Маринов
Е.В., магистрант
Иркутский
национальный исследовательский технический университет
ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ВНЕДРЕНИЯ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
SMART GRID В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС РФ
Сегодня одной из главных проблем российской
энергетики, которая оказывает негативное воздействие и на экономику, является —
низкая энергоэффективность. Конечно, за последнее время Россия достигла
существенного прогресса в повышении энергоэффективности; согласно данным
Росстата энергоемкость ВВП в 2000-2010 годах в среднем снижалась на 3,5% в год;
данный показатель достигнут благодаря про- водящейся модернизации. Однако,
данный показатель существенно выше, чем во многих странах мира, ведь по
энергоэффективности Россия пока что занимает лишь 12 место в мире.
Энергетический комплекс нашей страны сегодня
находится в плачевном состоянии: 15% подстанций 6–10/0,4 кВ находится в
неудовлетворительном состоянии, более чем у 40% воздушных и масляных
выключателей давно истек срок эксплуатации, оборудование электросетей изношено
более чем на 50%, около 60% электросетей нуждаются в перекладке. По причине
изношенности электросетей потери энергии достигают 20–30%, вместо 6–8% (потери
энергии в Европе), а сбои в энергоснабжении происходят все чаще: достаточно
вспомнить масштабные отключения электричества (май 2005 г. в Москве, основная
причина – износ оборудования на подстанции Чагино; декабрь 2010 г. в Москве –
ледяной дождь вывел из строя электропровода и электроподстанции, в т.ч. и те,
которые питают аэропорт Домодедово; август 2012 г. в Санкт- Петербурге и Казани
и текущая зима не стали исключением). Основные причины кроются не только в
высоком уровне морального и физического износа основных фондов
электроэнергетических компаний, но и в техническом уровне развития, надежности,
экономичности и эффективности использования топлива.
Необходима полномасштабная модернизация, причем
устаревшее оборудование необходимо менять не на аналогичное, а на принципиально
новое, инновационное. Благодаря совместным усилиям западных энергетиков, ученых
и властей мировая энергетическая отрасль обрела новую концепцию – появились
интеллектуальные электроэнергетические системы (Smart Grid). К 2020 г.
устаревшие энергосети в России будут заменены на «умные» сети.
Термин «умные сети» (Smart Grid —
Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology) стал общеупотребительным
недавно, в 1998 г., хотя исследования возможности создания и внедрения подобных
технологий велись в Европе, США и СССР еще в 70-е годы. Тогда, прежде всего,
речь шла о самодиагностике, и ставилась основная задача – повысить надежность
работы оборудования и возможности его дистанционного контроля.
Сегодня термин Smart Grid приобрел более широкий
смысл и заявил о себе как о новом масштабном направлении в энергетике,
позволяющем, с одной стороны, решать проблемы, касающиеся энергоэффективности,
– сокращение энергопотерь, а ежегодно в мире при передаче энергии теряется от 5
до 15% энергии, уменьшение затрат ресурсов и объемов выбросов в атмосферу. С
другой стороны – сделать более удобной жизнь современного человека, например,
при помощи этих технологий управлять электроснабжением дома и электроникой в
нем [4]. Это новый подход к построению энергосистемы, отвечающей таким
требованиям, как способность к самовосстановлению, сопротивляемость к атакам,
более высокое качество и надежность электроснабжения, интеграция любых типов
генерации и хранилищ энергии, мотивация потребителей к активному вовлечению в
управление сетью. [5]
Сегодня эта проблема стала актуальной по
нескольким причинам: во-первых, из-за вопроса энергоэффективности, во-вторых,
существенной причиной стал вопрос износа сетей (проблемы энергетических пиков),
в-третьих, причина состоит в том, что сегодня открылись новые возможности на
фоне развития современных информационных технологий.
В России идея Smart Grid в настоящее время
выступает в качестве концепции интеллектуальной активно-адаптивной сети,
которую можно описать следующими признаками [3]:
·
насыщенность
сети активными элементами, позволяющими изменять топологические параметры сети;
·
большое
количество датчиков, измеряющих текущие режимные параметры для оценки состояния
сети в различных режимах работы энергосистемы;
·
система
сбора и обработки данных (программно- аппаратные комплексы), а также средства
управления активными элементами сети и электроустановками потребителей;
·
наличие
необходимых исполнительных органов и механизмов, позволяющих в режиме реального
времени изменять топологические параметры сети, а также взаимодействовать со
смежными энергетическими объектами;
·
средства
автоматической оценки текущей ситуации и построения прогнозов работы сети;
·
высокое
быстродействие управляющей системы и информационного обмена.
На основе указанных признаков можно дать
достаточно чёткое определение интеллектуальной сети как совокупности
подключённых к генерирующим источникам и электроустановкам потребителей
программно-аппаратных средств, а также информационно-аналитических и
управляющих систем, обеспечивающих надёжную и качественную передачу
электрической энергии от источника к приёмнику в нужное время и в необходимом
количестве [3]. При этом используются новые принципы, технологии передачи и
управления процессом. Предполагается объединить на технологическом уровне
электрические сети, потребителей и производителей электроэнергии в единую
автоматизированную систему.
Подтверждением того, что в России будут
развивать интеллектуальную энергетику, служит включение расходов на создание
«умных» сетей в инвестиционную программу ОАО «ФСК ЕЭС» и приоритетные
направления научно-технического прогресса в электроэнергетике, выделенные в
«Энергетической стратегии России на период до 2030 года» [6]. В 2010 г.
компания ФСК ЕЭС вложила в разработку интеллектуальных электросетей 1 млрд.
рублей, в 2011-м – 3 млрд., а в 2012-м – 5 млрд. рублей. Но стоит отметить, что
в США, чтобы перевести на Smart Grid 20% пятимиллионного населения города
Хьюстона (штат Техас) понадобилось вложить в проект 100 млн. долларов. Это в
три раза больше, чем ФСК планирует потратить на введение интеллектуальных сетей
в России, стране с населением в 141 млн.
Литература:
1. Ледин
С.С., Игнатичев А.В. Развитие промышленных стандартов внутри- и межсистемного
обмена данными интеллектуальных энергетических систем // Автоматизация и IT в
энергетике. 2010. № 10. С. 39–43.
2. Ледин
С. Интеллектуальные сети Smart Grid – будущее российской энергетики // Автоматизация
и IT в энергетике. 2010. № 11(16). С. 4–8.
3. Панков
А. Для чего нужны умные сети [Электронный ресурс] / РБК daily ежедневная
деловая газета. URL: http://pda.rbcdaily.ru/2012/06/06/tek/
4. Умные
сети модернизируют российскую энергетику / материал подготовлен редакцией
журнала «Электротехнический рынок» совместно с пресс-службой «Сименс»
[Электронный ресурс] // Рекламно-информационный журнал Электротехнический
рынок. № 6 (42). 2011. URL: http://market.elec.ru/nomer/39/
5. Электроэнергетика
России 2030: целевое видение / под общ. ред. Б.Ф. Вайнзихера. М.: Альпина
Бизнес Бук, 2008. 352 с.