě především do oblasti technický standardů. Není samozřejmě úmyslem na úrovni národního konceptu definovat například detaily řešení systémů řízení, na druhou stranu například od jisté úrovně definice konceptu chránění, jdoucí do oblasti chránění celých oblastí sítí, příslušná detailní úroveň popsaná být musí. Procedurální či procesní náplň by měla popisovat zejména aspekty konceptu týkající se vazeb mezi jednotlivými subjekty, které jsou v rámci energetiky stanoveny formálně (na bázi legislativních procedur, licencí, apod. – DSO, TSO, OTE, výrobci el. energie, obchodníci se silovou elektřinou, ERÚ, atp.), či je jejich role neformální, ale fakticky významná a neopominutelná – výrobci a dodavatelé technologií a služeb, společnosti zabývající se výzkumem a vývojem, akademická sféra, odborná sdružení, technologické platformy, atd. Relační náplň pak zohledňuje významné vazby mezi jednotlivými participujícími subjekty uvnitř národního konceptu i mimo něj. Externí vazby pak především v evropském kontextu k relevantním orgánům EU, ale samozřejmě i k dalším subjektům, v jejich odpovídajících relacích. V tomto případě není oblast možných relací zásadně omezená a je možné ji chápat jako významný zdroj informací, které mohou význam národního konceptu zásadně podpořit. Uvažované relace a vazby jsou samozřejmě obousměrné (tedy většina z nich), což poskytuje jednak prostředky zpětné vazby a také prostředky k čerpání know-how národního konceptu jeho jednotlivými subjekty. Obecně řešeno se tak národní koncept stává nejenom platformou vyjadřující konsensuální pohled na implementaci konceptu Smart Grid na České národní úrovni, ale současně také zdrojem informací pro všechny participující subjekty.

■7■


1.1.7 Přínosy Národní koncept se pohledem předchozí kapitoly stává jakýmsi středobodem popisující koncept dalšího rozvoje energetiky, zejména procesů spojených s činností licencovaných subjektů (DSO, TSO, výrobců elektrické energie), ale nejen jich. Opírá se především o funkce přenosové a distribuční soustavy, chápané v širším slova smyslu. Takováto role však v současné energetice už existuje, i když je zohledněna ne v jednom, ale v celé sadě nástrojů (zákonů, vyhlášek, kodexů, standardů). Národní koncept, jak už bylo řešeno, si neklade za cíl tyto nástroje a prostředky nahradit, chce jen, zejména v počátečním stadiu vytvořit jakousi platformu, která dokáže soustředit a optimálním způsobem popsat cílový stav dalšího směrování rozvoje. Přínos národního konceptu může být jednoznačně viditelný v celé řadě situací, z nichž jen namátkou můžeme jmenovat: 

Vytvoření jednotné definice cílového stavu implementace konceptu Smat Grid v České Republice Existence takového konceptu může všem subjektům přinést v případech spolupráce na mezinárodní úrovni významný argument k prosazování vlastních, potažmo, zejména u subjektů státní správy, i národních zájmů.



V rámci požadavků EU na vypracování studie technicko-ekonomické efektivnosti nasazení systémů Smart Meteringu, se může stát národní koncept východiskem k definování zadání této studie. Je známo, že problémem není a nebude patrně vypracování této studie, ale spíše definování cílového stavu nebo směrování rozvoje energetiky k datu, ve kterém má být dosaženo původního kritéria (tedy 80% odběratelů v systému Smart Metering). Zatímco vypracování studie může (a patrně bude) záležitostí nějakého vybraného subjektu, vypracování zadání pro tuto studii by mělo být do značné míry kolektivní dílem, pro což se použití národního konceptu jeví jako velmi příznačné. Jednak ve fázi zpracování vlastního technicko-ekonomického hodnocení a v případě, že výsledky tohoto hodnocení neukážou na ekonomický přínos zavedení i případný základ pro vypracování vlastní, tedy národní strategie.



Zohlednění možností různých řešení, použitých při implementaci konceptu Smart Grid, v pravidlech pro povolování připojení a provozu zdrojů (zejména OZE). Koncept Smart Grid bývá někdy také označován jako koncept, který umožní vyšší míru uplatnění lokální výroby, i nad rámec, současně chápaných technických možností přenosové a distribučních soustav. I když to není jediný přínos konceptu, je stále chápán jako jeden z nejvýznamnějších. Technická řešení v rámci konceptu Smart Grid podmínky pro možná rozšíření instalovaných výkonů na úrovni distribučních sítí připravují, zatím neexistuje koordinovaná akceptace těchto technických možností v rámci odpovídající legislativy a dalších procedur a procesů (připojovací podmínky, výpočty akceptace lokální výroby v rámci uzlových oblastí, apod.).



Vyrovnaná bilance podpůrných a systémových služeb na lokální úrovni Bilanční řízení vymezených oblastí sítí je velmi často chápáno jako jedna ze stěžejních funkcí konceptu Smart Grid. Pokud se o něm hovoří, tak jako o ad-hoc funkci nějaké specializované automatiky (bilanční automatika, automatika ostrovního provozu). Z obecného hlediska a z pohledu budoucího standardního a masového rozšíření takových řešení je samozřejmě vhodnější chápat takovéto funkce v kontextu standardních řešení, kdy provozovatelé zdrojů na lokální úrovni poskytují odpovídající podpůrné služby, který jsou na lokální úrovni využiti k pokrytí odpovídajících systémových služeb.



Vytvoření technického rámce řešení funkcí pro tzv. krizovou energetiku Specifická řešení obsažená v konceptu Smart Grid se mohou stát technickým základem procesů tzv. krizové energetiky. Je to ostatně jeden z velmi často citovaných přínosů konceptu ■8■


Smart Grid profitující z možnosti realizace funkcí ostrovního provozu společně s regulací spotřeby. Oblast krizové energetiky je komplexní úlohou, pro kterou technický koncept může vytvořit odpovídající východiska.

1.1.8 Shrnutí Existence národního konceptu není pro proces implementace Smart Grid nutnou podmínkou, může však tento proces zásadně podpořit, zejména v oblasti komplexního začlenění řešených úloh a procesů do souvisejícího okolí. Významný přínosem může být právě vytvoření komplexního rámce řešení, který do něj dokáže zapojit všechny relevantní subjekty, pro které je koncept i jeho konsekvence nějakým způsobem významný. Propojení všech těchto subjektů, jdoucí napříč celou oblastí energetiky, vytváří podmínky pro to, aby se takový koncept stal skutečným rámcem jejího budoucího rozvoje v celé řadě oblastí.

1.2

Česká Technologická Platforma Smart Grid (ČTPSG)

1.2.1 Historie Česká technologická platforma Smart Grid byla založena koncem roku 2009 jako zájmové sdružení právnických osob a zahájila svou činnost v roce 2010. Sdružení je otevřeno všem subjektům, které působí v energetice a chtějí přispět k cílům platformy.

1.2.2 Cíle Posláním Platformy je podpořit inovaci energetických soustav v ČR zavedením nového konceptu energetických soustav – Smart Grids a přispět k vytvoření národního konceptu Smart Grids iniciací vhodných výzkumných a vývojových programů a projektů a podporou jejich realizace. Cíle platformy jsou zejména:  Přispět k zajištění konformity národního konceptu s doporučeními EU.  Iniciovat vhodné výzkumné a vývojové projekty v souladu s posláním platformy.  Podpořit vznik konkrétních, řešení pro realizaci národního konceptu, která vyhovují všem technickým, komerčním, environmentálním a regulatorním požadavkům a očekáváním a tato řešení propagovat.  Napomáhat společnostem, které se podílejí na přípravě a zavedení konceptu Smart Grids, ke zvyšování jejich konkurenceschopnosti.  Udržovat kontakty se zahraničními a tuzemskými profesními asociacemi a odbornými institucemi a reprezentovat členy Platformy v mezinárodních sdruženích.  Spolupracovat s příslušnými výbory obou komor Parlamentu České republiky, s orgány státní správy, vysokými školami a odbornými ústavy při projednávání otázek, majících vztah k zájmům členů Platformy a obhajovat jejich stanoviska.  Podporovat chování členů Platformy, které je v souladu s obchodními zvyklostmi, pravidly hospodářské soutěže a dobrými mravy. Předmětem činnosti Platformy je zejména:  Poskytování odborných informací, konzultací, poradenských služeb a stanovisek členům i nečlenům Platformy a orgánům státní správy.  Příprava odborných stanovisek a doporučení pro orgány státní správy při projednávání otázek týkajících se zavádění a využívání technologie Smart Grids.  Pořádání odborných konferencí a seminářů.  Vytváření a provozování internetového portálu platformy pro prezentaci volně šiřitelných odborných informací a dat.  Organizování vzniku sdružení (klastrů) členů i nečlenů Platformy k realizaci předmětu činnosti Platformy uvedeného v předchozích odstavcích.  Podpora členů platformy při získávání dotací pro činnosti v souladu s posláním platformy.  Sledovat proces tvorby a realizaci právních předpisů a norem vztahujících se ke konceptu Smart Grids a podle možností se na něm podílet. ■9■


1.2.3 Organizační a řídící struktura sdružení Česká technologická platforma Smart Grid Nejvyšším orgánem sdružení je Valná hromada, která volí pětičlenné představenstvo. Představenstvo jmenuje výkonného ředitele platformy, který zodpovídá za provoz sdružení a všechny podpůrné procesy. Dále představenstvo schvaluje jmenování Koordinátora pro výzkum a vývoj. Koordinátor pro V a V řídí základní projekt platformy tzv. Mapování a zodpovídá spolu s grémiem SVA za proces tvorby strategické výzkumné agendy. Iniciuje vhodné interní projekty pro zajištění úspěšné realizace V a V projektů zařazených do SVA. Pro podporu realizace V a V projektů stejně jako interních projektů zřizuje projektovou kancelář, nad kterou má metodický dohled. Úloha projektová kanceláře je popsána v kapitole 4.1.

1.2.4 Personální zajištění 

       

Řídící orgány TP jsou obsazeny zkušenými manažery a současně kvalitními odborníky, kteří mají bohaté zkušenosti s dodávkami do energetiky. Všechny zakládající subjekty jsou zastoupeny v TP svými statutárními zástupci, případně členy nejvyššího vedení. Tato skutečnost dokládá význam platformy pro jednotlivé členské subjekty, zároveň je zárukou kvalitního řízení platformy jako respektovaného uskupení v odvětví. Předsedou představenstva sdružení ČTPSG je Ing. Jaromír Beran CSc., který je členem vrcholového vedení společnosti EGU Praha Engineering. V energetickém výzkumu působí od roku 1970. Místopředsedou představenstva sdružení ČTPSG je Vladimír Kovář, zkušený manažer, renomovaný odborník a předseda představenstva společnosti Unicorn. Dalšími členy představenstva jsou: Ing. Antonín Popelka, jednatel a ředitel společnosti AIS spol. s r.o. Ing. Jaroslav Hendrych, CEO Landis+Gyr ČR. Doc. Eduard Janeček, Akademický pracovník, vedoucí oddělení „Informační a řídící systémy“ na katedře kybernetiky, ZČU, FAV v Plzni. Výkonný ředitel platformy Ing. Jiří Borkovec, působí v energetice přes 30 let a má manažerské zkušenosti z vrcholových manažerských pozic v předních nadnárodních engineeringových a konsultačních firmách stejně jako zkušenosti s vedením velkých mezinárodních projektů. Koordinátor VaV projektů v sekretariátu platformy je Ing. Jiří Roubal, člen vrcholového vedení společnosti TECHSYS, špičkový odborník a vyhledávaný lektor v oblasti technologie Smart Grid.

