Rynek energii jako organizacja wirtualna oraz sieć komunikacyjna Smartgrid Bożena Ewa Matusiak ZET 2012

Agenda 1. Wstęp 2. Komponenty Smart Grid (SG) w kontekscie wirtualnym 3. Model warstwy organizacyjnej i komunikacyjno informacyjnej dla SG 4. Mobilność na RE

Organizacja wirtualna a RE Wirtualna organizacja to koncepcja która definiuje współczesne relacje i kooperacje wielu różnych uczestników we wspólnym obszarze działań i zainteresowań jako bardzo dynamiczne w czasie. To współdziałanie rozproszonych jednostek, które współdzielą zasoby przede wszystkim informacyjne, aby sprostać globalnym i indywidualnym celom za pomocą współczesnych wysoko wyspecjalizowanych narzędzi i sieci informacyjnych wykorzystując media ICT. Organizacją informacyjnie wirtualną może być rynek energii (RE) - jako zintegrowany w działaniach rynek mediów energetycznych.

Smart Grid 4 ZET ‘12 Nałęczów Bożena E. Matusiak, Katedra Informatyki UŁ

1. Komponenty Smart Grid (1/2)  Wszyscy uczestnicy rynku – z koncentracją na kliencie ( aktywny uczestnik rynku), który może być mobilny.  OZE oraz Nowoczesna technologia dla przebudowy i/lub modernizacji sieci, w tym rozwiązań mikrosieci i innych.  rozproszona generacja, magazyny energii, w tym EV’s, zasoby wirtualne energii (VPP). Rozproszone źródła energii mogą tworzyć zasoby tzw. wirtualnych elektrowni. ZET ‘12 Nałęczów Bożena E. Matusiak, Katedra Informatyki UŁ 5

1. Komponenty Smart Grid (2/2)  Smart meters – dwukierunkowe, opomiarowanie w czasie rzeczywistym  Intelligent grid Management – systemy zarządzania energią i informacją na RE  Software based added-value services and new jobs – nowi uczestnicy rynku, narzędzia i usługi ICT oraz efekt wirtualizacji pozwalający wszystkim uczestnikom realizować swoje ekonomiczne cele – w tym rynek nowych zasobów pracy.  Uniform communication infrastructure and security – jednolite standardy wymiany danych, model sieci komunikacyjnej i ochrona danych. ZET ‘12 Nałęczów Bożena E. Matusiak, Katedra Informatyki UŁ

Wniosek nr 1 Uczestnicy RE oraz Sieci energetyczne, a właściwie odpowiednie im zaplecze działania informacyjnego- sieci informacyjne, spełniają właściwości organizacji wirtualnych, których m.in. efektem działania jest to, że szukają dla siebie nowych szans i nisz w obszarze swojego działania zawiązując różnorakie sojusze między sobą, dla osiągania celów i ograniczenia ryzyka w działaniu. Najważniejszą cechą sieci typu Smart jest właśnie to, że składać się będą z dwóch równoległych warstw: warstwy fizycznej realizacji produkcji, przesyłu i odbioru energii elektrycznej oraz z warstwy komunikacyjno informatycznej RE. ZET ‘12 Nałęczów Bożena E. Matusiak, Katedra Informatyki UŁ

Model warstwy organizacyjnej i komunikacyjno informacyjnej dla SG Rys. 1 Schemat organizacyjno - informacyjny Smartgrid wg NIST, źródło: H. F. Wen, Ka-Cheong Leung, Victor O. K. Li; Communication-Oriented Smart Grid Framework; in IEEE SmartGridComm proceedings, 61-66, October 17th 2011 Brussels, ISBN ZET ‘12 Nałęczów Bożena E. Matusiak, Katedra Informatyki UŁ

Proponowany model warstwy komunikacyjno informacyjnej dla SG Rys. 2. Proponowany model, źródło:: H. F. Wen, Ka-Cheong Leung, Victor O. K. Li; Communication-Oriented Smart Grid Framework; in IEEE SmartGridComm proceedings, 61-66, October 17th 2011 Brussels, ISBN ZET ‘12 Nałęczów Bożena E. Matusiak, Katedra Informatyki UŁ

