Industria energiei electrice este strâns legată de traiul populației și de securitatea națională. Reprezentând infrastructura-cheie a sistemelor de energie electrică, rețelele de comunicații de energie electrică trebuie să fie sigure și fiabile, pentru a garanta funcționarea în condiții de siguranță și de stabilitate a sistemelor de energie electrică.
În acest context, este importantă construirea unei rețele avansate de comunicații de energie electrică, orientată spre viitor, care să ofere un sprijin solid în vederea garantării alimentării cu energie electrică și creării unor noi sisteme de energie electrică.
Importanța digitalizării sistemelor de energie electrică
Construirea unui nou sistem de energie electrică este elementul-cheie pentru a realiza transformări în industrie, contribuind în același timp la reducerea consumului de energie și asigurând securitatea și continuitatea energetică.
Transformarea digitală este esențială pentru a promova o sistem energetic curat, eficient și durabil, sprijinind în același timp integrarea eficientă a unui număr mai mare de surse regenerabile, a capacității de stocare și a vehiculelor electrice în rețea.
Prin intermediul digitalizării, întreprinderile își pot optimiza procesele, își pot ajusta strategia activității pe termen lung, precum și structura forței de muncă prin dezvoltarea competențelor.
Controlul și gestionarea producției ar trebui să fie centralizate pentru a sprijini sistemele de energie electrică sigure și fiabile, dar important este să existe și o colaborare eficientă între generatoare, rețea, sarcini și stocare. Acest demers va permite îmbunătățirea calității și eficienței operațiunilor întreprinderilor, precum și inovarea rapidă a managementului.
Provocările tranziției către noi sisteme de energie electrică
În viitor, amploarea și complexitatea sistemelor de energie electrică vor atinge o nouă dimensiune. Mijloacele digitale, cum ar fi IoT, digital twin și intelligent computing, sunt necesare în mod prioritar pentru a aborda provocările legate de fluctuațiile intermitente, complexe și multidimensionale din sistemele de energie electrică.
Cu ajutorul acestor mijloace, se poate obține un echilibru dinamic în timp real, sprijinind astfel mai bine alimentarea sigură cu energie electrică și interacțiunea eficientă dintre producție- rețea – sarcină – stocare. Pentru a atinge acest obiectiv, este necesară construirea unei rețele robuste de comunicații de energie electrică.
O rețea robustă de comunicații de energie electrică reprezintă o bază importantă pentru digitalizarea sistemelor de energie electrică.
Pentru a asigura funcționarea sigură și stabilă a rețelei electrice, multe țări au promulgat legi și reglementări. Luând China ca exemplu, conform standardului național obligatoriu GB 38755-2019 Guidelines for Power System Security and Stability, care a fost publicat în 2019, sunt definite trei linii de apărare și măsuri de control corespunzătoare pentru rețeaua electrică, astfel încât să garanteze funcționarea sigură și stabilă.
Construcția rețelei electrice respectă cu strictețe acest standard și consolidează continuu cele trei linii de apărare. În plus, diverse dispozitive de protecție a releului și de control a stabilității sunt configurate și îmbunătățite pentru a elimina efectele de undă ale incidentelor, prevenind astfel căderile de tensiune.
Așadar, rețeaua de comunicații de energie electrică necesită trei linii de apărare pentru a asigura securitatea comunicațiilor:
• Prima linie de apărare este aplicarea unor tehnologii de comunicații de înaltă fiabilitate, cum ar fi rețeaua native hard pipe (NHP) și adoptarea unui design de protecție în privința redundanței pentru componentele-cheie ale dispozitivelor de comunicații. La detectarea unei componente defecte, cum ar fi sursa de alimentare, ventilatorul sau placa de comutare, sistemul trece imediat la componenta de rezervă pentru a asigura funcționarea normală a dispozitivului.
• A doua linie de apărare este protecția legăturii de comunicare. Atunci când o legătură de comunicație este defectă, dispozitivele de comunicație de la ambele capete ale legăturii negociază și comută serviciile pe o legătură de protecție. În acest fel, serviciile pot fi restabilite rapid.
• A treia linie de apărare este protecția la nivel de rețea. Pentru a preveni avarierea rețelei la scară largă din cauza atacurilor asupra rețelei, trebuie construite două rețele de comunicații independente. Atunci când rețeaua activă este defectă, sistemul comută rapid serviciile pe alte legături disponibile. Acest lucru va îmbunătăți considerabil capacitatea de supraviețuire a serviciilor de bază de energie electrică în scenarii extreme.
În situațiile în care există linii de transmisie a energiei electrice de înaltă tensiune, foarte înaltă tensiune și ultraînaltă tensiune de peste 110 kV, ar trebui configurate trei linii de apărare pentru a construi o rețea de comunicații pe două planuri, de înaltă fiabilitate.
Mai mult, pentru a se adapta la digitalizarea pe termen lung a sistemului de energie electrică, rețeaua de comunicații trebuie să fie scalabilă:
1. Lățimea de bandă a rețelei ar trebui să fie suficient de mare pentru a susține o introducere rapidă a serviciilor.
2. Subsistemele de energie electrică trebuie să fie izolate fizic, astfel încât introducerea de noi servicii să nu afecteze serviciile existente.
3. Performanța rețelei, cum ar fi latența, trebuie să îndeplinească cerințele serviciilor diversificate de energie electrică.
Această rețea poate asigura disponibilitatea cel puțin a unei conexiuni de comunicații în cazuri extreme și funcționează ca o rețea de comunicații optice neîntreruptă pentru rețelele electrice, stabilind o bază importantă pentru digitalizarea noilor sisteme de energie electrică.
