Technologia IT w służbie bezpieczeństwa energetycznego kraju Rozwiązania IBM wspierają bezpieczeństwo energetyczne Nowy Przemysł, 5 lutego 2007

Agenda Bezpieczeństwo energetyczne w codziennym życiu obywateli Oczekiwania odbiorców Zmiany w otoczeniu gospodarczym Inteligentna sieć elektroenergetyczna jako element bezpiecznego systemu elektroenergetycznego Techniczna regulacja popytu i podaży jako czynnik zwiększenia bezpieczeństwa systemu elektroenergetycznego Rozwiązania do zdalnego monitorowania obiektów sieciowych

Bezpieczeństwo energetyczne w oczach obywateli Bezpieczeństwo energetyczne ma wiele wymiarów. Jednym z najważniejszych są odczucia obywateli: Pewność zasilania Jakość energii Przewidywalność dostaw Minimalizacja czasu przerw Dostępność zasilania Kontrolowany wzrost kosztów energii Te same czynniki ważne są dla całej gospodarki Przewidywalność efektów inwestycji Bezpieczeństwo prowadzenia działalności gospodarczej Krajowy system elektroenergetyczny też ma wiele wymiarów: Moc zainstalowana Zdolności przesyłowe Sieć dystrybucyjna

Wzrost produkcji (podaży) Wzrost zapotrzebowania Różne zjawiska kształtują zapotrzebowanie na energię elektryczną wymuszając zmianę sposobu funkcjonowania energetyki Badania i rozwój technologii są czynnikiem zwiększającym możliwości podaży energii Nowe źródła generacji Rozwijające się gospodarki krajów wschodzących Nowe urządzenia Udoskonalenia techniczne Wzrastający poziom życia Łączne zapotrzebowanie Wzrost produkcji (podaży) Wzrost zapotrzebowania Redukcja dostaw energii Ograniczanie popytu GulfPower, compañía eléctrica establecida en Florida, subsidiaria de Southern Company. Producto denominado GoodCents Select, que cuesta 4,95 $ / mes. Incluye: Programmable Thermostat Controls: Centro de control del hogar, desde donde se programan los electrodomésticos. Elementos de protección frente a sobretensiones. Communications Gateway: Contador conectado con Gulf Power. Esquema de precios, comparado con la tarifa estándar de 6,8 cents/kWh (en España, es aprox. 8 cents€/kWh) Low: 28% del tiempo – 4,7 cents/kWh Medium: 59% del tiempo – 5,9 cents/kWh High:12% del tiempo – 10,5 cents/kWh Critical: Maximum 1% del tiempo – 31,4 cents/kWh Wzrastające koszty eksploatacji tradycyjnych źródeł energii Zarządzanie popytem Techniki DSM ograniczają popyt łagodząc skutki braku wystarczających zdolności produkcyjnych a nowe technologie wytwarzania próbują wpływać na optymalizację globalnego zapotrzebowania Ochrona środowiska Generacja rozproszona Potrzebne wsparcie sieci inteligentnej

Współpracujące europejskie sieci energetyczne Nowoczesna sieć elektroenergetyczna stanowi element bezpiecznego systemu energetycznego Dla Klienta ! Zaangażowanie udziałowców Modernizacja sieci Polityka ochrony środowiska Scentralizowane oraz rozproszone wytwarzanie Zaspokajanie zapotrzebowania Współpracujące europejskie sieci energetyczne Uwolnione rynki

Distributed/Smart control Wybrane przykłady skutków wdrożenia sieci inteligentnej na całkowite nakłady inwestycyjne w rozwój sektora (Europa) FENIX Future Status quo Future: 900GW Central Generation Transmission networks DER C e n t r a l i s d c o Distribution P v p Distributed control DG Integrated DG Networks Today: 600 GW Capacity Distributed/Smart control Central control Future development options can reduce expected capacity and investment needs Distributed Control Investment Under the traditional central control philosophy, DER will not be integrated in system operation, and hence the conventional generation will continue to provide necessary system security services (e.g. load following, frequency and voltage regulation, reserves) required to maintain security and integrity of the system. This implies that large penetration of DER will not be able to displace the capacity of conventional plant as indicated in the figure. Given that a significant proportion of DER is likely to be connected to distribution networks, maintaining the traditional passive operation of these networks and centralised control will necessitate increase in capacities of both transmission and distribution networks. On the other hand, by fully integrating DER into network operation, DER will take the responsibility for delivery of security services taking over the role of central generation. In this case DER will be able to displace not only energy produced by central generation but also its flexibility and controllability reducing the capacity of central generation as shown in the figure. To achieve this distribution networks operating practice will need to change from passive to active necessitating a shift from traditional central control philosophy to a new more distributed control paradigm.

Sieć inteligentna – próba definicji “Mądre” współistnienie skupionej i rozproszonej generacji, gwarantujące skuteczne zaspokajanie zapotrzebowania przy ograniczeniu rozwoju energetyki węglowej Bilansowanie obciążenia i optymalizacja kosztów jako wynik zastosowania zmiennych w czasie taryf i innych bodźców zależnych od rzeczywistego obciążenia Włączenie odbiorców do systemu poprzez wdrożenie dwukierunkowej komunikacji oraz dużego przepływu informacji

Energetyka: Sieć Inteligentna Rozwiązania biznesowe Rozwiązania dla generacji Zarządzanie majątkiem Zarządzanie pracami, zespołami roboczymi i bezpieczeństwem Monitorowanie urządzeń i produkcji Obsługa Klientów Transformacja procesów obsługi Klientów Optymalizacja systemów billingowych i CRM Outsourcowanie procesów obsługi klienta Obszar sieci energetycznej Zdalne monitorowanie obiektów sieciowych Zarządzanie licznikami AMM Zarządzanie eksploatacją sieci energetycznej Zarządzanie pracownikami terenowymi Spersonalizowane pulpity Wizualizacja danych Wsparcie decyzji Stosowanie reguł Wsparcie decyzji/Analityka Analizy statystyczne Data mining Funkcje wspólne Zarządzanie Kadrami Zarządzanie Finansami Zarządzanie Łańcuchem Dostaw Infrastruktura IT Architektura rozwiązań dla energetyki (SAFE) Jednolity model informacyjny Serwery i macierze Szyny danych Zarządzanie siecią i systemami Zarządzanie bazami danych Architektura Usługowa SOA Narzędzia rozwojowe, produkcyjne Centrala, Administracja, Planowanie, Centrum Przetwarzania Danych, Billing, Call Center, Wspieranie Decyzji, Usługi Wspólne Uczestnicy rynku Infrastruktura komunikacyjna IP SCADA WiFi, WiMax Transmisja w sieci el Transmisja szerokopasmowa w sieci el Fiber, ATM, Sonet, MPLS Konwergentne sieci IP Operacje rynkowe Czujniki i urządzenia Pracownicy w terenie Sąsiadujące centra zarządzania Odbiorca drobny KDM/ODM Dyspozycja Regionalna Odbiorca przemysłowy Czujniki i urządzenia Sterowniki programowalne Bramy IP Czujniki sieciowe Inteligentne urządzenia elektroniczne Liczniki AMM/AMR Urządzenia przenośne Stacja przesyłowa Stacja SN/nN Elektrownia Sieć dystrybucyjna Sieć przesyłowa Generacja rozproszona

Sieć dzisiaj … Systemy w dystrybucji NMS/SCADA Awarie Specjalizowane moduły komunikacyjne dla każdego urządzenia Dedykowane protokoły komunikacyjne dla każdej informacji Unikalne rozwiązania SCADA/NMS – zebrane dane nie są łatwo dostępne Systemy w dystrybucji RTU NMS/SCADA RTU RTU RTU RTU RTU RTU RTU RTU Awarie Dyspozycja Zarządzanie pracami RTU SCADA – izolowana wyspa ze względu na krytyczny charakter funkcji operacyjnej Planowanie Eksploatacja Zdalne urządzenia – wyłączniki, urządzenia pomiarowe, zabezpieczenia RTU Zaopatrzenie Pracownicy terenowi Informacje w urządzeniach – żeby odczytać trzeba pojechać, także różne protokoły RTU RTU Finanse RTU RTU Majątek sieciowy

Sieć jutro … Systemy w dystrybucji NMS/SCADA Awarie Każda aplikacja może uzyskać dostęp do otrzymywania danych Systemy w dystrybucji RTU EI NMS/SCADA Lokalny serwer dla wielu urządzeń RTU RTU RTU Gateway RTU RTU RTU RTU RTU Awarie Dyspozycja Internet/ WAN/ VPN Zarządzanie pracami RTU EI Publikacja informacji – subskrypcja danych Dystrybucja danych Planowanie Eksploatacja RTU EI Standardowa sieć IP – np. protokół MQ Zaopatrzenie Pracownicy terenowi RTU Urządzenia z przyjętym protokołem komunikacji Finanse RTU RTU Gateway RTU Majątek sieciowy

Dzięki zastosowaniu nowoczesnych czujników i rozwiązań dla pracowników w terenie awarie wykrywane są znacznie szybciej i znacznie szybciej usuwane a część z nich można w ogóle uniknąć … Brygady są wysłane natychmiast z uwzględnieniem posiadanego wyposażenia, kompetencji i obciążenia Burza Sygnały są przekazywane do systemu obsługi awarii w celu potwierdzenia, rejestracji zdarzenia i nadania mu priorytetu Dyspozycja zaczyna działanie od pierwszego sygnału aż do usunięcia awarii Zabudowane czujniki natychmiast przekazują informację o sytuacji awaryjnej Zabudowane czujniki mogą mieć postać AMM, automatyki rozproszonej, czujniki w nanotechnologii, … Mając od Was te informacje już wiem co mam robić … Potrzebne materiały są dostarczane wprost z magazynów dostawców Od momentu rejestracji zdarzenie posiada aktualizowany status, dostępny w systemach automatycznej informacji oraz w centrach obsługi klientów ACD/IVR CIS Inteligencja sieci dystrybucyjnej pozwala poprawić ocenę, jaką wystawiają operatorom odbiorcy, obniżając jednocześnie koszty obsługi sieci i skracając czas usuwania awarii

AMM umożliwia Zarządzanie Popytem – od “godzin szczytu” do zużycia “poza szczytem” Przesunięcie 1% zapotrzebowania z godzin szczytu poza szczyt oznacza obniżenie zapotrzebowania o 3,000 MW (wyłączenie bloków o takiej mocy) Zapobiega to niefektywnemu zaangażowaniu elektrowni w produkcję energii dla kilku godzin w roku 35 5 15 25 45 55 65 8760 Godziny w roku GW Zdolności produkcyjne dla zbilansowania zapotrzebowania szczytowego Również znaczące korzyści w obszarze redukcji zanieczyszczeń

Pełna dostępność energii Minimum dozwolone ze względów socjalnych Funkcjonalność AMM pozwala zagwarantować pewien minimalny poziom zasilania zamiast dokonywać wyłączeń odbiorców. Pełna dostępność energii Minimum dozwolone ze względów socjalnych Moc dopuszczalna -80% -60% -40% Wzrastające braki energii mogą być kompensowane selektywnym wyłączaniem poszczególnych urządzeń i ograniczeniami mocy -20%

Z technologią IT Klient ma prawo dopasować własne zużycie do pojawiających się ograniczeń Dzisiaj usługa (energia) jest binarna i jeżeli wystąpi blackout … Nie obejrzysz swojego ulubionego meczu piłkarskiego … Nie otworzysz drzwi do garażu … Ryby w lodówce przestaną ładnie pachnieć … Redukcja mocy 1,0 kW Umowa 3,3 kW Redukcja umowy 2,3 kW

Technologia IT pozwala lepiej analizować zjawiska w sieci … Erozja ? Uszkodzenie ? t t Bilans energii dla transformatora Energia rozliczana Obszar niezbilansowany Straty techniczne Nowe przyłączenie czy nielegalny pobór ? t

Wnioski Tylko technologia IT może doprowadzić do upowszechnienia danych (które i tak istnieją w ramach przedsiębiorstwa) dla zwiększenia efektów ich posiadania … i jednocześnie zagwarantować ich bezpieczeństwo i poufność Tylko narzędzia IT mogą umożliwić efektywną analizę danych ruchowych w czasie bliskim rzeczywistemu ze względu na ilość napływających danych dziesiątki tysięcy bądź miliony źródeł informacji ciągłe, minutowe, maksymalnie 15-to minutowe cykle odczytowe w różnych obszarach funkcjonalnych, np.: Dyspozycja Pogotowie energetyczne Planowanie rozwoju sieci Obsługa klienta Technologia IT, w szczególności rozwijana i stosowana przez IBM, sprzęgnięta z technologią tradycyjnie energetyczną, ma istotny wpływ na zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego kraju

Wybrane referencje IBM: