Σύγχρονα Έξυπνα Δίκτυα και Σημαντικές Παγκόσμιες Τάσεις

 

Του Paul De Martini, CTO/VP of Innovation, Connected Energy Group, Cisco Systems

Σε μία προσπάθεια να αντιμετωπίσουν τα πολύπλοκα ζητήματα της κλιματικής αλλαγής, της ενεργειακής αυτονομίας και της βιώσιμης οικονομικής ανάπτυξης, οι υπεύθυνοι λήψης αποφάσεων σε παγκόσμιο επίπεδο ζητούν επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας που προσφέρουν πιο αξιόπιστη ηλεκτρική ενέργεια και ενσωματώνουν σημαντικά ποσά αιολικής και ηλιακής ενέργειας. Όλα αυτά απαιτούν νέα σχέδια και τεχνολογία για την παραγωγή ισχύος. Ένας παράγοντας που περιπλέκει ακόμα περισσότερο τα πράγματα είναι το γεγονός ότι οι περισσότερες οικονομίες της G20 βασίζονται σε ηλεκτρική υποδομή ηλικίας 40 έως και 50 ετών, η οποία χρειάζεται αντικατάσταση, γεγονός που καταλήγει σε μεγάλες κεφαλαιουχικές δαπάνες.

Την ίδια στιγμή, η χρήση ενέργειας από τους καταναλωτές και οι προσδοκίες τους αναφορικά με τις υπηρεσίες εξελίσσονται μαζί με την ανάπτυξη νέων ηλεκτρονικών συσκευών με περιορισμένη κατανάλωση ενέργειας, εφαρμογών/υπηρεσιών internet, οικιακών συσκευών και ηλεκτροκίνητων οχημάτων. Οι στόχοι της βιομηχανικής, εταιρικής και κρατικής βιωσιμότητας οδηγούν σε ευρεία υιοθέτηση τεχνολογιών ενέργειας και επικοινωνίας, δημιουργώντας αποδοτικές ενεργειακά βιομηχανίες και κτήρια που παράγουν και αποθηκεύουν καθαρή ενέργεια και προσφέρουν ουδέτερες ως προς το διοξείδιο του άνθρακα λειτουργίες.

Η πρόκληση για τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας και τις εταιρείες παροχής ηλεκτρικής ισχύος είναι τώρα το πώς θα επενδύσουν, τόσο στις βασικές επιχειρηματικές τους δραστηριότητες, όσο και στην καινοτομία. Οι κορυφαίες επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας αναπτύσσουν ολοκληρωμένες επιχειρηματικές στρατηγικές, αρχιτεκτονικές τεχνολογίας και «χάρτες» ανάπτυξης που θα συμβάλλουν ουσιαστικά σε αυτές τις σημαντικές επενδύσεις. Για να γίνει κάτι τέτοιο είναι πολύ σημαντικό να αναπτύξουν τεχνολογίες ενέργειας και πληροφορικής οι οποίες θα τους δώσουν τη δυνατότητα να προσφέρουν υπηρεσίες με τρόπο που να ανταποκρίνεται στις υφιστάμενες και μελλοντικές ανάγκες των πελατών, ενώ παραμένουν αρκετά ευέλικτοι στο να αποδεχτούν τις αλλαγές σε δομές της αγοράς και καλά κατανεμημένους πόρους.

 

Τεχνολογίες Αιχμής στον Ορίζοντα

Κορυφαία σχέδια έξυπνου δικτύου ενοποιούν το ET με το IT ή αλλιώς την τεχνολογία ενέργειας με την Πληροφορική, δημιουργώντας ένα πιο ευφυές, πιο ασφαλές και πιο συμπαγές πλέγμα.

