Az oxigénhez hasonlóan az elektromos hálózat is elengedhetetlen a modern élethez, de nem mindig jut eszünkbe – egészen addig, amíg problémák nem merülnek fel. Napjainkban az elöregedő hálózati infrastruktúra világszerte súlyos időjárási eseményektől szenved, ami áramkimaradásokhoz vezet, amelyek veszélyeztetik az egészséget, a biztonságot és a gazdasági tevékenységet. Ugyanakkor számos más tényező is nyomást gyakorol az évszázados hálózatokra. Az energiatermelés módja gyorsan változik – több a szél- és napenergia, kevesebb a szén és a fosszilis tüzelőanyagok. Ez a változás új folyamatokat és irányítási módokat igényel. A „ki” köre is változik, az energiát ma már nemcsak a nagy energiaszolgáltató vállalatok termelik, hanem számos új versenytárs és termelő-fogyasztó (az energiát termelő fogyasztók) is.

És nemcsak a természet változik gyorsan, hanem a technológiai világ is rohamosan fejlődik. A felhőalapú mesterséges intelligencia (MI) technológiák, mint például a gépi tanulás, az adatelemzés és a dolgok internete (IoT), előmozdítják az intelligens hálózatok fejlődését, amelyek képesek sokkal összetettebb energiatermelést és -elosztást kezelni. Ezek a technológiák jelentős lehetőségeket kínálnak azok számára az összetett energia-ökoszisztémában, akik képesek kihasználni őket.

Mi az a termelő-fogyasztó?

A prosumer egy tömör, röviden „termelő” és „fogyasztó” szavakból álló szó. Az energiatermelő fogyasztók jellemzően továbbra is csatlakoznak a központi hálózathoz. Azonban képesek energiát termelni, sőt tárolni is – jellemzően fotovoltaikus napelemekkel és elektromos járművek akkumulátoraival.

A termelt energia mennyiségétől függően ez az energia felhasználható a havi számlák kiegyenlítésére, vagy többletként értékesíthető közműszolgáltatóknak vagy más energiaelosztó szolgáltatásoknak. Ez a modell alkalmazható mind a lakossági, mind a kereskedelmi termelő-fogyasztókra, mivel egyre több vállalkozás csatlakoztatja napelemeit és elektromos járműflottáját a hálózathoz.

Mi az az intelligens hálózat?

Az intelligens hálózat egy olyan hálózat, amely az energiaelosztást és a digitális kommunikációs technológiát kétirányú villamosenergia- és adatáramlásba integrálja. Ez lehetővé teszi a közműszolgáltatók számára, hogy optimalizálják az áramtermelést, -átvitelt és -elosztást. Ez lehetővé teszi a fogyasztók számára, hogy profitáljanak az adatok által elmesélt történetekből – segítve őket abban, hogy jobban megértsék az általuk felhasznált energiát, sőt azt is, hogy mennyit termelnek és tárolnak például napelemek és elektromos járművek akkumulátorai segítségével.

Mi a különbség a hagyományos és az intelligens hálózat között?

A hagyományos rendszerek és az intelligens hálózatok közötti fő különbség abban rejlik, hogy mindkét irányban képesek információt cserélni a hálózaton keresztül, a közműszolgáltatóktól a fogyasztókig és fordítva. Az intelligens hálózatokat megkülönböztető főbb jellemzők közé tartozik:

• Technológia: A mesterséges intelligencia, a felhő és a digitális technológiák lehetővé teszik a hálózaton belüli összes eszköz és eszköz kommunikációját, támogatva a jobb szabályozást és önszabályozást.
• Elosztás: A termelő-fogyasztók és más megújuló energiaforrások – például a nap- vagy a szélenergia – által termelt energia időszakos és egyenetlen lehet. Az intelligens hálózati technológiák segítenek az ilyen forrásokból származó energia koordinálásában, tárolásában és elosztásában egy állandó és megbízható áramlattá.
• Generáció: Az intelligens rendszerek prediktív elemzése azt jelenti, hogy a nagy igényű feszültségek előre jelezhetők és több üzembe és alállomásra oszthatók el.
• Szenzorok: A hálózaton keresztül elhelyezett IoT- érzékelők segíthetnek a kockázatok korai felismerésében, az energia újraelosztásában a kiesések csökkentése és a terhelések kiegyensúlyozása érdekében a kezelők közvetlen beavatkozása nélkül.
• Önjavítás és prediktív karbantartás: Az érzékelők mechanikai problémák észlelésére, valamint egyszerű hibaelhárítás és javítások elvégzésére is használhatók, a technikusokat csak szükség esetén értesítve– mielőtt bármi ténylegesen meghibásodna.
• Fogyasztói választás: Több energiaszolgáltató, szövetkezet és mikrotermelő csatlakozhat a hálózathoz, így a fogyasztók nagyobb választékkal rendelkezhetnek az energia beszerzésének módját illetően.

A mesterséges intelligencia alkalmazásai az intelligens energiamegoldásokban: a közműszektor szemszögéből

A mesterséges intelligencia az intelligens hálózatok mögött álló „intelligens ágens” – felméri a környezetet, és intézkedéseket tesz egy adott cél maximalizálása érdekében. A mesterséges intelligencia alapvető fontosságú a megújuló energia integrációjában, az energiahálózatok stabilizálásában és az infrastruktúra instabilitásával járó pénzügyi kockázatok csökkentésében.

Például a mesterséges intelligencia öntanuló, alkalmazkodó és számítási képességei jelentős potenciállal rendelkeznek a megújuló energia időszakos jellegének kezelésében. A termelési és fogyasztási csúcsok közötti egyensúlyhiányt gyakran a „kacsagörbe” jelképezi, és megnehezítheti ezen energiaforrások kontrollálását. A mesterséges intelligencia használata az intelligens hálózatokban segít megoldani ezt a kihívást azáltal, hogy kiegyensúlyozza az egyenlőtlenséget a termelési és fogyasztási terhelések között.

Az intelligens hálózati technológiák segítenek átláthatóbbá és versenyképesebbé tenni a közműszektor tevékenységeit. A mesterséges intelligencia és a gépi tanulás néhány alkalmazása az intelligens hálózatokban a következők:

• Rugalmasság és ellenálló képesség: Amikor új partnerek, például szövetkezetek és termelő-fogyasztók termelnek megújuló energiát, az gyakran szakaszos és változó. Az érzékelők és az automatizálás segítségével azonosíthatók a hálózat sebezhető részei, és automatikus átirányítással lehet reagálni rájuk – a csúcsidőszakokban a felesleges energia tárolásával, majd az áramlási szünetek idején átirányítással.
• Pontosabb előrejelzés: A közműszektor széles körű áringadozással szembesül a fogyasztás változásai miatt. A prediktív analitikai modellek segítségével megbízhatóbban előre jelezhetők a teljesítményterhelések és a megújuló energiatermelés. A fejlett mérési infrastruktúrából (AMI) származó adatok mesterséges intelligenciával való kombinálásával az előrejelzések pontosabbak, mint a hagyományos megközelítések.
• Kifinomultabb kiesési riasztások: Az intelligens hálózat érzékelőinek, mérőeszközeinek és működtetőinek hálózata egy „ utolsó lélegzetvételnyi” rövid jelet képes kiadni, amely tartalmazza az időt és a dátumot, hogy jelezze a részleges vagy teljes kiesés miatti áramkimaradást . Ezenkívül a mesterséges intelligencia prediktív képességei és az intelligens mérők valós idejű adatai közvetlenül a bekövetkezésük előtt értesíthetik az üzemeltetőket az áramkimaradásokról. Ezek a rendszerek még az egyéni, az utcai és az övezeti áramkimaradások között is különbséget tudnak tenni.
• Optimalizált energiahozam: A mesterséges intelligenciával működő érzékelőhálózatok használata a termelési szakaszokban a teljesítmény optimalizálására is használható. Hasonlóképpen, a napenergia is profitál a mesterséges intelligencia eszközeiből, amelyek a napsugárzás előrejelzésével növelik a termelékenységet.
• Továbbfejlesztett automatizált kapcsolás: A mesterséges intelligencia által biztosított eszközök azon képessége, hogy előre tudják jelezni a hálózati egyensúlyhiányt, és meg tudják különböztetni a rövid áramkimaradást a teljes áramkimaradástól, hamarosan lehetővé teszi a kapcsolási protokollok automatizálását. Ez lehetővé teszi a közműszolgáltatók számára, hogy átirányítsák az energiát vagy elkülönítsék az érintett területeket, mielőtt súlyos károk keletkeznének, vagy a kimaradás más területekre is kiterjedne. Ezek az eszközök egyfajta védelmi vonalat alkotnak, amely biztosítja a hibák elkülönítéséhez és javításához használt alapvető berendezések biztonságát.
• Rugalmasabb keresletoldali szabályozás (DSM): Az energiaigény csúcsai nagy terhet rónak a közműszolgáltatókra. A mesterséges intelligencia és az intelligens mérők használata otthonokban és irodákban segíthet az energiaigény változásainak ütemezésében, tervezésében, végrehajtásában és nyomon követésében, hogy a szolgáltatók képesek legyenek megfelelni ezeknek. Ennek jelentős hatása lehet az energiafogyasztásra, amint azt az Egyesült Államok Szövetségi Energiaügyi Szabályozó Bizottsága is kimutatta, amely megállapította, hogy a csúcsterhelések akár 150 GW-tal is csökkenthetők a keresletszabályozás révén. Hasonlóképpen, az Elektromosenergia-kutató Intézet (EPRI) becslése szerint ezek az intelligens eszközök 2030-ra 175 GW-tal csökkenthetik a nyári energiacsúcsokat.
• Fokozott biztonság: A kiberbiztonság minden üzleti szektor számára kulcsfontosságú kérdés. A kibertámadási stratégiák növekvő száma és összetettsége kockázatot jelent mind a meglévő, mind az új elektromos hálózatokra. A mesterséges intelligencia eszközei segíthetnek csökkenteni ezt a kockázatot a hálózati támadási funkciók, a rosszindulatú programok és a behatolások észlelésével, valamint az energiaellátó rendszerek hálózati biztonsági védelmének biztosításával. Ezenkívül más technológiák, mint például a blokklánc, átlátható, manipulációbiztos és biztonságos rendszereket biztosíthatnak, amelyek újszerű üzleti megoldásokat tesznek lehetővé, különösen intelligens szerződésekkel kombinálva.

A mesterséges intelligencia alkalmazásai az intelligens energiamegoldásokban: a fogyasztói nézőpont

Az Egyesült Királyságban és az Egyesült Államokban végzett legújabb felmérések szerint a fogyasztók nem igazán jó véleménnyel vannak a közműszolgáltatókról. Az energiaszolgáltatók és a termelő-fogyasztók számának növekedésével a közműszolgáltató vállalatoknak intelligens megoldásokat kell alkalmazniuk az ügyfelek jobb elköteleződésének és elégedettségének elősegítése érdekében. Az alábbiakban bemutatunk néhány módszert, amellyel az intelligens hálózati technológiák segíthetnek az ügyfelek elégedettségének javításában:

• Alacsonyabb költségek: A mesterséges intelligenciával működő intelligens hálózatkezelés és intelligens mérés lehetővé teszi az ügyfelek számára, hogy óránkénti értékelést kapjanak energiafogyasztásukról – így nemcsak azt láthatják, hogy mikor és hol használják a legtöbb energiát, hanem személyre szabott tippeket és javaslatokat is kínálnak a tipikus napi rutinok optimalizálásához a csúcsidőszakokban a fogyasztás csökkentése érdekében. Segít a termelő-fogyasztóknak az energiatermelés kezelésében is, amelyet vissza lehet adni a hálózatba, így még jobban csökkentve a költségeket.
• Fokozott fenntarthatóság és átláthatóság: Az intelligens hálózati adatok segíthetnek az ügyfeleknek abban, hogy jobban tisztában legyenek azzal, honnan származik az energiájuk, növelve az elköteleződésüket és elősegítve a hálózat demokratizálását. Ez segíthet nekik új perspektívákat adni az energiaellátással kapcsolatban, és képessé teheti őket fenntarthatóbb lehetőségek választására.
• Kevesebb áramszünet: Ahogy említettük, a mesterséges intelligencia alapú eszközök segíthetnek csökkenteni az áramszünetek számát és enyhíteni 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 miatt félelem keletkezik az áramkimaradásoktól és más fennakadásoktól.

Nemrégiben egy brit elosztórendszer-üzemeltető bejelentett egy kísérleti projektet, amelynek célja, hogy intelligens mérőórák adatait felhasználva segítse a fogyasztókat az energiagazdálkodás javításában, a hálózati terhelések optimalizálásában és a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésében. A próba több millió fontot takaríthat meg az ügyfeleknek, és potenciálisan több millió tonna üvegházhatású gáz kibocsátását csökkentheti az Egyesült Királyság éves szénlábnyomából. Ez csak egy példa az intelligens hálózatok lehetséges előnyeire az ügyfelek és a környezet számára.

Big Data az energiában: Miért fontos?

Mind az ügyfelek, mind a közműszolgáltató vállalatok szempontjából nem egyszerűen az számít, hogy ezek a technológiák képesek nagy mennyiségű big data gyűjtésére és kezelésére, hanem az is, hogy képesek-e mindezeket az adatokat hasznosítani és megérteni, valamint felhasználni az energiafelhasználás optimalizálására és a működés tájékoztatására. A Big Data kulcsfontosságú a következőkhöz:

• A megújuló és alternatív energiaforrások jobb integrálása a közműszolgáltató vállalatok működésébe az időszakos üzemek előrejelzésének és kezelésének megtanulásával, valamint a termelő-fogyasztói szereplők számtalan apró bemenetének kiegyensúlyozásával.
• Védje a fogyasztókat az áramkimaradások előrejelzésével és az erőforrások átirányításával a másodperc töredéke alatt – ahelyett, hogy csak azután tenné, miután minden leállt.
• Takarítson meg pénzt mind a vállalatok, mind a fogyasztók számára azáltal, hogy digitálisan tanul a múltbeli tevékenységekből, és ezeket az információkat felhasználja a napi tevékenységek jobb kezelésére és automatizálására.
• Gyors, gyakorlatias elemzéseket nyújt, amelyek lehetővé teszik a közműszolgáltató vállalatok számára, hogy magabiztos és gyors döntéseket hozzanak az egyre versenyképesebb környezetben.

Hogyan készül a mai közműipar a jövő intelligens hálózatára?

Kétségtelen, hogy az energia jövője a decentralizáltabb, rugalmasabb és fenntarthatóbb energiaellátás felé halad. De egy több mint egy évszázados globális iparágról beszélünk, amelynek gyakran csaknem ugyanennyi időből származó infrastruktúrákra kell támaszkodnia, hogy több milliárd embert és gyorsan változó igényeiket kiszolgálja.

További kihívások közé tartoznak az összetett szabályozási változások, a termelő-fogyasztók térnyerése és az új startupok megjelenése a szabályozatlan régiókban. Mint minden üzleti és digitális átalakulás során, az intelligensebb hálózatkezelésre való áttérés is néhány óvatos lépéssel kezdődik, mielőtt belevágnánk. A közműszektor technológiái kétségtelenül mozgatórugók és lehetővé teszik az ágazat fejlődését. Ahhoz azonban, hogy érdemi változás történjen, a közműszolgáltató vállalatoknak erős kommunikációs, ügyfél-elköteleződési és változáskezelési terveket kell kidolgozniuk, beleértve a következőket:

• Az intelligens hálózat jövőképének kommunikálása, valamint a csapatok és érdekelt felek összefogása
• A fogyasztók tájékoztatásának erősítése a közelgő változásokról és lehetőségekről
• Nyerő/nyertes motiváció biztosítása a fogyasztók, a termelő-fogyasztók és a potenciális forgalmazó partnerek számára
• Mérőszámok kidolgozása az intelligens hálózatok megvalósításának és hatékonyságának nyomon követésére
• Az ügyfélélmény és az ügyfélmegtartás szem előtt tartása, tekintettel az intelligens energiapiac további versenyére és decentralizációjára

Az első lépés ezen az úton a vállalaton belüli csapatvezetőkkel és témaszakértőkkel való kommunikáció, a silófalak lebontása és a gyakran bennük rejlő információk gazdagságának feltárása. Ezután nézze meg, hogyan valósíthat meg intelligens technológiákat vállalkozása előmozdítása érdekében.