Dla kogo inteligentne domy i sieci energetyczne?

Kreując obraz kierunków oraz aktualnego stanu rozwoju techniki współczesne media chętnie posiłkują się pojęciem sztucznej inteligencji (ang. artificial intelligence – AI). Dla przeciętnego człowieka określenie to może być mocno abstrakcyjne, nie stanowiąc nośnika konkretnej informacji. Z drugiej strony, mówi się na przykład o tym, że owa sztuczna inteligencja ma zamieszkać wraz z nami w wymarzonych „czterech kątach”. Pytanie tylko po co, jakim kosztem i jaką korzyść będziemy z tego mieli my, zwykli mieszkańcy? Tak naprawdę jeszcze dobrze nie zrozumieliśmy idei domowej inteligencji i inteligentnych sieci energetycznych (ISE), a już zyskały one rozgłos oraz przychylność operatorów czy zarządców nieruchomości. Inteligentny dom wychodzi naprzeciw ISE i vice versa. Czy ich inteligencje są jednak kompatybilne, a jeśli nie, to w jaki sposób do tego doprowadzić? Pytanie nadrzędne, jakie rodzi się w obserwatorze rozgrywających się procesów techniczno-społecznych być może brzmi: dla kogo to wszystko jest tworzone?

Sztuczna inteligencja

W odniesieniu do realizacji codziennych zadań człowieka, metody sztucznej inteligencji projektowane są z zamierzeniem prowadzenia z ich użyciem złożonych procesów obliczeniowych, planistycznych, klasyfikacyjnych czy decyzyjnych, które normalnie stanowią(-ły) przedmiot analiz ludzkiego umysłu. Właśnie w budowie i działaniu ludzkiego mózgu, wciąż niedoścignionym procesorze strumienia wszelkiego rodzaju informacji, matematycy, inżynierowie i wszyscy specjaliści pracujący na potrzeby rozwoju metod sztucznej inteligencji poszukują inspiracji.

REKLAMA

– Choć algorytmy AI wciąż ewoluują w swoich własnościach, to osiągnęły już na tyle satysfakcjonujący poziom zaawansowania, a zarazem praktycznej użyteczności, że z powodzeniem wykorzystywane są jako elementy systemów technicznych. Szczególnego znaczenia nabierają one wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia z częściowym lub całkowitym brakiem znajomości reguł oraz dużą złożonością obiektów i procesów rozgrywających się w nich i/lub w ich otoczeniu. W tym rozumieniu inteligentny dom, z wielością zainstalowanych w nim urządzeń, różnorodnością i nierzadko zmiennością preferencji użytkowników (właścicieli, lokatorów), nieprzewidywalnością scen pogodowych na zewnątrz, wydaje się być naturalnym kandydatem dla operowania metod sztucznej inteligencji i który dostarczając swoje zautomatyzowane usługi odciąża użytkowników od wskazanych problemów i zadań z nimi związanych – wyjaśnia dr inż. Ireneusz Jabłoński, Politechnika Wrocławska, ekspert w projekcie „Od konsumenta do prosumenta – czyli dlaczego warto wdrożyć inteligentne sieci energetyczne w Polsce”..

Z przedstawionego opisu zaczyna wyłaniać się służebna rola AI względem użytkownika. A więc ten obszar działalności badawczo-rozwojowej i wdrożeniowej człowieka okazuje się być nie tylko ciekawostką, igraszką w rękach naukowców, nie tylko kolejnym domowym gadżetem wyróżniającym naszą inwestycję – dom spośród innych zlokalizowanych w mieście czy na osiedlu, lecz przede wszystkim domowa inteligencja jest narzędziem dedykowanym dla człowieka/mieszkańca, a „misją” tejże inteligencji jest uczynić życie łatwiejszym, bardziej komfortowym i efektywnym, także w sensie ekonomicznym.

Problem w ISE problemem wszystkich

Ekonomia jest rodzajem mianownika-motywatora zdolnego do zainicjowania i utrzymania technologicznego ruchu ku kompatybilności domowej inteligencji z tą wbudowaną do sieci energetycznych. Zresztą i te drugie – podobnie jak opisywano to dla inteligentnych domów – same w sobie reprezentując nietrywialną architekturę i odpowiadającą im złożoność procesową, stały się naturalnym obiektem dla wdrożenia AI.

– I znowu nie chodzi o samą sztukę dla sztuki, bo w sieciach energetycznych spotykamy się z problemami bezpośrednio deformującymi jakość pracy całego systemu, co w konsekwencji prowadzi do pogorszenia jakości świadczonych przez operatora usług. Z drugiej strony, oczekiwanie/żądanie zapewnienia odpowiedniej jakości usług nie leży tylko w interesie producenta i/czy dostawcy energii. Użytkownik końcowy, np. mieszkaniec (inteligentnego) domu, także chciałby korzystać z produktu możliwie najwyższej jakości, stąd w jakimś sensie problemy operatora stają się także jego udziałem – mówi dr inż. Ireneusz Jabłoński.

