ВНЕДРЕНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СЕТЕЙ (SMART GRIDS)

IMPLEMENTATION OF SMART GRIDS (SMART GRIDS)

Faizullina Adeliya Alexandrovna

Student, Department of Power supply of industrial enterprises, Kazan State Power Engineering University,

Russia, Kazan

Шакурова Зумейра Мунировн

Scientific supervisor, Candidate of Pedagogical Sciences, associate professor, Kazan State Power Engineering University,

Russia, Kazan

АННОТАЦИЯ

В тезисе рассматриваются интеллектуальные сети (Smart Grids) как перспективное направление развития электроэнергетики, способное повысить надёжность, эффективность и экологичность энергоснабжения. Анализируются ключевые функции интеллектуальных сетей (Smart Grids), включая автоматизированное управление, интеграцию ВИЭ, мониторинг в реальном времени и кибербезопасность. Сравниваются традиционные и интеллектуальные сети, обозначаются преимущества и вызовы внедрения технологий, особенно в контексте российской энергосистемы.

ABSTRACT

The abstract of the study examines Smart Grids as a promising direction for the development of the electric power industry, capable of increasing the reliability, efficiency and environmental friendliness of energy supply. The key functions of Smart Grids are analyzed, including controlled management, integration of renewable energy sources, monitoring in the early days and cybersecurity. Traditional and smart grids are compared, the advantages and challenges of technological technologies are outlined, especially in recent decades of Russian energy systems.

Ключевые слова: Smart Grids, цифровизация энергетики, интеллектуальные сети, энергоэффективность, автоматизация сетей, умные сети.

Keywords: Smart Grids, digitalization of energy, intelligent networks, energy efficiency, automation of networks.

Промышленная революция сопровождается стремительной урбанизацией, цифровизацией и автоматизацией, что способствует. устойчивому развитию и росту производительности. Эти процессы значительно изменяют динамику существующей энергосистемы и обусловливают необходимость перехода к более устойчивым, эффективным и гибким энергетическим сетям. Интенсивная урбанизация и возрастающий объём потребления электроэнергии, обусловленные масштабным внедрением инновационных технологий, значительно увеличивают нагрузку на существующие линии передачи и генерацию. Действующая глобальная энергетическая инфраструктура была заложена еще в первой половине XX века, однако в последние десятилетия потребление электрической энергии во всех странах мира резко возросло из-за широкого распространения электронных устройств и автоматизации процессов. Это вынуждает операторов по максимуму загружать сети и станции и параллельно искать новые пути решения возникающих проблем.

Применение «умных» сетей создаёт предпосылки для перехода к децентрализованной модели энергоснабжения, способной оперативно обнаруживать потери электроэнергии и противодействовать нелегальным подключением. Переход к модели Smart Grid, основанной на продвинутых аналитических инструментах сети, современных автоматизированных системах сбора и обработки данных, а также возможностях удалённого наблюдения и управления оборудованием, позволит энергетикам продлить эксплуатационный ресурс техники, оптимизировать затраты на обновление инфраструктуры и минимизировать риск перебоев в подаче. В рамках текущей энергетической трансформации технологии Smart Grid нацелены на решение следующих приоритетных задач:

- снижение издержек на производство электроэнергии;

- повышение надёжности её передачи;

- обеспечение потребителей стабильным и интеллектуальным энергоснабжением;

- оперативная диагностика и устранение сетевых отклонений;

- уменьшение экологического следа;

- автоматизация учёта энергоресурсов;

- защита инфраструктуры от физических и киберугроз.

Традиционные сети в России работают по централизованному принципу, где управление и контроль осуществляются в основном вручную или с ограниченной автоматизацией. Мониторинг состояния сетей часто проводится выборочно, а данные собираются с задержкой, что может приводить к замедленному реагированию на аварии и перегрузки. Восстановление после сбоев требует значительного времени из-за недостаточной гибкости системы. Такие сети слабо адаптированы к интеграции возобновляемых источников энергии (ВИЭ), таких как солнечные или ветровые электростанции, что ограничивает их устойчивость и экологичность. Потребители в традиционных сетях обычно пассивны и не могут влиять на энергопотребление в реальном времени, а тарифы часто фиксированы или меняются по жесткому графику.

Интеллектуальные сети (Smart Grids), напротив, используют цифровые технологии для автоматизированного управления и мониторинга в режиме реального времени. Благодаря датчикам, системам SCADA и умным счетчикам, «умные» сети быстро обнаруживают и локализуют аварии, минимизируя время простоя. Они поддерживают двусторонний поток энергии, что позволяет эффективно интегрировать ВИЭ и накопители энергии. Такие сети более устойчивы к кибератакам (при должной защите) и лучше адаптируются к растущим нагрузкам за счет распределенной генерации и гибкого управления спросом.

Таблица 1.

Сравнение традиционной системы электроснабжения РФ с интеллектуальными сетями Smart Grids

Итак, интеллектуальные сети (Smart Grids) предлагают более надежное, экономичное и экологичное энергоснабжение по сравнению с традиционными сетями, но их внедрение требует значительных инвестиций в инфраструктуру и цифровизацию. В Российской Федерации переход к «умным» сетям (Smart Grids) реализуется поэтапно: в отдельных регионах запускаются пилотные проекты, тогда как основная часть энергосистемы по-прежнему функционирует в рамках традиционной модели.

В заключение подчеркнём, что развитие и внедрение интеллектуальных сетей является одним из ключевых трендов современной электроэнергетики. Их реализация позволяет повысить надёжность и эффективность энергосистем, улучшить качество электропитания, сократить расход топлива и уменьшить выбросы загрязняющих веществ.

Сегодня пилотные проекты «умных» сетей уже функционируют в США и ряде европейских стран, а ближайшие планы по их масштабированию имеются в Азии и Латинской Америке. Вместе с тем массовое распространение Smart Grid сталкивается с серьёзными барьерами: значительными капиталовложениями в модернизацию инфраструктуры и необходимостью координации интересов множества участников рынка.

Несмотря на это объективная выгода от перехода к интеллектуальному энергоснабжению и растущий интерес инвесторов делают данное направление крайне актуальным.

Список литературы:

1. Распоряжение Правительства РФ от 9 июня 2020 г. №1523-р «Об утверждении Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года» // Собр. законодательства Рос. Федерации. 2020.
2. Терехова А.А., Дмитриевский Б.С. Автоматизированная система управления режимами работы электроэнергетической системы // Энергосбережение и эффективность в технических системах: сб. статей. — Тамбов: ТГТУ, 2021.
3. Федеральный закон "О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в связи с развитием систем учета электрической энергии (мощности) в Российской Федерации" от 27.12.2018 N 522-ФЗ (последняя редакция).
4. M. Beltrami, G. Orzes, J. Sarkis, M. Sartor. Industry 4.0 and sustainability: Towards conceptualization and theory // Journal of Cleaner Production. 2021.
5. S. García-Moreno, V.R. López-Ruiz. A Review of the Energy Sector as a Key Factor in Industry 4.0: The Case of Spain // Energies 2023, 16(11), 4446.
6. Zhu, L., Jiang, F., Luo, M., Li, Quanrun. An efficient identity-based signature protocol over lattices for the smart grid. // High-Confidence Computing. – 2023. – V. 3 – P. 100147 (8).