Inzicht in gegevensbeheer in slimme elektriciteitsnetten

Smart grids zijn de innovaties van de toekomst als het gaat om duurzame energiedistributie. Dit brengt ook een enorme hoeveelheid gegevens met zich mee die in een constant tempo moeten worden verwerkt. Gegevensbeheer is hier essentieel voor de goede werking en stabiliteit van smart grids en hun functionaliteit.

Wat is gegevensbeheer?

De term "gegevensbeheer" verwijst naar het proces of de praktijk van het veilig en efficiënt verzamelen, compileren en gebruiken van informatie, waarbij kosten worden bespaard. Deze activiteit is erop gericht de analyse van informatie mogelijk te maken wanneer dat nodig is om zin te geven aan de zeer grote hoeveelheden gegevens waarover wij vandaag de dag beschikken. Gegevensbeheer wordt echter gestroomlijnd tot alleen de informatie die nodig is om de netten doeltreffend te laten functioneren wanneer het te maken heeft met intelligente netwerksystemen.

Een andere reden voor een goed gegevensbeheer in netwerksystemen is dat corrigerende maatregelen kunnen worden genomen wanneer de noodzaak zich voordoet, zodat de deelnemers aan het netwerk de voordelen binnen de energiesector kunnen maximaliseren. De reikwijdte van gegevensbeheer is groot, maar kan worden begrepen binnen de volgende factoren:

1. Om gegevens te creëren, te raadplegen en bij te werken in een verschillende gegevenslaag
2. Gegevens opslaan op verschillende platforms
3. Zorgen voor hoge beschikbaarheid en noodherstel
4. Gegevens gebruiken in een groeiende verscheidenheid van apps, analytics en algoritmen
5. de privacy en de veiligheid van gegevens te waarborgen
6. Archiveren en vernietigen van gegevens volgens bewaarschema's en compliance-vereisten

Om het meeste uit gegevensbeheer te halen, hebben organisaties en beheerders gegevensbeheersystemen nodig die op hun behoeften zijn afgestemd. Het gaat erom de nodige informatie te vinden voor analyse.

Gegevensbeheer in slimme netten

Slimme netwerken brengen hun eigen voordelen en veranderingen met zich mee die de sector van de informatie- en communicatietechnologiesystemen betreffen. Deze nieuwe veranderingen omvatten:

1. Nieuwe vormen van informatiestroom afkomstig van het elektriciteitsnet
2. Nieuwe spelers zoals gedecentraliseerde producenten van hernieuwbare energie, prosumenten en betrokken consumenten
3. Nieuwe toepassingen gekoppeld aan DER's, zoals elektrische voertuigen en aangesloten huizen
4. Nieuwe communicatieapparatuur zoals slimme meters, sensoren en afstandsbedieningspunten

Deze veranderingen zullen een enorme hoeveelheid informatie opleveren voor netbeheerders en -beheerders, vanwege de vele variabelen die een rol spelen bij de productie, de distributie en het verbruik van energie. Slimme netwerken worden gezien als een concrete oplossing voor de gelijktijdige veranderingen die de elektrische-energiesector treffen, en zij helpen bij de efficiënte integratie van het gehele netwerk. Omdat slimme netwerken zorgen voor een hoge mate van integratie van het elektriciteitsnet, van productie tot verbruik, zullen naar verwachting grote hoeveelheden gegevens worden doorgegeven. Deze gegevens worden niet gesorteerd zoals bij conventionele netwerken, waar bijvoorbeeld één meter het totale verbruik in een maand afleest. Met een voorziening zoals een slimme meter die kan worden ingesteld om elke 15 minuten de meterstanden van de consument door te sturen, krijgen slimme netten grotere hoeveelheden gegevens per tijdsbestek, wat betekent dat er meer informatie moet worden gesorteerd, met hogere analysedrempels. Daarom is gegevensbeheer nodig; intelligente netwerken moeten omgaan met gegevens met een hoge snelheid, opslagcapaciteit en geavanceerde gegevensanalyse.

Er zijn twee belangrijke gegevenssystemen die verband houden met slimme netten die we hier zullen bespreken: communicatiesystemen en informatiesystemen.

