ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА: АНАЛИЗ ТЕНДЕНЦИЙ РАЗВИТИЯ

АННОТАЦИЯ

Сегодня технология Интернета вещей развивается с непреодолимой силой, открывая новые возможности для автоматизации энергоснабжения. Использование современных информационных и коммуникационных технологий позволяет оборудованию интеллектуальной энергосети взаимодействовать друг с другом, образуя единую интеллектуальную систему электроснабжения. Данные, собранные с оборудования, могут оптимизировать использование энергии и, таким образом, снизить затраты.

ABSTRACT

Today, IoT technology is evolving with irresistible force, opening up new avenues for automating energy supply. The use of modern information and communication technologies allows the equipment of the smart energy network to interact with each other, forming a single intelligent power supply system. Data collected from equipment can optimize energy use and thus reduce costs.

Ключевые слова: интеллектуальная энергетика, интернет-вещей, прогресс.

Keywords: intelligent energy, internet of things, progress.

Интеллектуальная энергетика – это автоматизированная система, которая самостоятельно отлеживает и распределяет потоки электричества для максимального кпд. В совокупности современные и коммуникационные технологии могут позволить взаимодействовать оборудованию Smart Grid друг с другом, образуя единую интеллектуальную систему энергоснабжения [5].

Начало интеллектуальной энергетики наступило во второй половине XIX века. В это время основными компаниями в данной отрасли были General Electric, Westinghouse и Siemens. Интенсивно растущий спрос на рынке электроэнергетики, государственное регулирование при растущих частных инвестициях способствовали возникновению в отрасли крупных компаний, многие из которых превратились в межотраслевые концерны [1].

Основой интеллектуальной энергетики и сети являются в первую очередь – коммуникационные технологии [4].

Коммуникационные данные – это комплекс объектов, сценариев и правил, которые используют для подготовки и передачи данных для личной, массовой или производственной коммуникации [4].

Для получения такой сети нужны систему скоординированного управления, хорошо проработанный интеллект устройств, связь между ними и их управление. Самое главное из всего этого – интеллект устройств. Для этого в работе Smart Grid должно присутствовать такое программное обеспечение, которое могло бы поддерживать собственный разум устройств – искусственный интеллект. С таким ПО устройства сами должны осуществлять передачу данных о количестве потребленной электроэнергии в режиме реального времени. Уже умные счетчики будут способны отследить количество потребляемой энергии каждым устройством и определить их правила работы в максимальные часы нагрузок. Такие счетчики смогут передавать накопленные данные оператору или какой-либо системе по интернету, сотовой связи или иным образом. Через эти же связи взаимодействия можно написать собственное правила для программирования устройств. Таким образом можно будет отлеживать потери энергии в сетях, облегчая поиск и устранения дефектов на линиях [1; 3; 4].

Помимо всего выше сказанного Smart Grid является еще и катализатором для всего экономического подъема. Реализация данной системы заставит разрабатывать новейшие инновационные технологии, расширение масштабов производства высокоинтеллектуальной продукции, развитие новых рыночных отношений, более интенсивное применение энергии в транспортной инфраструктуре. Благодаря Smart Grid человечество вступит в новую фазу существования, характеризующееся гармоничным взаимодействием с окружающей средой, улучшением качества жизни и общим экономическим подъемом [1; 5].

Согласно “Энергетической стратегии России на период до 2030 года” в качестве приоритетных направлений научно-технического прогресса в электроэнергетике выделяются следующие [1]:

• создание высокоинтегрированных интеллектуальных системообразующих и распределительных электрических сетей нового поколения в Единой энергетической системе России (интеллектуальные сети – Smart Grid);
• использование низкотемпературных сверхпроводниковых индукционных накопителей электрической энергии для электрических сетей и гарантированного электроснабжения ответственных потребителей;
• широкое развитие распределенной генерации;
• развитие силовой электроники и устройств на их основе, прежде всего различного рода сетевых управляемых устройств (гибкие системы передачи переменного тока – FACTS);
• создание высокоинтегрированного информационно-управляющего комплекса оперативно-диспетчерского управления в режиме реального времени с экспертнорасчётными системами принятия решений;
• создание высоконадёжных магистральных каналов связи между различными уровнями диспетчерского управления и дублированных цифровых каналов обмена информацией между объектами и центрами управления;
• создание и широкое внедрение централизованных систем противоаварийного управления, охватывающих все уровни Единой энергетической системы России;
• создание автоматизированных систем управления спросом на электроэнергию;
• создание водородных систем аккумулирования энергии и покрытия неравномерностей графика нагрузки

