Podobne ako kyslík, aj elektrická sieť je nevyhnutná pre moderný život, ale nie je vždy na vrchole mysle – až kým sa nevyskytnú problémy. V súčasnosti starnúca sieťová infraštruktúra prekonáva závažné poveternostné udalosti na celom svete, čo má za následok výpadky elektrickej energie, ktoré ohrozujú zdravie, bezpečnosť a hospodársku činnosť. Na storočné rozvodné siete zároveň vyvíja tlak aj množstvo ďalších faktorov. Spôsob výroby energie sa rýchlo mení – viac vetra a Slnka, menej uhlia a fosílnych palív. Táto zmena si vyžaduje nové procesy a spôsoby riadenia. „Kto“ sa tiež presúva, pričom energiu v súčasnosti vyrábajú nielen veľké energetické spoločnosti, ale aj množstvo nových konkurentov a výrobcov (spotrebiteľov, ktorí vyrábajú energiu).

A nielenže sa prirodzený svet rýchlo mení, ale technologický svet napreduje aj na gallope. Technológie umelej inteligencie prepojenej s cloudom (AI), ako je strojové učenie, dátová analytika a internet vecí (Internet of Things, IoT), podporujú rozvoj inteligentných sietí schopných riadiť oveľa zložitejšiu výrobu a distribúciu energie. Tieto technológie sú významnou príležitosťou pre tých v zložitom energetickom ekosystéme, ktorí ich dokážu využiť.

Čo je to spotrebiteľ?

Prosumer je portmanteauské slovo kombinujúce „producenta“ a „spotrebiteľa“. Výrobcovia energie zvyčajne zostávajú napojení na centrálnu sieť. Sú však tiež schopné vyrábať a dokonca skladovať energiu – typicky s fotovoltaickými solárnymi panelmi a EV batériami.

V závislosti od množstva vyrobenej energie sa táto energia môže použiť buď na vyrovnanie mesačných účtov, alebo sa môže spätne predať ako prebytok utilitným spoločnostiam alebo iným službám distribúcie energie. Tento model sa môže uplatňovať na rezidenčných aj komerčných výrobcov, pričom rastúci počet podnikov zapojí svoje solárne panely a flotily elektrických vozidiel do siete.

Čo je inteligentná sieť?

Inteligentná sieť je sieť, ktorá integruje distribúciu energie a digitálnu komunikačnú technológiu do obojsmerného toku elektrickej energie a dát. To umožňuje utilitným spoločnostiam optimalizovať výrobu, prenos a distribúciu elektrickej energie. Spotrebiteľom tiež umožňuje profitovať z príbehov, ktoré hovoria všetky údaje – pomáha im lepšie pochopiť energiu, ktorú spotrebúvajú, a dokonca aj energiu, ktorú produkujú a uchovávajú prostredníctvom solárnych panelov a batérií EV.

Aký je rozdiel medzi tradičnou sieťou a inteligentnou sieťou?

Hlavný rozdiel medzi tradičnými systémami a inteligentnými sieťami spočíva v schopnosti vymieňať si informácie v oboch smeroch v celej sieti, od podnikov poskytujúcich služby až po spotrebiteľov a naopak. Niektoré z top funkcií, ktoré rozlišujú inteligentné siete, zahŕňajú:

• Technológia: AI, cloud a digitálne technológie umožňujú všetkým zariadeniam a aktívam v rámci siete komunikovať, čo podporuje lepšiu kontrolu a samoreguláciu.
• Distribúcia: Energia vyrábaná výrobcami a inými obnoviteľnými zdrojmi energie, ako je slnečná alebo veterná energia, môže byť prerušovaná a nerovnomerná. Technológie inteligentnej siete pomáhajú koordinovať, ukladať a distribuovať energiu z týchto zdrojov do stabilného a spoľahlivého prúdu.
• Generovanie: Prediktívna analýza v inteligentných systémoch znamená, že kmene s vysokým dopytom je možné predpovedať a distribuovať do viacerých závodov a pôd.
• Senzory: IoT senzory v celej sieti môžu pomôcť včas odhaliť riziko, prerozdeliť výkon na zníženie výpadkov a pomôcť vyrovnať zaťaženie bez priameho zásahu operátorov.
• Samoprava a prediktívna údržba: Snímače môžu byť tiež použité na detekciu mechanických problémov a jednoduché riešenie problémov a opravy, upozorňovanie technikov len v prípade potreby –predtým, ako sa čokoľvek skutočne rozpadne.
• Výber zákazníka: viac dodávateľov energie, družstiev a mikrogenerátorov sa môže pripojiť k sieti, čo spotrebiteľom umožní viac možností výberu, ako získavajú energiu.