■ 10 ■


2. PŘEHLED POJMŮ CO2 ČTPSG EE ETP EU IAP OZE SRA SVA TP VaV WAMS R&D DA-DSM

Kysličník uhličitý Česká technologická platforma Smart Grid Elektrická energie Evropská technologická platforma Evropská unie Implementační akční plán Obnovitelný zdroj energie Strategic Reserch Agenda (viz SVA) Strategická výzkumná agenda Technologická platforma Výzkum a vývoj Wide Area Monitoring System Research and Development (viz VaV) Distribution Automation – Demand Side Management

■ 11 ■


3. STRATEGICKÁ VÝZKUMNÁ AGENDA 3.1

Účel SVA

Projekt SVA je projektem České Technologické Platformy Smart Grid (ČTPSG) jehož cíle jsou: Vytvořit tzv. Strategickou výzkumnou agendu (SVA) ČTPSG, jako základní dokument, který je vyžadován v souvislosti se žádostí ČTPSG o dotaci z programu OPPI. Vytvořit plán práce ČTPSG, který by jasně definoval a rámoval činnost platformy na další období. Zatímco SVA je dokumentem povinným, v souvislosti se žádostí o dotaci, je plán činnosti chápán jako nezbytný vnitřní dokument platformy, který ji umožní efektivně řídit a organizovat její praktickou činnost. Členové platformy se dohodli na tom, že je účelné oba dokumenty sjednotit.

3.2

Struktura SVA

V kapitole 4 jsou uvedeny pro úplnost tzv. interní projekty, které nejsou přímo součásti strategické výzkumné agendy, ale úzce s ní souvisí, protože vytváří předpoklady pro realizaci projektů vyplývajících z SVA, prezentaci jejich výsledků apod. Témata tvořící vlastní strategickou výzkumnou agendu (projektové záměry pro výzkum a vývoj) jsou rozděleny na infrastrukturní, koncepční a hlavní a jsou uvedeny v kapitole 5.

3.2.1 Infrastrukturní témata Tato skupina témat je charakteristická tím, že je pro většinu hlavních témat nezbytným základem, který vytváří nutné podmínky pro jejich další řešení. Charakter projektů, které budou tato témata řešit, se neliší od projektů řešící témata hlavní. Jejich vyčlenění do podpůrných témat je dáno pouze „metodologickými“ důvody a praktickými zkušenostmi, které nám říkají, že vzájemná interakce ostatních (hlavních) témat s tématy infrastrukturními bude minimálně o řád vyšší než mezi hlavními tématy navzájem.

3.2.2 Hlavní témata Hlavní témata pokládáme samozřejmě za klíčová, už vzhledem k tomu, že jsou skutečně produktivními tématy z hlediska cílů ČTPSG.

3.2.3 Koncepční témata V současné době existuje v rámci koncepčních témat pouze jeden projekt „Mapování problémů a potřeb energetiky“ (interně označen na schůzce užší redakční rady SVA „Watch Tower“). Tento projekt však pokládáme za klíčový, už i vzhledem k tomu, že takový projekt, resp. činnosti, které jsou jeho základem, nikde v ČR neprobíhá, ačkoliv je či může být jeho přínos očividný. Výjimečnost projektu v rámci platformy je také v tom, že pro něj dosud neexistuje „dedikovaný“ projektový tým, ale je (byl) průběžně řešen na probíhajících Workshop-ech.

■ 12 ■


4. INTERNÍ PROJEKTY 4.1

Řízení projektů ČTPSG

Česká technologická platforma Smart Grid, 2010 si vytkla za jeden z cílů vytvořit vhodné organizační prostředí, které poskytne podporu řízení a realizaci projektů uvedených v SVA . Zajištění nastavení procesů a struktur včetně potřebného vybavení, bude prováděno formou realizace interních projektů. Vznikne funkční organizační centrum, jehož fungování z části zajistí přímo platforma a částečně jej podpoří pracovníci, infrastruktury a další zdroje podniků, z řad členů platformy. Významnou úlohu bude hrát organizační útvar – projektová kancelář, který provádí koordinaci realizovaných projektových, případně programových akcí a jeho řízení vychází z procesu řízení portfolia P+P. Z praktických důvodů bude členěn na dvě části. První část bude koordinovat provádění interních projektů. V druhé části se bude uskutečňovat inicializace a podpora řízení projektů, jejichž inicializace bude vycházet z naplňování zvolených témat SVA. Jejich společným posláním bude podpora účelných změn v energetice pro zajištění její akceschopnosti a spolehlivosti.

4.1.1 Hlavní aktivity zajišťované Projektovou kanceláří 

Provádí základní nastavení organizačního prostředí procesu řízení projektů



Nastavuje společná pravidla platná v projektovém prostředí



Řeší kolize mezi projekty, rozhoduje záležitosti přesahující zadání projektu



Zabezpečuje odborné vedení projektových manažerů a podmínky pro jejich práci



Zabezpečuje správu nástrojů podpory řízení projektových/programových aktivit



Koordinuje poskytování podnikových zdrojů – financování programů a projektů



Koordinuje poskytování podnikových zdrojů – plánování nasazení pracovníků



Poskytuje infrastrukturu pro procesy řízení programů a projektů



Podporuje poskytování interně zajišťovaných dodávek a podpůrných služeb



Zajišťuje specializované služeb podpory pro řízení projektů (právní, BZOP a ŽP)



Kontroluje klíčové aspektů projektů (inicializace zadání, schválení nabídky, přezkoumání SOD, schválení směrného plánu, přejímky výstupů, konec projektu

4.1.2 Podpůrné aktivity poskytované kanceláří projektového řízení 

Sběr, vyhodnocování, ukládání informací, sledování ukazatelů plnění



Pravidelné reportování o stavu projektu



Vytváření požadavků pro zadání projektových úkolu podle plánu projektu



Podpora komunikace na projektu



Agenda služebních cest na projektu



Administrativa dokumentů projektu

■ 13 ■


4.1.3 Projektová kancelář jako služba Plánovaným zajištěním projektové kanceláře je využití služeb společnosti Bohemian Lions (BLPM), člena České Technologické platformy Smart Grid. Společnost působí v oblasti zavádění a optimalizace projektově řízených organizačních struktur v podnicích s cílem navýšit jejich schopnost inovace využitím projektových přístupů z úrovně strategického řízení, přes řízení programového a projektového portfolia, až po vlastní řízení programů a projektů. Společnost se přednostně věnuje podnikům v odvětví energetiky, ale má zkušenosti i z dalších resortů.

4.1.4 Řízení projektové kanceláře Pracovníkem pověřeným řízením projektové kanceláře je Josef Lev je zkušeným a projektovým a programovým manažerem, který začínal jako projektant automatik navažovacích linek, následně pracoval více než deset let v poříčské elektrárně jako ochranář a specialista zabezpečovacích systémů. Zkušenosti a certifikaci projektového manažera získal ve společnosti ABB, kde dvanáct let řídil velké množství projektů pro energetiku a pracoval jako člen interních projektových týmů. Od roku 2005 pracuje ve společnosti BLPM, kterou založil, řídí a pracuje na pozici manažera řízení portfolia P+P a projektového manažera komerčních projektů.

4.1.5 SW nástroje pro projektovou kancelář a řízení projektů Pro práci, která vychází z principů mezinárodních standardů IMPA a PMI má společnost k dispozici SW prostředí, které vyvinula ve spolupráci se společností EG Expert. Umožňuje vzdálený přístup členům projektového týmu do nástroje pro vytvoření plánu řízení projektu, který se po schválení překlopí do směrných plánů a prostřednictvím srovnávací základnu umožňuje kvalitní řízení realizace projektu. Nasazení na konkrétním projektu u zákazníka je technicky nenáročné, nevyžaduje technické úpravy ani obsáhlé zaškolení uživatelů.

4.1.6 Finanční řízení projektů Za finanční řízení projektu, na základě schváleného rozpočtu projektu odpovídá Projektový manažer, který průběžně reportuje řídícímu výboru nebo řediteli projektu (u malých projektů). Projektový manažer využívá pro finanční řízení projektu služeb projektové kanceláře, která mu poskytuje IT nástroje a administrativní podporu. Příprava žádosti o platbu: Projektový manažer připravuje rovněž podklady pro žádost o platbu pro příslušnou etapu projektu. Vlastní žádost o platbu vystavuje podle toho kdo je příjemcem dotace buď: a)

útvar výkonného ředitel platformy, v případě, že příjemcem je ČTPSG

b)

příslušný útvar člena platformy, v případě, že příjemcem je jeden z členů ČTPSG

Vystavenou žádost v obou případech schvalují statutární zástupci příjemce dotace.

4.2

Public relations a prezentační aktivity

Osvětová činnost v oborech inteligentního měření, inteligentních sítí, kritické infrastruktury a souvisejících oborech je jednou z hlavních činností sdružení ČTPSG. Členové a spolupracovníci sdružení jsou autory mnoha odborných příspěvků publikovaných v tisku, účastní se besed (např. v rozhlase) a řada z nich se stala vyhledávanými přednášejícími na odborných konferencích. Řadu konferencí a odborných seminářů pořádají členové platformy a na některých se platforma podílí jako odborný garant na tvorbě programu, účastní se odborným příspěvkem, účastní se panelu ■ 14 ■


nebo předsedá konferenci.

4.2.1 Odborné konference Odborné konference, na kterých se Česká technologická platforma aktivně podílí – přehled do konce roku 2012: 6. 9. 2012 Setkání národních platforem 24. 9. 2012 Smart Grid v ČR – ČTPSG je odborným garantem 2. 10. 2012 Energetika s nadhledem - ČTPSG se účastní panelu konference 23. - 24. 10. 2012 Smart metering – ČTPSG předsedá prvnímu dni konference 20. - 21. 11. 2012 tradiční, již 17. seminář EGU Praha Engineering, člena platformy s názvem Aktuální otázky a vybrané problémy řízení elektrizační soustavy. ČTPSG se účastní jako přednášející. Mimo výše uvedené akce pořádá ČTPSG interní neveřejné semináře a workshopy pro výměnu zkušenosti a transfer know how, na které zve jako hosty představitele z klíčových institucí jako např. MPO, ERU, ČEPS apod.

