I vår strävan att uppnå nettonollutsläpp är det viktigt att förbättra kvaliteten på vår energiförbrukning. Och även om en förändring av vanorna tydligt signalerar steg i rätt riktning - den ökande användningen av elfordon, förnybara energikällor och teknik som solcellspaneler och värmepumpar - krävs det betydande förbättringar av infrastrukturen i våra distributionsnät för att vi verkligen ska kunna optimera vår effektivitet.
Detta återspeglas i EU:s direktiv 2019/944 som understryker vikten av att uppgradera och förstärka våra elnät för att underlätta övergången till renare energikällor. Detta är en förutsättning för att effektivt kunna hantera den ökande efterfrågan på el och samtidigt minska risken för störningar. Distributionsnätsoperatörer (DSO:er) står inför en särskilt stor utmaning i detta avseende, eftersom de har till uppgift att upprätthålla försörjningstryggheten och är föremål för påföljder för eventuella avbrott i tjänsten.
I värsta fall riskerar distributionsnäten att bli flaskhalsar i den bredare energiomställningen.
Traditionellt sett har lösningen för att hantera dessa utmaningar varit att bygga ut den fysiska infrastrukturen genom att installera nya kablar, transformatorstationer och tillhörande komponenter. Detta tillvägagångssätt kvarstår eftersom befintliga tariffstrukturer främst kompenserar för kapitalutgifter (CAPEX) och inte tar hänsyn till de ökande kostnaderna för digitalisering, databehandling och flexibilitetshantering. Följaktligen har de systemansvariga för distributionssystemen (DSO:er) få incitament att flytta sina nätinvesteringar mot ett genuint smart nät.
Under det senaste decenniet har elmarknaden i Europa genomgått en betydande omvandling i takt med att förnybara energikällor blivit allt vanligare. Detta har satt stor press på både tillsynsmyndigheter och nätdistributörer att anta en orkestreringsmetod som kan upprätthålla energiförsörjningstryggheten och hantera dubbelriktade kraftflöden på ett effektivt sätt.
I takt med att uppmärksamheten riktas mot DSO:ernas roll i hanteringen av komplexiteten i moderna energisystem har den nyligen genomförda ändringen av Tysklands Energy Industry Act gett eko i hela Europa. Det har gett upphov till diskussioner och utvärderingar av det tyska tillvägagångssättet att lyfta nätoperatörerna till nästa nivå - DSO-nivån (Distribution System Operator). Detta steg understryker vikten av att gå vidare mot smartare nätdrift.
Operatören för smarta elnät och paragraf §14a
Vi är inte i färd med att ta fram en helt ny lag. En liten förändring kan ta oss långt, ändringen av paragraf §14a diskuterades flitigt i Tyskland eftersom dess effekter på den dagliga driften av distributionssystemet är enorma. Detta är det första steget i en rad förändringar som kan genomföras för att uppnå status som smarta elnät.
Genom ändringen fick nätoperatörerna befogenhet att kontrollera så kallade "fullt avbrytbara förbrukningsanordningar" i lågspänningsnäten för att avlasta nätet vid tillfällen då efterfrågan är hög. I utbyte kommer nätoperatörerna att garantera omedelbar anslutning av distribuerade energiresurser och kunderna kommer att få konkurrenskraftiga priser på nätavgifterna.
En framgångsrik implementering av det nya lagtillägget kräver att nätoperatörerna skaffar sig flera kritiska funktioner som de för närvarande saknar. Det handlar bland annat om full insyn i distributionsnäten och nätanalys i realtid för att kunna genomföra optimeringsanalyser på lång och kort sikt.
Dessa analyser är viktiga för tre huvudsyften: för det första att effektivt kunna svara på en kraftig ökning av nya anslutningsförfrågningar samtidigt som man följer belastnings- och produktionsbegränsningar; för det andra att exakt kunna förutse överbelastning av lågspänning under de kommande timmarna, dagarna och veckorna; och för det tredje att aktivt hantera och styra flexibla energiresurser för att anpassa kapacitetsutbyggnaden till efterfrågan.
