Upravljanje z bremeni

Univerza v Ljubljani Fakulteta za elektrotehniko Upravljanje z bremeni Predmet: (Seminar) Avtor: Mentor: Študijsko leto 2018/19

Akronimi, okrajšave in tujke DSM Demand-side management Peak demand ali peak load ali on-peak load Je čas, ki ga v DSM upoštevamo, kot tistega v dnevu s pričakovano maksimalno potrebo po energiji EE Električna energija EES Elektro energetski sistem 2

Kazalo vsebine Akronimi, okrajšave in tujke... 2 1. Kaj je upravljanje z bremeni?... 5 2. Pregled področja... 5 Pametno omrežje... 7 Napovedovanje porabe električne energije... 8 Energetska učinkovitost... 9 3. Podrobneje o DSM... 9 1. Programi varčevanja z energijo (energy saving)... 9 2. Programi upravljanja z bremeni (load management)... 9 4. Potrebe za postavitev DSM... 10 5. Strategije DSM programov... 11 1. Zniževanje vršne moči (Peak clipping)... 11 2. Premeščanje odjema (Load shifting)... 11 3. Polnjenje dolin (Valley filling)... 12 4. Fleksibilna oblika odjema (Flexible load shape)... 12 5. Strateško povečevanje odjema(strategic load Growth)... 12 6. Strateško varčevanje (Strategic conservation)... 12 6. Potencial DSM aplikacij... 13 Zmanjševanje vršne moči... 13 Zmanjševanje končne porabe... 13 Osvetlitev... 14 Grelne in hladilne naprave, ter ventilacija... 15 Električni motorji... 15 7. Proces načrtovanja DSM... 15 Izbira želenega načina preoblikovanja odjema... 15 Analiza trga in odjemalcev... 16 Izbira primernega/ih ukrepa/ov... 16 Oblikovanje konceptov programa... 17 Analiza stroškov in koristi in oblikovanje podrobnega plana... 17 Implementacija programa... 18 Evaluacija programa... 18 8. Izkušnje, izpostavljene prednosti in kritike DSM... 18 Domača naloga iz naslova upravljanja z bremeni (DSM)... 20 3

Vprašanja iz naslova upravljanja z bremeni oziroma DSM... 22 Viri... 24 Kazalo slik Slika 1 Predvidena in dejanska proizvodnja in odjem za Slovenijo za dan 5. april 2019 (vir: ELES)... 6 Slika 2 Slovenska proizvodnja EE po virih za 5. 4. 2019 (vir: ELES)... 6 Slika 3 Shema pametnega omrežja... 8 Slika 4 Načini izvajanja DSM... 11 Slika 5 Razdelitev odjema po sektorjih in aplikacijah v letu 2013 v ZDA... 14 4

1. Kaj je upravljanje z bremeni? Upravljanje z bremensko stranjo distribucijskega omrežja(ang. Demand-Side Management ali DSM, ponekod tudi Demand-side response (DSR), ali Energy demand management. V nalogi bom uporabljal akronim DSM.), je ena od možnosti, za bolj učinkovito uporabo obstoječega distribucijskega omrežje brez spreminjanja le-tega. DSM v grobem zajema dve vrsti programov. Prva skupina zajema programe usmerjene k primikanju končne porabe, ko je le-ta najvišja(peak load ali peak demand) v čas, ko potreba po energiji ni tako velika(ang. load shifting). Druga skupina pa je usmerjena k splošno bolj učinkoviti rabi energije(energy efficiency). Primer zmanjševanja porabe je po navadi uporaba bolj energetsko učinkovitih naprav. Primer premestitve bremena, je lahko neuporaba pralnih in pomivalnih strojev v času velikega odjema, uporaba hranilnikov energije ali pa tudi dovoljen nadzor nad porabnikovimi bremeni s strani operaterja omrežja. Za potrebe premikanja bremen nam ni treba spremeniti samega distribucijskega omrežja, moramo pa za potrebe večine programov v omrežju imeti oziroma namestiti naprave za napredno merjenje in naprave, ki omogočajo dvosmerno komunikacijo med bremenom in centrom za vodenje omrežja. V primeru splošnega zniževanja porabe, pa moramo zamenjati relativno neučinkovite naprave z bolj energetsko učinkovitimi. Oba primera reguliranja bremen sta se v praksi že izkazala kot primerna rešitev pri načrtovanju EES. Velik del programov DSM je namenjen vključevanju potrošnikov. Potrošnike s pomočjo variabilne cene električne energije(ee) ali pa na kater drug vzajemno koristen način spodbuditi k zmanjšanju porabe EE v času najvišje porabe(on-peak) ali pa k splošno bolj učinkoviti rabi energije, torej k posledičnemu zmanjšanju celotne porabe. 2. Pregled področja Poraba električne energije se nenehno spreminja, proizvodnja pa mora le-tej ves čas slediti. Navadno se proizvodnja prilagaja porabniku, torej v času najvišje porabe(peak load) moramo navadno v sistem vključiti nov proizvodnji vir ali pa dvigniti proizvodnjo obstoječih virov, v nočnem času, ko je poraba navadno najnižja pa moramo zmanjšati proizvodnjo katere ob proizvodnih enot, npr. proizvodnjo termo ali hidro elektrarne. Zagoni proizvodnih virov so pogosto zelo energetsko potratni, torej dragi(termo elektrarna), ali pa električno energijo(naprej EE) proizvajajo po relativno visoki ceni(plinska elektrarna), zato si želimo, takšnega načina prilagajanju bremenu, izogniti ali pa ga vsaj minimizirati. V primeru Slovenije lahko velik del prilagajanja bremenom opravimo s pomočjo relativno velike instalirane moči hidroelektrarn, vendar se ob sušnih obdobjih seveda zgodi, da se glavno vlogo sledenja bremenom prevzamejo elektrarne na fosilna goriva. Na sliki 1 lahko vidimo grafa za napovedano in realizirano slovensko proizvodnjo EE za dan 5. 4. 2019, na istem grafu pa tudi napovedan in realiziran odjem za isti dan. Iz podatkov sem razbral, da je bil v tem dnevu minimalen odjem v 3 uri dneva in je znašal 1245 MWh, maksimalen pa v 21 uri dneva in je znašal 1858 MWh, kar je za skoraj 50% več od minimalnega. Iz slike 2 lahko razberemo, 5

da se je večino prilagajanja bremenu opravilo s strani hidroelektrarn ob majhni pomoči termoelektrarn. Kot vidimo se naš odjem znotraj dneva drastično spreminja. Slika 1Predvidena in dejanska proizvodnja in odjem za Slovenijo za dan 5. april 2019 (vir: ELES) Slika 2Slovenska proizvodnja EE po virih za 5. 4. 2019 (vir: ELES) Breme, ki bi mu s porabo najlažje sledili bi bilo kar takšno, ki bi sledilo optimalni proizvodnji, torej precej konstantno z majhnim spremenljivim delom ki bi se spreminjal skladno s proizvodnjo virov, na 6

katere vplivajo vremenske razmere(hidroelektrarne, vetrne elektrarne, sončne elektrarne, ). Takšno breme bi nam poleg lažjega sledenja s proizvodnjo precej olajšalo delo tudi pri načrtovanju našega omrežja, saj razlike med maksimalno in minimalno porabo nebi bile tako velike. Na žalost, pa takšna bremena seveda sama po sebi ne obstajajo. S ciljem, da bi se bremena prilagajala porabi vsaj v neki meri se v zadnjem času v distribucijskih omrežjih dela na konceptu pametnih omrežij, ki so sposobna s pomočjo velikega števila regulatorjev in merilnih naprav ob podpori telekomunikacijskih tehnologij do neke mere tudi upravljati bremena, torej premeščati breme iz časa najvišjega odjema, v čas, ko je odjem manjši. Koncept pametnih omrežij pod svojim okriljem zajema še veliko več ukrepov- Del upravljanja z bremeni je tudi energetska učinkovitost, ki pa sama po sebi pripomore predvsem k splošnemu znižanju poraba EE. V nadaljevanju sem na kratko predstavil pametna omrežja, aktivnost napovedovanja porabe EE in pojem energetske učinkovitosti, saj so vsi, vsak na svoj način, tesno povezani z upravljanjem z bremeni. Pametno omrežje Pametno omrežje(ang. Smart Grid), je omrežje, ki z ekonomskega stališča učinkovito združuje vse elemente omrežja v funkcionalno celoto. Koncept pametnih omrežij pomeni nadgradnjo današnjega koncepta obratovanja in načrtovanja sistema ter v bolj učinkovito celoto vključuje posamezne elemente sistema, tako klasične (centralizirane velike proizvodne enote, kot nove elemente, kot so na primer razpršeni proizvodni viri(sončne elektrarne), napredni sistemi merjenja, odjemalci z možnostjo prilagajanja porabe, virtualne elektrarne, električni avtomobili in hranilniki električne energije. Glavni razlogi za nadgradnjo omrežja v pametno omrežja so povezani predvsem z naraščanjem porabe in konične obremenitve, starajoča infrastruktura, prostorskimi omejitvami in s tem povezanimi težavami z umeščanjem v prostor, okolijskimi problematikami in porastom razpršene proizvodnje. Za vzpostavitev učinkovitega koncepta pametnih omrežij moramo ves čas seveda skrbeti tudi za usklajeno delovanje na ekonomskem, tehnološkem, regulatornem, in sociološkem področju. Bolj konkretno so načela, ki jim ob nadgradnji omrežja sledimo, ekonomska učinkovitost, trajnostna energija, visoka učinkovitost, kvaliteta in varnost dobave EE z majhnimi izgubami. Pametna omrežja vse to dosegajo z vgraditvijo naprednih merilnih, regulacijskih in kontrolnih sistemov, s poudarkom na telekomunikacijskih napravah, ki vse skupaj združujejo v sistem, ki se je v realnem času zmožen optimalno,»pametno«odzivati na spremembe v omrežju. Glavni cilji pametnih omrežij so naslednji: 1. Omogoča odjemalcem opravljanje svoje vloge pri optimizaciji delovanja sistema (DMS) 2. Natančneje obveščanje odjemalca o njegovem odjemu 3. Omogoča lažje povezovanje in reguliranje proizvodnih enot 4. Opazno zniža vpliv celotnega EES na okolje 5. Ohranja oziroma poviša zanesljivost, kvaliteto in varnost dobave EE 6. Ohrani in izboljša storitve, ki jih omrežje ponuja Zelo pomemben razlog nadgradnje omrežja je možnost interakcije med odjemom in proizvodnjo, predvsem zaradi čedalje večjih nihanj na proizvodnji strani, kot posledica vključevanja nepredvidljivih virov, kot so sončne, vetrne, pa tudi hidro elektrarne, z malo akumulacije. Z večjim odstotkom 7

obnovljivih virov v proizvodnem portfelju se pojavlja večja možnost razhajanja med proizvodnjo in porabo. Pametna omrežja tako ne omogočajo samo aktivnega vključevanja novih virov in reguliranja proizvodnje, ampak tudi zniževanje porabe na ekonomsko in družbeno sprejemljiv način. Nadgradnje omrežja ne pomenijo, da vlaganja v primarno infrastrukturo ne bodo več potrebna. Nove tehnologije bodo le omogočile, da se bo bolje izkoristila obstoječa infrastruktura, kjer bo to mogoče. Predvideno konstantno naraščanje porabe električne energije pa bo še vedno zahtevalo nove naložbe v obstoječ EES. Slika 3Shema pametnega omrežja Napovedovanje porabe električne energije Obstaja veliko spremenljivk, ki jih uporabljamo za napovedovanje porabe električne energije, pa vendar ne moramo v napoved nikoli popolnoma zaupati. Glavni pokazatelj pri napovedovanju električne energije je seveda pretekla poraba, upoštevajoč, čas v dnevu, dan v tednu, letni čas, praznične dni itn. Vendar na podlagi teh parametrov dobimo zelo grobo napoved. Eden glavnih razlogov za nihanje porabe, ki ga moramo pri napovedi upoštevati so vremenske razmere. Vremenske razmere direktno vplivajo na porabo s temperaturo okolice(gretje, hlajenje), indirektno pa tudi prek obnašanja porabnikov, torej nas ljudi(deževne dni po navadi preživljamo doma). Poleg vremenskih razmer, ki jih znamo dandanes na kratki rok že kar zelo dobro predvideti, pa na porabo EE vpliva še vrsta drugih faktorjev. Dolgoročno, prav tako pa tudi srednjeročno in kratkoročno napovedovanje porabe EE je ključen faktor pri načrtovanju in vodenju našega distribucijskega omrežja. Naše omrežje mora biti ob vsakem času sposobno prenesti količino EE. Ki jo zahtevajo bremena oziroma zagotavljati katero drugo za porabnika, prav tako pa za distributerja in ostale akterje, sprejemljivo rešitev. DSM je primer ene od 8

