Az oxigénhez hasonlóan az elektromos hálózat is elengedhetetlen a modern élethez, de nem mindig az elme csúcsa – amíg problémák nem merülnek fel. Napjainkban az öregedő hálózati infrastruktúra a világ súlyos időjárási eseményeiből verődik, ami az egészséget, a biztonságot és a gazdasági tevékenységet veszélyeztető áramkimaradásokat eredményez. Ugyanakkor számos más tényező is nyomást gyakorol a százados hálózatokra. Az energiatermelés módja gyorsan változik – több szél és napenergia, kevesebb szén és fosszilis tüzelőanyag. Ez a váltás új folyamatokat és kezelési módokat igényel. A „ki” is változik, ma már nemcsak a nagy energiavállalatok, hanem az új versenytársak és a termelő-fogyasztók (az energiát termelő fogyasztók) sokasága is energiát termel.

És nemcsak a természeti világ változik gyorsan, hanem a technológiai világ is halad egy gallopon. A felhőalapú mesterséges intelligencia (AI) technológiák, mint a gépi tanulás, az adatanalitika és a dolgok internete (IoT) ösztönzik a sokkal összetettebb energiatermelés és -elosztás kezelésére képes intelligens hálózatok fejlődését. Ezek a technológiák jelentős lehetőséget jelentenek az összetett energetikai ökoszisztéma azon tagjai számára, akik képesek hasznosítani őket.

Mi az a termelő-fogyasztó?

A Prosumer egy portmanteau szó, amely kombinálja a „termelőt” és a „fogyasztót”. A termelő-energiafogyasztók jellemzően továbbra is csatlakoznak a központi hálózathoz. Ugyanakkor képesek energiatermelésre, sőt energiatárolásra is – jellemzően fotovoltaikus napelemekkel és EV akkumulátorokkal.

A megtermelt energia mennyiségétől függően ez az energia felhasználható a havi számlák kiegyenlítésére, vagy eladható többletként közművállalatok vagy más energiaelosztási szolgáltatások számára. Ez a modell alkalmazható mind a lakossági, mind a kereskedelmi termelő-fogyasztók esetében, egyre több vállalkozás csatlakoztat napelempaneleket és EV flottákat a hálózathoz.

Mi az az intelligens hálózat?

Az intelligens hálózat olyan hálózat, amely kétirányú áram- és adatáramlással integrálja az energiaelosztást és a digitális kommunikációs technológiát. Ez lehetővé teszi a közművállalatok számára a villamos energia termelésének, átvitelének és elosztásának optimalizálását. Ez lehetővé teszi a fogyasztók számára, hogy a történetek révén minden adatot elmondjanak – segítve őket abban, hogy jobban megértsék az általuk felhasznált energiát, és még az általuk termelt és tárolt energiát is olyan dolgokon keresztül, mint a napelemek és az EV akkumulátorok.

Mi a különbség a hagyományos hálózat és az intelligens hálózat között?

A hagyományos rendszerek és az intelligens hálózatok közötti fő különbség abban rejlik, hogy a hálózat mindkét irányában, a közművállalkozásoktól a fogyasztókig és fordítva is képesek információcserét folytatni. Az intelligens hálózatokat megkülönböztető legfontosabb funkciók közé tartoznak a következők:

• Technológia: A mesterséges intelligencia, a felhő és a digitális technológiák lehetővé teszik a hálózaton belüli összes eszköz és eszköz számára a kommunikációt, támogatva a jobb ellenőrzést és az önszabályozást.
• Elosztás: A termelő-fogyasztók és más megújuló energiaforrások – például a napenergia vagy a szél – által termelt energia időszakos és egyenetlen lehet. Az intelligens hálózati technológiák segítenek koordinálni, tárolni és elosztani az ilyen forrásokból származó energiát egy stabil és megbízható áramba.
• Generálás: Az intelligens rendszerek prediktív elemzései azt jelentik, hogy a nagy igényű törzsek több gyár és alállomás között előrejelezhetők és eloszthatók.
• Érzékelők: Az IoT érzékelők a hálózaton keresztül elősegíthetik a kockázatok korai észlelését, a teljesítmény újraelosztását a kiesések csökkentése és a terhelések kiegyensúlyozása érdekében, a kezelők közvetlen beavatkozása nélkül.
• Önjavítás és prediktív karbantartás: Az érzékelők mechanikai problémák észlelésére és egyszerű hibaelhárításra és javításokra is használhatók, a technikusok értesítése csak akkor, ha szükséges –mielőtt bármi ténylegesen leállna.
• Az ügyfél választása: Több energiaszolgáltató, szövetkezet és mikrotermelő csatlakozhat a hálózathoz, ami lehetővé teszi a fogyasztók számára, hogy több választási lehetőségük legyen arra, hogy hogyan kapják meg az energiát.