4.2.2 Internetový portál sdružení ČTPSG a další elektronická media Sdružení provozuje již od roku 2010 vlastní web (www.smartgridcz.eu), na kterém poskytuje informace o cílech, orgánech a činnosti sdružení. Dále aktuální informace o pořádaných akcích, důležitých projektech, stanovách sdružení a podmínkách členství. V neposlední řadě obsahuje web sdružení nabídku komerčních služeb, který web V souladu s pokyny programu Technologická platforma Výzva II. – prodloužení je na webu zveřejněn dokument Strategická výzkumná agenda. Web sdružení je průběžně aktualizován a je připravován upgrade stránek s anglickou verzí. Na podporu osvětové činnosti byla vytvořena diskusní skupina na facebooku http://www.facebook.com/groups/smartgridcz a dále stránka sdružení na facebooku http://www.facebook.com/smartgridcz která umožňuje rychlou a interaktivní komunikaci s čtenáři.

4.3

Zajištění financování a udržitelnost projektu

Jak vyplývá ze stanov sdružení ČTPSG, je neziskovou organizaci tzn., že veškeré prostředky, které sdružení průběžně získává, jsou věnovány na zajištění běžného provozu platformy a na realizaci projektů z projektového portfolia platformy. Projektové portfolio je tvořeno interními a externími projekty uvedenými v kapitolách 4. a 5. tohoto dokumentu. Financování projektů je možné jedním z následujících způsobů: a) b) c) d)

Financování projektu s vlastních zdrojů sdružení ČTPSG Financování projektu soukromými investorem Financování z národních nebo evropských dotačních programů Kofinancování vytvořené kombinací výše uvedených zdrojů.

4.3.1 Vlastní zdroje sdružení ČTPSG Vlastní zdroje jsou tvořeny příjmy z komerčních aktivit sdružení jako např. příjmy z pořádání seminářů, příjmy z reklam na webu platformy nebo z prodeje služeb třetím subjektům (zpracování nestranných analýz, studií apod.)

4.3.2 Financování projektu soukromými investorem Vzhledem k velkému počtu projektu vyplývajících z SVA a jejich finanční náročnosti, je třeba průběžně zvažovat možnost financování vhodných projektů soukromými investory a zvolené projekty nabízet vhodným subjektům k financování. ■ 15 ■


4.3.3 Financování projektů z národních nebo evropských dotačních programů Možnosti financování z národních nebo evropských dotačních programů jsou průběžně sledovány a vyhodnocovány. Jsou podávány žádosti o dotace z vhodných programů, tyto žádosti podávají jak jednotliví členové platformy tak sdružení Česká technologická platforma Smart Grid.

4.4

Spolupráce s ETP a dalšími subjekty

Sdružení ČTPSG, sejně jako její členové spolupracuje s řadou subjektů domácích i zahraničních subjektů jsou to např. tyto organizace: o

Evropská Technologická Platforma (ETP Europiem Smart Grids Technology Platform Electricity for future , Rue Belliard, 20B-1040 BRUSSELS – Belgium. Cíle ETP Smart Grids (http://www.smartgrids.eu/node/) a České Technologické platformy Smart grid jsou obdobné, s tím, že ETP se zabýva tématem smart grids z celoevropského hlediska, zatímco ČTPSG se soustřeďuje na specifickou problematiku České republiky. Aktualní stále pracovní skupiny v ETP jsou na roky 2012 a 2013 jsou redukovány na 2 témata: 1.

Demand side, Metering & Detail

2.

Energy Storage Economics and Regulations

Sdružení ČTPSG je zaregistrováno u ETP, tzn. mimo jiné, že sdružení prezentuje svůj web na webových stránkách ETP, je pravidelně informovanou o jednáních a akcích ETP formou newsletru, účastní se workshopů a webinarů. Zástupce ČTPSG sen jako jediný zástupce ČR zúčastnil prvního koordinačního workshopu národních platforem, pořádaného ETP 3.7. tohoto roku. Sdružení ČTPSG se přihlásilo k účasti na projektu Vyhodnoceni Cost-Benefit Analýz Smart meeting u členských států EU. o

Technologická platforma udržitelné energetiky (TPUE): Sdruženi ČTPSG má zájem o spolupráci a touto platformou a předložilo TPUE konkrétní plán spolupráce.

o

Technologická platforma „Energetická bezpečnost ČR“ http://www.tpeb.cz/ obě sdružení deklarovala zájem na vzájemné spolupráci

o

MPO sekce energetiky: kromě řady koordinačních aktivit, probíhající spolupráce na organizaci CEE semináře po iniciativu GRID +

o

Národní technologická platforma pro bioplyn: http://www.czba.cz/ obě sdruženi deklarovali zájem na vzájemné spolupráci

■ 16 ■


5. PROJEKTY SVA 5.1

Koncepční projekty

5.1.1 Projekt mapování Autor zadání projektu: Jiří Roubal Název projektu Projekt Mapování Identifikační kód projektu K01 Typ projektu Koncepční Cíl řešení Zmapování a ohodnocení všech očekávaných požadavků konceptu Smart Grids Výchozí faktory Trvale běžící projekt, zásobárna témat řešení, analýza vývoje energetiky Relevance s konceptem SG 100% Priorita z hlediska SEK Neuvádí se Korelace s cíli EK Neuvádí se Charakter výstupu projektu Zadání projektů SVA Odhad pracnosti Trvale běžící projekt, cca 500 hodin ročně Projekt Mapování je prvním produktivním projektem platformy, projektem, který se na základě zkušeností s průběhem úvodní fáze jeho realizace stal stěžejním projektem a jádrem její činnosti v roce 2012. Projekt Mapování je financován z vlastních prostředků platformy. Projekt Mapování je prvním produktivním projektem platformy, projektem, který se na základě zkušeností s průběhem úvodní fáze jeho realizace stal stěžejním projektem a jádrem její činnosti v roce 2012. Projekt mapování je pokračováním činnosti platformy v letech 2009 – 2011. Projekty v těchto letech, stejně jako projekt mapování, byly, jsou a budou financovány výhradně z vlastních zdrojů platformy, Východiskem projektu je návrh na vytvoření seznamu zásadních témat a problémů dotýkajících se energetiky v ČR a nalezení jejich relevance k jednotlivým aspektům konceptu Smart Grid. V průběhu přípravy a v úvodních fázích projektu dospěli jeho řešitelé k názoru, že možné využití projektu významně přesahuje rámec prvotního zadání, a rozšířili projekt a jeho cíle do následujících podoby: 1. Definice témat 2. Přiřazení témat do významových skupin 3. Výběr témat k řešení 4. Formulace základních parametrů projektů a.

Název projektu

b.

Typ projektu

c.

Cíl řešení

d.

Výchozí faktory

e.

Relevance s konceptem SG

f.

Priorita z hlediska SEK

g.

Korelace s cíli EK

h.

Charakter výstupu projektu

i.

Odhad pracnosti

5. Zadání produktivních projektů ■ 17 ■


6. Realizace projektů Projekt by zahájen jeho prezentací v původní podobě na pracovním semináři zástupců členů platformy na jaře roku 2012 a pokračuje, již v podobě rozšířené, dodnes. Předpokládá se, že projekt bude tzv. trvale běžící, že tedy jeho výstupy budou občasně či periodicky aktualizovány. Dalším předpokladem je využití výstupu projektu nejen za účelem zadání produktivních projektů platformy. Při tomto předpokladu vycházíme z představy, že v každé fázi tento projekt poskytuje značné množství užitečně organizovaných dat, která se mohou stát cenným zdrojem informací jak pro členy platformy, tak i mimo ní. Projekt mapování v roce 2012 a jeho stav k VII. 2012: 

Ad. 1. Definice témat byla provedena v rámci pracovního seminářů zástupců členů platformy prostřednictvím tzv. moderované diskuze, kdy bylo definováno celkem 60 témat a o každém bylo hlasováno o jeho důležitosti. Výstupem byl seznam s indexem důležitosti v intervalu (-1;1>



Ad. 2. Pro každé téma byla definována klíčová slova charakterizující významovou skupinu (-y), do které téma spadá.



Ad. 3. Na dalším pracovním semináři byla z uvedeného seznamu, s přihlédnutím k indexu důležitosti a četnosti výskytu klíčových slov (témat ve významových skupinách), vybrána témata, která se stala základem pro definici produktivních projektů platformy, a zároveň byli jmenování autoři pro vytvoření zadání těchto projektů.



Ad. 4. a 5. V rámci přípravy dokumentu SVA byly vybrané projekty dle určení a významu zařazeny do jedné ze tří skupin – koncepční, infrastrukturní a hlavní – projektů. Vybraní autoři vytvořili zadání, včetně formulace základních parametrů projektů.

Ke konci srpna 2012 jsou tedy vytvořena zadání vybraných projektů, která jsou součástí tohoto dokumentu. Činnost projektu mapování pokračuje dál. Předpokládáme, že by postupně měly být pro každé téma vytvořeny základní parametry projektu a alespoň minimální text zadání produktivních parametrů (pahýl). Tato zásobárna projektů by se mohla stát jedním možných výstupů činnosti platformy.

5.1.2 Analýza aktualizované SEK (2012) Autor zadání projektu: Jiří Roubal Název projektu Analýza aktualizované SEK (2012) Identifikační kód projektu K02 Typ projektu Koncepční Cíl řešení Promítnutí výstupů SEK do projektu Mapování a jeho prostřednictvím do současných (běžících) a/nebo budoucích projektů SVA Výchozí faktory Relevance s konceptem SG 100% Priorita z hlediska SEK 10 Korelace s cíli EK 8 Charakter výstupu projektu Modifikace zadání současných projektů, modifikace a nová témata projektu Mapování Odhad pracnosti 600 hod Projekt analýza aktualizované SEK (2012) si klade za cíl na základě detailní analýzy aktualizované Státní energetické koncepce vytvořit náměty ke konkrétním změnám a doplnění existujících projektů, kterými se platforma zabývá a v rozšíření témat, které jsou východiskem projektu Mapování. V rámci tohoto projektu chceme činnost platformy a její projekty přizpůsobit aktuálnímu vývoji české energetiky tak, abychom přispěli k dosažení cílů, které aktualizované verze SEK klade na roli energetiky v životě celé společnosti. ■ 18 ■


Projekt analýzy SEK (2012) by měl obsahovat základní části: 1.

Analýza SEK (2012) a definice klíčových témat na základě jejich relevance s tématy (viz projekt Mapování)

2.

Ev. vytvoření nových témat pro ty části Sek, které nebyly v rámci projektu Mapování identifikovány

3.

Zahrnutí témat (ad. 1 a ad. 2) do projektu Mapování a jejich řešení. Výstupem tohoto bodu může být: a. Úprava (změna) v běžících projektech b.