Communicatiesystemen in het gegevensbeheer van slimme netwerken

Communicatie is een cruciale factor in elke relatie, zelfs tussen computercomponenten. In slimme netwerken is het van essentieel belang die verbinding in stand te houden zodat gegevens tussen componenten kunnen worden doorgegeven. Dit systeem moet veilig zijn en een hoge bandbreedte en snelheid kunnen bieden. Drie soorten netwerken vallen onder dit systeem, namelijk Home Area Networks (HAN's), Business Area Networks (BAN's) en Neighbourhood Area Networks (NAN's). Deze netwerktypes kunnen verder worden ingedeeld in twee grote categorieën, namelijk bekabelde en draadloze technologieën.

Informatiesystemen voor het gegevensbeheer van slimme netwerken

Dit zijn onderdelen van de slimme netten die met elkaar communiceren voor schaalbaarheid en flexibiliteit van het net. Zij controleren en laden gegevens uit het veld en gebruiken deze vervolgens om waarden te extraheren en inzicht te krijgen in de toestand van de leidingen, de apparatuur, het energieverbruik enz. Er zijn verschillende componenten binnen het informatiesysteem, zoals:

• Toezichthoudende controle en gegevensverwerving (SCADA) is een veilig en betrouwbaar systeem van software- en hardware-elementen dat wordt gebruikt voor de bewaking van de controle binnen het net. Het systeem controleert energiedistributieprocessen, bewaakt en verzamelt real-time gegevens, houdt gebeurtenissen bij en interageert met apparaten via een mens-machine-interface. SCADA kan ook worden toegepast in industriële sectoren zoals energie, olie en gas, vervoer en recycling. Deze systemen zijn van essentieel belang omdat zij helpen de efficiëntie op peil te houden, gegevens op intelligentere wijze te verwerken en de uitvaltijd bij systeemproblemen te beperken.

• Geavanceerde meetinfrastructuur (AMI) helpt bij kosten- en tijdsefficiëntie door gegevens over energieverbruik en -productie te verzamelen. AMI creëert in twee richtingen communicerende meters tussen consumenten en exploitanten van nutsbedrijven die het mogelijk maken om met hoge frequentie gegevens te verzamelen over energieverbruik binnen intelligente netwerken. Dit geeft nutsbedrijven de mogelijkheid om de verschillende serviceniveauparameters voor klanten aan te passen en gegevens te verzamelen over gebruiksfrequenties en -fluctuaties.

• Systeem voor het beheer van stroomonderbrekingen (OMS) is van vitaal belang voor het minimaliseren van de gevolgen en het diagnosticeren van de oorzaken van stroomonderbrekingen, en voor het verbeteren van de beschikbaarheid en de betrouwbaarheid van het systeem. Dit systeem is in staat om netwerkmodellen te herstellen nadat een storing is opgetreden. Het is ook in staat stroomonderbrekingen op te sporen, weer te geven en te groeperen.

• Klantinformatiesysteem (CIS) is nodig om de relatie tussen de nutsbedrijven en de consumenten te ontwikkelen en te begrijpen. Het is een compleet systeem voor het beheer van de klantenrelatie dat helpt bij het efficiënt verkrijgen van klanteninformatie. Het helpt bij het verlenen van kwaliteitsdiensten aan consumenten door gebruik te maken van de door hen verzamelde gegevens.

• Geografisch informatiesysteem (GIS) wordt beschouwd als een visualisatie-instrument om informatie te verzamelen over het net, de consumenten en de technologieën. Het registreert, slaat op, controleert en toont schijnbaar ongerelateerde gegevens over posities op het aardoppervlak, wat helpt bij het oplossen van problemen in de echte wereld door inzicht in ruimtelijke patronen.

• Beheersysteem voor vraagrespons (DRMS) biedt nutsbedrijven de mogelijkheid geautomatiseerde, flexibele en geïntegreerde platforms te creëren om vraagresponsoplossingen efficiënt en snel te beheren. Het is de cruciale schakel tussen de vraagresponszijde van het netwerk en de nutsbedrijven. Het helpt bij de integratie van de broodnodige tweerichtingscommunicatie tussen consumenten en netbeheerders.

Daki, H., El Hannani, A., Aqqal, A. et al. Big Data management in smart grid: concepts, requirements and implementation. J Big Data 4, 13 (2017).

Systemen voor gegevensbeheer houden de doeltreffendheid van slimme netten in stand, verlagen waar nodig de kosten, verhogen de reactietijd en verminderen het omslachtige karakter van gegevensverzameling door ze efficiënt te beheren. Net zoals de toekomst verregaande innovaties kent, maakt het Hive Power-platform verschillende technische opties mogelijk, vooral met robuuste tools voor gegevensanalyse en -beheer.