Ca și oxigenul, rețeaua electrică este esențială pentru viața modernă, dar nu este întotdeauna superioară minții - până când apar probleme. Astăzi, îmbătrânirea infrastructurii rețelei ia o bătaie de la evenimente meteorologice severe din întreaga lume, ceea ce duce la întreruperi de curent care amenință sănătatea, siguranța și activitatea economică. În același timp, o serie de alți factori exercită, de asemenea, presiune asupra rețelelor vechi de secole. Modul în care este produsă energia se schimbă rapid – mai mult vânt și solar, mai puțin cărbune și combustibil fosil. Această schimbare necesită procese și moduri noi de gestionare. Și „cine” se schimbă, energia fiind produsă acum nu numai de marile companii energetice, ci și de o multitudine de noi concurenți și prosumatori (consumatori care produc energie).

Și nu numai că lumea naturală se schimbă rapid, dar lumea tehnologică avansează și la galop. Tehnologiile de inteligență artificială (AI) conectate la cloud, cum ar fi învățarea automată, analiza datelor și Internetul obiectelor (IoT), stimulează dezvoltarea rețelelor inteligente capabile să gestioneze generarea și distribuția de energie mult mai complexă. Aceste tehnologii prevestesc o oportunitate semnificativă pentru cei din ecosistemul energetic complex care sunt capabili să le valorifice.

Ce este un prosumator?

Prosumer este un cuvânt portmanteau care combină „producător” și „consumator”. Prosumatorii de energie rămân, de obicei, conectați la rețeaua centrală. Cu toate acestea, ele sunt, de asemenea, capabile să producă și chiar să stocheze energie - de obicei cu panouri solare fotovoltaice și baterii EV.

În funcție de cantitatea de energie generată, această energie poate fi utilizată fie pentru a compensa facturile lunare, fie pentru a fi vândută ca surplus companiilor de utilități sau altor servicii de distribuție a energiei. Acest model poate fi aplicat atât prosumatorilor rezidențiali, cât și celor comerciali, un număr din ce în ce mai mare de întreprinderi conectându-și panourile solare și flotele de vehicule electrice în rețea.

Ce este o rețea inteligentă?

O rețea inteligentă este o rețea care integrează distribuția energiei și tehnologia de comunicare digitală într-un flux bidirecțional de energie electrică și de date. Acest lucru permite companiilor de utilități să optimizeze generarea, transportul și distribuția de energie electrică. Și, de asemenea, permite consumatorilor să beneficieze de povești tot ceea ce spun datele – ajutându-i să înțeleagă mai bine energia pe care o utilizează și chiar energia pe care o produc și o stochează prin intermediul unor lucruri precum panourile solare și bateriile EV.

Care este diferența dintre rețeaua tradițională și o rețea inteligentă?

Principala diferență dintre sistemele tradiționale și rețelele inteligente constă în capacitatea de a face schimb de informații în ambele direcții ale rețelei, de la companiile de utilități la consumatori și invers. Unele dintre caracteristicile de top care diferențiază rețelele inteligente includ:

• Tehnologie: tehnologiile AI, cloud și digitale permit tuturor dispozitivelor și activelor din cadrul rețelei să comunice, susținând un control mai bun și autoreglementare.
• Distribuție: Energia generată de prosumatori și de alte surse de energie regenerabilă – cum ar fi energia solară sau eoliană – poate fi intermitentă și inegală. Tehnologiile de rețele inteligente contribuie la coordonarea, stocarea și distribuirea energiei din astfel de surse într-un flux constant și fiabil.
• Generare: funcții analitice predictive în sisteme inteligente înseamnă că tensiunile ridicate de cerere pot fi prognozate și distribuite la mai multe unități logistice și substații.
• Senzori: senzorii IoT din întreaga rețea pot ajuta la detectarea riscului din timp, redistribuind puterea pentru a reduce întreruperile și a ajuta la echilibrarea sarcinilor fără intervenția directă a operatorilor.
• Auto-reparare și întreținere predictivă: Senzorii pot fi, de asemenea, utilizați pentru a detecta problemele mecanice și pentru a face o depanare și reparații simple, notificând tehnicienii numai atunci când este necesar -înainte ca orice să se deterioreze de fapt.
• Alegerea clienților: mai mulți furnizori de energie, cooperative și microgeneratoare se pot alătura rețelei, permițând consumatorilor să aibă mai multe opțiuni în ceea ce privește modul în care primesc energie.

Aplicații ale IA în soluții energetice inteligente: Perspectiva sectorului utilităților

Inteligența artificială este „agentul inteligent” din spatele rețelelor inteligente – evaluarea mediului și luarea de măsuri pentru a maximiza un anumit obiectiv. IA este fundamentală pentru integrarea energiei regenerabile, stabilizarea rețelelor energetice și reducerea riscurilor financiare asociate instabilității în infrastructură.

De exemplu, capacitățile de auto-învățare, adaptabilitate și calcul ale IA au un potențial semnificativ de abordare a naturii intermitente a energiei regenerabile. Un dezechilibru în vârfurile de producție și consum este adesea reprezentat prin „curba rațelor” și poate face aceste surse de energie dificil de controlat. Utilizarea AI-ului în rețelele inteligente va contribui la abordarea acestei provocări prin reechilibrarea inechității dintre sarcinile de producție și cele de consum.

Tehnologiile rețelelor inteligente contribuie la creșterea transparenței și competitivității activităților din sectorul utilităților. Unele dintre aplicațiile AI și machine learning în rețelele inteligente includ:

• Agilitate și reziliență: Atunci când energia din surse regenerabile este generată de noi parteneri, cum ar fi cooperativele și prosumatorii, aceasta este adesea intermitentă și variabilă. Senzorii și automatizarea pot fi utilizate pentru a identifica părți ale rețelei care sunt vulnerabile și răspund cu redirecționarea automată – stocând surplusul de energie în timpul orelor de generare de vârf și redirecționându-l în timpul golurilor din flux.
• Previziuni mai precise: Sectorul utilităților se confruntă cu o variabilitate largă a prețurilor din cauza schimbărilor de consum. Modelele de funcții analitice predictive pot fi utilizate pentru a prezice mai fiabil sarcinile de energie și generarea de energie regenerabilă. Prin combinarea datelor de la infrastructura de contorizare avansată (AMI) cu IA, previziunile sunt mai precise decât abordările tradiționale.
• Alerte de pană de curent mai sofisticate: Rețeaua de senzori, contoare și actuatoare dintr-o rețea inteligentă poate da o transmisie scurtă a semnalului „last gasp”, inclusiv ora și data, pentru a indica o pierdere de putere din cauza întreruperilor parțiale sau complete. În plus, capacitățile predictive ale IA și datele în timp real ale contoarelor inteligente pot notifica operatorii cu privire la întreruperi chiar înainte ca acestea să aibă loc. Aceste sisteme pot chiar diferenția între întreruperile individuale, stradale și zonale.
• Randament de putere optimizat: Utilizarea rețelelor de senzori alimentate cu AI în etapele de generare poate fi, de asemenea, utilizată pentru a optimiza puterea de ieșire. În mod similar, energia solară beneficiază, de asemenea, de instrumente AI pentru a crește productivitatea prin prognozarea radiațiilor solare.
• Comutare automată îmbunătățită: Capacitatea instrumentelor AI de a prezice dezechilibrele de rețea și de a diferenția între o scurtă întrerupere a alimentării cu energie electrică și o întrerupere completă va permite în curând automatizarea protocoalelor de comutare. Acest lucru va permite companiilor de utilități să redirecționeze energia sau să izoleze zonele afectate înainte de producerea unor daune grave sau de extinderea retragerilor din exploatare în alte zone. Aceste instrumente sunt o linie de apărare care asigură siguranța echipamentului esențial utilizat pentru izolarea și repararea defectelor.
• O gestionare mai flexibilă a cererii (DSM): Vârfurile cererii de energie pun companiile de utilități sub mare presiune. Utilizarea AI și a contoarelor inteligente în case și birouri vă poate ajuta cu programarea, planificarea, executarea și monitorizarea modificărilor cererii de energie pentru a vă asigura că furnizorii le pot satisface. Acest lucru poate avea un impact major asupra consumului de energie, așa cum arată SUA. Comisia Federală de Reglementare în Energie, care a constatat că sarcinile de vârf pot fi reduse cu până la 150 GW prin gestionarea cererii. În mod similar, Institutul de Cercetare a Energiei Electrice (EPRI) a estimat că aceste instrumente inteligente ar putea conduce la o reducere cu 175 GW a vârfurilor energetice de vară până în 2030.
• Securitate îmbunătățită: securitatea cibernetică este o preocupare esențială pentru toate sectoarele de activitate. Și numărul tot mai mare și complexitatea strategiilor de atac cibernetic prezintă un risc atât pentru grilele electrice existente, cât și pentru cele noi. Instrumentele AI pot ajuta la reducerea acestui risc prin detectarea caracteristicilor de atac de rețea, a malware-ului și a intruziunii și prin furnizarea de protecție de securitate a rețelei pentru sistemele electrice. În plus, alte tehnologii, cum ar fi blockchain, pot oferi sisteme transparente, securizate și securizate, care permit soluții noi de afaceri, în special atunci când sunt combinate cu contracte inteligente.

