Iniciatíva Constellation britskej spoločnosti UK Power Network (UKPN), ktorá spravuje elektrické siete v juhovýchodnom regióne Anglicka a ekosystému partnerov, je priekopníckym projektom, ktorý lepšie pripraví UKPN na využitie obnoviteľných zdrojov energie (OZE) transformáciou jej elektrických rozvodní na digitálne, vzájomne spolupracujúce a na budúcnosť pripravené edge platformy. Projekt je v skúšobnej fáze, ale UKPN už virtualizovala niektoré zo svojich rozvodní a konsolidovala tri aplikácie pre rozvádzače/zariadenia, ktoré nazýva Constellation Cubical.
UKPN chce modernizovať spôsob, akým monitoruje a riadi svoju infraštruktúru. Podobne ako iné elektrárenské spoločnosti využíva inteligentné elektronické zariadenia (IED), ktoré monitorujú infraštruktúru a dodávajú dáta/signály rádiovým telemetrickým jednotkám (RTU). Aby sa spoločnosť dokázala prispôsobiť obojsmerne komunikujúcej a dynamickej sieti, rozhodla sa nasadiť tri aplikácie na úrovni rozvodne. Každá z troch aplikácií sa venuje inému aspektu siete, pričom ich cieľom je optimalizovať prevádzku, minimalizovať výpadky a zvyšovať kapacitu tým, že umožnia dynamické zmeny v elektrickej sieti. Každú aplikáciu vyrába iný dodávateľ (GE, ABB a Siemens).
Namiesto tradičného prístupu a používania troch jednotiek RTU pre každú aplikáciu dokázala UKPN rozčleniť hardvérové a softvérové prvky a spustiť aplikácie virtuálne na serveri v Constellation Cubical pomocou hypervízora VMWare. Správa a monitorovanie aplikácií zostáva vo verejnom cloude (Microsoft Azure), ale Cubical môže bežať autonómne. Ako pri každom edge projekte, konektivita je kritická a Constellation využíva sieťový segment poskytovaný verejne dostupnou 5G Standalone sieťou Vodafone na podporu ekonomicky škálovateľnej a spoľahlivej komunikácie medzi podstanicami. Oneskorenie v rámci komunikácie pritom nepresahuje 10 ms.
Virtualizáciou svojich rozvodní môže UKPN znížiť množstvo hardvéru, ktorý potrebuje pre rozvodne, ako aj minimalizovať hardvér potrebný na nasadenie platformy, ktorá jej umožní prejsť na flexibilnejší, softvérovo založený model nasadzovania a správy aplikácií. Nasadenie edge technológie otvára príležitosti pre operátorov, najmä pokiaľ ide o ich sieťové služby, ktoré môžu zaručiť spoľahlivosť a nízke oneskorenie. Operátori by si však mali byť vedomí aj konkurenčnej hrozby: digitálne transformované energetické spoločnosti môžu mať dobrú pozíciu na to, aby predávali celý rad služieb spotrebiteľom aj podnikom pomocou ich siete uzlov rozvodní vybavených priemyselnými edge technológiami. Služby ako dohľad a monitorovanie, internet vecí (IoT) pre inteligentné domácnosti alebo dokonca samotné edge výpočtové možnosti by mohli konkurovať aktivitám operátorov na týchto trhoch.
Projekt Constellation zlepšuje spoľahlivosť a flexibilitu siete, čím pomáha dosiahnuť ciele uhlíkovej neutrality
Prevádzkovatelia distribučných sietí (Distributed Network Operator, DNO), ako napríklad UKPN, sa teraz menia na prevádzkovateľov distribučných sústav (Distributed System Operator, DSO) a musia spravovať elektrickú sieť, ktorá je schopná importovať a exportovať energiu. Aby sa vyriešil tento problém, Constellation od UKPN môže spoľahlivo pripojiť k sieti viac malých distribuovaných obnoviteľných zdrojov energie (Distributed Energy Sources, DER).
Riešenie Constellation má zo svojich virtuálnych rozvodní prístup k údajom o prevádzke rôznych distribuovaných sieťových zariadení v reálnom čase, ktoré dokáže analyzovať tak, aby zodpovedali meniacim sa energetickým požiadavkám s vyrobenou energiou. Tým sa zníži pravdepodobnosť budúceho rozsiahleho odpojenia alebo obmedzenia obnoviteľnej energie. UKPN zase môže Spojenému kráľovstvu pomôcť rozšíriť portfólio obnoviteľných zdrojov energie, zvýšiť odolnosť elektrickej siete, ako aj znížiť náklady spotrebiteľov.
UKPN si kladie za cieľ uvoľniť dostatočnú kapacitu obnoviteľnej energie na napájanie viac ako 700 000 domácností vo východnom Anglicku, čím sa znížia emisie CO2 približne o 65 000 ton (čo zodpovedá 38 607 spiatočným letom z Londýna do New Yorku [1]) a čo ušetrí spotrebiteľom viac než 750 miliónov GBP na účte za energiu do roku 2050. Hoci ide o relatívne malý podiel požiadaviek na obnoviteľnú energiu Spojeného kráľovstva do roku 2050, riešenie Constellation ilustruje, ako môžu iné „ekosystémy“ (zahŕňajúce operátorov a prevádzkovateľov distribučných sústav) využiť architektúru inteligentnej rozvodne a verejnej 5G siete na podporu zlepšenej flexibility, spoľahlivosti a kapacity výroby nízkouhlíkovej energie v celom Spojenom kráľovstve.
Literatúra
[1] Vodafone to provide 5G for UK Power Networks´ world first smart substation trial. Vodafone. [online]. Publikované 21. 6. 2021.
Zdroj: Beazer, D. – Langham, G.: UKPN´s Constellation project shows how renewable energy is driving edge compute adoption in the utilities sector. Analysys Mason. [online]. Publikované december 2023.
-tog-