5.2

Vytvoření zadání pro nové projekty

Infrastrukturní projekty

5.2.1 Komunikace ve Smart Grid Autor zadání projektu: Jiří Roubal Název projektu Komunikace ve Smart Grid Identifikační kód projektu I01 Typ projektu Infrastrukturní (Hlavní, interní, koncepční, infrastrukturní) Cíl řešení Zmapování a ohodnocení všech očekávaných požadavků na komunikaci v konceptu Smart Ggrids. Výchozí faktory Relevance s konceptem SG 100% Priorita z hlediska SEK neuvádí se Korelace s cíly evropské neuvádí se komise Komunikace v energetických sítích, a tedy i ve Smart Grids, vytváří nezbytné podmínky pro realizaci většiny ostatních funkcí. Možnosti implementace jednotlivých aspektů konceptu Smart Grids je přímo úměrná aktuálním možnostem řešení požadavků na komunikace a jejich komerční dostupnosti a nepřímo pak poměru cena/výkon těchto řešení. Jak je často deklarováno, výrazných aspektem konceptu Smart Grid je synergie. Dalo by se říci, že především díky synergii je uplatnění tohoto konceptu prakticky proveditelné. A komunikace je toho asi nejtypičtějším příkladem. Bez společně projektované, komplexně navržené a provozované komunikační infrastruktury, by její cena, byla-li by komunikace řešena individuálně, ad-hoc pro každou funkci, znemožnila rozšíření konceptu především do oblasti nižších napěťových úrovní, sítí vn a nn a také mezi malé a střední odběratele a – a na to s ohledem na cíle konceptu nesmíme zapomenout – i dodavatele elektrické energie. Chceme-li se zabývat komunikací ve Smart Grid, je třeba pojmout toto téma komplexně. Nejen s ohledem na jeho infrastrukturní charakter, ale také z důvodů, vyplývajících z toho, že komunikační infrastruktura musí: a)

Pokrýt všechny současné i známé budoucí požadavky na přenos informací

b)

Poskytovat efektivní služby dnes, ale být připravena na rozšíření zítra

c)

Být dostatečně robustní jak z funkčního (spolehlivost a dostupnost funkcí) tak i bezpečnostního hlediska (ochrana před zneužitím)

d)

Poskytovat (po částech) homogenní služby i v (po částech) heterogenním prostředí

e)

Nabízet výběr z dostatečného množství alternativních řešení a v nutných případech i současné využití alternativních řešení pro zálohování (po částech) svých funkcí

f)

Využívat standardní, komerčně dostupné a masově nasazovaná řešení používaná nejen ■ 19 ■


v energetice Z uvedeného výčtu je na první pohled zřejmé, že celá řada požadavků si vzájemně odporuje, či alespoň vytváří situace, za kterých jejich současné splnění nebude rozhodně jednoduchou záležitostí. Projekt si ve fázi studie proveditelnosti klade za cíl definovat základní rámce pro řešení dílčích projektů, v rámci kterých by se řešení problematiky komunikace Smart Grid dekomponovalo na několik oblastí: c)

Popis obecné struktury energetické sítě s vyznačení klíčových subjektů a jejich vzájemných vazeb, jak primární tak sekundární technologie, včetně zahrnutí center, která jsou charakteristická pro činnost všech subjektů, které se v oblasti sítí operují (výrobci – velcí, střední a malí, obchodníci, TSO, DSO, LDS, odběratelé – velcí, střední a malí, atd.). Předpokládá se, že tato část by mohla těžit ze společného cíle s projektem „Decentralizace a centralizace energetických systémů,“ s respektování variantního řešení obou základních přístupů (de-centralizace)

d)

Vymezení aplikací a jejich funkcí, které jsou v jednotlivých subjektech implementovány, jejich základní charakteristiky, včetně klíčových atributů a především vymezení spolupracujících subjektů, aplikací a funkcí – vytvoření popisu orientovaných vazeb mezi subjekty, aplikacemi a funkcemi.

e)

Ohodnocení definovaných vazeb mezi subjekty, aplikacemi a funkcemi základními charakteristikami a parametry, jejichž splnění je nutnou podmínkou pro zajištění požadovaných funkcí. Současně by pro každou vazbu byl definován zdroj a cíl, případně cíle. Výsledkem by byl souhrn základních požadavků na funkce komunikační infrastruktury, prostřednictvím které by byly propojeny jednotlivé subjekty, aplikace a funkce.

f)

Návrh základního rámce pro alternativy a varianty možných řešení, která by naplňovala jednotlivé a dříve definované požadavky na funkce komunikační infrastruktury s respektování specifických podmínek v jednotlivých částech sítí. Návrhy by měly obsahovat dostatečné množství variant, definovat alternativy řešení s využitím konkurenčních metod a technologií komunikace, zohledňovat prostorový i časový rozměr implementace konceptu, využívat principy synergie i mimo prostředí energetiky. Součástí návrhu by mělo být i vytvoření reverzní ohodnocené vazby mezi každým navrženým řešením a mírou naplnění požadavků na funkce komunikační infrastruktury.

Výstupem studie proveditelnosti bude vytvoření zadání pro analýzu a syntézu řešení (komplexní návrh) komunikační infrastruktury libovolného subjektu, skupiny subjektů, části nebo celé sítě a všech rozhraní a vzájemných vazeb. Zároveň by bylo vhodné transformovat studii do podoby trvale běžícího projektu, který by umožnil aktualizovat koncept řešení komunikační infrastruktury na základě budoucího vývoje. A to jak z pohledu vývoje požadavků na funkce komunikační infrastruktury, tak i z pohledu vývoje na straně dodavatelů konkrétních řešení, a to jak v obecné, koncepční rovině a v oblasti standardů, tak i v nabídkách konkrétních technických produktů a systémů a v neposlední řadě také i v komerčně nabízených službách třetích stran. Nabízí se samozřejmě i další možné využití výstupů jak ze studie proveditelnosti, tak i navazujících projektů. Příkladem mohou být například požadavky a doporučení směřující do oblasti legislativy a technických standardů.

5.2.2 Cyber Security Autor zadní projektu: Jan Konrád Název projektu Cyber Security Identifikační kód projektu I02 Typ projektu Infrastrukturní (Hlavní, interní, koncepční, infrastrukturní) Cíl řešení Zmapování všech ohrožení pro data v prostředí inteligentních sítí a shrnutí požadavků na jejich ■ 20 ■


zabezpečení. Výchozí faktory Relevance s konceptem SG 100% Priorita z hlediska SEK neuvádí se Korelace s cíly evropské neuvádí se komise

5.2.2.1

Anotace

Projekt Cyber Security si klade za cíl zmapovat všechna možná ohrožení dat v prostředí inteligentních sítí a definovat souhrn požadavků a opatření na jejich zabezpečení. Cíl projektu bude realizován formou sběru informací o známých hrozbách včetně výhledu vývoje v budoucnu a transformací sebraných vstupů do projektem definovaného bezpečnostního modelu. Výstupem projektu bude odborná studie obsahující bezpečnostní model naplněný získanými daty, souhrn požadavků na zabezpečení dat v inteligentních sítích a jejich jednotlivých prvcích a zadání ověřovacích projektů, které by dále měly ověřit nebo zpřesnit platnost přijatých závěrů a požadavků ve vztahu ke konkrétním technologiím. Sekundárním výstupem projektu bude zpracování obecného pohledu na typy hrozeb v inteligentních sítích a motivace potenciálních útočníků.

Cíle projektu

5.2.2.2

Sběr dat o známých bezpečnostních hrozbách uvnitř i vně prostředí inteligentních sítí. Kategorizace typů hrozeb a potenciálních útočníků. Vytvoření bezpečnostního modelu poskytujícího komplexní souhrn prvků a požadavků na zabezpečení dat v inteligentních sítích. Vytvoření zadání ověřovacích projektů.

Časování projektu

5.2.2.3 Etapa

doba trvání (týdny)

Případová studie

2 (možný překryv se sběrem dat)

Sběr dat

5

Definice modelu

4

Transformace a naplnění modelu

3

Definice požadavků na zabezpečení

8

Zadávací dokumentace ověřovacích projektů

4

5.2.2.4

Omezení/rizika projektu:

Požadavek na komplexitu výstupů – např. zmapování VŠECH ohrožení dat… apod. Vznik nových požadavků v průběhu definice modelu Příchod nových typů hrozeb v průběhu realizace projektu

5.2.2.5

Projektový tým:

Bude definováno později.

5.3

Hlavní projekty

5.3.1 Decentralizace a centralizace energetických systémů Autor zadání projektu: Josef Lev Název projektu Decentralizace a centralizace energetických ■ 21 ■


systémů Identifikační kód projektu H01 Typ projektu Hlavní (Hlavní, interní, koncepční, infrastrukturní) Cíl řešení Posouzení aspektů systémové změny centralizovaného energetického systému na decentralizovaný. Výchozí faktory Relevance s konceptem SG 100% Priorita z hlediska SEK střední Korelace s cíly evropské vysoká komise Výzvy pro současný energetický systém: 1. Neustálá dostupnost energie podmiňuje existenci lidské společnosti 2. Maximální energetická účinnost a minimální ztráty zajistí efektivitu 3. Vyváženost spotřeby a výroby za pomoci akumulace energie 4. Systémová změna stávajícího pohonu v dopravě 5. Zvládnutí politických a společenských otázek energetického byznysu Principy vymezující řešení energetických otázek: 1. Primárním zdrojem energie pro naši planetu je Slunce 2. Energii nevyrábíme, ale využíváme transformace jejich forem 3. Získávat energie z každého dostupného a využitelného zdroje 4. Energii spotřebovávat co nejblíže k jejímu zdroji 5. Energii využívat účelně, efektivně a smysluplně 6. Dostatek energie znamená moc a potenciál k růstu Shrnutí předpokladů pro návrh řešení: 1. Vyřešit připojování decentralizovaných zdrojů do elektrické sítě 2. Nový přístup k zajišťování energie (využití lokálních zdrojů) 3. Hledat nový zdroj energie a vyřešit jeho průmyslové nasazení 4. Zlepšovat stávající technologie z pohledu jejich energetické účinnosti 5. Zvyšovat bezpečnost jaderných elektráren 6. Lokálně zabezpečovat minimální zásobování energií při výpadku sítě 7. Systémově řešit problematiku akumulace energie 8. Vytvořit podmínky pro existenci „lokálních energetických podniků“ 9. Samostatně řídit regulace na jednotlivých úrovních systému 10. Formu použité energie volit podle charakteru spotřeby 11. Zabezpečit systémové a mezinárodní řízení přenosových sítí 12. Realizovat nové pohony v dopravních technologiích 13. Řešit majetkové a právní bloky, které brání uvedeným krokům

