I likhet med oksygen er strømnettet avgjørende for moderne liv, men er ikke alltid topp i sinnet – før det oppstår problemer. I dag tar den aldrende nettinfrastrukturen et slag fra alvorlige værhendelser rundt om i verden, noe som resulterer i strømbrudd som truer helse, sikkerhet og økonomisk aktivitet. Samtidig legger en rekke andre faktorer også press på århundregamle rutenett. Måten energi produseres på er i rask endring – mer vind og sol, mindre kull og fossilt brensel. Dette skiftet krever nye prosesser og måter å administrere på. “Hvem” er også skiftende, med energi nå produsert ikke bare av de store energiselskapene, men også av en mengde nye konkurrenter og prosumere (forbrukere som produserer energi).

Og ikke bare er den naturlige verden i rask endring, men den teknologiske verden er fremme på en galopp også. Skykoblet kunstig intelligens (AI)-teknologier som maskinlæring, dataanalyse og tingenes Internett (IoT) driver utviklingen av smarte nettverk som kan håndtere langt mer kompleks kraftproduksjon og -distribusjon. Disse teknologiene er viktige muligheter for de i det komplekse energiøkosystemet som er i stand til å utnytte dem.

Hva er en prosumer?

Prosumer er et portmanteau ord som kombinerer “produsent” og “forbruker”. Energifølere forblir typisk forbundet med det sentrale gitteret. De er imidlertid også i stand til å produsere og til og med lagre energi – vanligvis med fotoelektriske solcellepaneler og EV-batterier.

Avhengig av mengden kraft som genereres, kan denne energien enten brukes til å kompensere for månedlige regninger eller selges tilbake som overskudd til forsyningsselskaper eller andre energidistribusjonstjenester. Denne modellen kan brukes på både bolig- og kommersielle prosumere, med et økende antall bedrifter som plugger sine solcellepaneler og EV-flåter inn i rutenettet.

Hva er et smart rutenett?

Et smart nett er et nettverk som integrerer energidistribusjon og digital kommunikasjonsteknologi i en toveis strøm av elektrisitet og data. Dette gjør det mulig for forsyningsselskaper å optimalisere generering, overføring og distribusjon av elektrisitet. Og det gjør det også mulig for forbrukerne å dra nytte av historiene alle dataene forteller – og hjelper dem med å bedre forstå energien de bruker, og til og med energien de produserer og lagrer gjennom ting som solcellepaneler og EV-batterier.

Hva er forskjellen mellom det tradisjonelle rutenettet og et smart rutenett?

Hovedforskjellen mellom tradisjonelle systemer og smarte nett ligger i evnen til å utveksle informasjon i begge retninger på tvers av nettverket, fra forsyningsselskaper til forbrukere og omvendt. Noen av de viktigste funksjonene som skiller mellom smarte rutenett inkluderer:

• Teknologi: AI, sky og digital teknologi tillater alle enheter og eiendeler i nettet å kommunisere, støtte bedre kontroll og selvregulering.
• Distribusjon: Energi generert av prosumere og andre fornybare energikilder – for eksempel sol eller vind – kan være intermitterende og ujevn. Smarte nettteknologier bidrar til å koordinere, lagre og distribuere strøm fra slike kilder til en jevn og pålitelig strøm.
• Generering: Prediksjonsanalyse i smarte systemer betyr at belastninger med høy etterspørsel kan prognostiseres og distribueres til flere anlegg og understasjoner.
• Sensorer: IoT-sensorer over hele nettverket kan bidra til å oppdage risiko tidlig, omfordele strøm for å redusere strømbrudd og bidra til å balansere belastninger uten direkte inngrep fra operatørene.
• Selvreparerende og prediktivt vedlikehold: Sensorer kan også brukes til å oppdage mekaniske problemer og gjøre enkel feilsøking og reparasjoner, varsle teknikere bare når det er nødvendig –før noe faktisk bryter sammen.
• Kundevalg: Flere energileverandører, kooperativer og mikrogeneratorer kan bli med i nettet, slik at forbrukerne kan ha flere valg i hvordan de mottar energi.

Applikasjoner av AI i smarte energiløsninger: Verktøysektorperspektivet

Kunstig intelligens er den drivende «intelligente agenten» bak smarte rutenett – som evaluerer miljøet og iverksetter tiltak for å maksimere et gitt mål. AI er grunnleggende for integrering av fornybar energi, stabilisering av energinett og reduksjon av økonomiske risikoer forbundet med ustabilitet i infrastrukturen.

