4 Inteligentní města a obce
4.3 Inteligentní měření a inteligentní energetické systémy

Inteligentní měření znamená měření založené na inteligentních měřidlech. Termín inteligentní měřidlo často odkazuje na elektroměr, ale také může znamenat zařízení, které měří spotřebu zemního plynu nebo vody. Inteligentní měřiče byly představeny v roce 2009 s cílem zjednodušit proces vyúčtování a zajistit, aby údaje byly aktuální a přesné.

Inteligentní měřiče se od obyčejných měřičů liší hlavně v následujících bodech:

- kromě celkové spotřeby také poskytují informace, kdy byla energie spotřebována. Vyúčtování lze potom zakládat na spotřebě v téměř reálném čase místo odhadů založených na minulých nebo předpokládaných spotřebách. Poskytovatelé služeb a jejich zákazníci tak mohou lépe řídit výrobu a užívání elektrické energie, spotřebu plynu a spotřebu vody.
- upozornění na výpadek napájení, monitorování kvality napájení, upozornění týkající se zabezpečení měřidla (např. manipulace se zařízením) atd.
- umožnit obousměrnou komunikaci pro aktualizace softwaru, aktualizaci tarifního kalendáře, zapnutí / vypnutí, synchronizaci času atd.

První bod uvedený výše rovněž vyhovuje zařízením pro automatizované odečty měřicího přístroje (Automated Meter Reading - AMR) nebo dataloggerům. Systémy, které používají inteligentní měřiče, spadají do pokročilé měřicí infrastruktury (Advanced Metering Infrastructure - AMI). Inteligentní měřiče většinou komunikují s distribuční společností bezdrátově pomocí protokolu DLMS / COSEM (standard IEC 62056). COSEM označuje Companion Specification for Energy Metering a DLMSoznačujeDevice Language Message Specification. Protokol DLMS/COSEM není specifický jen pro měření elektřiny, používá se také pro měření plynu, vody a tepla. Všechna přenesená data jsou identifikována kódy OBIS(Object Identification System). Další často používanou možností komunikace je použití PLC(Power Line Communication) a datových koncentrátorů(Data Concentrators- DC).

Inteligentní měření poskytuje mnoho technologických výhod. Jeho celkové přijetí však snižují následující obavy:

- obavy o zdraví - vyplývají z radiofrekvenčního záření vyzařovaného bezdrátovými inteligentními měřiči (elektromagnetické znečištění by bez inteligentních měřičů bylo menší).
- bezpečnostní otázka - v posledních letech bylo mnoho případů, kde inteligentní měřicí přístroje způsobily požáry.
- soukromí - měřiče dodávají poskytovateli podrobné data (informace o spotřebě). Existuje určité riziko krádeže dat a následné zneužití. Z těchto zdrojů dat by mohly být získány citlivé informace s vysokou přesností (např. jaké elektronické zařízení v současné době funguje, zda je někdo doma atd.).
- ve výsledku nedostatek úspor –na některých pilotních případech se ukázalo, že pokud poskytovatelé nabídnou snížení ceny uživatelům, když nebudou spotřebovávat elektrickou energii ve špičce, jen málo z nich tuto nabídku využije. Lidé z důvodu velké složitosti nekontrolují svou energetickou spotřebu domácnosti.

V současné době jsou inteligentní měřicí systémy zavedeny po celém světě a při jejich pečlivém návrhu poskytují nesporné výhody všem zúčastněným subjektům.

Inteligentní měřiče hrají také důležité role v inteligentních sítích. Inteligentní síť je elektrická síť, která zahrnuje řadu automatizovaných provozních a energetických opatření pro monitorování a řízení energie související s výrobou a distribucí elektrické energie. Inteligentní síť se vyznačuje následujícím [25]:

- samo regenerační,
- spotřebitelsky přívětivá,
- odolná vůči fyzickým a kybernetickým útokům,
- optimalizované využití aktiv,
- ekologicky šetrná,
- použití robustní obousměrné komunikace, pokročilých senzorů a distribuované výpočetní techniky,
- zvýšená účinnost, spolehlivost/bezpečnost dodávek energie.

Jednou z norem pro inteligentní sítě je Open Smart Grid Protocol(OSGP) patřící do rodiny specifikací zveřejněných ETSI, která zajišťuje spolehlivé a efektivní předávání příkazů a řízení informací pro inteligentní měřiče a další inteligentní síťová zařízení. Dalším standardem je OpenADR - komunikační standard inteligentní sítě s otevřeným zdrojovým kódem používaný pro aplikace, které fungují na principu “požadavek/odpověd”. Obvykle se používá k odesílání informací a signálů, které mají zajistit vypnutí napájeného zařízení během období vyšší poptávky.

V koncepci inteligentních sítí hrají mikro sítě důležitou roli. Mikrosíť je lokalizovaná skupina zdrojů energie a míst její spotřeby. Je připojena ke klasické rozvodné síti (makrosíťí), ale také se může odpojit a fungovat autonomně v tzv. "ostrovním režimu". Mikrosíť může efektivně využívat různé zdroje, např. obnovitelné zdroje energie (Renewable Energy Sources- RES).Ze své podstaty je schopna poskytovat nouzový výkon a hladce přecházet mezi ostrovním režimem a klasickým připojením k elektroenergetické síti. Zatímco inteligentní sítě se realizují na vyšší úrovni, jako jsou velké přenosové a distribuční linky, mikrosítě jsou menší a mohou pracovat nezávisle na velikosti rozvodné sítě. Navíc [26], mikrosítě nabízejí alternativní cestu k rozvoji energetických inteligentních sítí. Obsahují téměř všechny součásti větší sítě - jsou však mnohem menší a obvykle jsou lokálně vlastněny a provozovány. U mikrosítí je podstatně méně náročné a nákladné nasadit inteligentní technologie. Mohou se tak stát inkubátory a poskytovat prostředky k transformaci stávající elektrické sítě na inteligentní systém, který bude splňovat “požadavky budoucnosti” pro elektrickou energii, efektivitu a spolehlivost.

V posledních letech jsou výrazy "inteligentní energie" a "inteligentní energetické systémy" používány k vyjádření širšího rozměru "inteligentních sítí". Inteligentní sítě se zaměřují především na odvětví elektřiny, zatímco inteligentní energetické systémy mají holistický pohled na více odvětví (elektřina, topení, chlazení, průmysl, budovy a doprava), což umožňuje vytváření obnovitelných a udržitelných energetických řešení. Koncepce inteligentního energetického systému nastiňuje, jakým způsobem lze těžit z integrace všech sektorů a infrastruktur [27]. V podstatě jsou postaveny na třech základních síťových infrastrukturách:

- Inteligentní elektrické sítě – propojují zařízení, která mají proměnné požadavky na elektrickou energii (tepelná čerpadla, elektrická vozidla, ...) s obnovitelnými zdroji (větrná a solární energie, ...),
- Inteligentní tepelné sítě (vytápění a chlazení) – propojují elektroenergetickou síť a topení tak, aby bylo možné využít tepelné skladování,
- Inteligentní plynárenské sítě – propojují elektroenergetickou síť, vytápění a dopravy tak, aby bylo možné efektivně využívat sklady plynu a tekutých paliv.