■ 22 ■


Podstatná fakta, která je nutné při řešení zohlednit: 1. Nelze přerušit dodávky energie 2. Změny energetického systému jsou finančně a časově náročné 3. Neochota investovat do nejistých projektů s dlouhou návratností 4. Ekonomická recese a finanční nestabilita v Evropě 5. Setrvačnost a odpor ke změnám stávajících struktur v energetice 6. Nedostatek klasických energetických surovin (mimo plynu) Návrhy strategického řešení systémové změny: 1. Decentralizace energetického systému  Definovat úrovně technického nastavení místních energetických sítí  Malé zdroje energie využívat pro pokrytí místních požadavků  Místní energetické sítě projektovat s využitím specifických podmínek  Navrhnout standardy napojení místních sítí na centralizovanou síť  Na lokální úrovni řešit algoritmy optimalizace zásobování energií  Odstartovat byznys postavený na budování lokálních energetických sítí

5.3.2 Smart Home Autor zadání projektu: Tomáš Hejl Název projektu Smart Home Identifikační kód projektu H02 Typ projektu Hlavní (Hlavní, interní, koncepční, infrastrukturní) Cíl řešení Koncept domácí automatizace, zhodnocení potenciálu a podmínek zavedení a využívání tzv. domácí automatizace v ČR. Výchozí faktory Relevance s konceptem SG 100% Priorita z hlediska SEK vysoká Korelace s cíly evropské vysoká ■ 23 ■


komise Domácí automatizace je postavena na HAN. HAN má dva základní úkoly: zlepšit komfort při ovládání spotřebičů – například osvětlovací techniky a napomoci k řízení zátěže. Domníváme se, že oba prvky jsou významné a nemohou fungovat jeden bez druhého. Na straně komfortního ovládání jde kromě ovládání pomocí klasických vypínačů také pomocí dedikované WWW stránky, mobilního telefonu a speciálních zařízení. Domácí automatizace pochopitelně zahrne i automatizované spínání spotřebičů, jako například pračky, myčky, bazénů, klimatizace, ledničky a dalších. Účelem je, aby uživatel definoval vazby a podmínky za jakých má k ovládání docházet a vše ostatní bylo zajištěno automaticky prostřednictvím HAN. Úkolem projektu by mělo být definování prvků a vazeb mezi jednotlivými zařízeními a návrh uživatelských interface pro PC a mobilní telefony.

5.3.3 Virtuální elektrárny a akumulace elektrické energie Autor zadání projektu: Jiří Roubal Název projektu Virtuální elektrárny a akumulace Identifikační kód projektu H03 Typ projektu Hlavní (Hlavní, interní, koncepční, infrastrukturní) Cíl řešení Vymezení pojmu virtuální elektrárny, zhodnocení potenciálu využití ViE, technické a legislativní podmínky Výchozí faktory Relevance s konceptem SG 100% Priorita z hlediska SEK vysoká Korelace s cíly evropské vysoká komise Virtuální elektrárna (ViE) je institutem, který těží z možnosti provozování skupiny zdrojů podle společné strategie. Není tedy jen skupinou elektráren řízenou jedním dispečinkem, jak je obvyklé a ze zákona u definované skupiny zdrojů i povinné. ViE by měla být chápána jako jeden zdroj elektrické energie, připojený do elektrizační soustavy. Ono posuzování ViE jako jednoho zdroje by mělo být zároveň chápáno ve všech fázích její existence a při posuzování všech konsekvencí plynoucí z jejího umístění v energetickém systému. Smyslem existence ViE je na jedné straně eliminace, či spíše minimalizace, negativních vlivů zdrojů určitých kategorií (zejména OZE, ale obecně zdrojů jakýchkoliv typů), na straně druhé pak maximální vytěžení pozitivních aspektů společného provozování a řízení skupiny odlišných typů zdrojů. Téma ViE je není jen tématem technickým, ale, a zejména v této fázi úvah o problematice ViE, tématem legislativním, především ve smyslu akceptování institutu ViE v rámci obecných a speciálních legislativních norem, pokrývající jak fázi povolení výstavby zdroje, jeho připojení, provoz a akceptování jeho specifik v obchodně technických procesech v rámci jeho zapojení do energetického systému. Kromě problematiky ViE chceme v této části hovořit i o problematice akumulace elektrické energie. V tomto místě a v souvislostech s ViE však nebudeme řešit vlastní technologie akumulace, ale především to, jakým způsobem by měla být tato technologie (ať už bude využívat jakýchkoliv základních fyzikálních či fyzikálně chemických principů) v rámci ViE využitelná. Je možné (a do jisté míry i vysoce pravděpodobné), že se problematika akumulace nakonec vyprofiluje jako samostatné téma, ale v této chvíli pokládáme za účelné, ponechat ji jako nedílná součást tématu ViE. Už také proto, že problematika akumulace má, s ohledem zejména na legislativní oblast, s ViE velmi mnoho společného. ■ 24 ■


Chceme-li tedy o ViE a akumulaci hovořit jako o jedné z metod, jak energetické zdroje využívat, je třeba se v první řadě zabývat všemi jejich aspekty a specifiky. To je úloha, která by měla stát na počátku úvah o možném začlenění ViE, jako jednoho z klíčových aspektů konceptu Smart Grid, do života. V rámci této úlohy je třeba se zabývat především: 1)

Definicí klíčových charakteristik a parametrů ViE (skladba jednotlivých zdrojů, jejich výkony, elektrické vzdálenost jejich připojení, …)

2)

Definice možných (či spíše prakticky využitelných) typů ViE s využitím klíčových charakteristik a parametrů ViE

3)

Rozsah a limity jednotlivých charakteristik a parametrů ViE z pohledu jejich zařazení do energetického systému

4)

Potenciálně využitelné vlastnosti ViE v technické, obchodně technické či ryze obchodní rovině (ViE jako metoda uplatnění samostatně neakceptovatelných zdrojů, ViE jako subjekt energetického systému s významně kultivačním charakterem, ViE jako prostředek pro nabídku specifického druhu služeb, …)

5)

Promítnutím problematiky ViE do legislativy, které by mělo obsahovat výčet příslušných legislativních norem, tak přibližnou formulaci nebo alespoň popis charakteru zohlednění problematiky ViE v jednotlivých druzích těchto norem.

6)

Organizace a struktura ViE, techniky a technologie řízení a regulace ViE, začlenění do energetického systému jak v rovině primární techniky a technologie, tak i sekundární technicky a technologie.

5.3.3.1

Definice klíčových charakteristik a parametrů

Definici klíčových charakteristik a parametrů chápeme především jako podmínku pro zahájení jakýchkoliv seriózních úvah o úloze ViE a jejích možnostech uplatnění v rámci energetického systému ČR. Klíčové charakteristiky a parametry nám pomohou problematiku ViE exaktně, měřitelně a konkrétně uchopit a pracovat s ní, jako se seriózním tématem.

5.3.3.2

Definice možných (či spíše prakticky využitelných) typů ViE s využitím klíčových charakteristik a parametrů ViE

Porovnání charakteristik a provozních atributů jednotlivých typů decentralizovaných zdrojů a prostředků akumulace. Navržení vhodných kombinací z hlediska využitelnosti v elektrizační soustavě.

5.3.3.3

Rozsah a limity charakteristik a parametrů

Rozsah a limity charakteristik a parametrů ViE jsou rozhodující pro stanovení jak kvalitativních, tak i kvantitativních ukazatelů, na základě kterých je možné ViE, jako řešení, umístit do okruhu řešených problémů české energetiky, včetně implementace konceptu Smart Grid, jako jednoho z nástrojů určených k jejich řešení.

5.3.3.4

Potenciálně využitelné vlastnosti

Definice potenciálně využitelných vlastností konkretizuje možnosti jednotlivých typů ViE při řešení konkrétních problémů, stejně tak, jako například při vytváření nových business příležitostí zejména těch, které nejsou tak bezvýhradně vázány na státní finanční podporu. Například jako implicitní podpora pro uplatnění nových technologií, například z kategorie akumulace.

5.3.3.5

Promítnutí problematiky do legislativy

Uvědomujeme si, že bez podpory legislativy jsou ViE více méně pouze akademickou záležitostí. Většina možných přínosů ViE se projeví až tehdy, bude-li existovat jejich podpora v úrovni jak obecných (SEK, elektrizační zákon), tak i konkrétních (PPDS a její přílohy).

5.3.3.6

Organizace a struktura ViE

Jde o oblast konkretizace možných řešení ViE z hlediska jejich struktury, skladby zdrojů, funkcí, režimů činnosti apod. Vytváří základní rámec pro definici toho, jak by takové ViE mohla fungovat, ■ 25 ■


jaké služby by poskytovala či jak by byla její role využitelná v konkrétních případech a situacích.

5.3.4 Infrastruktura pro Elektromobilitu Autor zadání projektu: David Vajsar Název projektu Infrastruktura pro Elektromobilitu Identifikační kód projektu H04 Typ projektu Hlavní (Hlavní, interní, koncepční, infrastrukturní) Cíl řešení Příprava kompletní infrastruktury pro elektromobilitu v ČR. Výchozí faktory Relevance s konceptem SG 100% Priorita z hlediska SEK střední Korelace s cíly evropské střední komise Elektromobilita se s jistotou stává neoddělitelnou součástí Smart Grid, proto veškeré budoucí rozvojové plány při budování Smart Grid musí s elektromobilitou počítat. Hlavním problémem rozvoje elektromomobility je vhodný rozvoj dobíjecí nebo také „energii doplňovací“ infrastruktury a tedy i kapacity distribuční sítě, skrze kterou se bude dodávat elektřina do baterií elektromobilů. Záměrně se zmiňujeme o „doplnění energie“ protože jeden z možných konceptů je pouhá výměna baterie za plně dobitou, přičemž tento způsob dodávání energie do elektromobilů dává celé problematice další rozměr. Část elektromobilů bude dobíjena „doma“ - v případě vlastníků garáží, část elektromobilů bude dobíjena v podnikových garážích nebo parkovištích, část elektromobilů bude dobíjena v půjčovnách elektromobilů a podstatná část elektromobilů bude využívat veřejně dostupné dobíjecí stanice. Jinak se musí nahlížet na elektromobilitu nahlížet ve velkých městech a příměstských aglomeracích a jinak na elektromobilitu, která bude sloužit k přesunu na větší vzdálenosti. Každá z obou těchto možností vyžaduje trochu jiný přístup k budování především dobíjecí infrastruktury, protože každá musí splňovat jiná očekávání. Zatímco při přesunu na velké vzdálenosti bude uživatel vyžadovat doplnit energii v elektromobilu rychle a do plné kapacity, uživatel elektromobilu pohybující se ve městě a přilehlých aglomeracích bude potřebovat spíše větší hustotu dobíjecí sítě veřejných dobíjecích míst a nebude nutně vyžadovat doplnit energii na maximum a během velmi krátké doby. Samostatnou kapitolou je dobíjení např. ve veřejné dopravě nebo dobíjení firemního fleetu elektromobilů. V každém případě lze při využití technických možností Smart Gridu hovořit o elektromobilitě i jako o způsobu ukládání elektrické energie a využití elektromobility i pro stěhování energie do míst, kde je potřeba. V rámci konceptu V2G (vehicle to grid) lze uvažovat o různých modelech využití elektromobilu jako prostředku k uchovávání el. energie a různých způsobech jejího využití (například v případě soukromého majitele domu se solárním panelem lze uvažovat o scénáři, kdy si auto nabije do maximální kapacity, odjede do centra města nebo do industriální zóny do práce - do místa s vyšší poptávkou na kapacitu, tam „prodá“ část elektřiny v době špičky a dojede zpět domů pro svoji levnou přebytečnou energii). Pokud se omezíme ve výzkumu na dobíjecí infrastrukturu, která bude muset být připravena, je zapotřebí se zabývat konkrétněji tématy ovlivňující provoz distribuční sítě:     

Hustoty dobíjecí sítě veřejných stanic s rozlišením pomalého a rychlého dobíjení, legislativa, normy pro výstavbu a provoz, interoperabilita stanic a obslužných IT systémů, možné platební a zúčtovací mechanismy, a využití elektromobility v konceptu Smart Grid pro vhodnou regulaci zátěže.