Βασικές τεχνολογίες που θα πρέπει να λάβουμε υπόψη μας σε οποιαδήποτε αρχιτεκτονική είναι οι εξής:

• Κατανεμημένη Παραγωγή:

Η κατανεμημένη παραγωγή βρίσκεται στο σημείο καμπής της υιοθέτησης στην αγορά της Βόρειας Αμερικής, έχει ήδη φύγει από την Ευρώπη, ενώ αναπτύσσεται στην περιοχή του Ασιατικού Ειρηνικού. Στην Ευρώπη η ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές φτάνει σε μερικές χώρες το 50%, ή παραπάνω, της ενέργειας που παρέχεται σε μία ημέρα. Η έμφαση στην κατανομή πόρων, για να μειωθεί η πολυπλοκότητα της δημιουργίας νέας παροχής σε πολλές περιοχές σε όλο τον κόσμο, σημαίνει ότι τα κυκλώματα ανανεώσιμης παραγωγής ή διανομής θα συνεχίσουν να αναπτύσσονται και στο άμεσο μέλλον.

• Αισθητήρες:

Η τεχνολογία αισθητήρων στο δίκτυο ισχύος αναπτύσσεται με τη μορφή των synchrophasors, των έξυπνων ηλεκτρονικών συσκευών σε εξοπλισμό υποσταθμών και διανομής και έξυπνους μετρητές. Στη Βόρεια Αμερική η υλοποίηση του synchrophasor και η ανάπτυξη έξυπνων μετρητών έχει επισπευσθεί από τη χρηματοδότηση U.S. Smart Grid. Εξάλλου, η Αυστραλία πρόσφερε πρόσφατα χρηματοδότηση έξυπνου δικτύου, η οποία θα έχει ως αποτέλεσμα την ανάπτυξη τεχνολογίας αισθητήρων δικτύου σε μεγάλο βαθμό.

• Αποθήκευση Ενέργειας:

Η αποθήκευση ενέργειας έχει τη δυνατότητα να κάνει το ηλεκτρικό σύστημα πιο σταθερό και πιο αξιόπιστο, καθώς και να προσφέρει καλύτερη ποιότητα ισχύος και διαχείριση ενέργειας εκ μέρους του πελάτη. Οι πολιτικές κλίματος και ενέργειας υποστηρίζουν την αποθήκευση ενέργειας ως στοιχείο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μειώσει την περιοδικότητα της ανανεώσιμης ενέργειας, ενώ οι τεχνολογίες αποθήκευσης που μπορούν να προσφέρουν επαρκή απόκριση γίνονται εμπορικά βιώσιμες στο δίκτυο.

• Δίκτυα:

Οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας επανεξετάζουν τις ανάγκες τους σε τηλεπικοινωνίες και τις αρχιτεκτονικές υποδομής τους. Οι αρχιτεκτονικές αυτές ανταποκρίνονται απόλυτα στις απαιτήσεις, τόσο σε ενσύρματα δίκτυα μικρού λανθάνοντος χρόνου, ώστε να συνδέσουν λειτουργίες υποσταθμών και κέντρου ελέγχου, όσο και σε συμπαγή, ασφαλή ασύρματα δίκτυα που υποστηρίζουν αυτοματοποίηση διανομής, φορητό field force automation και έξυπνη μέτρηση. Ο κλάδος της παροχής ηλεκτρικής ενέργειας υιοθετεί αρχιτεκτονικές που βασίζονται σε Ethernet/Internet Protocol για να αντιμετωπίσουν τις σημερινές και μελλοντικές ανάγκες.

• Ανάλυση Δεδομένων:

Η ανάλυση θα χρησιμοποιήσει δεδομένα από πολλές πηγές, συμπεριλαμβανομένων των έξυπνων μετρητών, της διανομής, των έξυπνων συσκευών ενέργειας υποσταθμών, καθώς και των συσκευών phasor measurement unit (PMU). Η προηγμένη ανάλυση θα προσφέρει, μέσω των αυτοματοποιημένων πληροφοριακών συστημάτων επιχειρήσεων κοινής ωφέλειας, του προσωπικού τους και των πελατών, ταχύτερη λήψη εξυπνότερων αποφάσεων. Η διαχείριση αυτού του τεράστιου όγκου δεδομένων αποτελεί πρόκληση και θα γίνει πιο αποτελεσματικά μέσω της χρήσης εργαλείων επικοινωνίας που βασίζονται στο δίκτυο. Η προηγμένη τεχνολογία διαχείρισης δεδομένων θα χρησιμοποιηθεί τόσο σε κέντρα δεδομένων επιχειρήσεων κοινής ωφέλειας όσο και σε υπηρεσίες cloud. Αυτός ο όγκος δεδομένων απαιτεί αποτελεσματικό visualization και έξυπνα εργαλεία ειδοποίησης που θα προσφέρουν χρήσιμες και αξιοποιήσιμες πληροφορίες σε παρόχους.