For eksempel har KIs selvlæringsevne, tilpasningsevne og beregningskapasitet betydelig potensial til å håndtere den intermitterende arten av fornybar energi. En ubalanse i toppene av produksjon og forbruk er ofte representert gjennom "andekurven" og kan gjøre disse energikildene vanskelige å kontrollere. Bruken av KI i smarte nettverk vil bidra til å håndtere denne utfordringen ved å ombalansere ulikhet mellom produksjon og forbruksbelastning.

Smarte nettteknologier bidrar til å gjøre virksomheten i forsyningssektoren mer gjennomsiktig og konkurransedyktig. Noen av applikasjonene for KI og maskinlæring i smarte rutenett inkluderer:

• Agilitet og robusthet: Når fornybar energi genereres av nye samarbeidspartnere som kooperativer og prosumerer, er den ofte intermitterende og variabel. Sensorer og automatisering kan brukes til å identifisere deler av nettet som er sårbare og reagerer med automatisert omdirigering – lagring av overskuddsenergi under toppgenereringstider og omdirigere det under gap i strømmen.
• Mer presise prognoser: Forsyningssektoren står overfor utbredt prisvariabilitet på grunn av endringer i forbruk. Modeller for prediksjonsanalyse kan brukes til å forutsi strømbelastning og fornybar energiproduksjon på en mer pålitelig måte. Ved å kombinere data fra avansert måleinfrastruktur (AMI) med AI, er prognoser mer nøyaktige enn tradisjonelle tilnærminger.
• Mer sofistikerte avbruddsvarsler: Nettverket av sensorer, målere og aktuatorer i et smart nett kan gi en "siste gassp" kort signaloverføring, inkludert tid og dato, for å indikere et strømtap på grunn av delvis eller fullstendig strømbrudd. I tillegg kan prognosefunksjonene for KI og sanntidsdata for smarte målere varsle operatører om driftsstans rett før de skjer. Disse systemene kan til og med skille mellom individuelle, gate- og sonebrudd.
• Optimalisert strømutbytte: Bruken av AI-drevne sensornettverk i genereringstrinn kan også brukes til å optimalisere strømuttaket. På en lignende måte drar solenergi også nytte av AI-verktøy for å øke produktiviteten ved å forutsi solstråling.
• Forbedret automatisert svitsjing: Evnen til AI-verktøy til å forutsi nettubalanser og å skille mellom et kort strømavbrudd og et fullstendig avbrudd vil snart tillate at svitsjeprotokoller kan automatiseres. Dette vil tillate forsyningsselskaper å omdirigere energi eller isolere berørte områder før alvorlige skader oppstår eller avbruddet utvides til andre områder. Disse verktøyene er en forsvarslinje som sikrer sikkerheten til det viktige utstyret som brukes til å isolere og reparere feil.
• Mer fleksibel styring på etterspørselssiden (DSM): Toppene i energietterspørselen setter forsyningsselskaper under stor belastning. Bruk av AI og smarte målere i hjem og kontorer kan hjelpe med planlegging, planlegging, utføring og overvåking av endringer i energibehovet for å sikre at leverandørene kan møte dem. Å gjøre dette kan ha en stor innvirkning på strømforbruket, som vist i USA. Federal Energy Regulatory Commission, som fant at toppbelastninger kan reduseres med opptil 150 GW gjennom etterspørselshåndtering. På samme måte har Electric Power Research Institute (EPRI) anslått at disse smarte verktøyene kan føre til en reduksjon på 175 GW i sommerenergitopper innen 2030.
• Forbedret sikkerhet: Cybersikkerhet er en viktig bekymring for alle bransjer. Og det økende antallet og kompleksiteten i cyberangrepsstrategiene utgjør en risiko for både eksisterende og nye elektriske nett. AI-verktøy kan bidra til å redusere denne risikoen ved å oppdage nettverksangrepsfunksjoner, skadelig programvare og inntrenging, og ved å gi nettverkssikkerhetsbeskyttelse for strømsystemer. I tillegg kan andre teknologier, som blockchain, tilby transparente, tuklesikre og sikre systemer som muliggjør nye forretningsløsninger, spesielt når kombinert med smarte kontrakter.