A najpoważniejsze z nich w dobie XXI wieku, to np.:
– zastąpienie rozwiązań realizowanych w technice analogowej rozwiązaniami cyfrowymi,
– zamiana komunikacji jednokierunkowej na dwukierunkową,
– przeformułowanie zarządzania siecią z poziomu jej scentralizowanej architektury do postaci rozproszonej,
– masowe wprowadzenie czujników i pomiarów w miejsce nielicznych sensorów i elementów wykonawczych,
– automatyczne lub komputerowo wspomagane przywracanie zasilania zamiast zlecania prac zespołom operującym bezpośrednio w terenie,
–  minimalizacja podatności na uszkodzenia i awarie katastrofalne poprzez wprowadzenie zabezpieczeń adaptacyjnych i pracy wyspowej,
– zastąpienie ręcznego testowania urządzeń lokalnie przez personel obsługi poprzez zdalne testowanie urządzeń,
– wprowadzenie funkcjonalności systemu wspomagania decyzji dyspozytorskich w miejsce zarządzania kryzysowego przez zespoły ludzkie i telefon,
– rozszerzenie ograniczonego zakresu sterowania siecią do sterowania na wszystkich poziomach,
– przełamanie nawyku podawania ograniczonej informacji cenowej (kosztowej) na rzecz transparentności ceny,
– wzbogacenie różnorodności oferty i możliwości wyboru dla odbiorców.

REKLAMA

Korzyści dla operatora i użytkownika

Usprawnienie na każdym z wymienionych poziomów to mierzalne korzyści zarówno dla operatora jak i użytkownika. Dla przykładu rozbudowa inteligencji w obszarze systemów pomiarowych dostarczy operatorowi sieci dystrybucyjnej funkcjonalności związanych z zarządzaniem siecią, tj.:
– zdalny odczyt pobieranej energii i parametrów sieci,
– wykrywanie nielegalnego poboru energii i wspomaganie lokalizacji uszkodzeń,
– optymalizacja konfiguracji sieci z wykorzystaniem danych z systemów pomiarowych do modelowania obciążeń sieci i ograniczania strat technicznych,
– zarządzanie mocą przyłączeniową, wynikające z umów z odbiorcami, np. zmiana mocy przyłączeniowej, odłączenie odbiorcy, itp.

Elastyczne taryfy

Sprzężenie inteligentnego domu z infrastrukturą inteligentnych sieci energetycznych wydaje się być zatem zamierzonym kierunkiem dla obydwu podmiotów. Co więcej, użytkownik (mieszkaniec inteligentnego domu) i operator ISE mogą się wzajemnie motywować do poprawy takiej koegzystencji. Przykładem tego jest usługa elastycznych taryf, gdzie zaproponowana stawka za jednostkową ilość energii może być na przykład uzależniona od chwilowego obciążenia sieci.

– Ten rodzaj umowy zachęca mieszkańców inteligentnego domu do umiejętnego ograniczania poboru mocy lub wręcz wyłączania zbędnych w danym momencie odbiorników, co w praktyce może stanowić jedno z zadań na zdefiniowanej dla domowej inteligencji liście, a co faktycznie widoczne jest po stronie użytkownika w postaci zmniejszenia kwoty na rachunku za prąd. Po stronie operatora natomiast, pozytywnym i bezpośrednim efektem obowiązywania rozważanego scenariusza, niejako w sprzężeniu zwrotnym, jest bezpieczeństwo linii przesyłowych polegające na ich pracy w akceptowalnej odległości od poziomu dopuszczalnego obciążenia. Ma to znaczenie także dla odbiorców energii, którzy teraz w mniejszym stopniu będą narażeni na przerwy w jej dostawie (np. popularne zjawisko black-out’u) – opisuje dr inż. Ireneusz Jabłoński.

Infrastruktura techniczna

Oczywiście, opisany schemat symbiotycznego współdziałania systemów domowej inteligencji i ISE wymaga odpowiednich elementów pośredniczących w takim scenariuszu. Są nimi, np. przyrządy pomiarowe. I w błędzie jest ten, kto uważa, że pojęcie inteligentnych sieci energetycznych kończy się na tzw. inteligentnych miernikach zwyczajowo postrzeganych jako przyrząd, który może być odczytany przez akwizytora w sposób zdalny. Otóż nie, inteligencja sieci energetycznych zakodowana jest w całokształcie infrastruktury technicznej (sprzętowej i programowej) sprzyjającej takiemu zarządzaniu produkcją, przesyłem, dystrybucją i użytkowaniem energii, by dodając nowe funkcjonalności zminimalizować lub usunąć wymienione powyżej problemy. Rolą specjalistów inżynierów i edukatorów, a zwłaszcza mediów jest zatem profilować społeczny pogląd na dziejące się na naszych oczach zmiany w zakresie energetyki i budownictwa. Nie mówmy zatem jedynie o masowej instalacji w domach kolejnych modeli liczników energii, lecz powołując się na triadę człowiek-dom-energia posługujmy się faktami i dyskutujmy o sednie – jeśli energia, to skąd, jeśli energia, to dla kogo i w jaki sposób podana, jeśli energia to niekoniecznie tylko koszty, lecz także korzyści, te namacalne w najłatwiejszy dla przeciętnego Kowalskiego sposób – pieniądze, ale też korzyści wysłowione na wyższej nucie symbiotycznej przyszłości człowieka, tj. inteligentnego mieszkańca i gościa w otaczającym go środowisku.

Więcej na temat inteligentnych sieci energetycznych na www.domzenergia.pl

Projekt „Od konsumenta do prosumenta – czyli dlaczego warto wdrożyć inteligentne sieci energetyczne w Polsce” dofinansowano ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej oraz Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej we Wrocławiu.