Pametna oziroma aktivna električna omrežja

Poraba električne energije po svetu se v splošnem povečuje. Prebivalstvo oziroma države Evropske unije in tudi nekateri drugi deli sveta se soočajo ne le s stalnim povečanjem porabe električne energije, temveč tudi z omejenostjo lastnih oziroma domačih zalog fosilnih goriv in odvisnostjo od njihovega uvoza ter z okoljsko problematiko in izzivi, ki vplivajo na razvoj in energetske strategije za prihodnost.

Pomembno vlogo v strateških načrtih na področju elektroenergetike in energetike nasploh imajo obnovljivi viri energije in razpršeni viri električne energije. Razpršeni viri so relativno majhni (največkrat obnovljivi) viri električne energije. To so hidroelektrarne, vetrne elektrarne, sončne elektrarne, razne mikroturbine itd. Priključeni so na razdelilna oziroma distribucijska omrežja. Ti viri energije lahko predstavljajo relevanten delež pri pokrivanju porabe električne energije, pri zmanjšanju energetske odvisnosti od uvoza raznih energentov in pripomorejo k zmanjšanju negativnih vplivov na okolje.

Elektroenergetski sistem (EES) sestavljajo proizvodni, prenosni in razdelilni postroji, ki zagotavljajo transformacijo oz. proizvodnjo, prenos in razdeljevanje električne energije odjemalcem. EES je torej povezava elektrarn za proizvodnjo, stikalnih postaj za transformacijo in razdelitev, vodov za prenos in razdeljevanje električne energije ter njenih porabnikov. Struktura elektroenergetskih postrojev omogoča prilagajanje dobave električne energije glede na potrebe odjemalcev.

Vloga distribucijskih omrežij se v zadnjih letih močno spreminja: iz pasivnega sistema za distribucijo električne energije, ki prenaša energijo od centrov proizvodnje do porabnikov, se omrežje spreminja v aktivni sistem za izmenjavo električne energije, ki vključuje tako porabnike kot razpršene vire električne energije in tudi aktivna bremena ter električne avtomobile. Opisano ima vpliv na obratovalna stanja EES – vpliva na pretoke moči, obremenitve vodov ter napetostne razmere.

Razpršeni viri, ki so relativno majhni viri energije, imajo omejeno možnost vodenja ali pa so celo brez te možnosti. Z večanjem deleža takšnih virov v omrežju se spreminja vloga razdelilnega omrežja. Večji delež razpršenih virov ima večji vpliv na obratovanje omrežja oziroma njegova obratovalna stanja, kar je treba upoštevati pri načrtovanju omrežij in vključevanju novih virov oziroma proizvodnih enot. Zato je tudi potreba po aktivnih električnih omrežjih vse večja. Upravljanje omrežja z velikim številom majhnih virov je zahtevnejše kot upravljanje omrežja z majhnim številom velikih virov električne energije. Aktivna omrežja omogočajo vključevanje večjega deleža razpršenih virov in tako omogočajo oziroma zagotavljajo fleksibilnost, prilagodljivost obratovanja EES za distribucijo električne energije in ekonomsko učinkovitost.

Večja implementacija razpršenih virov električne energije torej zahteva večjo vlogo aktivnih omrežij, za kar je potrebna natančna analiza delovanja distribucijskega omrežja.