A mesterséges intelligencia alkalmazása az intelligens energetikai megoldásokban: A közüzemi szektor perspektívája

A mesterséges intelligencia az intelligens hálózatok mögött álló „intelligens ügynök” – a környezet értékelése és egy adott cél maximalizálása érdekében tett intézkedések. A mesterséges intelligencia alapvető fontosságú a megújuló energia integrációjához, az energiahálózatok stabilizálásához és az infrastruktúra instabilitásához kapcsolódó pénzügyi kockázatok csökkentéséhez.

Például a mesterséges intelligencia öntanulási, alkalmazkodási és számítási képességei jelentős potenciállal rendelkeznek a megújuló energia időszakos jellegének kezelésére. A termelési és fogyasztási csúcsok egyensúlyhiányát gyakran a „kacsagörbe” képviseli, és megnehezítheti ezeknek az energiaforrásoknak az ellenőrzését. A mesterséges intelligencia intelligens hálózatokban való használata segíteni fog e kihívás megoldásában azáltal, hogy helyreállítja a termelési és fogyasztási terhelések közötti egyenlőtlenségeket.

Az intelligens hálózati technológiák hozzájárulnak a közüzemi ágazat tevékenységeinek átláthatóbbá és versenyképesebbé tételéhez. A mesterséges intelligencia és a gépi tanulás egyes alkalmazásai az intelligens hálózatokban a következők:

• Agilitás és rugalmasság: Amikor a megújuló energiát olyan új partnerek termelik, mint a szövetkezetek és a termelő-fogyasztók, az gyakran időszakos és változó. Az érzékelők és az automatizálás segítségével azonosíthatók a hálózat sérülékeny részei, és automatikus átirányítással reagálhatnak – a többlet energia tárolása a csúcsidőszakokban, és átirányítás az áramlási rések során.
• Pontosabb előrejelzés: A közműágazat a fogyasztás változásai miatt széles körű árváltozékonysággal szembesül. A prediktív elemzési modellek segítségével megbízhatóbban előrejelezhetők az energiamennyiségek és a megújuló energia előállítása. A fejlett mérési infrastruktúrából (AMI) származó adatok mesterséges intelligenciával való kombinálásával az előrejelzések pontosabbak, mint a hagyományos megközelítések.
• Kifinomultabb kikapcsolási riasztások: Az intelligens hálózatban lévő érzékelők, mérők és aktuátorok hálózata „utolsó gázos” rövid jelátvitelt adhat, beleértve az időt és a dátumot, hogy jelezze a részleges vagy teljes kiesés miatti áramveszteséget. Emellett a mesterséges intelligencia prediktív képességei és az intelligens mérők valós idejű adatai közvetlenül a megtörténteket megelőzően értesíthetik az üzemeltetőket a kiesésekről. Ezek a rendszerek még különbséget is tehetnek az egyéni, utcai és zónajellegű kiesések között.
• Optimalizált teljesítményhozam: Az AI-alapú érzékelőhálózatok használata a termelési fázisokban is használható a kimenet optimalizálására. Hasonló módon a napenergia a mesterséges intelligencia eszközeiből is profitál, hogy a napsugárzás előrejelzésével növelje a termelékenységet.
• Továbbfejlesztett automatizált váltás: Az AI-eszközök azon képessége, hogy előrejelezzék a hálózati egyensúlytalanságokat, és különbséget tegyenek a rövid áramkimaradás és a teljes üzemszünet között, hamarosan lehetővé teszi a kapcsolási protokollok automatizálását. Ez lehetővé teszi a közművállalatok számára az energia átirányítását vagy az érintett területek elszigetelését, mielőtt súlyos károk keletkeznének, vagy a kiesés más területekre is kiterjedne. Ezek a szerszámok egy védelmi vonal, amely biztosítja a hibák elkülönítésére és javítására használt alapvető berendezések biztonságát.
• Rugalmasabb keresletoldali menedzsment (DSM): Az energiaszükséglet csúcsai nagy terhelésnek teszik ki a közművállalatokat. A mesterséges intelligencia és az intelligens mérők otthoni és irodai használata segíthet az energiaszükséglet változásainak ütemezésében, tervezésében, végrehajtásában és nyomon követésében, hogy a szolgáltatók kielégíthessék azokat. Ennek jelentős hatása lehet az energiafelhasználásra, amint azt az Egyesült Államok is mutatja. Szövetségi Energiaszabályozási Bizottság, amely megállapította, hogy a csúcsterhelések a keresletkezelés révén akár 150 GW-tal is csökkenthetők. Hasonlóképpen, az Electric Power Research Institute (EPRI) becslése szerint ezek az intelligens eszközök 2030-ra 175 GW-os csökkenéshez vezethetnek a nyári energiafogyasztás terén.
• Fokozott biztonság: A kiberbiztonság minden üzleti ágazat számára kulcsfontosságú. A kibertámadási stratégiák növekvő száma és összetettsége pedig kockázatot jelent mind a meglévő, mind az új elektromos hálózatokra nézve. Az AI-eszközök segíthetnek csökkenteni ezt a kockázatot a hálózati támadási funkciók, rosszindulatú programok és behatolások észlelésével, valamint a hálózati biztonsági védelem biztosításával az energiarendszerek számára. Emellett más technológiák, például a blockchain, átlátható, hamisításbiztos és biztonságos rendszereket biztosítanak, amelyek lehetővé teszik az új üzleti megoldásokat, különösen akkor, ha intelligens szerződésekkel kombinálják.