vmesnih rešitev pri načrtovanju omrežja, kjer nam samega omrežja ni treba spremeniti, vseeno pa je naše omrežje zanesljivo s stališča tega, da imamo v primeru povečanja obremenitve možnost omrežje varovati z bremenske strani, torej z znižanjem odjema. Pri tem na bremenski strani odklapljamo bremena, s katerimi nam je uporabnik v naprej odobril upravljanje, torej gre za s stališča družbene dobrobiti, sprejemljivo rešitev. Energetska učinkovitost Energetska učinkovitost je definirana kor količina koristno uporabljene energije, glede na količino energije, ki smo jo v delo vložili. O stopnjo energetske učinkovitosti lahko govorimo na področju posameznih porabnikov kot so npr. hladilnik, elektromotor, hiša(ogrevanje hiše), na proizvodnji strani ali pa tudi pri prenosu energije. Želimo si, da so vse komponente sistema od proizvodne enota, pa do končnega porabnika čim bolj energetsko učinkovite. Višjo energetsko učinkovitost dandanes dosegamo z uporabo bolj tehnološko naprednih sistemov in naprav. Podrobneje je področje energetske učinkovitosti v sklopu DSM opisano v poglavju 6 v podpoglavju»zmanjševanje končne porabe«. 3. Podrobneje o DSM DSM zajema planiranje, implementiranje in ocenjevanje aktivnosti, ki so namenjene spodbujanju in usmerjanju potrošnikov k spremembi njihovega načina in količine odjema EE, v smeri splošnega zmanjševanja porabe in časa odjema glede na uro v dnevu. Želja je namreč, da je odjem znotraj dneva karseda konstanten in predvidljiv, torej v primeru DSM karseda voden. Aktivnosti povezane z upravljanjem z bremeni delimo v dve glavni skupini(kategoriji): 1. Programi varčevanja z energijo (energy saving) Aktivnosti v smeri varčevanja z energijo spodbujajo potrošnika k zamenjavi energetsko neučinkovitih naprav z energetsko bolj učinkovitimi, torej s takimi, ki z nižjo porabo energije dosegajo iste rezultate oziroma opravljajo isto nalogo pri manjši porabi. 2. Programi upravljanja z bremeni (load management) Namen programov povezanih z upravljanjem z bremeni je zniževanje porabe električne energije v času, ko je ta na vrhuncu(demand peak). Namen le-tega je bolj ekonomična raba že obstoječega omrežja, tako da porabo v času»peak demand«premestimo v času, ko je poraba manjša. To je še posebej koristno v primerih omrežij, kjer bi morali zaradi občasnih visokih odjemov razmišljati o gradnji nove proizvodnje enote, čeprav vemo, da ta večino časa nebi obratovala, na drugi strani pa bi bila verjetno njena cena na proizvedeno enoto zelo velika. 9

Univerza v Ljubljani Fakulteta za elektrotehniko Ljubljana, 9. 4. 2019 4. Potrebe za postavitev DSM Programi DSM na eni strani pomagajo zniževati porabo energija v času vršne porabe, na drugi strani pa omogočajo uporabniku zmanjševanje porabe energije, kot odziv na cenovne signale. Pri tem je pomembe Cenovni signali so lahko uvedeni na različne načine. - - Časovne stopnje uporabe(time-of-use rates) Dvig cene za 2 ali 4 krat v časi vršnega odjema. Spreminjanje cene v realnem času(real-time Pricing) Izračun cene poteka glede na čas v dnevu iz za vsak interval posebej. Cena se sproti izračuna glede na porabo, obremenitev sistema in ceno energije na trgu. Direktna kontrola bremena(direct load control) Operater lahko odklopi bremena po dogovoru z porabnikom Podatki s strani operaterja Za potrebe primerjave rešitev med porabniško in proizvodnjo stranjo seveda potrebujemo podatke o obratovanju, ki jih lahko pridobi operater. Podatki, ki jih potrebujemo so naslednji: Porabniška stran Število porabnikov, ki sodelujejo v DSM programih Skupna letna privarčevana moč glede na aktivnost in skupna možna privarčevana moč Privarčevana moč v času visoke porabe(peak demand) glede na aktivnost in skupna možna privarčevana moč Določanje deleža uporabnikov, ki bi se lahko vključili v posamezen program DSM Ocena stroškov uvedbe DSM Proizvodna stran Velikost najvišje letne konične porabe Število potrošniških razredov Relativna velikost distribucijskega sistema merjeno v kilometrih distribucijskih povezav Doprinos skupne EE posamezne proizvodne enote 10

5. Strategije DSM programov Obstaja 6 glavnih načinov oziroma strategij, ki jih moderni DSM programi uporabljajo kot sredstva s katerimi želijo vplivati na potrošnikovo obnašanje torej na, skupno končno porabo oz. način porabe EE. Načini 1., 2., 4., in 6. so povezani predvsem z upravljanjem z bremeni v realnem času v smislu izravnave odjema, ostala dva pa se tičeta bolj ekonomične rabe energije in dolgoročne planirane rasti potrošnje. Vseh 6 načinov izvajanja DSM je shematsko predstavljenih na sliki 4. Slika 4 Načini izvajanja DSM 1. Zniževanje vršne moči (Peak clipping) Pri zniževanju vršne moči odjema gre za preprosto zniževanje porabe EE v delih dneva, ko je le-ta najvišji(peak-load) Če pogledamo strukturo Slovenskega odjema na slikah 1 in 2, bi šlo v tem primeru za zniževanje odjema v jutranjih urah, predvsem v uri 9, in pa v večernih urah, predvsem v uri 20. Pri tem bremena ne premeščamo ampak ga preprosto znižamo, kar ima kot posledico nižji odjemih v času vršne porabe, prav tako pa v nižji skupni porabi. To lahko dosežemo z možnostjo direktnega nadzora nad potrošnikovimi bremeni. 2. Premeščanje odjema (Load shifting) Pri premeščanju bremenskega govorimo o zniževanju vršnega odjema(on-peak), na račun tega, da za isto količino energije odjem povečamo v času, ko potreba po EE ni tako velik(off-peak)(v obratnem primeru gre za rezanje vršnega dela porabe). Če spet pogledamo na sliko 1 ali 2, bi v našem primeru porabi iz vršnega dela prestavili v dolino, kjer je raba energije manjša, torej najbolje nekam v nočni čas med uri 1 in 6 ali pa morda v popoldanski čas med uri 13 in 17. Takšno premeščanje odjema lahko izvajamo s pomočjo shranjevalnikov energije, npr. shranjevalniki toplotne energije ali pa pogosteje s spodbujanjem porabnikov, da sami spremenijo 11

čas v katerem trošijo energijo, pri napravah, ki le-to dopuščajo. Primer spodbude je npr. dvotarifno obračunavanje električne energije, ki spodbuja odjemalce k temu, da naprave kot so pralni in pomivalni stroj, uporabljajo v nočnem (off-peak) času. 3. Polnjenje dolin (Valley filling) Praksa polnjenja dolin je aktualna predvsem za bremena, ki so nekoč obratovala s pomočjo drugega vira energije in jih tako na novo vključujemo v EES. Seveda novo vključena naprava dvigne skupno porabo EE, vendar pa novo napravo, če aplikacija to seveda dopušča, uporabljamo zgolj v času nizkega odjema(off-peak) in tako naredimo dnevni odjem bolj konstanten, saj vršne porabe pri tem ne zvišamo. Takšno početje je smiselno, v primerih ko 4. Fleksibilna oblika odjema (Flexible load shape) V tem primeru na gre za spreminjanje oblike bremena kot v prejšnjih treh primerih. Možnost fleksibilnega breme lahko pridobi distributer ob predhodnem dogovoru s potrošnikom, ki sprejme, da distributer katerega od njegovih bremen kadarkoli odklopi, po navadi z namenom zniževanja špice odjema. V tem primeru lahko nastradata dobava in kvaliteta dobave EE, zato je zelo pomemben dober bilateralen dogovor. 5. Strateško povečevanje odjema(strategic load Growth) Pri vključevanju novih porabnikov v omrežje želimo, da se nam obstoječa oblika odjema ne spreminja preveč. Nove vire torej vključujemo tako, da se nam skupaj povečata tako konična, kot ne-konična moč. Poveča se nam torej pasovna energija, ki jo najlažje dobavljamo in povečujemo njeno proizvodnjo. 6. Strateško varčevanje (Strategic conservation) Gre za povečevanje energetske učinkovitosti s ciljem zmanjševanje končne porabe. Pri tem manjšamo tako konično kot ne-konično moč odjema, seveda pa tudi skupno. To dosegamo z zamenjavo ne-energetsko učinkovitih naprav s bolj učinkovitimi. Vsem načinom reguliranja bremen je skupno to da na nek način spreminjamo čas ali količino(ali oboje hkrati) potrošnikovega odjema, s ciljem da ustvarimo željen odjem EE. Kater način regulacije bremen, ali kombinacijo le teh bomo izbrali, je odvisno od konkretne situacije v sistemu. V primeru da poraba v nekem distribucijskem omrežju hitro raste se bomo navadno poslužili ene od metod namenjenih zniževanja vršne moči(rezanje vršnih moči, premeščanje odjema, fleksibilen način odjema ali pa strateško varčevanje), saj le te za operaterja predstavljajo nove energetske vire, s pomočjo katerih lahko operater zadosti potrebam naraščajočega odjema. Po drugi strani gre pri polnjenju dolin in strateškem povečevanju moči predvsem za dolgoročno planiranje s ciljem večje ekonomske efektivnosti oziroma energetske učinkovitosti zaradi pričakovane rasti porabe. Izvajanje ukrepov DSM, kjer je skupna potrošena končna moč zaradi določenih ukrepov zreducirana, se nam mogoče zdi nespametna poteza s strani operaterja, saj tako konec koncev vendarle»proda«manj energije kot sicer. Izkaže pa se, da je pogosto ceneje energijo privarčevati, kot pa jo proizvesti. Po tej analogiji sledi, da je»negawatt«(privarčevan Watt EE), enakovreden proizvedenemu Watt-u EE. Na primer, v primeru, da uspe javna služba prek katerega od programov DSM znižati porabo v omrežju, izgradnja nove proizvodnje enote ni potrebna, dokler se proizvodnja spet ne poveča. Znižanje porabe na obstoječem omrežju pa seveda pomeni tudi višjo zanesljivost, kar pomeni, da nam ne bo treba instalirati potencialno dragega nadzornega sistema, ki bi nam preprečeval 12

potencialno preobremenitev na katerem izmed vodov, ki se bi v primeru rasti porabe približali svojim mejam obratovanja. 6. Potencial DSM aplikacij Glavni dve strategiji DSM zajemata upravljanje z bremeni z namenom zmanjševanja vršne moči in povečevanje efektivnosti končne porabe energije. Glavno merilo, pri odločanju za uporabo DSM je v današnjem času seveda ekonomsko stališče, pri čemer gre v našem primeru za varčevanje, prvič kot posledica zmanjševanja vršne moči, in drugič kot posledica zmanjševanja končne porabe EE. Pa poglejmo nekoliko podrobneje, kakšen je potencial in možnost uporabe obeh glavnih skupin strategij DSM. Zmanjševanje vršne moči Pri planiranju omrežja je možnost upravljanja z bremeni z namenom zmanjševanja vršne moči zelo zaželena možnost, saj nam omogoča lažje odpravljanje motenj v omrežju in na sploh bolj efektivno izrabo našega omrežja. V primeru prekinitve dobave katerega od virov na takšen ali drugačen način, nam ustrezno dimenzioniran način lahko omogoča zelo enostavno sploh pa cenovno ugodno odpravljanje motnje. Prednosti, ki jih ponuja DSM pa poleg cenovnih kazalcev merimo tudi v vplivu na okolje. Na mesto, da v omrežje vgradimo novo povezavo, ojačimo obstoječo ali pa zgradimo nov proizvodnji vir, ki bi energijo za pokrivanje vršne moči najverjetneje pridobival iz fosinih goriv, lahko ta denar raje namenimo kateremu od programov DSM. Infrastruktura, ki omogoča upravljanje z bremeni navadno ne zahteva obširnejših posegov v naravo. Ekonomska učinkovitost seveda ni enaka za vsa omrežja in je zelo pogojena s trenutno situacijo. Zmanjševanje končne porabe Tako uporabniki kot operater ima možnost bolj učinkovite rabe energije. Sistemski operater lahko nadomesti starejše transformatorje in kable z novejšimi, ki imajo lahko boljši izkoristek, končni potrošnik pa to lahko naredi z vsemi napravami, ki imajo izkoristek podan, pa bi bile lahko nadomeščena z bolj energetsko učinkovitimi napravami. Postavi se seveda tudi vprašanje ali se to stroškovno splača, saj pogosto z novejšo napravo z nekoliko boljšim izkoristkom lahko tudi na dolgi rok prihranimo zgolj nekaj»wattov«. Končne porabnike lahko grobo razdelimo v tri sektorje: industrijske, komercialne in stanovanjske. Večinski del odjema iz našega EES pa predstavljajo 3 skupine odjemalcev: osvetlitev, grelne/hladilne naprave in električni motorji, ki predstavljajo različno količino odjema glede na sektor odjemalca. Na sliki 5 je predstavljena shema odjema po sektorjih in naprej po aplikacijah odjema znotraj sektorja. Pri vsakem od odjemalcev lahko tako na svoj način izboljšujemo energetsko učinkovitost. Naprej so predstavljene ključne akcije izboljševanja energetske učinkovitosti za nekatere glavne aplikacije odjema. 13

Slika 5 Razdelitev odjema po sektorjih in aplikacijah v letu 2013 v ZDA Osvetlitev Osvetlitev je eden izmed glavnih porabnikov predvsem v komercialnem sektorju, velik del pa predstavlja tudi v bivalnem delu kar je razvidno tudi iz slike 5. Po podatkih Eurelectric za leto 2010 je razsvetljava v shemi evropskega končnega odjema predstavljala okrog 15%. Kot vemo je v večini naših domov razsvetljava že izvedena s pomočjo ene od varčnih svetil. Po večini se uporablja kompaktna fluorescentna sijalka, predvsem zaradi dolge življenjske dobe, relativno nizke cene in pa dobrega izkoristka. Pri tem velja omeniti da ob velikem procentu fluorescentnih sijalk škodo utrpi faktor moči, kar lahko vpliva na porabo oz. izkoristek drugih naprav v omrežju. V komercialnih poslopjih se pogosto odločamo za druge načine osvetljevanja. Seveda pa pri osvetljevanju ne gre samo za izbiro končnega bremena žarnice ampak lahko za znižanje porabe na uporabniški strani poskrbimo tudi na drugačne načine. Druge poti k večji energetski efektivnosti bi bile na primer lahko optimizacija osvetlitve ob upoštevanju sončnih ur v dnevu, povečevanja ozaveščenosti o varčevanju z energijo z ugašanjem nepotrebnih svetil in podobno. 14

Grelne in hladilne naprave, ter ventilacija Grelne in hladilne naprave predstavljajo približno eno četrtino odjema v bivanjskem in komercialnem sektorju. Njihov namen je navadno ohranjanje želene temperature v notranjih prostorih zgradb. Glavni način izboljšave energetske učinkovitosti je seveda dobra izolacija prostorov, kar zmanjša izgube in posledično potrebno vloženo energijo za isti končni rezultat. Bistveno je predvsem ozaveščanje potrošnikov o energetski učinkovitosti ali pa uvedbe določb, ki to od njih zahtevajo. Pri tem je vredno poudariti tudi samo izobraževanje potrošnika. Primer pogostega zmotnega prepričanja ali pa zgolj želje po udobju je konstantno gretje prostorov tudi, ko nas tam ni, pa naj gre tukaj za čas enega dneva ali pa enega tedna. Vemo, da popolnoma ohlajena hiša potrebuje precej dolgo časa, da se dodobra segreje(odvisno je seveda od načina ogrevanja). Vemo, da so toplotne izgube pri gretju ali hlajenju prostora prisotne ves čas in naraščajo z večanjem razlike med notranjo temperaturo in temperaturo okolice. Po tej logiki, bi bilo najbolj smiselno gretje izklopiti vedno ko nas ni tam in ga zares ne potrebujemo. Seveda pa mora vsak posameznik glede na razmere oceniti koliko je pripravljen»potrpeti«. Seveda bi bila v smislu tega najbolj smiselna uvedba tudi pametnega gretja, ki bi deloval optimalno do porabnika in EES. Električni motorji Električni motorji predstavljajo okrog 60% skupnega končnega odjema EE. Najdemo jih v različnih velikostih in z različnimi nameni v vseh porabniških sektorjih. Sodelujejo tudi pri hlajenju in gretju in prestavljajo večji delež industrijskega odjema. Najpogosteje se uporablja indukcijski motor. Za izboljšanje energetske učinkovitosti motorja se osredotočimo na naslednje tri faktorje: izkoristek motorja, izgube v motorju in kvaliteta moči. Z uporabo motorjev, ki so učinkoviti na podlagi omenjenih treh faktorjev lahko zelo izboljšamo energetsko učinkovitost odjema. Kot pri vseh bremenih pa lahko tudi pri električnih motorjih veliko naredimo z ozaveščanjem posameznikov in podjetij o ekonomični rabi naprav. Veliko lahko naredimo tudi z izbiro pravih dimenzij motorjev z upoštevanjem bremenske karakteristike motorja. 7. Proces načrtovanja DSM Proces planiranja DSM projektov je pogojen in opredeljen z upoštevanjem regulatornih zahtev, finančnih okvirjev in tehničnih zmogljivosti oz. možnosti. Plan takšnega procesa je sestavljen iz nekaj med seboj bolj ali manj povezanih točk. Različni viri navajajo različen vrstni red dogodkov povezanih z načrtovanjem, vendar večina zajema točke ki jih bom predstavil v nadaljevanju. Nekatere od njih se seveda lahko izvajajo vzporedno zato pri njih vrstni red ni bistvenega pomena. To velja predvsem za začetne točke, torej pred začetkom implementacije. Izbira želenega načina preoblikovanja odjema Kot sem razbral iz različnih virov, je najbolj uveljavljena praksa pričetka načrtovanja programa DSM z izbiro načina preoblikovanja oziroma želene modifikacije bremena(glej poglavje 5.). Glede na dano situacijo se torej odločimo na kakšen način želimo preoblikovati odjem v določenem omrežju. Na primer, ugotovili smo, da bo v nekem omrežju konična poraba presegla zmožnosti proizvodnje. Obstaja veliko načinov s katerimi lahko pridemo do ustrezne rešitve, med njimi pa se odločimo 15

predvsem na podlagi končne cene in drugih potencialnih prednosti posamezne rešitve. Na proizvodnji strani, bi lahko problem preprosto rešili z izgradnjo novega proizvodnega vira. Pogosto, pa se izkaže, da je cenovno bolj ugodna in vsestransko koristna katera od rešitev DSM. V konkretnem primeru bi se verjetno odločili za enega od načinov izravnave odjema. Seveda, pa moramo za končno odločitev čim bolje poznati lastnosti trga in odjemalcev zato se na to točko lahko vrnemo ali pa jo kot sem zasledil, v nekaterih praktičnih primerih, izvajamo nekoliko kasneje v procesu planiranja. Analiza trga in odjemalcev Kot omenjeno v prejšnji točki je ključnega pomena pri izbiranju ukrepov DSM poznavanje potrošnikov in pa tudi lastnosti trga. Če želimo na primer doseči zmanjšanje konične porabe prek nadzora nad klimatskimi napravami, moramo v program vključiti zadostno število porabnikov, da bo le-ta sploh pokazal rezultate. Za to, da v program vključimo zadostno število naprav, moramo vedeti kakšno moč bomo imeli pod kontrolo v času konične moči na hladen dan ali pa morebiti zelo vroč dan v primeru določenega števila participantov. Vedeti moramo tudi, kolikšen čas odklopa bremena je za uporabnika še sprejemljiv v primeru, da želimo uvesti program fleksibilne oblike odjema ali pa program zniževanja vršne moči s pomočjo sekvenčnega izklapljanja naprav. Po navadi lahko že iz znanih vhodnih podatkov hitro ugotovimo, katere od rešitev sploh ne pridejo v poštev in katere bi bile lahko potencialno ustrezne. Takšne analize lahko izvajamo s preprostim anketiranjem, ali pa verjetno bolj zanesljivo z analizo realnih podatkov o obnašanju potrošnikov, če jih le lahko pridobimo. Analiza trga in odjemalcev se seveda izvaja vsaj delno vzporedno z odločanjem o primernem ukrepu. Na primer, če že pri hitrem pregledu podatkov o polnjenju električnih avtomobilov ugotovimo, da jih večina že polni v nočnem času, ne bomo izvajali še ene analize o tem, kako bi potrošnika prepričali v to da ga naj polni v nočnem času, ampak se preprosto osredotočimo na druge možnosti. Izbira primernega/ih ukrepa/ov Glede na želen način preoblikovanja bremena in podatkov, ki smo jih uspeli pridobiti o potrošnikih se sedaj odločimo za končne ukrepe, ki se nam zdijo primerni znotraj izbranega načina. Znotraj vsakega načina preoblikovanja bremena navedenega v poglavju 5 obstaja vrsta možnih ukrepov. Zapisal bom nekatere, ki se pogosto uporabljajo, seveda pa obstaja še vrsta drugih in pa seveda njihove kombinacije. Zniževanje vršne moči (Peak clipping) - Krmiljeni grelci vode(bojlerji) ker bojlerji toplotno energijo zadržujejo relativno dolgo jih brez težav odklopimo tudi za relativno daljše obdobje(ena ura) - Bolj učinkovito ohlajevanje prostorov (sekvenčno izklapljanje ob času visoke porabe) Premeščanje odjema (Load shifting) - Krmiljenje grelcev vode(bojlerjev) - Vodenje klimatskih naprav - Shranjevalniki toplotne energije (polnimo ob času nizke porabe) Polnjenje dolin (Valley filling) - Električni avtomobili - polnjenje ob času nizke porabe - Ciljni ekonomski razvoj - npr. nov proizvodnji obrat zgradimo tako, da večji del energije odjema v času nizke porabe 16

Univerza v Ljubljani Fakulteta za elektrotehniko Ljubljana, 9. 4. 2019 - Varnostna razsvetljava - Javno razsvetljavo izkoristimo, da nam ob času nizke porabe»polni luknje«fleksibilna oblika odjema (Flexible load shape) - Odklopljivi porabniki - Pridobimo dovoljenje za izklop določenih uporabnikovih bremen Ogrevanje iz dveh virov ob času visoke porabe imamo možnost vklopa ogrevanja z drugim ne-električnim virom energije Prioritetno dobavljanje določimo vrstni red po katerem ob času visoke porabe odklapljamo bremena, če je v sistemu pomanjkanje EE Električni avtomobili Ob času visoke porabe lahko električne avtomobile ne samo nehamo polniti ampak jih tudi uporabimo za vir energije Strateško povečevanje odjema(strategic load Growth) - Ecowatts naprava, ki»čisti«električno energijo višjih harmonikov in tako pripomore k boljšemu izkoristku drugih naprav v omrežju Elektrifikacija industrije Veliko industrijskih porabnikov ima konstanten odjem, zato lahko taki porabniki pozitivno vplivajo na izravnavo odjema Novi grelni in hladilni sistemi Strateško varčevanje (Strategic conservation) - Efektivno osvetljevanje Efektivno gretje Efektivno hlajenje Uporaba motorjev z visokimi izkoristki Oblikovanje konceptov programa Izbrane ukrepe iz prejšnje točke, za katere predvidevamo največji ekonomski potencial in so najlažje tehnično izvedljivi, nato zapakiramo v različne programe. Programe delimo na centralizirane in decentralizirane. Pri prvih je celotno delo v rokah operaterja, torej gre po navadi kar za direktno inštalacijo določene aplikacije, v drugem pa pri tem aktivno sodelujejo porabniki. V drugem primeru je naloga operaterja predvsem ozaveščanje uporabnika in ponudba možnosti, ki so za uporabnika ustrezne, na uporabniku pa je, da se odloči za vključitev v program. Analiza stroškov in koristi in oblikovanje podrobnega plana V tem koraku izvedemo podrobnejše analize stroškov in dobičkov, ustvarimo načine za spremljanje stanja projekta in vseh vključenih. Pri tem se že dogovarjamo z institucijami, ki jih želimo vključiti v projekt. Pri podrobnejšem planu projekta moramo biti pozorni predvsem na področje negotovosti in področje regulativ. Glavna področja negotovosti, ki jih moramo eksplicitno opredeliti so naslednja: - Tehnična negotovost V primeru uvajanja nepreizkušene tehnologije, v primeru uvedbe preizkušene tehnologije v popolnoma drugačno okolje 17

- Ekonomska negotovost Na primer v primeru, da nimam podatkov o podobnem projektu na podobnem omrežju - Tržna negotovost Ne sigurnost napovedi odziva potrošnikov - Časovna negotovost V primeru, da uporabniki s časom v projektu ne želijo več sodelovati Plan izvedbe projekta mora ustrezati celotnemu naboru regulativ, poleg tega pa je pomembno posvetiti pozornost tudi drugim institucijam, ki se ukvarjajo s podobnimi stvarmi, pa naj bo to na istem ali sosednjih trgih. Pozitivna naklonjenost drugih družb je pri izvedbi projekta še kako pomembna. Implementacija programa Zaradi tveganj opisanih pri prejšnji točki so izvedbe projektov pogosto zamaknjene ali pa se namesto celotnega projekta izvajajo manjši pilotni projekti, ki nam služijo kot indikacija in dodatna informacija o ustreznosti. Skupaj z pilotnimi projekti izvajamo še dodatne raziskave in odkrivamo in odpravljamo možnost tveganj pri izvedbi celotnega projekta. Pri izvedbi celotnega projekta se dejanski dobavi opreme in postavitvi sistemov vedno pridružijo še marketing, nadzor nad projektom in upravljanje. Evaluacija programa Napredovanje projekta je potrebno ves čas spremljati. V primeru, da vidimo, da program na primer ne bo uspel znižati vršne moči za določeno vrednost, moramo poiskati drugo možno rešitev, ki bo dopolnila oz. nadomestila nalogo projekta, ali pa projekt preusmeriti. 8. Izkušnje, izpostavljene prednosti in kritike DSM DSM je bolj ali manj razširjena praksa v različnih državah po svetu. V nekaterih državah je sistem že zelo dobro razvit, v nekaterih pa se ga načrtuje. Po navadi je projekt, ki je usmerjen k integraciji DSM na obstoječe omrežje voden s strani državnih institucij ali regulatorjev, financiran pa z davkoplačevalskim denarjem ali pa zanj potrošniki plačujejo direktno skupaj s plačilom EE. Sama izvedba projekta je po navadi naloga operaterja omrežja. Mednarodne študije kažejo na pozitivne rezultate integracije DSM v omrežje, predvsem s stališča ekonomije, varnosti dobave in zanesljivosti omrežja. Če bi na primer uspeli razširiti programe energetske učinkovitosti na področje celotne Evrope, je predvideno 10% zmanjšanje porabe EE. V nasprotju z konvencionalnimi viri proizvodnje EE, lahko uspešna uvedba DSM zniža možnosti za nepravilno obratovanje, s čimer poveča zanesljivost dobave EE. Prav tako, je rešitev DSM pogosto veliko cenejša od direktnih omrežnih posegov z namenom ojačenja omrežja in dodajanja dodatnih proizvodnih virov. Zmanjševanje vršne porabe EE lahko zelo zniža potrebne investicije v infrastrukturo EES. Posledično je cena EE v povprečju lahko nižja. Kritike se nanašajo predvsem na neefektivnost. V primeru da gre, na primer, za projekt, ki ni povsem tržno naravnan ampak je na primer posledica katere od regulativ, ki se tičejo efektivne rabe energije, se lahko zgodi, da je investicija v DSM višja kot bi bila investicija v novo proizvodnjo enoto, poleg 18

tega lahko predstavlja tudi dodaten znesek na računu potrošnika in pa manjši zaslužek akterjev na trgu zaradi manjše porabe EE. Pri integraciji DSM je potrebna tudi nekoliko bolj podrobno spremljanje uporabniškega vedenja, zaradi česar se lahko pojavljajo vprašanja zasebnosti. 19

Domača naloga iz naslova upravljanja z bremeni (DSM) Smo v vlogi operaterja distribucijskega omrežja in pripravljamo dolgoročni plan izmišljenega omrežja, pri čemer smo se že odločili za uporabo ukrepov iz naslova DSM. O omrežju smo iz dosedanjega spremljanja uporabnikov in drugih dostopnih podatkov ugotovili naslednje: - Naselje se nahaja v državi razvitega sveta in v bližini ekvatorja in oceana - Konična moč(on-peak) znotraj dneva je pogosto kar za 2/3 višja od minimalne porabe(offpeak) - V naselju je bilo že izvedenih veliko programov namenjenih efektivni rabi EE, zato ima večina prebivalcev doma že nameščene varčne žarnice, hladilnike in AC naprave z visokimi izkoristki - Prenosno omrežje je precej zastarelo in brez katerihkoli naprav za napredno merjenje in regulacijo, poleg tega nimamo dostopa do katerihkoli podatkov o izvedbi projekta z namenom zniževanja vršne moči za podobno naselje - V bližnji prihodnosti načrtujemo izgradnjo veliko novih industrijskih objektov - Uporabniki v našem omrežju niso izkazali velikega interesa, ko se je nekaj let nazaj uvedlo dvotarifno obračunavanje cene energije Sledite postopku načrtovanja DSM(glej seminar poglavje 7.) in zapišite, kakšni bi se vam zdeli primerni ukrepi in odločitve v posamezni točki. Pri točki izbire primernih ukrepov se omejite na le dve, ki bi bile po vašem mnenju najbolj ustrezni. Pri točki analize stroškov in koristi se osredotočite predvsem na popis negotovosti izbranih dveh rešitev iz prejšnje točke. Pri točki implementacije programa si zamislite pilotni projekt s katerem bi lahko še dodatno preverili ustreznost programa. Možna rešitev: Proces načrtovanja implementacije rešitev z naslova DSM sledi bolj ali manj ustaljenemu zaporedju dogodkov. Tako bom, pri vsakem od korakov zapisal odločitve, ki se mi zdijo glede na vhodne rešitve najbolj primerne. Vhodnih podatkov seveda ni dovolj, da bi dopuščale zgolj eno možno končno rešitev. Izbira želenega načina preoblikovanja odjema Iz podatka o našem omrežju razberemo veliko nihanje porabe znotraj dneva, zato bo naš cilj namenjen predvsem zniževanju vršne moči oziroma glajenju odjema znotraj dneva. Ker se naše naselje nahaja blizu ekvatorja lahko predvidevamo, da je temperatura v naselju visoka in konstantna, kar pomeni, da je edino nihanje porabe tisto znotraj dneva oziroma tedna, ne pride pa do večjih sezonskih nihanj. Zaradi že izvedenih programov o učinkoviti rabi energije, se seveda ne bomo lotevali novih, saj tudi naš namen ni znižati celotne porabe ampak vršno moč. Analiza trga in odjemalcev V našem primeru že imamo nekaj podatkov, ki nam služijo kot smernice pri izbiri ustreznega programa in dodatnih podatkov ne moramo pridobiti. Odločali se bomo torej na podlagi tega kar nam je znano. 20

Izbira primernega/ih ukrepa/ov Kot vidimo je veliko možnih rešitev povezanih z grelci vode, ki v našem primeru seveda ne pridejo v poštev. Iz podatka o bližini ekvatorja in tega, da gre za mesto razvitega sveta, pa lahko sklepamo, da se bo večina ljudi hladila s pomočjo klimatskih naprav, najverjetneje pa z največjo intenzivnostjo prav v času vršne moči. Eden od primernih izbranih ukrepov bi bil tako recimo zniževanje vršne moči s pomočjo sekvenčnega odklapljanja klimatskih naprav. Iz podatkov o našem naselju vidimo, da je načrtovana izgradnja velikega števila industrijskih objektov. Industrijski objekti imajo pogosto lahko precej konstanten odjem, zato bi bilo strateško povečevanje odjema tudi ena od možnih rešitev. Kljub temu, da bo skupni odjem naraščal, se bo zmanjševala procentualna razlika med maksimalnim in minimalnim odjemom. Planiranje novih industrijskih gradenj lahko zapeljemo tudi v okviru polnjenja dolin(valley filling), tako da industrijo na nek način spodbudimo, da dodatno instalira porabnike, ki porabljajo energijo v času izven vršne. Glede na to, da je nihanje porabe v našem omrežju kar zelo veliko bi bila ponujena cena energije za nočni odjem lahko zelo majhna. Oblikovanje konceptov programa Pri zniževanju vršne porabe s pomočjo klimatskih naprav, bi šlo za decentraliziran program. Uporabnik,bi se za nadzor njegove klimatske naprave moral podati dovoljenje. Dovoljenje pa bi dal glede na ponujene pogoje s strani operaterja. Šlo bi namreč za poseg na napravah ki so v lasti uporabnika zato bi bila končna odločitev o vključitvi v program predvsem na strani potrošnika. Prav tako bi šlo za decentraliziran program pri spodbujanju industrije k izgradnji proizvodnega obrata, ki odjema energijo v času nizke porabe. Podjetje bi se za izgradnjo odločilo glede na ponujene pogoje s strani operaterja(npr. dolgoročna pogodba o odjemu energije po 10 /MWh v času od 1h zjutraj pa do 6h zjutraj) Analiza stroškov in koristi in oblikovanje podrobnega plana Iz podatka o zastarelosti omrežja in podatka o tem da nimamo podatkov o implementaciji podobnih programov v podobno omrežje lahko govorimo o veliki tehnični negotovosti. Pri tem lahko govorimo tudi o ekonomski negotovosti saj nimam dovolj podatkov o novo implementirani tehnologiji. Glede na to da se naši uporabniki niso najbolje odzvali na dvotarifno obračunavanje cene, lahko upravičeno govorimo o ekonomski negotovosti s stališča tega, da bomo za doseganje naših cilje in spodbujanje potrošnikov potrebovali veliko sredstev, sploh pa tu do izraza pride tržna negotovost. Zgodi se nam seveda lahko, da bo uporabnikom veliko bolj do tega, da je delovanje njihove hladilne naprave brezhibno, kakor pa to da prihranijo nekaj evrov. Zaradi takšne skupine uporabnikov lahko govorimo tudi o časovni negotovosti, ki lahko izhaja iz tega, da se bodo naši uporabniki, kljub temu da bodo v naš program na začetku vstopili, kasneje premislili. Implementacija programa V našem primeru je bistvenega pomena izvedba pilotnih projektov. V primeru regulacije klimatskih naprav, si lahko izberemo nek rezidenčni del mesta in projekt v manjšem obsegu izvedemo tam. Daljše kot bo trajanje projekta in bolj razločni kot boljo napi porabniki, boljše rezultate bomo pridobili. Pri industrijskem projektu, je izvedba pilotnega projekta morda nekoliko težja, lažje pa pridobimo informacije, saj je akterjev veliko manj. Če imamo podatek o prihodnjih gradnjah se moramo čim prej začeti dogovarjati oziroma pridobivati povratne informacije od podjetji ki gradnje predvidevajo. Evaluacija programa v primeru da ocenimo neuspeh pilotnega projekta s projektom prekinemo in poiščemo drugo rešitev. V primeru, da smo v prejšnji točki poskušali skleniti dogovor o izgradnji dodatnega proizvodnega objekta, pa na le to nismo dobili pozitivnih odzivov, bomo najverjetneje svoja sredstva in energijo usmerili drugam. 21

Univerza v Ljubljani Fakulteta za elektrotehniko Ljubljana, 9. 4. 2019 Vprašanja iz naslova upravljanja z bremeni oziroma DSM 1. Upravljanje z bremeni(dsm) je alternativna možnost pri načrtovanju distribucijskega omrežja. Alternativa katerim posegom v omrežju je lahko DSM in kaj so njegove prednosti pred konvencionalnimi rešitvami? Konvencionalne možnosti, ki jih po navadi pri načrtovanju in širjenju omrežja uporabimo so za razloko od rešitev DSM aplicirane na proizvodno stran EES in pa na samo prenosno omrežje. Rešitve so povezane z povečevanjem proizvodnje in pa krepitvijo omrežja, tako da bosta le-ti lahko zadovoljili potrebam bremen, DSM pa kot alternativno možnost svoje rešitve usmerja na bremensko stran, tako da breme prilagodijo (v določeni meri) proizvodnji. Torej, DSM lahko predstavlja alternativo izgradnji novih proizvodnih virov(zaradi nižje vrše moči ali pa zaradi splošno nižje porabe),povečevanju prenosnih zmogljivosti omrežja(zaradi manjših maksimalnih prenosnih moči) in pa nekaterim drugim varnostnim ukrepom(kontrola bremen v realnem času omogoča lažje, bolj zanesljivo, varno in učinkovitejše odpravljanje motenj). Glavna navedena prednost DSM pred posegi na proizvodnji strani omrežja je predvsem to, da nam za njegovo aplikacijo ni treba spreminja samega prenosnega omrežja(pri tem govorimo predvsem o distribucijskem omrežju) in dograjevati novih proizvodnih virov. Posledično so programi DSM pogosto za izvedbo veliko cenejši, po drugi strani pa ne zahtevajo večjih posegov v naravo. 2. V kateri dve kategoriji lahko razdelimo aktivnosti povezane z upravljanjem z bremeni(dsm)? Programe upravljanja z bremeni v grobem delimo na tiste, ki so usmerjeni k bolj ekonomični in učinkoviti rabo energije(energy saving), in tiste, ki se ukvarjajo z upravljanjem z bremeni, po navadi z namenom zmanjševanja vršne moči(load management). 3. Programe povezane z DSM lahko uvrstimo med 6 glavnih strategij. Navedite jih, pri vsakem napišite kratek opis in pri vsaki navedite vsaj en primer možnega programa. Zniževanje vršne moči (Peak clipping) programi, ki se tičejo upravljanja z bremani, z namenom zniževanja vršnih moči - Bolj učinkovito ohlajevanje prostorov (sekvenčno izklapljanje ob času visoke porabe) Premeščanje odjema (Load shifting) - programi, ki se tičejo upravljanja z bremani, z namenom premeščanja porabe z časa vršne porabe na čas nižje porabe (off-peak) - Krmiljenje grelcev vode(bojlerjev) Shranjevalniki toplotne energije (polnimo ob času nizke porabe) 22

Polnjenje dolin (Valley filling)- Pri tem programu gre po navadi za bolj dolgoročno načrtovanje, pri čimer naprave, ki so prej uporabljale nek neelektrični vir energije priklopimo na električno omrežje, tako da le-tej porabljajo energijo v časih nizke porabe. - Električni avtomobili - polnjenje ob času nizke porabe - Ciljni ekonomski razvoj - npr. nov proizvodnji obrat zgradimo tako, da večji del energije odjema v času nizke porabe Fleksibilna oblika odjema (Flexible load shape) Operater od porabnika pridobi dovojenje za upravljanje z nekaterimi od njegovih bremen - Odklopljivi porabniki - Pridobimo dovoljenje za izklop določenih uporabnikovih bremen(npr. hladilnikov, skrinj, bojlerjev, ) - Električni avtomobili Ob času visoke porabe lahko električne avtomobile ne samo nehamo polniti ampak jih tudi uporabimo za vir energije Strateško povečevanje odjema(strategic load Growth) Z pametno načrtovanim večanjem»base«odjema lahko naredimo odjem bolj konstanten. Industrijski porabniki imajo pogosto zelo konstanten odjem. - Elektrifikacija industrije Veliko industrijskih porabnikov ima konstanten odjem, zato lahko taki porabniki pozitivno vplivajo na izravnavo odjema Strateško varčevanje (Strategic conservation)- Z zamenjavo naprav s slabimi izkoristki za bolj energetsko učinkovite lahko z manj energije pridemo do istih končnih rezultatov. - Efektivno osvetljevanje, efektivno gretje, efektivno hlajenje - Uporaba motorjev z visokimi izkoristki 23

Viri [1] Abdelhay A. allam, OM P. Malik (2011),»Electric Distribution Systems«, IEEE Press [2] Turan Gönen (2007),»Electric Power Distribution System Engineering (Second Eddition)«, CRC Press [3] Wikipedia,»Energy demand management«, Dosegljivo: https://en.wikipedia.org/wiki/energy_demand_management#issues. [Dostopano: 6. 4. 2019] [4] Wikipedia,»Efficient energy use«, Dosegljivo: https://en.wikipedia.org/wiki/efficient_energy_use. [Dostopano: 6. 4. 2019] [5] SODO (2012),»Program razvoja pametnih omrežij v Sloveniji«, Dosegljivo: https://www.sodo.si/_files/434/pametna_omrezja_2012_pop7.pdf. [Dostopano: 6. 4. 2019] [6] ELES,»Prevzem in proizvodnja«, Dosegljivo: https://www.eles.si/prevzem-in-proizvodnja. [Dostopano: 6. 4. 2019] [7] Eolas Magazine,»Smart grid evolution«, Dosegljivo: https://www.eolasmagazine.ie/smartgrid-evolution/. [Dostopano: 6. 4. 2019] [8] Wikipedia,»Smart grid«, Dosegljivo: https://en.wikipedia.org/wiki/smart_grid. [Dostopano: 7. 4. 2019] [9] United States Environmental Protection Agency,»Electricity Customers«, Dosegljivo: https://www.epa.gov/energy/electricity-customers. [Dostopano: 7. 4. 2019] [10] Research Gate (2014),»Planning and implementation strategy of Demand Side Management in India«, Dosegljivo: https://www.researchgate.net/publication/269309040_planning_and_implementation_stra tegy_of_demand_side_management_in_india. [Dostopano: 7. 4. 2019] [11] Mepits (2015),»Demand side management), Dosegljivo: https://www.mepits.com/tutorial/447/electrical/demand-side-management-tutorial. [Dostopano: 8. 4. 2019] [12] Power South,»How DSM Works with New Technology; Recent Successes«, Dostopno: http://www.powersystem.org/docs/publications/overview-of-dsm-how-dsm-works-withnew-technology-recent-successes.pdf. [Dostopano: 8. 4. 2019] 24