Βραχυπρόθεσμες Τεχνικές Προκλήσεις

Οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας, οι εταιρείες παροχής ηλεκτρικών υπηρεσιών και οι πάροχοι τεχνολογίας αντιμετωπίζουν πολλές σύνθετες, βραχυπρόθεσμες τεχνικές προκλήσεις κατά την ανάπτυξη ενός έξυπνου δικτύου, συμπεριλαμβανομένης της Ultra Large System Architecture, της Ασφάλειας του Κυβερνοχώρου και της Κατανεμημένης Ευφυϊας.

Ultra Large System Architecture: Η κλίμακα και το πεδίο του δικτύου, όπως περιγράφεται πιο πάνω, είναι πολύ πιο σύνθετα από εκείνα του υφιστάμενου ηλεκτρικού συστήματος – που έχει περιγραφεί ως η πιο πολύπλοκη μηχανή στον κόσμο. Η αυξημένη πολυπλοκότητα απαιτεί νέες αρχιτεκτονικές προσεγγίσεις για τη διαχείριση των δεδομένων και του ελέγχου σε δεκάδες εκατομμύρια τερματικές συσκευές, ενιαίο έλεγχο για τη διαχείριση των απαιτήσεων σε λανθάνοντα χρόνο για συγκεκριμένες λειτουργίες του δικτύου, καθώς και ασφάλεια συστήματος, αξιοπιστία και δυνατότητα επέκτασης. Η Cisco ανέπτυξε μία ολοκληρωμένη αρχιτεκτονική δικτύου για να υποστηρίξει αυτές τις απαιτήσεις και απασχολεί κορυφαία ερευνητικά κέντρα πανεπιστημίων, όπως η Carnegie Mellon και το California Institute of Technology με στόχο την περαιτέρω ανάπτυξη αρχιτεκτονικών μεγάλης κλίμακας.

Ασφάλεια Κυβερνοχώρου: Η μεταμόρφωση των παραδοσιακών ενεργειακών δικτύων σε έξυπνα δίκτυα απαιτεί μία στρατηγική φυσικής ασφάλειας η οποία θα προστατεύει τη ζωτικής σημασίας υποδομή. Στις Ηνωμένες Πολιτείες καταβάλλονται συντονισμένες προσπάθειες για την ανάπτυξη και υλοποίηση μίας προσέγγισης κύκλου ζωής για τον κλάδο της ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτές και παρόμοιες προσπάθειες που γίνονται σε Ευρώπη και Αυστραλία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τα συστήματα ισχύος σε όλο τον κόσμο. Η Cisco αναπτύσσει οδηγίες για την ασφάλεια στον κυβερνοχώρο και συνεργάζεται στενά με τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας σε μεθόδους διαχείρισης κύκλου ζωής, εξασφαλίζοντας ασφαλή ηλεκτρικά δίκτυα.

Κατανεμημένη Ευφυϊα: Σημαντική ανάπτυξη παρατηρείται τόσο στην ποσότητα όσο και στην ποικιλία των κατανεμημένων συστημάτων και συσκευών που συνδέονται και συντονίζονται. Η συγκεκριμένη αρχιτεκτονική ενσωματώνει ψηφιακή επεξεργασία και λογισμικό σε πολλές τοποθεσίες καθώς και κατά μήκος της υποδομής του δικτύου ισχύος, με στόχο την αυτοματοποίηση ενός ευέλικτου δικτύου. Τέτοια συστήματα μπορεί να κατανέμονται πλήρως ή να περιλαμβάνουν κατανεμημένα στοιχεία με κεντρική διαχείριση και συντονισμό. Η χρήση της κατανεμημένης ευφυϊας προσφέρει ευκαιρίες για την υλοποίηση αναβαθμίσιμων συστημάτων, για την ενσωμάτωση μεγαλύτερου όγκου ανανεώσιμης, κατανεμημένης ενέργειας, καθώς και για τη βελτίωση της αποδοτικότητας και των λειτουργιών του δικτύου. Η Cisco σκοπεύει να παρουσιάσει την τεχνολογία κατανεμημένης ευφυϊας ως μέρος του χρηματοδοτούμενου από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή έξυπνου δικτύου.

