Politechnika Gdańska staje się akademickim centrum testowania technologii związanych z inteligentnymi sieciami energetycznymi. Dwa doskonale wyposażone laboratoria badawcze oraz nowe stanowisko dydaktyczne, pozwalają badać różne konfiguracje sieci inteligentnych (smart grid), a także testować i certyfikować urządzenia pod kątem wymogów sieci nowej generacji.
– Żaden zakład energetyczny, operator sieci dystrybucyjnej czy przesyłowej, nie zainstaluje w swojej infrastrukturze urządzenia, które nie zostało dokładnie przetestowane pod kątem bezpieczeństwa dla tej sieci – mówi dr inż. Mirosław Włas z Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej. – Problem z wprowadzaniem smart grid polega właśnie na tym, że najdrobniejsza pomyłka może skutkować kolosalnymi konsekwencjami dla całego systemu elektroenergetycznego.
Stąd właśnie zrodził się pomysł stworzenia miejsca, gdzie każdy zainteresowany uczestnik rynku energii mógłby zbadać dowolną konfigurację sieci i przetestować zachowanie urządzeń podczas różnych perturbacji technicznych i atmosferycznych. Dotyczy to również zgodności z normami poszczególnych aparatów, które producenci chcieliby dostarczać firmom z sektora energetycznego.
– Rozwój smart grid w Polsce dopiero w ostatnim czasie zaczął nabierać tempa. Sprzyjają temu takie czynniki jak wzrost wymagań co do jakości energii, a także nieustająca groźba wzrostu jej cen. Dodatkowym wyzwaniem w rozwoju sieci energetycznych, na które odpowiedzią są właśnie inteligentne technologie, jest też zwiększający się udział rozproszonych odnawialnych źródeł energii, który w 2020 roku ma wynieść niemal 20 proc, i nad którymi dostawcy muszą „zapanować” – mówi Radosław Dudzik z ABB.
Smart grid, czyli sieć energetyczna, w której istnieje komunikacja między wszystkimi uczestnikami rynku energii, pozwoli na efektywne sterowanie jej elementami, oszczędność energii, obniżenie kosztów oraz podniesienie niezawodności dostaw zasilania. Rozwój sieci inteligentnych napotyka jednak na wiele wyzwań: od konieczności stworzenia odpowiednich regulacji prawnych, przez potrzebę zadbania o bezpieczeństwo (szczególnie w obszarze cyfrowym), aż po kształcenie specjalistów z pogranicza elektryki oraz IT. Laboratoria Politechniki Gdańskiej mają pomóc m.in. w tych obszarach.
Dydaktycznie i komercyjnie
W dydaktycznym Laboratorium Przemysłowych Sieci Informatycznych i Systemów Automatyki Przemysłowej Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej większość stanowisk zbudowali sami studenci. Wrażenie robi aparatura elektroniczna i setki metrów okablowania. Na każdym ze stanowisk można zbadać inny „problem” z jakim do czynienia ma współczesna energetyka zawodowa. Na środku wzrok przykuwa zabudowana urządzeniami szafa, opleciona dziesiątkami metrów przewodów. To aparatura do testowania automatycznej rekonfiguracji sieci. Całość powstała dzięki współpracy Wydziału z producentami urządzeń. Firma ABB przekazała terminale zabezpieczeniowe REF, elementy łączeniowe, aparaturę pulpitową, wyłączniki kompaktowe oraz różnego rodzaju aparaturę modułową – urządzenia, które mają rzeczywiste zastosowanie w sieciach inteligentnych. Biznesowy partner w projekcie – firma Omicron – przekazała na potrzeby laboratorium uniwersalny tester zabezpieczeń.
Stanowisko, które pozwoliło jego twórcom obronić prace inżynierskie, docelowo stanie się elementem laboratorium Linte^2. Oprócz studentów będą z niego mogli korzystać także projektanci lub wykonawcy elementów sieci inteligentnej. LINTE^2 to Laboratorium Innowacyjnych Technologii Elektroenergetycznych i Integracji Odnawialnych Źródeł Energii, gdzie znajdują się także wyłączniki niskiego napięcia prądu stałego Tmax ABB. Firma od lat rozwija cyfrowe technologie dla każdego etapu wytwarzania i przesyłu energii oraz wszystkich jej użytkowników. Angażuje się także w działania na rzecz rozwoju koncepcji „elektrowni wirtualnej”, w ramach której można integrować wiele rozproszonych źródeł energii, by móc długofalowo planować wytwarzanie i zarządzać rozdziałem energii.
– Smart grid to przyszłość, a ABB chce być prekursorem i liderem nowoczesnych technologii w energetyce. Stąd nasz udział w pracach Politechniki Gdańskiej – tłumaczy Łukasz Małkowski z ABB, który obronił dyplom inżynierski właśnie na tej uczelni. – Projekt stanowiska testowego dla konfiguracji sieci, w który się zaangażowaliśmy, pozwoli projektantom lub wykonawcom elementów sieciowych na przetestowanie nowatorskich rozwiązań.
Testowanie wszystkiego
Drugim komercyjnym, świetnie wyposażonym laboratorium smart grid na Politechnice Gdańskiej, jest Laboratorium Inteligentnej Energetyki LAB-6, gdzie ABB dostarczyła m.in. przemienniki częstotliwości, aparaturę modułową oraz pulpitową, a także wyłącznik napowietrzny Emax. W przeciwieństwie do nowo wybudowanego od podstaw Linte^2, LAB-6 mieści się w starszej części uczelni. Jednak po przekroczeniu progu pracowni wszystko zmienia się diametralnie. Klimatyzowane pomieszczenia kryją mnóstwo narzędzi badawczych, nowoczesnych mierników, analizatorów czy kamer termowizyjnych.
– To pierwszy etap kompleksowych testów, ponieważ w tym laboratorium badamy urządzenia pod kątem zgodności z wymogami sieci energetycznych nowej generacji – mówi dr inż. Mirosław Włas. – Uzyskaliśmy akredytację PCA, więc nasze badania są zgodne ze wymaganiami norm, dyrektywami Unii Europejskiej i powinny być honorowane na całym świecie.
To daje gwarancję zarówno producentom, że ich urządzenia są zgodne z wymogami, jak i operatorom sieci, że certyfikowane elementy infrastruktury nie przysporzą żadnych problemów. I tak przetestowane urządzenie może trafić do LINTE^2, gdzie jest badane już w ramach fragmentu sieci, z symulowanym zasilaniem, również generowanym przez OZE.
– Krótko mówiąc dzisiaj jesteśmy w stanie przetestować wszystko: od pojedynczych aparatów i urządzeń, przez konfigurację przekaźników, wyłączników i zabezpieczeń, aż po model sieci elektroenergetycznej z elementami odnawialnych źródeł energii – podsumowuje dr Włas. – Dzięki temu wdrażanie smart grid w Polsce może być znacznie szybsze i bezpieczniejsze.
