#MicrosoftMówi: Praktyczne ujęcie cyfrowej transformacji w energetycznym łańcuchu wartości

W dobie transformacji cyfrowej istnieje pewna kategoria problemów w energetyce, których nie da się dzisiaj rozwiązać bez wiodącej roli informatyki i nowoczesnych technologii.  Nowe wyzwania pojawiają się w całym energetycznym łańcuchu wartości, od wydobycia węgla w kopalni, przez produkcję energii w elektrowni lub elektrociepłowni, aż po dostarczenie jej za pośrednictwem sieci dystrybucyjnej do klientów – transformacja cyfrowa dotyczy więc całego łańcucha energetycznego.

Zastosowanie technologii cyfrowych w przemyśle daje największe korzyści tam, gdzie mamy do czynienia z wytwarzaniem lub przetwarzaniem czegoś w oparciu o „twardą” infrastrukturę tj. elektrownia, kopalnia, sieć przesyłowa i dystrybucyjna.

Przykłady wykorzystania analizy danych produkcyjnych w wydobyciu

Każda kopalnia to ok. 10 tys. komunikatów na sekundę. Podłączenie maszyn górniczych za pomocą technologii IoT umożliwia system wykrywania awarii kombajnów ścianowych, który wspomaga: analizę efektywności pracy ścian wydobywczych, daje możliwości porównywania wydajności maszyn różnych producentów w różnych lokalizacjach, wprowadza standaryzacji i weryfikacji danych udostępnianych przez producentów maszyn.

W segmencie dystrybucji wraz z liberalizacją rynku energii, generacją rozproszoną  oraz rozwojem odnawialnych źródeł energii (OZE) pojawia się też coraz większa liczba uczestników rynku i wzrasta poziom złożoności transakcji. Obecne systemy rozliczania sprzedaży energii są scentralizowane, wymagają modernizacji oraz zupełnie nowego modelu działania. W przyszłości w ramach lokalnego klastra energii można będzie sprzedawać i kupować energię bezpośrednio od swoich sąsiadów i lokalnych odnawialnych źródeł OZE. W ramach bliskiego sąsiedztwa, np. za nadwyżki w produkcji energii  z paneli fotowoltaicznych zainstalowanych na dachu, można by więc dokonywać opłaty za ładowanie samochodów, współdzielenie pojazdów – carsharing, uiszczać opłaty za parkingi, autostrady, czy produkty spożywcze na stacjach ładowania. Obecne systemy billingowe nie są jeszcze na to gotowe.

Wymaga to stworzenia Otwartej Platformy Wymiany Energii, która łączyłaby producentów energii, operatorów sieci dystrybucyjnych, prosumentów energetyki odnawialnej oraz usług powiązanych. Byłby to marketplace, do którego każdy by mógł wejść, żeby wymieniać się usługami powiązanymi z energią elektryczną.

Przykładem praktycznym wykorzystania takiej platformy jest Giełda Energii uruchomiona przez norweskiego operatora sieci dystrybucyjnej – Agder Energi SmartGrid. Pierwszy etap projektu Agder Energi polegał na stworzeniu podstawowego rynku energii elektrycznej na poziomie dystrybucji. Na rynku handluje się “elastycznością”. Obejmuje ona obciążenia, które można zredukować, magazyny energii, które można wykorzystać do gromadzenia energii, czyli „przesuwania” nadwyżek produkcji energii z jednego dnia na drugi, oraz generowanie rozproszone, które można uruchomić, aby zrównoważyć dostawy energii elektrycznej, w szczytowych okresach zapotrzebowania.

„Elastyczność” pomaga w przesunięciu szczytu zapotrzebowania na energię z jednej części dnia na drugi, (np. okno powstajace w szczycie wieczornym 19:00-21:00 można przesunąć na dolinę nocną, która obowiązuje w godz. 22-6 lub dolinę dzienną w godz. 13-15), redukcji poboru energii w szczycie (zmniejszając całkowite zapotrzebowanie na energię w szczycie) lub uzupełnienie konwencjonalnej produkcji energii w szczycie z OZE (wypełnieniu szczytów i dolin z odnawialnych źródeł energii – farm wiatrowych, paneli słonecznych, małych elektrowni wodnych). Głównym celem działania Giełdy Energii jest efektywniejsze wykorzystanie istniejącej infrastruktury sieci dystrybucyjnej, które przynosi istotne oszczędności i zmniejszenie inwestycji np. w rozbudowę transformatorów średniego napięcia. Istotnym elementem działania systemu jest dokładniejsze przewidywanie i zarządzanie zapotrzebowaniem na energię elektryczną System (DSR/DSM) działa na platformie Microsoft Azure zapewniając fimie Agder Energi możliwość wykorzystania technologii cyfrowych do zbierania danych telemetrycznych z inteligentnej sieci energetycznej  za pomocą Azure IoT i budowania modeli predykcyjnych na bazie Azure Machine Learning i Azure DataBricks.

Kolejnym etapem jest podłączenie systemu do elektrowni tak, żeby można było dynamicznie sterować wytwarzaniem energii w zależności od chwilowego zapotrzebownia oraz rozszerzenie fukcjonalnosci systemu dla segmentu klientów indywidualnych.