Operation Network odnosi się do sieci i zarządzania wytwarzaniem energii elektrycznej, przesyłania i dystrybucji, zazwyczaj w tym automatyki technologii związanych z systemami SCADA, Wide Area Monitoring Systems i systemów dużej skali EMS (Energy Management Systems). ZET ‘12 Nałęczów Bożena E. Matusiak, Katedra Informatyki UŁ

Operation Network ZET ‘12 Nałęczów Bożena E. Matusiak, Katedra Informatyki UŁ

Business Network odnosi się do sieci i urządzeń komunikacji stosowanych przez uczestników rynku energii elektrycznej. Chodzi tu o min. urządzenia pomiarowe ale także regulacje rządowe odzwierciedlone w sposobie rozliczeń i pomiarów dla koordynacji realizacji handlu. Inaczej mówiąc– jest tam odzwierciedlenie logiki biznesowej działania rynku energii i jego wszystkich uczestników tzw. aktywnych (producenci, operatorzy, pośrednicy, retailers itp). ZET ‘12 Nałęczów Bożena E. Matusiak, Katedra Informatyki UŁ

Business Network ZET ‘12 Nałęczów Bożena E. Matusiak, Katedra Informatyki UŁ

Consumer Network odpowiada zaś za obsługę komunikacji dla odbiorców energii elektrycznej i usług. Zawiera HAN i wszelkie urządzenia komunikacyjne jako część zaawansowanej infrastruktury pomiarowej (AMI). ZET ‘12 Nałęczów Bożena E. Matusiak, Katedra Informatyki UŁ

Consumer Network ZET ‘12 Nałęczów Bożena E. Matusiak, Katedra Informatyki UŁ

Wniosek 2 Uporządkowana struktura warstwy komunikacyjno- informacyjnej w podziale na trzy obszary: Operation Network, Business Network oraz Consumer Network przyczyni się do właściwego rozwoju cyber zabezpieczeń, zabezpieczeń, ochrony danych, oraz precyzyjnego zaplanowania wymiany informacji o RE między uczestnikami rynku. Pozwoli to też firmom informatycznym spojrzeć globalnie na potrzeby systemowe do rozwiązania i właściwego zaprojektowania ZET ‘12 Nałęczów Bożena E. Matusiak, Katedra Informatyki UŁ

Mobilność i wirtualność na RE Rozważając integrację w sieć: źródeł odnawialnych, mikrosieci, samochodów elektrycznych jako elementy dynamiczne sieci (niestabilność mikroźródeł oraz czasowość przyłączania do sieci samochodów elektrycznych) i odpowiednio agregatorów DER oraz VPPs mamy pełny obraz dynamicznego systemu energetycznego. Wszystkie te obiekty są czasowo i przestrzennie włączane/wyłączane do sieci rozumianej tradycyjnie. Tworzy to zbór rozproszonej generacji jak i odbioru oraz uczestników rynku, których obecność jest czasowa i zależy od ich celów. ZET ‘12 Nałęczów Bożena E. Matusiak, Katedra Informatyki UŁ

Wniosek 3 Urządzenia mobilne i tzw. inteligentne agenty - aplikacje realizujące biznesowe zadania poszczególnych uczestników rynku omawiane są jako koncepcja między innymi w [*], również są odzwierciedleniem idei tzw: Internet of things wskazywanej jako możliwość „włączenia” niemalże każdego przedmiotu/rzeczy do sieci, jego cyfrowego odzwierciedlenia i monitorowania funkcjonowania. Na każdym poziomie omawianego wcześniej trójwarstwowego układu komunikacyjnego sieci możliwe jest/będzie usadowienie inteligentnych aplikacji, które mają za zadanie realizować logikę biznesową uczestnika/lub urządzenia jak i warstwy, w której się znajdują. [*] Lopez-Rodriguez I., Hernandez-Tejera M.; Challenges of Using Smart Local Devices for the Management of the Smart Grid; in IEEE SmartGridComm proceedings, 73-77, October 17th, 2011 Brussels

19 Rynek energii jako organizacja wirtualna oraz sieć komunikacyjna Smartgrid Dzi ę kuj ę za uwag ę Bożena E. Matusiak Projekt SEESGEN_ICT – rezultaty na stronie: