Интеллектуальная энергосистема

Размещено на Allbest.ru

В настоящее время встает все больше проблем, связанных с качественным и количественным обеспечением электроэнергией. Возникает необходимость принятия быстрых и эффективных решений, которые смогли бы вывести мировую энергетику на совершенно новый уровень развития. В этой связи в электроэнергетике имеют место следующие задачи: обеспечение потребителей достаточным количеством высококачественной электроэнергии, минимизация затрат на производство и передачу энергии, оперативное реагирование на любые изменения в сети, использование в процессе производства энергии возобновляемых экологичных ресурсов. На данный момент западными специалистами разработана и активно внедряется технология Smart Grid, позволяющая решить поставленные задачи.

Интеллектуальные энергосистемы (Smart Grid) - это автоматизированная система, самостоятельно отслеживающая и распределяющая потоки электричества для достижения максимальной эффективности использования энергии. Использование современные информационных и коммуникационных технологий, позволяет взаимодействовать оборудованию сети Smart Grid друг с другом, образуя единую интеллектуальную систему энергоснабжения. Собранная с оборудования информация анализируется, а результаты анализа помогают оптимизировать использование электроэнергии, снизить затраты, увеличить надежность и эффективность энергосистем [1].

Основой интеллектуальной сети являются информационно-коммуникационные технологии. Предпосылками для образования таких сетей являются следующие технологии и свойства: системы скоординированного управления и распределенной автоматизации и контроля, распределенный интеллект устройств, интеграция системы управления с операционными устройствами и коммуникация замеренной даты для целей управления и принятия решений. Для обеспечения работы Smart Grid, энергосистема должна иметь программное обеспечение, созданное на основе методов искусственного интеллекта. Интеллектуальный учёт позволяет осуществлять передачу данных о количестве потреблённой электроэнергии в режиме реального времени. Счётчики такой системы способны отследить данные по каждому бытовому устройству и установить определённые правила работы в часы максимальных нагрузок. Интеллектуальные счетчики электроэнергии - так называемые «смарт метры» - позволяют оценивать расход энергии и передавать данные оператору и потребителю по сотовой связи, Wi-Fi и другим беспроводным каналам связи. Счетчики электроэнергии можно запрограммировать на коммуникацию с различной бытовой техникой и управлять ей с учетом различных условий тарификации. Интеллектуальные счетчики позволяют обнаруживать потери энергии в сетях, облегчая, таким образом, поиск и устранение дефектов на линии [2].

Владельцы «Умного дома» смогут управлять своим жилищем дистанционно, с помощью iPad или другого электронного устройства через специальную веб-страницу. Управление приборами учёта на расстоянии, позволит энергетическим компаниям увеличить эффективность распределения между потребителями электроэнергии и сократить до минимума кражи электроэнергии, а также эффективнее бороться со злостными неплательщиками. Динамическое управление сетями позволяет подключить к интеллектуальной сети всё оборудование электросетевого хозяйства, в результате чего, единый центр будет видеть текущее состояние устройств, не покидая главного офиса в любой момент времени. Это позволит более оперативно реагировать на аварии и сбои в системе. Система Smart Grid регулирует спрос, перераспределяя его по времени суток. Использование всех энергопотребляющих устройства в дневное время, усиливает нагрузку на сеть, Smart Grid предлагает часть из них запускать в работу в ночное время - часы минимальной нагрузки, выравнивая тем самым, график нагрузки на сеть. Система интеллектуального учёта подразумевает под собой безопасный обмен данными. Потребитель должен быть уверен в том, что данные о его количестве использованной энергии не будут «перехвачены» злоумышленниками, не будет искажена, и что никакое «третье лицо» не вмешается в процесс информационного обмена. Интеллектуальная IP-сеть во многом решает вопросы как информационной, так и физической безопасности. Интеллектуальные сети Smart Grid из-за непрерывного мониторинга использования энергии, позволяющего потребителю более точно прогнозировать и контролировать своё энергопотребление, в значительной степени его дисциплинирует и, тем самым, положительно влияет на энергосбережение в целом. Задача для электросетевого комплекса интеллектуализации сети является одной из важнейших. Сейчас уже реализуются проекты внедрения интеллектуальных систем учёта потреблённой энергии, однако, при нынешних проблемах ввода подобных систем, данный процесс идёт медленными темпами [3].

