УДК 621.316.7
Smart Grid – Перспективы развитие энергосистем
(г. Темиртау, Карагандинский государственный индустриальный университет).
Умные сети электроснабжения (англ. Smart grid) – наиболее полно концепцию данного определения отражает формулировка американского института инженеров электротехники и электроники IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers). Smart Grid – полностью интегрированная, саморегулирующаяся и самовосстанавливающаяся электроэнергетическая система, имеющая сетевую топологию и включающей в себя все генерирующие источники, магистральные и распределительные сети и все виды потребителей электрической энергии, управляемые единой сетью автоматизированных устройств в режиме реального времени [1]. Министерство энергетики США позиционирует Smart Grid как «полностью автоматизированную систему, обеспечивающую двусторонний поток электрической энергии и информации между энергообъектами повсеместно. Smart Grid за
счет применения новейших технологий, инструментов и методов наполняет электроэнергетику знаниями, позволяющими резко повысить эффективность работы отрасли...» [2]
Предпосылки появления технологии умных сетей появились вследствие массового использования элементов электронного управления, измерения и мониторинга. В качества примера можно привести положительный опыт внедрения западными компаниями в 80-х годах прошлого века приборов автоматического контроля, учета и передачи данных показаний счетчиков электроэнергии, что подтолкнуло к использованию данной идеи в системах мониторинга потребления энергии уже крупных клиентов.
Дальнейшее развитие этого направления привело в 90-х годах к появлению так называемых Smart счетчиков, функционал которых позволяет уже сохранять информацию о том, как электроэнергия использовалась в
разное время дня и передавать эти данные распределяющей компании. Интеллектуаль-ные счётчики, могут находиться в непрерывной связи с поставщиками электроэнергии, поэтому данные мониторинга в режиме реального времени могут быть использованы для систем быстрого реагирования на повышение или падение спроса данного ресурса.
Первыми шагами в управлении спроса потреблением электроэнергии стали, разработки систем пассивного определения нагрузки на энергосистему, а именно, приборов контроля частоты источника электроэнергии. Следующим логическим шагом данной концепции является уже управление приемниками электроэнергии потребителей. Такие устройства, как промышленные и бытовые кондиционеры, холодильники и обогреватели, которые должны корректировать и адаптировать свой рабочий цикл, с пиковой нагрузкой сети. По расчетам специалистов проекта, данные меры позволят оптимизировать нагрузки в разное время суток и добиться до 30% экономии электроэнергии [3].
Пилотным проектом рассмотренной идеи стал проект крупнейшей национальной энергоснабжающей компании Enel, которая успешно ведет в Италии работы по созданию уникальной автоматизированной системы Telegestore (Теледжесторе) для бытовых потребителей. Данная система позволит, не только дистанционно считывать показания электросчетчиков, но и централизованно управлять электропотреблением и распределительной сетью. В рамках проекта Telegestore предполагается замена всех существующих разнотипных индукционных счетчиков компании Enel, подключенных к сети низкого напряжения, на специально разработанные для этой цели однотипные, электронной системы. В с 2000 году в проекте Telegestore впервые была испытана большая нагрузка (27000000) домов с применением смарт-счетчиков соединённых через цифровую сеть, используя при этом саму линию электропередачи. При отработке данного способа передачи данных был использован широкополосный доступ по линии электропередачи, а также беспроводные технологии, такие как ячеистая топология для более надежного подключения к различным
устройствам в доме [4].
Но надо заметить, что настоящая революция мониторинга и синхронизации глобальных сетей произошла в начале 1990-х, когда американское агентство Bonneville Power Administration расширило исследования умных сетей датчиками, способными проводить очень быстрый анализ аномалий качества электроэнергии в очень больших географических масштабах. Кульминацией этой работы стала первая система измерений на широких площадях (WAMS) в 2000 году [5]. В настоящее время многие страны стали проявлять повышенный интерес к данной технологии и вкладывать в ее развитие значительные средства.
Таким образом, за рубежом, в том числе и в России ведутся активные работы по созданию концепций и апробации технологий интеллектуальных сетей. Перспективы их развития можно сформулировать следующим образом [6]:
Конечные запасы нефти и газа и дальнейшее освоение возобновляемых источников энергии с обязательным включением их в единую энергетическую систему является стратегически важной задачей для любой страны. Сокращение потерь электроэнергии за счёт построения систем интеллектуального учёта с возможностью учёта качества электроэнергии и ограничения нагрузки. Развитие коммуникационной среды, способной надёжно и качественно поддерживать двунаправленный информационный обмен между поставщиками и потребителями энергоресурсов. 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.Перечисленные аспекты полностью соот-
ветствуют программе «Энергосбережение – 2020», принятой Правительством Республики Казахстан 29 августа 2013 года. Целью, программы является создание условий для снижения энергоемкости ВВП Республики Казахстан и повышение энергоэффективности путем снижения энергопотребления и сокращения неэффективного использования топливно-энергетических ресурсов.
Успешная реализация, данной программы позволит в масштабах всей страны, сгенерировать значительные энергетические мощности без увеличения объемов добычи углеводородов, а внедрение энергосберегающих технологий даст возможность сэкономить большие объемы энергоресурсов и снизить нагрузку на генерирующие предприятия страны
Список литературы
Smart Power Grids — Talking about a Revolution // IEEE Emerging Technology Portal, 2009. Grids 2030. A National Vision for Electricity’s Second 100 years. — Office of Electric Transmission and Distribution of USA Department of Energy, 2003. Smart Grid Working Group. Challenge and Opportunity: Charting a New Energy Future, Appendix A: Working Group Reports. «О ходе создания в Италии автоматизированной системы учета и управления потреблением электроэнергии на 30 млн. бытовых потребителей».: URL: http://esco-ecosys. narod. ru/2009_11/art025.htm. «WAMS – технологическое развитие энергосистем».// Электронный журнал «Энергетика и промышленность России» №17, сентябрь 2010г.: URL: http:// http://www. eprussia. ru/epr/157/12021.htm. Ледин C. C. «Интеллектуальные сети smart grid – будущее российской энергетики».// Ежемесячный отраслевой научно - отраслевой журнал «Автоматизация и IT в энергетике» №11, ноябрь 2010г.
