Как умнеют электрические сети?

Концепция «умных электрических сетей» — Smart Grid — впервые появилась в 2003 году и базировалась на идее развития задач цифровой обработки данных в электрических сетях.

При этом многие базовые технологии умных сетей, к которым следует отнести развитие комплекса телеметрии, «умные приборы учета электроэнергии», системы мониторинга потребления энергоресурсов, возникли гораздо раньше.
«Интеллектуализация» электрических сетей ставила перед собой не только задачи повышения надежности электроснабжения и эффективности использования энергии. Прежде всего, концепция Smart Grid подразумевала переход электроэнергетики на принципиально новый уровень управления режимами работы электрических сетей. Концепция предполагала именно оптимизацию, усовершенствование существующих объектов, а не колоссальное, с точки зрения финансов, новое строительство.
Работа энергосистемы в идеальном сценарии выглядела бы следующим образом. Во-первых, выработка и потребление электроэнергии будут двунаправленными. «Умная» система, в которую войдут не только мощные централизованные источники электроэнергии, но и объекты малой и распределенной генерации (например, частные солнечные или ветрогенераторы), должна выстраивать оптимальные, с позиций рынка электроэнергии и надежности электроснабжения, алгоритмы управления генерацией и потреблением. Например, электромобиль, подключенный к электрической сети, сможет выступать в роли накопителя электроэнергии, превращая автовладельца в участника розничного рынка электроэнергии.

Во-вторых, новый тип счетчиков — Smart Measure — исключал бы воровство энергии, существующее сегодня во всем мире. При возникновении аварий «Умная система» автоматически восстанавливает питание потребителей, существенно повышая надежность и качество электроснабжения. Применение технологий Smart Grid исключает перерыв электроснабжения и низкий уровень напряжения у потребителя.
Возможные подходы к развитию концепции Smart Grid в России
//Борис Кобец

Пока концепция Smart Grid в России не получила масштабного развития. Однако энергетика США и Европы в последние несколько лет активно работает над усовершенствованием управления сетями, созданием систем нового поколения прежде всего в части интеграции в энергосистему экологически чистой генерации, особенно распространенной в странах Европы, где владельцы солнечных панелей и ветрогенераторов готовы продавать излишки электроэнергии.

Сегодня, когда ажиотаж вокруг «модной» темы в значительной степени утих, прежде всего, следует рассматривать Smart Grid не как набор определенных решений, а как закономерный процесс эволюции энергетики, которая в последние несколько лет уверенно держится вектора «интеллектуализации» сетей.

«Когда началось активное обсуждение концепции Smart Grid, то стало очевидно, что энергетики, по крайней мере в Иркутской энергосистеме, уже десятки лет работают именно в этой логике. Еще в 50-е годы в СССР были опережающие время решения в развитии энергетики. Например, то, что сейчас делают в США и Канаде, у нас делалось давно по условиям ограниченного финансирования и наших больших расстояний и территорий. Например, чтобы обеспечить надежность транзита электропередачи Братск-Иркутск нужно было построить 4 линии 500 кВ. Но это слишком дорого. Тогда ученые предложили решение, по которому можно построить две, применив «умные» устройства противоаварийного управления энергосистемой. Эти устройства рассчитывают, какой и где в определенный момент должна быть генерация, какое должно быть потребление и способны автоматически выдать управляющие воздействия, позволяющие сохранить надежность электроснабжения ответственных потребителей в аварийных ситуациях.

Мир развивается, появляются новые устройства, технологии, высокотемпературные сверхпроводники, новые приборы учета, накопители энергии, устройства силовой электроники, различные миниатюрные датчики (настолько миниатюрные, что уже применяют термин «умная пыль»), новые алгоритмы обработки больших массивов данных и т. д. — все это результат целенаправленного научно-технического прогресса. При этом заказчиками решений выступают все члены социума, и «плоды» прогресса используются как потребителями, так и энергетиками.
Юрий Терских, директор по передаче электроэнергии — главный инженер «Иркутской электросетевой компании»
В России концепция Smart Grid имеет свой аналог, описываемый термином «активно-адаптивная сеть». Она также подразумевает автоматизацию, саморегуляцию и самовосстановление сети в случае аварий, которые обеспечивают эффективное управление обменом электрической энергии.

О том, что движение к интеллектуализации сетей — закономерный этап развития, говорит и то, как идея Smart Grid взаимодействует с еще двумя популярными сегодня концепциями — «умного города» и «Интернета вещей». Один из первых пунктов в эволюции городской среды — эффективное управление энергией. Оно в свою очередь связано с идеей контроля за работой отдельных устройств через единое информационное поле.

Многие специалисты говорят о возможной уязвимости «умных сетей», с точки зрения кибербезопасности. И эта проблема актуальна уже сейчас, но острее она станет тогда, когда степень естественной «интеллектуализации» электросетей выйдет на новый уровень.

Copyright 2016 En+ Group Ltd.
Образовательный проект. Проект группы компании En+ Group Ltd.