Πρόσφατες Καινοτομίες

Πρόσφατα η Cisco παρουσίασε μία κορυφαία στον κλάδο πλατφόρμα που βασίζεται σε πρότυπα IP για προηγμένη δικτύωση με στόχο να υποστηρίξει τις πιο απαιτητικές λειτουργικές ανάγκες των επιχειρήσεων κοινής ωφέλειας τώρα και στο μέλλον. Στο πλαίσιο αυτής της στρατηγικής, η Cisco δημιούργησε στρατηγικές συμμαχίες με την Itron και την Cooper Power Systems θέλοντας να ενσωματώσει την τεχνολογία Connected Grid με τις ενεργειακές τους τεχνολογίες και να δημιουργήσει με αυτό τον τρόπο αποτελεσματικές προηγμένες λύσεις έξυπνης μέτρησης και διανομής.

Εξάλλου, η Cisco υπέγραψε πρόσφατα μία στρατηγική συμφωνία με την Control4, σκοπεύοντας να δημιουργήσει πλατφόρμες αυτοματοποίησης βασισμένες στο δίκτυο για έξυπνες συνδεδεμένες κοινότητες καθώς και για ενεργειακές εγκαταστάσεις για τον χώρο του σπιτιού σε όλο τον κόσμο. Η συνεργασία ανάμεσα στις δύο εταιρείες περιλαμβάνει την ενσωμάτωση της τεχνολογίας Control4 στην Service Delivery Platform και την παρουσίαση προϊόντων Control4 με το εμπορικό σήμα της Cisco.

Η Cisco συμμετέχει στην πρόσφατη ένωση επιχειρήσεων της Βόρειας Αμερικής, η οποία παρουσίασε τη χρήση της τεχνολογίας synchrophasor για μέτρηση, με τη χρήση ζωντανής ροής δεδομένων σε μία έκταση 1.900 χιλιομέτρων από τις Ανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες μέχρι το Τέξας, πάνω σε ενσύρματο δίκτυο κορμού της Cisco. Με τη χρήση ανοιχτών προτύπων, εμπορικού ή μη εξοπλισμού καθώς και μία προσεκτικά σχεδιασμένη αρχιτεκτονική, η παρουσίαση απέδειξε ότι τα format πολλαπλών δεδομένων μπορούν να μεταφερθούν μέσω MPLS και Multi-cast.

Συμπέρασμα

Η μεταμόρφωση του δικτύου ισχύος σε όλο τον κόσμο επηρεάζεται από το κοινό πεδίο ανάμεσα στην πολιτική για την ενέργεια και σε εκείνη για το κλίμα, την αξία για τον πελάτη και για την επιχείρηση, καθώς και την καινοτομία. Η διαδικασία αυτή είναι πιθανόν να διαρκέσει είκοσι χρόνια ή περισσότερο, με σημαντικούς σταθμούς τόσο στην πολιτική όσο και στην τεχνολογία.

Η πρόκληση για τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας και τις εταιρείες παροχής υπηρεσιών ισχύος είναι να επενδύσουν τόσο στις βασικές επιχειρηματικές λειτουργίες όσο και στην καινοτομία, ενώ η δυνατότητα συμφωνίας ανάμεσα σε βασικά σημεία πολιτικής και στην ωριμότητα του ET και του IT που απαιτείται είναι σημαντική. Πολλές σημαντικές τεχνολογίες είναι ζωτικής σημασίας για την ασφάλεια, τη δυνατότητα αναβάθμισης και την αξιοπιστία του δικτύου. Καμία από αυτές δεν θα αναπτυχθεί από μία εταιρεία. Αυτή η αλλαγή, καθώς και η καινοτομία που είναι απαραίτητη για να την υποστηρίξει, θα συντελεστεί με τη συνεργασία ανάμεσα σε πολλούς συνεργάτες από τον δημόσιο και τον ιδιωτικό τομέα.

marketing-greece@cisco.com

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s