Anvendelser av AI i smarte energiløsninger: Forbrukerperspektivet

Nyere undersøkelser fra Storbritannia og USA viser mindre enn store kundeholdninger til forsyningsselskaper. Med økningen i energileverandører og prosumers, må forsyningsselskaper utnytte smarte løsninger for å bidra til bedre kundeengasjement og -tilfredshet. Nedenfor er noen av måtene smarte nettteknologier kan bidra til å forbedre kundetilfredsheten:

• Lavere kostnader: KI-drevet smart nettadministrasjon og smart måling gjør det mulig for kundene å få timebaserte vurderinger av strømforbruket – slik at de ikke bare ser når og hvor de bruker mest energi, men tilbyr personlige tips og forslag til optimalisering av de typiske daglige rutinene for å redusere bruken i perioder med høy trafikk. Det hjelper også prosumere med å håndtere energiproduksjon som kan selges tilbake til nettet for å redusere kostnadene ytterligere.
• Forbedret bærekraft og åpenhet: Smarte nettdata kan hjelpe kundene med å bli mer oppmerksomme på hvor energien kommer fra, øke engasjementet og bidra til å demokratisere nettet. Dette kan bidra til å gi dem nye perspektiver på energiforsyning og muligheten til å velge mer bærekraftige alternativer.
• Færre brudd: Som nevnt kan KI-verktøy bidra til å redusere antall driftsstans og redusere innvirkningen både for privatkunder og kommersielle kunder. Dette betyr en økning i sikkerhet og tillit for forbrukerne – spesielt når værhendelser og nedtegnelsestemperaturer gir frykt for brunerier og andre forstyrrelser.

Nylig annonserte en britisk distribusjonsnettoperatør et pilotprosjekt for å bruke smarte målerdata for å hjelpe forbrukerne med å forbedre energistyringen, optimalisere nettverksbelastningen og redusere karbonutslippene. Forsøket kunne spare kunder millioner av pund og potensielt redusere millioner av tonn drivhusgassutslipp fra Storbritannias årlige karbonavtrykk. Dette er bare ett eksempel på de potensielle fordelene med smarte nett for kunder og miljøet.

Store energidata: Hvorfor det betyr noe

Fra både kunde- og forsyningsselskapenes synspunkt er det ikke bare evnen til disse teknologiene til å samle inn og administrere store og uensartede mengder Big Data som betyr noe – det er evnen til å utnytte og forstå alle dataene og bruke dem til å optimalisere strømforbruket og informere driften. Big Data er nøkkelen til å hjelpe:

• Bedre integrering av fornybar og alternativ kraft i forsyningsselskaper ved å lære å forutsi og administrere intermittence, og balansere et mylder av små innganger fra prosumer spillere.
• Beskytt forbrukerne ved å forutse brudd og omdirigere ressurser på en brøkdel av et sekund – i stedet for etter at alt har gått ned.
• Spar penger for både bedrifter og forbrukere ved å lære digitalt fra tidligere aktiviteter og bruke det til å bedre administrere og automatisere daglige aktiviteter.
• Gi rask og anvendelig innsikt som lar forsyningsbedrifter ta selvsikre og raske beslutninger i et stadig mer konkurransedyktig miljø.

Hvordan dagens forsyningsindustri forbereder seg på fremtidens smarte rutenett

Det er ingen tvil om at fremtiden for energi beveger seg mot mer desentralisert, fleksibel og bærekraftig kraftforsyning. Men vi snakker om en global industri som er over et århundre gammelt – og ofte må stole på infrastrukturer fra nesten så lenge siden for å betjene milliarder av mennesker og deres raskt skiftende krav.

Andre utfordringer inkluderer komplekse regulatoriske endringer, fremveksten av prosumere, og nye oppstartsbedrifter som oppstår i deregulerte regioner. Som enhver reise med business og digital transformasjon, begynner overgangen til smartere grid management med noen få forsiktige skritt før det bryter inn i en løpetur. Bransjeteknologier for forsyningsindustrien driver utvilsomt og muliggjør utviklingen av denne sektoren. Men for at meningsfulle endringer skal skje, må forsyningsselskaper etablere sterk kommunikasjon, kundeengasjement og endringsstyringsplaner, inkludert:

• Kommunisere en visjon om smartnettet og samordne team og interessenter rundt det
• Styrke forbrukeropplæringen om endringene og mulighetene som kommer
• Gir vinn-/vinn-motivasjon for forbrukere, protesere og potensielle distribusjonspartnere
• Utvikle målinger for å overvåke fremdriften i implementeringen og effektiviteten av smarte nett
• Holde kundeopplevelsen og kundebindingen i tankene, gitt den ekstra konkurransen og desentraliseringen av et smart energimarked

Det første skrittet på reisen er å kommunisere med teamledere og fagspesialister på tvers av bedriften din, for å bryte ned silovegger og finne rikdommen av informasjon som ofte er skjult innenfor. Deretter kan du se på hvordan du kan implementere smarte teknologier for å drive virksomheten fremover.