В настоящее время Smart Grid эффективно применяются за рубежом. В некоторых штатах США проводились исследования по вводу «интеллектуальных» сетей. В результате снизились пиковые нагрузки на электросеть. В среднем на 10% уменьшились счета за электричество, при этом его стоимость увеличилась на 15% [3]. С 2007 года создание системы Smart Grid - один из национальный приоритетов Соединенных Штатов. По некоторым оценкам использование системы Smart Grid к 2020 году позволит США сэкономить около 1. 8 трлн. долл. за счет снижения потребления энергии и повышения надежности [3].

Интенсивность инвестиций Китая в интеллектуальную энергетику позволяет экспертам прогнозировать, что в ближайшее десятилетие КНР выйдет в лидеры по темпам роста рынка компонентов Smart Grid. При нынешней динамике развития этого сегмента прогнозируется, что в период 2011-2021 годов он достигнет уровня среднегодового роста в 6% до 1, 43 трлн долларов. КНР в таком случае объективно обойдет США, где на сегодняшний день этот показатель составляет 4%. В результате Китай может выйти на передовые позиции и стать мировым лидером на рынке Smart Grid [4].

В России наблюдается повышенный интерес к рассматриваемой технологии, неслучайно приоритетным развитием науки, технологий и техники в Российской Федерации признано направление «Энергоэффективность, энергосбережение». В 2008 году был подписан Указ Президента «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики», в котором сформулирована цель снизить к 2020 году энергоемкость ВВП РФ не менее чем на 40% по сравнению с 2007 годом. Одним из первых городов РФ, в котором была внедрена система Smart Grid, стал город Белгород, вошедший в общемировой проект «Умный город». В ряде распределительных сетей Белгорода установлены специальные устройства, которые помогают с большой точностью определить место разрыва проводов и отключить в данном случае только небольшое количество потребителей электроэнергии. Так же в городе действует «умное освещение», контролирующее энергопотребление, состояние сетей, число работающих ламп. Система поэтапно управляет уличным освещением в зависимости от условий видимости и количества людей на улицах [5].

По мнению экспертов, на первом этапе внедрения Smart Grid в России возможна реализация только принципов наблюдаемости, автоматизации. Это означает, что, в первую очередь, будут внедрены информационные технологии (автоматический учет, телемеханика, системы защиты и т. п.). Далее - цифровые подстанции. Для сети Smart Grid в России имеются достаточные предпосылки. Следует отметить исследования отечественных ученых в области теории управления большими энергетическими системами и кибернетики энергосистем, ряд положений и результатов которые применяются в зарубежной идеологии преобразования электроэнергетики. В то же время имеются объективные сдерживающие факторы внедрения Smart Grid: степень развития информационных технологий, силовой электроники, альтернативных источников электроэнергии. Неоправданно заниженная стоимость электроэнергии для бытового потребления и неготовность бытового потребителя к планируемой либерализации трафика. Высокий уровень потерь в сетях. Растущее несоответствие требования международного сообщества в части охраны окружающей среды [6].

Таким образом, внедрение интеллектуальной энергосистемы в нашей стране связано с техническим прорывом в области коммуникаций, технологических решений по развитию альтернативных источников энергии, разработкой моделей и алгоритмов функционирования энергосистемы на основе методов искусственного интеллекта: теории нечетких множеств и нечеткой логики, нейросетевых технологий, генетических алгоритмов.

интеллектуальная энергосистема

Список используемой литературы

Ледин С. С., Игнатичев А. В. Развитие промышленных стандартов внутри- и межсистемного обмена данными интеллектуальных энергетических систем // Автоматизация и IT в энергетике, 2010, № 10.

Концепция энергетической стратегии России на период до 2030 года (проект). Прил. к журналу “Энергетическая политика”. - М. : ГУ ИЭС, 2007.

Бударгин О. «Умная сеть - платформа развития инновационной экономики». - Круглый стол «Умные сети - Умная энергетика - Умная экономика», Петербургский международный экономический форум, 17 июня 2010 г.

Дорофеев В. В., Макаров А. А. Активно-адаптивная сеть - новое качество ЕЭС России // Энергоэксперт, 2009, № 4 (15).

Размещено на Allbest.ru