Какие же будут конкретные шаги по пути реализаций концепции Smart Grid? В настоящее время идёт разработка концепции построения умных сетей, а также реализация проектов по внедрению на объектах ОАО “ФСК ЕЭС” отдельных элементов умных сетей [1; 2]:

• установка СТАТКОМ (статический преобразователь реактивной мощности на базе преобразователя напряжения) на ПС 400 кВ “Выборгская”;
• установка управляемых шунтирующих реакторов на ПС 50 кВ “Таврическая”, “Барабинская”, “Иртыш”;
• установка статического тиристорного компенсатора и конденсаторных установок на ПС 500 кВ “Ново-Анжерская”.

Также нельзя не отметить работу ОАО «ХОЛДИНГ МРСК». Для распределительного электросетевого комплекса применение технологии умных сетей является одной из важнейших задач. В настоящее время активно реализуются проекты внедрения умных приборов учёта электроэнергии, создаются центры управления сетями, повышается наблюдаемость ПС. Первоочередной задачей в “интеллектуализации” распределительной сети является умный учёт. При этом очевидной становится проблема разнородности применяемых приборов учёта по функционалу и используемому коммуникационному интерфейсу. Предстоит большая работа по созданию единого информационного ландшафта системы учёта, подразумевающей применение открытых, гибких многофункциональных компонентов [1; 2].

Также есть некоторые зарубежные проекты, которые нельзя не упомянуть. Проект «FENIX», построения гибкой электрической сети, основными целями которого являются: отработка механизмов функционирования общеевропейской энергосистемы, в частности, разработка концепции виртуальных электростанций (VPP); отработка алгоритмов включения в общую систему распределённых источников генерации (DER) и возобновляемых источников энергоресурсов (RES); разработка новых программно-аппаратных платформ для претворения в жизнь концепции VPP [1; 2].

В практическом плане в России и за рубежом ведутся активные работы по созданию концепций технологий интеллектуальных сетей, перспективы их развития в России можно сформулировать укрупнённо [2; 5]:

• Развитие распределённой энергетики, в том числе когенерации за счёт модернизации существующих котельных.
• Обеспечение бессбойной работы системы в условиях роста использования спорадической нагрузки.
• Сокращение потерь электроэнергии за счёт построения систем интеллектуального учёта с возможностью учёта качества электроэнергии и ограничения нагрузки.
• Повышение качества электроэнергии за счёт применения устройств компенсации реактивной мощности.
• Применение интеллектуального оборудования и программных комплексов для управления топологией сети с целью обеспечения надёжности функционирования.
• Использование накопителей энергии большой ёмкости для выравнивания графика нагрузки, а также для обеспечения бесперебойной работы особо важных объектов.
• Развитие рыночных отношений в энергобизнесе с привлечением потребителей электроэнергии как возможных поставщиков электроэнергии в требуемое время в нужные участки сети.
• Разработка и производство отечественными компаниями высокотехнологичной конкурентной продукции для обеспечения функционирования интеллектуальной сети.

Подводя итоги, можно сказать, что применение интеллектуальных сетей в России перспективно и востребовано. Smart Grids – это закономерный этап развития социально-экономических отношений, воплощённый в технологическую концепцию. И Россия, будучи полноправным членом мирового сообщества, ни в коем случае не должна его игнорировать, целенаправленно двигаясь вперёд совместно с ведущими мировыми державами [1; 2; 5].

Список литературы:

1. Ледин Сергей Сергеевич. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СЕТИ SMART GRID – БУДУЩЕЕ РОССИЙСКОЙ ЭНЕРГЕТИКИ: учеб. пособие 1-6 с. (дата обращения: 30.11.2021)
2. ФГБУН. прогноз развития энергетики мира и России до 2040 года: учеб. пособие. (дата обращения: 30.11.2021)
3. Е.Г. Гашо, С.В. Гужов, М.И. Постельник. Анализ тенденций развития электрических сетей мегаполисов Российской Федерации: учеб. пособие (дата обращения: 30.11.2021)
4. Общество. Интернет вещей // Wikipedia 2020. [электронный ресурс] — URL: https://clck.ru/ahUcY (дата обращения: 30.11.2021)
5. Общество. Smart Grid // TADVISER — 2020. [электронный ресурс] — URL: https://clck.ru/ahUcs (дата обращения: 30.11.2021)