Plexigrid har åtagit sig att förse tyska distributionsnätsoperatörer med den kritiska programvara, de analys- och hanteringsverktyg som krävs för att uppfylla de senaste kraven i §14a EnWG.
Från och med den 1 januari 2024 måste alla nyinstallerade system uppfylla reglerna för förbrukningskontroll som beskrivs i paragraf §14a. Denna skyldighet gäller om deras kombinerade nätanslutningskapacitet överstiger 4,2 kW för värmepumpar och rumskylning, eller individuellt för andra tillgångar.
På nätoperatörssidan måste de omedelbart upprätta denna nya anslutning utan dröjsmål. Att avvisa den nya tillgången är inte längre acceptabelt. Detta innebär en betydande förändring för nätoperatörerna, som måste svara effektivt på nya anslutningsförfrågningar samtidigt som de måste följa belastnings- och produktionsbegränsningarna i nätet.
En ny process måste etableras för att effektivt nå denna milstolpe. Nätoperatören måste lyckas samla in ansökningar för att omedelbart instruera mätoperatören att upprätta styrbarhet för den begärda anslutningen.
Digital tvilling
I tider som dessa är Digital Twin-tekniken ett kraftfullt verktyg för DSO:er. Genom att kombinera topologiinformation med prognosfunktioner kan man förutse hur nätet kommer att reagera på nya anslutningar. Detta säkerställer långsiktig strategisk kapacitetsplanering och kortsiktig taktisk planering. Dessa funktioner bidrar till att undvika eller fördröja behovet av nätförstärkningar, prioritera investeringar där de behövs som mest och säkerställa en kostnadseffektiv energiförsörjningstrygghet, både nu och i framtiden.
Den digitala tvillingmodulen i Plexigrid integrerar sömlöst nya element i nätet, t.ex. kopplingselement, samtidigt som den underlättar simuleringar av nätutbyggnader i både nya och befintliga områden. Genom att koppla samman tidigare isolerade system med hjälp av avancerade datamodeller möjliggörs integration i realtid med flera datakällor, vilket skapar en exakt kopia av nätet. Med hjälp av AI-modeller kan man snabbt analysera och prognostisera stora mängder tidsseriedata.
Med en digital tvilling av elsystemet får användarna inte bara en kopia av nuvarande fysiska tillgångar utan också möjlighet att simulera olika framtidsscenarier baserat på dagens information. Det innebär bland annat att man enkelt kan beräkna och analysera effekterna av teknik som distribuerad produktion, laddare för elbilar och värme- eller kylbelastningar.
Förmågan att göra prognoser
Plexigrid-plattformen erbjuder ett avancerat prognosverktyg som exakt förutser överbelastning av lågspänning för de kommande timmarna, dagarna och veckorna. Den övervakar och prognostiserar enskilda distribuerade energiresurser (DER) samt slutkunders belastning och produktion. Dessa data aggregeras för att modellera distributionsnätet för låg- och mellanspänning på en aggregerad nivå, vilket ger förbättrade insikter om nätets prestanda.
Genom att integrera data från olika organisatoriska silos, inklusive smarta mätare, SCADA-system, GIS-system och ERP-system, skapar Plexigrid ett kraftfullt system för nätverksövervakning i realtid. Med hjälp av AI-teknik prognostiseras nätverkets beteende, vilket leder till ökad operativ effektivitet och förbättrad kundnöjdhet.
Hantering av flexibilitet i realtid
Tillgång till flexibilitet i realtid överbryggar klyftan mellan nätinfrastruktur och aktiva kunder med uppkopplade flexibla enheter.
På Plexigrid prioriterar vi lösningar som ger nätoperatörer full kontroll över hela sitt nät i den dagliga nätdriften. Detta kräver en djup förståelse för nätdynamiken, förmågan att övervaka nätbelastningen och exakt prognostisera framtida överbelastningar.
Genom att utnyttja den inneboende flexibiliteten hos ansluten last och produktion kan just de enheter som bidrar till nätutmaningar förbättra nätverkseffektiviteten och skapa värde för tillgångsägare.
Vårt verktyg för flexibilitetshantering fungerar som ett nätmedvetet system för hantering av distribuerade energiresurser (DERMS) som är särskilt utformat för distributionsnätsoperatörer.