■ 26 ■


5.3.5 Kritická infrastruktura Autor zadání projektu: Ivan Beneš, Daniel Bubenko, AF-CITYPLAN Název projektu Kritická infrastruktura Identifikační kód projektu H05 Typ projektu Hlavní (Hlavní, interní, koncepční, infrastrukturní) Cíl řešení Zvýšení odolnosti distribučních „smart“ sítí Výchozí faktory Relevance s konceptem SG 100% Priorita z hlediska SEK vysoká Korelace s cíly evropské vysoká komise Kritickou infrastrukturou se rozumí výrobní a nevýrobní systémy a služby, jejichž nefunkčnost by měla závažný dopad na bezpečnost státu, ekonomiku, veřejnou správu a zabezpečení základních životních potřeb obyvatelstva. Ochranu a zodolňování kritické infrastruktury chápeme jako proces, který by měl být neoddělitelnou součástí implementace inteligentních sítí v kontextu zavádění konceptu Smart Cities při maximálním využití synergických efektů systému. Cílem tohoto procesu je udržení základních funkcí kritické infrastruktury v případě krizových situací, např. při déletrvajícím blackoutu tak, aby byly zajištěny základní životní potřeby obyvatelstva (zásobování teplem, vodou, potravinami, zajištění bezpečí). Západní společnost je závislá na funkčnosti složitých systémů. Specifickou hrozbou je proto selhání těchto systémů a riziko vzniku nežádoucích situací je třeba snižovat. Elektrizační soustava patří mezi nejvíce centralizovanou a proto zranitelnou kritickou infrastrukturu. Pokud není vyrovnána v každém okamžiky výroba se spotřebou, provoz elektrizační soustavy se rozpadne během několika sekund. Většinou se daří obnovit provoz během několika minut či hodin. Pokud by však příčinou bylo současné zničení více než dvou kritických prvků (překročení pravidla N-1) může se obnova provozu prodloužit na několik dnů a v některých případech i týdnů. Specifickou vlastností narušení elektroenergetické infrastruktury (bez ohledu na příčinu) je skutečnost, že dopady blackoutu na vnější okolí elektrizačního soustavy mohou být značně větší, než škody na vlastním zařízení. Obdobně je tomu i u některých jiných systémů kritické infrastruktury, například informační infrastruktury. Příčinou je vzájemná závislost mající zesilující efekt mimořádné události a z toho vyplývající kaskádové a dominové jevy šíření krizového stavu. Výsledkem je ohrožení chráněných zájmů státu, rozklad základních funkcí území a zvětšování zasažené oblasti. Na základě zkušeností z blackoutů, které ve světě nastaly, lze říci, že pokud není zásobování elektřinou obnoveno do 24 hodin, nastává vážný problém a po pěti dnech se život v komunitě bez elektřiny rozpadá, protože nelze zajistit obyvatelstvu ani základní potřeby. Distribuční soustavy není možné v současné době provozovat samostatně (odděleně) od přenosové soustavy. V závislosti na příčinách a rozsahu poškození může takový výpadek přesáhnout dobu předjímanou v současné legislativě. Podle té je spotřebitel nucen při stavu nouze strpět omezení či přerušení dodávky elektřiny bez náhrady. Legislativně není nikomu uložena povinnost zajistit pro obyvatelstvo a organizace nouzové zásobování elektřinou a možnosti integrovaného záchranného systému (IZS) jsou v tomto případě velmi omezené. Rozsáhlý či dokonce celostátní výpadek by nemohl IZS zvládnout. Ani hejtmani, ani starostové obcí nemohou za těchto okolností plnit řadu povinností, které jim ukládají tzv. „krizové“ zákony, jako například zákon 239/2000 Sb., o integrovaném záchranném systému, zákon 240/2000 Sb., o krizovém řízení a zákon 241/2000 Sb., o hospodářských opatřeních pro krizové stavy. Analýzy významných blackoutů, které ve světě v minulosti nastaly, ukazují, že dochází ke značným ekonomickým škodám, ke zraněním a ztrátám na životech, zvýšení četnosti požárů a dalším podobným nepříznivým jevům. Aktualizace Státní energetické koncepce proto požaduje alespoň ve větších aglomeracích snížení rizika vzniku krizové situace, která by nastala po rozsáhlejším rozpadu přenosové soustavy, pokud by trval několik dnů či dokonce týdnů. ■ 27 ■


Důležitým rysem zavedení protikrizových autonomních systémů v rámci konceptu smartgrids je dosažení plně automatizovaného procesu, který bude schopen identifikovat nestandardní jevy v síti a samostatně reagovat přepnutím do nouzového ostrovního režimu. Celý proces se skládá z několika navazujících kroků:  Krizové řízení – příprava krizových plánů, jejichž součástí jsou předem definované modely zajištění funkcionality kritické infrastruktury podle míry důležitosti. To znamená určení nezbytné/zbytné spotřeby a přednostního zásobování elektřinou. 

Neustálé vyhodnocování stavu nadřazené dodávky elektřiny z vnější sítě a identifikace nestandardních resp. krizových jevů.



Automatický okamžitý přechod do nouzového režimu podle předem připraveného modelu (rozpadová automatika).



Kontinuální vyhodnocování bilance dodávky a spotřeby elektřiny a automatické připojování a odpojování jednotlivých okruhů podle momentální zátěže (bilanční automatika)



Po skončení krizového stavu automatický návrat k normálu.



Vybavení městské teplárny, která má být zdrojem ostrovního provozu regulátorem ostrovního provozu a zařízením pro start ze tmy.

Klíčovým prvkem pro zvýšení bezpečnosti zásobování je zavedení inteligentních měřidel, které umožní oboustrannou komunikaci mezi dodavatelem elektřiny a jednotlivými odběrnými místy, které budou schopny v případě nouzového režimu omezit na příslušném odběrném místě zbytnou spotřebu a zajistí tak vyrovnání výkonové bilance ostrova inteligentním způsobem na straně spotřeby tzv. DSM - Demand Side Management. K podpoře realizace funkce ostrovních provozů distribučních soustav a startů ze tmy lze využít výsledků řešení dvou výzkumných projektů podpořených ze státních prostředků prostřednictvím Ministerstva průmyslu a obchodu v rámci programu „Trvalá prosperita“:  Projekt 2A-1TP1/065 Zvýšení odolnosti distribuční soustavy proti důsledkům dlouhodobého výpadku přenosové soustavy ČR s cílem zvýšení bezpečnosti obyvatel, informace o výsledcích realizace pilotního projektu 

Projekt 2A-2TP1/003 - Výzkum možností posílení startů ze tmy pro zvýšení spolehlivosti a odolnosti provozu elektrizační soustavy ČR.

 

a dvou projektů podpořených ze státních prostředků prostřednictvím Ministerstva: Projekt RN20042005001 Ochrana obyvatelstva a její vazby na kritickou infrastrukturu v oblasti energetických systémů



Projekt VD20072008A05 Systémové řešení nouzového zásobování elektřinou v případě krizových stavů

5.3.5.1

Východiska a současný stav

V návrhu aktualizace Státní energetické koncepce ČR je důraz kladen na energetickou bezpečnost. Základními prvky koncepce jsou přednostní využití všech dostupných tuzemských energetických zdrojů, udržení přiměřené dovozní závislosti, rozvoj infrastruktury, zvyšování odolnosti proti poruchám a schopnosti účinně řídit krizové stavy. Posláním energetiky je zajistit trvale spolehlivou, bezpečnou a šetrnou k životnímu prostředí, dodávku energie pro potřeby obyvatelstva a ekonomiky ČR, konkurenceschopné a přijatelné ceny za normálních podmínek, nepřerušenou dodávku energie v krizových situacích v rozsahu nezbytném pro fungování nejdůležitějších složek infrastruktury státu a zajištění šance obyvatelstva na přežití v krizových situacích a následnou obnovu standardních funkcí infrastruktury. Déletrvající výpadek zásobování elektřinou velkého rozsahu (blackout) je vnímán jako jedno z nejzávažnějších ohrožení bezpečnosti obyvatel a ekonomického vývoje. Řízenou dodávkou elektřiny pro vybrané spotřebitele a spotřebiče je možné následky blackoutu zmírnit. Distribuční soustavy není možné v současné době provozovat samostatně (odděleně) od přenosové ■ 28 ■


soustavy. V závislosti na příčinách a rozsahu poškození může takový výpadek přesáhnout dobu předjímanou v současné legislativě. Podle té je spotřebitel nucen při stavu nouze strpět omezení či přerušení dodávky elektřiny bez náhrady. Legislativně není nikomu uložena povinnost zajistit pro obyvatelstvo a organizace nouzové zásobování elektřinou a možnosti integrovaného záchranného systému (IZS) jsou v tomto případě velmi omezené. Rozsáhlý či dokonce celostátní výpadek by nemohl IZS zvládnout. Ani hejtmani, ani starostové obcí nemohou za těchto okolností plnit řadu povinností, které jim ukládají tzv. „krizové“ zákony, jako například zákon 239/2000 Sb., o integrovaném záchranném systému, zákon 240/2000 Sb., o krizovém řízení a zákon 241/2000 Sb., o hospodářských opatřeních pro krizové stavy. Analýzy významných blackoutů, které ve světě v minulosti nastaly, ukazují, že dochází ke značným ekonomickým škodám, ke zraněním a ztrátám na životech, zvýšení četnosti požárů a dalším podobným nepříznivým jevům. Jak ukazují zkušenosti, městské aglomerace se v případě blackoutu musejí vyrovnávat: První minuty Vypadnou všechny systémy, které jsou závislé na elektřině, pokud nejsou vybaveny záložními bateriemi nebo agregáty. Blackouty způsobily:  Vyřazení dopravní signalizace. 