Aplikácie umelej inteligencie v inteligentných energetických riešeniach: perspektíva odvetvia verejnoprospešných služieb

Umelá inteligencia je hnacím „inteligentným agentom“ za inteligentnými sieťami – vyhodnocuje životné prostredie a prijíma opatrenia na maximalizáciu daného cieľa. MH má zásadný význam pre integráciu obnoviteľnej energie, stabilizáciu energetických sietí a zníženie finančných rizík spojených s nestabilitou v infraštruktúre.

Napríklad schopnosti umelej inteligencie v oblasti vlastného učenia sa, prispôsobivosti a výpočtu majú významný potenciál riešiť občasný charakter energie z obnoviteľných zdrojov. Nerovnováha vo vrcholoch výroby a spotreby je často znázornená prostredníctvom „kačacej krivky“ a môže sťažiť kontrolu nad týmito zdrojmi energie. Využívanie umelej inteligencie v inteligentných sieťach pomôže riešiť túto výzvu opätovným vyvážením nerovnosti medzi výrobným zaťažením a spotrebným zaťažením.

Technológie inteligentných sietí pomáhajú zvýšiť transparentnosť a konkurencieschopnosť činností sektora verejnoprospešných služieb. Niektoré aplikácie umelej inteligencie a strojového učenia v inteligentných sieťach zahŕňajú:

• Agilita a odolnosť: Ak energiu z obnoviteľných zdrojov vytvárajú noví partneri, ako sú družstvá a výrobcovia, je často prerušovaná a premenlivá. Snímače a automatizácia sa môžu použiť na identifikáciu častí siete, ktoré sú zraniteľné a reagujú automatizovaným presmerovaním – uchovávaním nadbytočnej energie počas doby výroby špičky a jej presmerovaním počas medzier v toku.
• Presnejšie predpovede: Sektor verejnoprospešných služieb čelí rozsiahlej cenovej variabilite v dôsledku zmien v spotrebe. Prediktívne analytické modely je možné použiť na spoľahlivejšie predpovedanie zaťaženia energie a výroby obnoviteľnej energie. Kombináciou dát z pokročilej infraštruktúry merania (AMI) s AI sú predpovede presnejšie ako tradičné prístupy.
• Sofistikovanejšie upozornenia na výpadky: Sieť senzorov, meračov a aktuátorov v inteligentnej sieti môže poskytnúť krátky prenos signálu „last gasp“ vrátane času a dátumu, ktorý signalizuje stratu výkonu v dôsledku čiastočných alebo úplných výpadkov. Okrem toho môžu prediktívne schopnosti umelej inteligencie a dáta inteligentných meračov v reálnom čase informovať operátorov o výpadkoch hneď predtým, ako k nim dôjde. Tieto systémy môžu dokonca rozlišovať medzi jednotlivými výpadkami, výpadkami ulíc a zón.
• Optimalizovaný výkon: Využitie sietí snímačov napájaných umelou inteligenciou vo fázach tvorby môže byť použité aj na optimalizáciu výstupného výkonu. Podobným spôsobom solárna energia profituje aj z nástrojov umelej inteligencie na zvýšenie produktivity predpovedaním slnečného žiarenia.
• Zlepšené automatické prepínanie: Schopnosť nástrojov umelej inteligencie predpovedať nerovnováhu v sieti a rozlišovať medzi krátkym prerušením napájania a úplným výpadkom čoskoro umožní automatizáciu protokolov prepínania. To umožní podnikom poskytujúcim služby presmerovať energiu alebo izolovať postihnuté oblasti predtým, ako dôjde k vážnym škodám alebo sa výpadok rozšíri do iných oblastí. Tieto nástroje sú obrannou líniou, ktorá zaisťuje bezpečnosť základných zariadení používaných na izoláciu a opravu porúch.
• Flexibilnejšie riadenie na strane dopytu (DSM): Vrcholom dopytu po energii sú podniky poskytujúce služby pod veľkým tlakom. Používanie umelej inteligencie a inteligentných meračov v domácnostiach a kanceláriách môže pomôcť s plánovaním, plánovaním, vykonávaním a monitorovaním zmien v dopyte po energii, aby sa zabezpečilo, že poskytovatelia ich budú môcť splniť. To môže mať veľký vplyv na spotrebu energie, ako to ukázali USA. Federálna energetická regulačná komisia, ktorá zistila, že špičkové zaťaženie možno znížiť až o 150 GW prostredníctvom riadenia dopytu. Podobne aj Výskumný ústav elektrickej energie (EPRI) odhaduje, že tieto inteligentné nástroje by mohli do roku 2030 viesť k zníženiu letných energetických vrcholov o 175 GW.
• Lepšia bezpečnosť: Kybernetická bezpečnosť je kľúčovým záujmom všetkých podnikateľských odvetví. Rastúci počet a zložitosť stratégií kybernetických útokov predstavuje riziko pre existujúce aj nové elektrické siete. Nástroje umelej inteligencie môžu pomôcť znížiť toto riziko detekciou funkcií sieťových útokov, malvéru a vniknutia a poskytovaním ochrany sieťového zabezpečenia pre energetické systémy. Okrem toho môžu iné technológie, ako napríklad blockchain, poskytnúť transparentné a bezpečné systémy odolné proti manipulácii, ktoré umožňujú nové podnikové riešenia, najmä v kombinácii s inteligentnými zmluvami.

Aplikácie umelej inteligencie v inteligentných energetických riešeniach: spotrebiteľská perspektíva

Nedávne prieskumy z Veľkej Británie a USA ukazujú menej ako skvelé postoje zákazníkov k utilitným spoločnostiam. S nárastom dodávateľov a výrobcov energií budú musieť utilitné spoločnosti využívať inteligentné riešenia, aby pomohli podporiť lepšiu angažovanosť a spokojnosť zákazníkov. Nižšie sú uvedené niektoré spôsoby, ako môžu technológie inteligentných sietí pomôcť zvýšiť spokojnosť zákazníkov:

• Nižšie náklady: Inteligentná správa sietí a inteligentné meranie energie s podporou umelej inteligencie umožňujú zákazníkom získať hodinové hodnotenia spotreby energie. Pomáhajú im vidieť nielen to, kedy a kde spotrebujú najviac energie, ale ponúkajú personalizované tipy a návrhy na optimalizáciu ich typických denných rutín na zníženie spotreby v čase špičky. Pomáha tiež výrobcom riadiť výrobu energie, ktorá sa môže predať späť do siete, aby sa ešte viac znížili náklady.
• Lepšia udržateľnosť a transparentnosť: Údaje o inteligentných sieťach môžu pomôcť zákazníkom lepšie si uvedomiť, odkiaľ ich energia pochádza, zvýšiť ich angažovanosť a pomôcť demokratizovať sieť. To im môže pomôcť získať nové perspektívy v oblasti poskytovania energie a možnosť vybrať si udržateľnejšie možnosti.
• Menej výpadkov: Ako už bolo uvedené, nástroje umelej inteligencie môžu pomôcť znížiť počet výpadkov a zmierniť ich vplyv na rezidenčných aj komerčných zákazníkov. To znamená zvýšenie bezpečnosti a dôvery spotrebiteľov – najmä preto, že poveternostné udalosti a rekordné teploty prinášajú obavy z brownoutov a iných narušení.

Nedávno prevádzkovateľ distribučnej sústavy v Spojenom kráľovstve oznámil pilotný projekt na využívanie inteligentných meracích údajov s cieľom pomôcť spotrebiteľom zlepšiť riadenie energie, optimalizovať zaťaženie siete a znížiť emisie uhlíka. Skúška by mohla zákazníkom ušetriť milióny libier a potenciálne znížiť milióny ton emisií skleníkových plynov z ročnej uhlíkovej stopy Spojeného kráľovstva. Toto je len jeden príklad potenciálnych výhod inteligentných sietí pre zákazníkov a životné prostredie.

Veľké dáta v energetike: Prečo je to dôležité

Z hľadiska zákazníkov aj verejných spoločností nezáleží len na schopnosti týchto technológií zhromažďovať a spravovať veľké a nesúrodé množstvá Big Data – je to schopnosť využívať a pochopiť všetky tieto údaje a používať ich na optimalizáciu spotreby energie a informovanie operácií. Veľké dáta sú kľúčom k tomu, aby pomohli:

• Lepšie integrovať obnoviteľnú a alternatívnu energiu do utilitných spoločností tým, že sa naučí predvídať a riadiť prerušovanie a vyvážiť nespočetné množstvo malých vstupov od prosumer hráčov.
• Chráňte spotrebiteľov predvídaním výpadkov a presmerovaním zdrojov za zlomok sekundy – a nie potom, čo všetko zmizlo.
• Ušetrite peniaze spoločnostiam aj spotrebiteľom digitálnym učením sa z minulých aktivít a využívaním tohto intelu na lepšie riadenie a automatizáciu každodenných aktivít.
• Poskytovanie rýchlych a použiteľných prehľadov, ktoré umožňujú utilitným spoločnostiam robiť sebavedomé a rýchle rozhodnutia v čoraz konkurenčnejšom prostredí.

Ako sa dnešný utilitný priemysel pripravuje na inteligentnú sieť budúcnosti

Niet pochýb o tom, že budúcnosť energie smeruje k decentralizovanejšiemu, flexibilnejšiemu a udržateľnejšiemu poskytovaniu energie. Hovoríme však o globálnom priemysle, ktorý je starší ako storočie, a často sa musíme spoliehať na infraštruktúru takmer z tej dávnej minulosti, aby slúžila miliardám ľudí a ich rýchlo sa meniacim požiadavkám.

Medzi ďalšie výzvy patria komplexné regulačné zmeny, nárast počtu výrobcov a nové startupy vznikajúce v deregulovaných regiónoch. Rovnako ako každá cesta podnikania a digitálnej transformácie, aj prechod k inteligentnejšiemu riadeniu siete začína niekoľkými opatrnými krokmi pred tým, ako sa rozbehne. Technológie v sektore verejnoprospešných služieb nepochybne podporujú a umožňujú rozvoj tohto odvetvia. Aby však došlo k zmysluplnej zmene, utilitné spoločnosti budú potrebovať silnú komunikáciu, interakciu so zákazníkom a plány riadenia zmien vrátane:

• Informovanie o vízii inteligentnej siete a zladenie tímov a zainteresovaných strán v jej okolí
• Posilnenie vzdelávania spotrebiteľov o zmenách a budúcich príležitostiach
• Poskytovanie motivácie k zisku a zisku pre spotrebiteľov, spotrebiteľov a potenciálnych distribučných partnerov
• Vývoj metrík na monitorovanie pokroku v implementácii a účinnosti inteligentných sietí
• Udržiavanie zákazníckej skúsenosti a udržania si zákazníkov vzhľadom na dodatočnú konkurenciu a decentralizáciu inteligentného trhu s energiou

Prvým krokom na ceste je komunikovať s vedúcimi tímov a odborníkmi na dané oblasti vo vašom podniku, rozbiť silové steny a nájsť v sebe často skryté množstvo informácií. Potom sa pozrite na to, ako môžete implementovať inteligentné technológie, aby ste svoju firmu posunuli dopredu.