A mesterséges intelligencia alkalmazása az intelligens energetikai megoldásokban: A fogyasztói perspektíva

Az Egyesült Királyságból és az USA-ból származó legfrissebb felmérések a közművállalatokkal szemben a nagyszerűnél kisebb fogyasztói attitűdöket mutatnak. Az energiaszolgáltatók és a termelő-fogyasztók számának növekedésével a közművállalatoknak intelligens megoldásokat kell használniuk a jobb ügyfélkapcsolat és elégedettség ápolása érdekében. Néhány példa arra, hogyan segíthetnek az intelligens hálózati technológiák az ügyfelek elégedettségének növelésében:

• Alacsonyabb költségek: A mesterséges intelligencia alapú intelligens hálózatkezelés és az intelligens mérés lehetővé teszi az ügyfelek számára, hogy óránkénti felméréseket kapjanak az energiafelhasználásról – segítve őket abban, hogy ne csak a legtöbb energiát használják fel, hanem személyre szabott tippeket és javaslatokat nyújtsanak tipikus napi rutinjaik optimalizálásához, hogy csökkentsék a használatukat a csúcsidőben. Segít abban is, hogy a termelőfogyasztók kezeljék az energiatermelést, amelyet a költségek további csökkentése érdekében vissza lehet adni a hálózatnak.
• Jobb fenntarthatóság és átláthatóság: Az intelligens hálózati adatok segíthetnek az ügyfeleknek tudatosítani, hogy honnan származik az energiájuk, növelve elkötelezettségüket és segítve a hálózat demokratizálását. Ez segítheti őket abban, hogy új perspektívákat adjanak az energiaellátás és a fenntarthatóbb lehetőségek kiválasztásának lehetőségével kapcsolatban.
• Kevesebb kiesés: Ahogy említettük, az AI-eszközök segíthetnek csökkenteni a kiesések számát, és mérsékelni azok hatását mind a lakossági, mind a kereskedelmi ügyfelek számára. Ez a fogyasztók biztonságának és bizalmának növekedését jelenti, különösen mivel az időjárási események és a rekordhőmérsékletek félelmet keltenek a barnulásoktól és más zavaroktól.