Aplicații ale inteligenței artificiale în soluții energetice inteligente: perspectiva consumatorului

Sondajele recente din Marea Britanie și SUA arată atitudini mai puțin mari ale clienților față de companiile de utilități. Odată cu creșterea furnizorilor de energie și a prosumatorilor, companiile de utilități vor trebui să utilizeze soluții inteligente pentru a contribui la stimularea unei mai bune implicări și satisfacții a clienților. Mai jos sunt prezentate câteva dintre modalitățile prin care tehnologiile de rețea inteligentă pot contribui la îmbunătățirea satisfacției clienților:

• Costuri mai mici: gestionarea rețelelor inteligente pe bază de AI și contorizarea inteligentă permit clienților să obțină evaluări orare ale consumului lor de energie – ajutându-i să vadă nu numai când și unde utilizează cea mai mare energie, ci și să ofere sfaturi și sugestii personalizate pentru optimizarea rutinelor lor zilnice tipice pentru a reduce utilizarea în timpul orelor de vârf. De asemenea, ajută prosumatorii să gestioneze producția de energie care poate fi revândută către rețea pentru a reduce și mai mult costurile.
• Îmbunătățirea sustenabilității și a transparenței: Datele din rețeaua inteligentă pot ajuta clienții să devină mai conștienți de locul de unde provine energia lor, sporindu-și angajamentul și contribuind la democratizarea rețelei. Acest lucru le poate oferi noi perspective privind furnizarea de energie și capacitatea de a alege opțiuni mai durabile.
• Mai puține întreruperi: După cum s-a menționat, instrumentele IA pot contribui la reducerea numărului de întreruperi și la atenuarea impactului acestora atât pentru clienții casnici, cât și pentru cei comerciali. Acest lucru înseamnă o creștere a securității și a încrederii pentru consumatori - mai ales că evenimentele meteorologice și temperaturile record aduc temeri de nas și alte perturbări.

Recent, un operator de sistem de distribuție din Marea Britanie a anunțat un proiect-pilot de utilizare a datelor contoarelor inteligente pentru a ajuta consumatorii să îmbunătățească gestionarea energiei, să optimizeze sarcinile de rețea și să reducă emisiile de carbon. Testul ar putea salva clienții de milioane de lire sterline și ar putea reduce milioane de tone de emisii de gaze cu efect de seră din amprenta anuală de carbon a Regatului Unit. Acesta este doar un exemplu al beneficiilor potențiale ale rețelelor inteligente pentru clienți și pentru mediu.

Big Data în energie: De ce contează

Din punctul de vedere al clienților și al companiilor de utilități deopotrivă, nu este pur și simplu capacitatea acestor tehnologii de a aduna și gestiona cantități mari și disparate de Big Data care contează – este capacitatea de a utiliza și de a înțelege toate aceste date și de a le utiliza pentru a optimiza utilizarea energiei și pentru a informa operațiunile. Big Data este esențial pentru a ajuta:

• O mai bună integrare a energiei regenerabile și alternative în companiile de utilități, învățând să anticipeze și să gestioneze intermitența și să echilibreze o multitudine de inputuri mici de la jucătorii prosumatori.
• Protejați consumatorii anticipând întreruperile și redirecționând resursele într-o fracțiune de secundă, mai degrabă decât după ce totul a scăzut.
• Economisește bani atât pentru companii, cât și pentru consumatori, învățând digital din activitățile anterioare și folosind acest intel pentru a gestiona și automatiza mai bine activitățile zilnice.
• Oferă analize rapide, acționabile, care permit companiilor de utilități să ia decizii încrezătoare și rapide într-un mediu din ce în ce mai competitiv.

Cum se pregătește industria de utilități de astăzi pentru rețeaua inteligentă a viitorului

Nu există nicio îndoială că viitorul energiei se îndreaptă către o furnizare mai descentralizată, flexibilă și durabilă a puterii. Dar vorbim despre o industrie globală veche de peste un secol - și adesea trebuie să ne bazăm pe infrastructurile din aproape acea perioadă de timp pentru a servi miliarde de oameni și cererile lor în schimbare rapidă.

Printre alte provocări se numără schimbările de reglementare complexe, creșterea numărului de prosumatori și apariția de noi întreprinderi nou-înființate în regiunile dereglementate. Ca orice călătorie de afaceri și transformare digitală, trecerea la un management mai inteligent al rețelei începe cu câțiva pași prudenți înainte de a intra în funcțiune. Fără îndoială, tehnologiile din sectorul utilităților alimentează și permit evoluția acestui sector. Cu toate acestea, pentru ca schimbările semnificative să aibă loc, companiile de utilități vor trebui să stabilească planuri puternice de comunicare, interacțiune cu clienții și gestionare a schimbării, inclusiv:

• Comunicarea unei viziuni a rețelei inteligente și alinierea echipelor și a părților interesate din jurul acesteia
• Consolidarea educației consumatorilor cu privire la schimbările și oportunitățile viitoare
• Oferirea de motivație pentru câștig/câștig pentru consumatori, prosumatori și potențiali parteneri de distribuție
• Elaborarea de indicatori pentru monitorizarea progreselor înregistrate în ceea ce privește punerea în aplicare și eficacitatea rețelelor inteligente
• Ținând cont de experiența clienților și de retenția clienților, având în vedere concurența suplimentară și descentralizarea unei piețe energetice inteligente

Primul pas în călătorie este să comunicați cu liderii de echipă și cu specialiștii în domeniu din întreaga dvs. afacere, să distrugeți zidurile de siloz și să găsiți bogăția de informații adesea ascunse în interior. Apoi, uitați-vă la modul în care puteți implementa tehnologii inteligente pentru a vă conduce afacerea înainte.