Vyřazení železniční dopravy.



Ochromení provozu letišť.



Výpadek mobilní telefonní sítě, kabelové televize, internetu.



Řada lidí se dostala do svízelné situace:



Tisíce lidí uvízly ve výtazích, metru, vlacích mimo stanice, autech na ucpaných komunikacích.



Zmnohonásobila se tísňová volání.

Hodiny a dny Většina výrobních podniků a služeb zavřela své provozovny jednak proto, že neměla vlastní nezávislé zdroje elektřiny, jednak proto, že se zaměstnanci nedostali do práce. Bylo ochromeno bankovnictví, finanční trhy a elektronický platební styk. Centra sice mají nouzové zdroje, ale místa, odkud se zadávají příkazy často nikoliv. Nebylo možné vybírat peníze z bankomatů. Bylo ochromeno zásobování vodou, neboť nedochází k čerpání vody do vyprázdněných vodojemů. Budovy přestaly být vytápěny a klimatizovány, neboť bez elektřiny vypadnou plynové kotle i centralizované zásobování teplem. Značné problémy nastaly v zásobování potravinami a v provozu restaurací, kde přestala fungovat chladící a mrazící zařízení. Nebylo možné nakupovat, protože většina obchodů zavřela. Když bylo zřejmé, že obnova bude trvat několik hodin, obchodníci zahájili výprodej potravin dříve, než se zkazí, aby předešli pozdějším nákladům na jejich likvidaci. Po několika hodinách se vybily baterie v přístrojích, systémech UPS i baterie nouzového osvětlení. V provozu zůstaly pouze ty elektrocentrály, které měly zajištěn dostatečný přísun paliva. Vznikly požáry v důsledku používání svíček a používání mobilních elektrocentrál (přetížení, nesprávné zapojení). Byla ochromena ambulantní péče ve zdravotních zařízeních a lékárnické služby. Velké nemocnice musely prodloužit ordinační a operační hodiny, protože mnoho malých nemocnic nemohlo přijímat nové pacienty. Řada dveří opatřených elektronickými zámky zůstala odblokována. Osoby moly volně vcházet i vycházet, takže neexistovala reálná ochrana majetku uvnitř budov. Objevily se případy rabování. Týdny a měsíce Tuto zkušenost (v mírových podmínkách) má zatím pouze jen Auckland na Novém Zélandě, kde trvala krizová situace pět týdnů. Když obnova provozu pokračovala již několik dní, zesílil politický tlak na distribuční společnost natolik, že pro urychlení obnovy provozu nebyly dodrženy standardy zkoušek opravených částí a došlo k následným opakovaným poruchám. Malým podnikům vznikly ztráty, které nebyly schopny pokrýt. Hospodářská komora doporučila malým podnikům vyhlásit bankrot a začít znovu. ■ 29 ■


Velká část obchodních (zejména zahraničních) společností ztratila důvěru v infrastrukturu města a přesunula svá sídla jinam, zejména do Wellingtonu, ale i do Austrálie. Auckland nese ekonomické důsledky 5ti týdenního blackoutu v roce 1998 dodnes. Jsou to jednak ztráty pracovních míst, ale i příjmů (daní).

5.3.5.1.1

Ostrovní provozy z energetického pohledu

Ostrovní systémy se dokáží vyrovnat s ohrožením vyplývajícím z rostoucího podílu obnovitelných zdrojů, s vyšší četností extrémních klimatických jevů i z případných cílených útoků na kritickou infrastrukturu, např. přenosovou soustavu. Krizové ostrovní provozy v předem plánovitě vyčleněných částech distribučních soustav jsou systémovým opatřením, které účinně snižuje negativní důsledky případného rozpadu přenosové sítě elektrizační soustavy ČR, bez ohledu na jeho příčinu. Nejvhodnějšími zdroji k řešení krizových dodávek elektřiny a zároveň tepelné energie jsou městské teplárny s kondenzačními odběrovými turbínami a vlastní spotřebou (VS) nezávislou na provozním stavu distribuční soustavy elektrické energie. Oproti protitlakému soustrojí vyrábějí elektřinu nezávisle na výrobě tepla. Princip krizového ostrovního provozu je v podstatě jednoduchý. Teplárna za použití vhodné řídící technologie zajistí napájení redukované zátěže krizové oblasti (viz následující obrázek). vedení 110 kV rozvodna 110 kV G

Pg

vypínač

generátor teplárny

blokový tr.6,3/23kV

transformátor 110/22 kV

Pvs

RA

vypínač

vypínač

rozvodna vlastní spotřeby teplárny 6 kV

rozvodna 22 kV

vedení vn 1 transformátor 22/0,4 kV

P1

2

P2

P

……………… n n

Krizový ostrovní provoz

vedení nn s odběrnými místy kritické infrastruktury a domácností

Z městské teplárny je zásobována rozvodna 22 kV distribuční společnosti s vývody se zátěží P1 až Pn. Předpokládejme, že z vedení P1 jsou zásobována odběrná místa důležité kritické infrastruktury (např. nemocnice, HZS, vodárna, pekárna, čerpací stanice PHM apod.), vývodu P2 již podstatně méně důležité odběry kritické infrastruktury. V obou případech jsou z vývodů dále napájeny nevýznamné (z krizového hlediska) odběry běžné infrastruktury a samozřejmě domácnosti. Dále předpokládejme, že oboustranná komunikace s inteligentními elektroměry probíhá po silovém vedení a zařízení distribuční sítě. V okamžiku vzniku krizového ostrovního provozu je vyrovnaná výkonová bilance turbogenerátoru pouze se zátěží P1, ostatní vedení jsou okamžitě centrálně vypnuta. Poté se prostřednictvím inteligentních elektroměrů začnou v tomto funkčním vedení významně omezovat spotřeby běžné infrastruktury a snižovat spotřeba domácností. Po „vyčištění“ prvého vývodu od přebytečné zátěže je turbogenerátor připraven na připojení zátěže P2 se stejným scénářem atd. až do výše disponibilního výkonu v krizovém ostrovním režimu. ■ 30 ■


Krizový ostrovní provoz je vlastně malá autonomní elektrizační soustava právě včas vyčleněná z větší elektrizační soustavy před jejím rozpadem. I pro ni platí stejné fyzikální zákonitosti. Nejdůležitější je, aby v každém okamžiku byla vyrovnána bilance mezi výrobou a spotřebou elektřiny. Při nedodržení tohoto požadavku dojde k narušení parametrů krizové ostrovní oblasti, ke ztrátě stability a zkolabování nouzového zásobování elektrickou energií. Směrnice EU a aktualizovaná Státní energetické koncepce ČR předpokládá osadit do roku 2020 až 80% odběrných míst inteligentními elektroměry. Inteligentní elektroměry (smart meters) umožňují přenos dalších informací od zákazníka k distribuční společnosti nebo od distribuční společnosti a obchodníka k zákazníkovi. Mohou sledovat nepřetržitý záznam průběhu spotřeby, odečítat ji na dálku, měnit tarify, nebo odpojit nebo připojit odběratele na dálku při neplacení elektřiny. Pro využití krizových ostrovních systémů je nezbytné, aby měl inteligentní elektroměr integrovanou funkci umožňující dočasné omezení spotřeby elektřiny v krizových situacích. Tato funkce umožní vyrovnat velikost spotřeby ostrova s možnostmi decentralizovaného zdroje a namísto úplného vypnutí zachovat nezbytné množství elektřiny pro všechny spotřebitele.

5.3.5.1.2

Ostrovní provozy z pohledu krizového řízení

Pod pojmem „krizové řízení“ můžeme zahrnout veškeré aktivity veřejné správy v součinnosti s ekonomickými subjekty a občany směřující ke snížení rizika, v tomto případě hrozby totálního výpadku elektrické energie a minimalizaci škod a ztrát v případě, že tato situace nastane. Současné krizové a další oborové plány samozřejmě počítají s možností výpadku elektrické energie velkého rozsahu. Tato oblast je však většinou chápána zjednodušeně - jako danost, se kterou nelze nic podstatného dělat, kterou mají v ruce pouze energetici a kde lze tudíž jen akceptovat hrozby a způsoby řešení vycházející z elektrizační soustavy. Úvahy o krizových ostrovních provozech naproti tomu vedou primárně směrem ke zvýšení odolnosti celé ekonomiky vůči problémům v dodávkách elektrické energie velkého rozsahu. V rámci této problematiky z pohledu krizového řízení, lze počítat se zachováním minimálního zásobování infrastruktury alespoň ve vybraných regionech. Tomu je možno přizpůsobit i krizové plány orgánů veřejné správy a plány krizové připravenosti (resp. plány zachování kontinuity) subjektů kritické infrastruktury a podstatně tak snížit dopad tohoto rizika na ekonomiku a v důsledku na samotné obyvatele. S pomocí softwarové podpory je možno srovnat časovou potřebu elektrické energie s možností zdroje (zdrojů) v rámci ostrova a naplánovat provozní režim tak, aby bylo možno ostrovní provoz udržet. To znamená jak dohody o nastavení nouzových režimů pro velkoodběratele, tak perspektivní řízení minimálního odběru na straně domácností (tj. např. přepnutí na úsporný režim s využitím inteligentních elektroměrů). Získané údaje slouží jednak pro podporu rozhodovacího procesu pracovníka dispečinku distributora energie (tj. volba scénářů rekonfigurace sítě a kontrola, případně regulace odběru v rámci ostrova s ohledem na společenskou důležitost subjektů). Zároveň slouží jako společná informační základna zástupcům distributora elektrické energie, veřejné správy, subjektů kritické infrastruktury i dalších účastníků (včetně veřejnosti) pro aktuální informovanost o stavu a předpokládaném vývoji situace. Výstupem pak může být příspěvek do vytváření „společného obrazu situace“ (viz následující obrázek), kde je okamžitý stav zobrazen se všemi potřebnými parametry. Napojením na systém krizového řízení může pak být realizováno například standardní vyrozumívání všech subjektů (včetně obyvatel) o důležitých událostech či faktech na daném území.

■ 31 ■


Spoluprací orgánů krizového řízení, distributorů energie a subjektů KI je pak možno dosáhnout optimální reakce teritoria na případné výpadky s minimalizací škod a ztrát. Fakticky se to může projevit tak, že při nastavení ostrovního provozu podle předem připraveného (či ad-hoc upraveného) scénáře, který vychází z reálných informací, je řízena dodávka energie jak v objemu, tak v čase. Dotčené subjekty mohou pak v souvislosti s tímto scénářem počítat s dodávkami elektrické energie podle dohodnutého harmonogramu a přizpůsobit jim svoji činnost. Bude tím umožněno zachování základních činností v teritoriu až do obnovení normálního stavu elektrizační soustavy a dosaženo značného snížení zranitelnosti území hrozbou blackoutu a snížení případných škod a ztrát.