A közelmúltban egy egyesült királyságbeli elosztórendszer-üzemeltető kísérleti projektet jelentett be az intelligens fogyasztásmérők adatainak felhasználásáról, hogy segítse a fogyasztókat az energiagazdálkodás javításában, a hálózati terhelések optimalizálásában és a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésében. A vizsgálat több millió fontot takaríthatna meg az ügyfelek számára, és potenciálisan több millió tonna üvegházhatásúgáz-kibocsátást csökkenthetne az Egyesült Királyság éves szénlábnyomából. Ez csak egy példa az intelligens hálózatok potenciális előnyeire az ügyfelek és a környezet számára.

Big Data az energiában: Miért számít

Mind az ügyfelek, mind a közművállalatok szempontjából nem egyszerűen ezeknek a technológiáknak a nagy és eltérő mennyiségű Big Data összegyűjtésére és kezelésére való képessége számít – ez a képesség arra, hogy kihasználja és megértse az összes adatot, és felhasználja őket az energiafelhasználás optimalizálására és a működés tájékoztatására. A Big Data kulcsfontosságú segítség:

• Jobban integrálja a megújuló és alternatív energiát a közművállalatokban azáltal, hogy megtanulja előre jelezni és kezelni az időszakosságot, és egyensúlyba hozza a termelő-fogyasztó játékosok számtalan kis bemenetét.
• Védje meg a fogyasztókat a kiesések előrejelzésével és az erőforrások átirányításával egy másodperc töredékében – nem pedig azután, hogy minden lecsökkent.
• Takarítson meg pénzt a vállalatok és a fogyasztók számára egyaránt azáltal, hogy digitálisan tanul a korábbi tevékenységekből, és felhasználja azt a napi tevékenységek jobb kezelése és automatizálása érdekében.
• Gyors, végrehajtható elemzések biztosítása, amelyek lehetővé teszik a közművállalatok számára, hogy magabiztos és gyors döntéseket hozzanak az egyre versenyképesebb környezetben.

Hogyan készül a mai közműipar a jövő intelligens hálózatára?

Nem kérdéses, hogy az energia jövője a decentralizáltabb, rugalmasabb és fenntarthatóbb energiaellátás felé halad. De egy évszázadnál idősebb globális iparról beszélünk – és gyakran támaszkodnunk kell a közel ilyen régmúlt infrastruktúráira, hogy emberek milliárdjait és azok gyorsan változó igényeit szolgáljuk ki.

Az egyéb kihívások közé tartoznak az összetett szabályozási változások, a termelő-fogyasztók számának növekedése és a deregulált régiókban megjelenő új startupok. Mint minden üzleti út és digitális átalakulás, az intelligensebb hálózatkezelésre való áttérés is néhány óvatos lépéssel kezdődik, mielőtt beindul a futásba. A közüzemi ágazat technológiái kétségtelenül erősítik és lehetővé teszik az ágazat fejlődését. Azonban ahhoz, hogy érdemi változás történjen, a közművállalatoknak erős kommunikációs, ügyfélkapcsolati és változáskezelési terveket kell kialakítaniuk, beleértve a következőket:

• Az intelligens hálózat jövőképének kommunikálása, valamint a csapatok és az érdekelt felek összehangolása a hálózat körül
• A fogyasztók oktatásának erősítése az eljövendő változásokról és lehetőségekről
• Nyeremény/győzelem motiváció biztosítása a fogyasztók, a termelő-fogyasztók és a potenciális forgalmazó partnerek számára
• Mérőszámok kidolgozása az intelligens hálózatok megvalósításában és hatékonyságában elért haladás nyomon követésére
• Az ügyfélélmény és az ügyfélmegtartás szem előtt tartása, tekintettel az intelligens energiapiac további versenyére és decentralizációjára

Az első lépés az úton, hogy kommunikáljon a csapat vezetőivel és a témaszakértőkkel az egész vállalkozásban, hogy lebontsa a silófalakat, és megtalálja a gyakran elrejtett információk tárházát. Ezután nézze meg, hogyan valósíthatja meg az intelligens technológiákat, hogy előremozdítsa vállalkozását.