5.3.5.2

Soulad se světovými a evropskými trendy ve výzkumu a vývoji

Systém zvýšení bezpečnosti zásobování elektřinou zvýšením odolnosti distribučních soustav proti blackoutu formou krizových ostrovních provozů podporovaných startem ze tmy je v souladu:  s platnou Státní energetickou koncepcí z roku 2004 

s aktualizací Státní energetické koncepce z července 2012



se závěry Nezávislé odborné komise pro posouzení energetických potřeb České republiky v dlouhodobém časovém horizontu z roku 2009 (tzv. Pačesova komise)



se „Security Policy EU“ v oblasti kritické infrastruktury (ESRAB, ESRIF), byl konzultován v rámci vytvořených mezinárodních pracovních skupin ESRIF, UNISDR a řady mezinárodních workshopů a konferencí, v rámci nichž docházelo k upřesňování vize a řešení zvyšování odolnosti



s evropskopu platformou SmartGrids



s prioritami bezpečnostního výzkumu do roku 2030 v oblastech: Ochrana, odolnost a obnova kritických infrastruktur, Krizové řízení a bezpečnostní politika, Ochrana obyvatelstva

5.3.5.3 -

Oblasti pro výzkum a vývoj

Segmenty s potenciálním významným přínosem pro energetický průmysl ČR jsou: Vybudování demonstračních projektů veřejného krizového ostrovního provozu ■ 32 ■


-

Vývoj a ověření komunikačních technologií při provozu krizových ostrovních provozů

5.3.6 Řízení zátěže Autor zadání projektu: Tomáš Hejl Název projektu Řízení zátěže Identifikační kód projektu H06 Typ projektu Hlavní (Hlavní, interní, koncepční, infrastrukturní) Cíl řešení Zhodnocení celkového potenciálu řízení zátěže v elektrizační soustavě ČR a možností jeho využití u DSO, TSO, obchodníka, odběratele. Výchozí faktory Projekt Smart Home poskytuje vstupy do tohoto projektu Relevance s konceptem SG 100% Priorita z hlediska SEK vysoká Korelace s cíly evropské vysoká komise Řízení zátěže je základní úlohou Smrt Grid. Jedná se o vyrovnání výroby a spotřeby. Tento úkol se stal obtížným poslední dobou v souvislosti s fotovoltaickými a větrnými elektrárnami, nabíjení elektromobilů a další úlohy. Česká republika je navíc specifická přijímači HDO, jejichž funkcionalita by měla být v rámci Smart Grid využívána jinak nebo by měly být nahrazeny některou technologií AMM, která by vykazovala podobné vlastnosti. Řízení zátěže je tedy nástrojem, který umožní Smart Grid zachovat síť stabilní a to v nepredikovatelných okamžicích změny výkonu a poptávky. Nově se tak vyskytují úkoly, jako je limitování zátěže v případě nouzových stavů, individuálních zacházení se zákazníky podle celospolečenského významu (policie, nemocnice) a celková návaznost na ovládání domácích spotřebičů (HAN). Úkolem projektu by mělo být popsání situace a návrh nových řešení včetně jejich praktického odzkoušení ve vybraných podmínkách.

5.3.7 INTERES Autor zadání projektu: Petr Neumann Název projektu INTERES Identifikační kód projektu H07 Typ projektu Hlavní (Hlavní, interní, koncepční, infrastrukturní) Cíl řešení Integrace lokálních DS s instalovanými OZE (větrné farmy) do elektrizační soustavy. Výchozí faktory Relevance s konceptem SG 100% Priorita z hlediska SEK vysoká Korelace s cíly evropské vysoká komise Integrace lokálních distribučních soustav s instalovanými obnovitelnými zdroji energie – OZE (větrné farmy) do elektrizační soustavy, s využitím nových řídících systémů a metod pro optimalizaci provozu a údržby. Téma integrace OZE do elektrizační soustavy je velmi aktuální téma současné energetiky, které přímo navazuje na rámcový program FP7, II.2. Aktivity Energy, 2: Renewable Electricity Generation, II.2.3. Area Energy.2.3: Wind, Topic ENERGY 2013.2.3.2: Small to medium size wind turbines.

■ 33 ■


5.3.7.1

Východiska současný stav

Jedinečným přínosem tohoto Výzkumně-vývojového projektu je použití nových technologií měření jednotky fázorové měření (Phasor Measurement Units - PMU) a na jejich základě budování systémů Wide Area Monitoring, Protection and Control (rozsáhlé monitorování, ochrana a řízení elektrizačních soustav) - WAMS, WAP a WAC, které jsou součástí inteligentních soustav SmartGrids. S touto novou technologií PMU / WAMS bude výrazně zvýšena úroveň integrace obnovitelných zdrojů energie (zejména větrné a solární energie) do elektrických sítí (přenosových a distribučních), při použití hierarchické úrovně řízení odstraní "větrný - virtuální dispečink" nežádoucí účinky obnovitelných energetických zdrojů (tj. proměnný a těžko předvídatelný výkon z větrných a fotovoltaických elektráren). Tyto zdroje se stanou přijatelnými dodavateli podpůrných služeb jak pro provozovatele distribučních soustav (viz Pravidla provozu distribuční soustavy - PPDS), tak pro provozovatele přenosových soustav (viz Pravidla provozu přenosové soustavy - PPPS).

5.3.7.2

Cíle projektu a dílčí kroky k jeho řešení:

a)

Pokročilé měření větrných elektráren s využitím jednotek fázorových měření (PMU) a rozsáhlé systémy WAMS (WAP a WAC) při vývoji a ověřování aplikací inteligentních sítí SmartGrids. Na základě analýzy naměřených provozních údajů bude určen vliv provozu větrných elektráren na elektrizační soustavy (Distribuční a Přenosové Soustavy, DS a PS) a bude eliminována možnost nežádoucích účinků (kolísání napětí v uzlovém bodě soustavy, flickery - poblikávání, vyšší harmonické, atd.). Vliv provozu větrných farem bude studován jak z hlediska provozovatele větrné farmy (zdroj energie) tak z hlediska provozovatele soustavy buď DS nebo PS. Cílem bude vývoj nových metod měření a řízení větrné farmy (virtuální větrné elektrárny, specifický větrný řídící dispečink, atd.).

b)

V rámci projektu budou vyvinuty podrobné simulační modely, simulující nejen pomalé elektromechanické jevy, ale také rychlé elektromagnetické jevy jak v energetických zdrojích tak také v elektrizační soustavě, a to v těsné blízkosti instalovaných obnovitelných zdrojů energie.

c)

S využitím vyvinutých podrobných modelů budou simulovány různé varianty provozu větrných elektráren a farem, budou testovány různé metody řízení a pokročilé řídicí algoritmy. Postupné kroky budou následovat za sebou v pořadí:

(1) ověření způsobu simulace - síťový simulátor, (2) real-time digitální simulátor - RTDS, (3) simulace hardware-in-the-Loop (HIL). d) Nové konstrukce a systémy větrných turbín a elektráren budou ověřeny v pilotním měřítku v průběhu řešení projektu.

■ 34 ■


5.3.8 SNASEHE Autor zadání projektu: Petr Neumann Název projektu SNASEHE Identifikační kód projektu H08 Typ projektu Hlavní (Hlavní, interní, koncepční, infrastrukturní) Cíl řešení Smart Grid jako dodavatel Podpůrných služeb - sítě založené na inteligentním řízení výroby a spotřeby elektřiny a tepla. Výchozí faktory Relevance s konceptem SG 100% Priorita z hlediska SEK vysoká Korelace s cíly evropské vysoká komise Smart Grid jako dodavatel podpůrných služeb (PpS) – sítě založené na Inteligentním řízení výroby a spotřeby elektřiny a tepla Téma využívání Inteligentních sítí – smart grids – jako dodavatele podpůrných služeb se stává s rozvojem distribuovaných zdrojů energie velmi aktuální a přímo navazuje na rámcový program FP7, II.7.1. Aktivity Energy. 7: Renewable Electricity Generation, II.7.1. Area Energy.7.1: 2013.2.3.2: Development of Inter - Active Distribution Energy Network, Topic ENERGY.2013.7.1.1: Development and validation of methods and tools for network integration of distributed renewable resources

5.3.8.1

Východiska současný stav

S aktuálním rozvojem distribuovaných obnovitelných zdrojů energie, který způsobuje enormní nárůst, jak počtu těchto zdrojů, tak výkonu připojeného do distribuční soustavy vzniká pro provozovatele distribuční soustavy řada nových úkolů i nových příležitosti. Tyto nové úkoly je třeba správně popsat a navrhnout odpovídající řešení.

5.3.8.2

Cíle a obsah projektu

Cílem je vyvinout a ověřit metodiku a nástroje umožňující provozovatelům distribučních soustav (PDS) ujmout se nové role a rozvíjet svoji stávající pozici, která vyžaduje zvýšení počtu a výkonu distribuovaných zdrojů energie připojených k rozvodné síti. Významnou novou rolí je „pozorování (měření a monitorování)“ a udržení vyvážené bilance variabilních obnovitelných zdrojů energie se zatížením decentralizované pružné výroby, aktivní poptávky a lokální akumulace. To může také vyžadovat řízení přetížení (congestion management) a poskytování podpůrných služeb. Síťové operace a údržba sítě musí být aktualizovány / rekonstruovány. Další úlohy řízení zahrnují krátkodobé a dlouhodobé předpovědi zatížení a dlouhodobé plánování provozu sítí. Metody a nástroje budou mít širokou použitelnost v evropských souvislostech. Tyto úlohy a metody musí být vyvinuty ve spolupráci s provozovateli přenosových soustav (Transmission System Operators - TSO), s kterými musí být zodpovědnost a povinnosti sdíleny. Nové metody a nástroje musí také podporovat nové role energetických trhů a vytvářet rovné podmínky pro všechny účastníky. Například, architektura efektivních trhů podpůrných služeb pro distribuční soustavy musí být rozvíjena, a provozovatelé distribučních soustav (DSO) musí poskytovat podpůrné služby pro provozovatele přenosové soustavy (TSO).

5.3.8.3

Ověření výsledků projektu

Validace postupů a nástrojů bude provedena pomocí simulačních a pilotní studií a realizací. Ověřování nových metod a nástrojů bude vycházet ze stávajících činností v různých prostředích v Evropě a bude vytvářet projektové klastry. Výsledky projektu přispějí k realizaci vyspělé evropské elektrizační soustavy (European Electricity Grid Initiative - EEGI). Projekt přispěje k monitorování a ■ 35 ■


vytvoření znalostních soustav a ke sdílení znalostí v rámci EEGI.

■ 36 ■

Strategická Výzkumná Agenda. Strategická výzkumná agenda 2012

Recommend Documents