29.10.2019
Сегодня в рубрике «Технологические фронтиры» еще одна сквозная технология — распределенные интеллектуальные энергосистемы. Давайте разберемся, как они работают.
Умные сети (также широко распространен английский термин Smart grid) — это сети электроснабжения, которые используют современные технологии сбора и цифровой обработки данных об энергопроизводстве и энергопотреблении. Эти данные позволяют в автоматическом режиме повышать эффективность, надежность, устойчивость производства и распределения электроэнергии и снижать затраты.
Первая сеть переменного тока появилась в 1886 году — и она была централизованной, то есть энергия распределялась от одного источника нескольким пользователям. В течение 20 века сети активно развивались, для надежности и выгодности их стали объединять в единые огромные системы. Электростанции изначально располагали близко к запасам ископаемого топлива и транспортным хабам — шахтам, портам, железным дорогам — и дальше от населенных пунктов, потому что это было экологически неблагополучное производство; гидроэлектростанции — там, где были подходящие условия на реках; атомные станции — там, где была вода для охлаждения. Энергию считали отдельно для каждого пользователя, распространились фиксированные тарифы и, наконец, тарифы день/ночь. Появились пики потребления, которые не слишком эффективно сглаживались пиковыми генераторами, а стоимость энергии для потребителя в мире постоянно росла. Если случался форс-мажор и электричество отключалось, то страдали от этого десятки и сотни тысяч пользователей.
В начале 21 века появилась возможность применить цифровые технологии для устранения этих недостатков. Кроме того, распространились альтернативные источники энергии — ветрогенераторы и солнечные батареи, а они очень непостоянны в выработке и нуждаются в более сложных системах управления. Альтернативные источники поставили под сомнение целесообразность централизованной энергосети — они достаточно мощные и располагать их можно во множестве мест.
Впервые термин «умная сеть» (Smart grid) появился в статье Майкла Барра 2003 года «Спрос надежности будет управлять инвестициями». А пионерами внедрения умных сетей оказались страны с большим числом жителей — Китай, Индия и Бразилия.
Распределенные интеллектуальные системы электроснабжения по сути работают по технологии энергетического блокчейна: система управляется несколькими торговыми соглашениями между потребителями, которые покупают избытки выработанной электроэнергии непосредственно у изначального производителя без дополнительных затрат и торговой наценки. Стоимость этой электроэнергии меняется в зависимости от потребностей и объемов излишек.
В такую сеть входят источники генерации тока (возобновляемые и традиционные), магистральные и городские электрические сети со своими подстанциями, а также потребители, включая тех, у кого есть собственные источники генерации, способные выдавать в сеть избыток мощности. Управление ведется как из локальных узлов, так и из больших центров управления. Такая сеть легко подстраивается под любые процессы и внештатные ситуации, анализирует энергопотребление отдельных потребителей и групп. Если возникает внештатная ситуация — сеть реконфигурирует автоматику и информирует смежные системы (водоснабжение и пр.) о событии. Как и любую распределенную систему, умную электросеть гораздо сложнее атаковать. Недавно появилось новое понятие интернета энергии (Internet of Energy, IoEN) — сети, где все пользователи свободно продают и покупают энергию на объединенном энергетическом рынке. При этом система сбалансирована за счет гибкого перераспределения энергии и управляется с помощью решений на основе искусственного интеллекта.
По направлению «Технологии транспортировки электроэнергии и распределенных интеллектуальных энергосистем» работает Центр компетенций НТИ на базе ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет "МЭИ"».
На базе Центра создается уникальный модельный испытательный комплекс EnergyNet для разработки и тестирования архитектурно-технических решений по проекту создания интернета энергии и других новых решений для технологического развития российской энергетики. Такой комплекс позволит проводить цифровое и киберфизическое моделирование сложных электроэнергетических систем. Также в ЦК создан Центр коллективного пользования «Испытательный полигон технологий транспортировки электроэнергии и распределенных интеллектуальных энергосистем» и сектор кибербезопасности.
Смотреть на Facebook
Умные сети (также широко распространен английский термин Smart grid) — это сети электроснабжения, которые используют современные технологии сбора и цифровой обработки данных об энергопроизводстве и энергопотреблении. Эти данные позволяют в автоматическом режиме повышать эффективность, надежность, устойчивость производства и распределения электроэнергии и снижать затраты.
Первая сеть переменного тока появилась в 1886 году — и она была централизованной, то есть энергия распределялась от одного источника нескольким пользователям. В течение 20 века сети активно развивались, для надежности и выгодности их стали объединять в единые огромные системы. Электростанции изначально располагали близко к запасам ископаемого топлива и транспортным хабам — шахтам, портам, железным дорогам — и дальше от населенных пунктов, потому что это было экологически неблагополучное производство; гидроэлектростанции — там, где были подходящие условия на реках; атомные станции — там, где была вода для охлаждения. Энергию считали отдельно для каждого пользователя, распространились фиксированные тарифы и, наконец, тарифы день/ночь. Появились пики потребления, которые не слишком эффективно сглаживались пиковыми генераторами, а стоимость энергии для потребителя в мире постоянно росла. Если случался форс-мажор и электричество отключалось, то страдали от этого десятки и сотни тысяч пользователей.
В начале 21 века появилась возможность применить цифровые технологии для устранения этих недостатков. Кроме того, распространились альтернативные источники энергии — ветрогенераторы и солнечные батареи, а они очень непостоянны в выработке и нуждаются в более сложных системах управления. Альтернативные источники поставили под сомнение целесообразность централизованной энергосети — они достаточно мощные и располагать их можно во множестве мест.
Впервые термин «умная сеть» (Smart grid) появился в статье Майкла Барра 2003 года «Спрос надежности будет управлять инвестициями». А пионерами внедрения умных сетей оказались страны с большим числом жителей — Китай, Индия и Бразилия.
Распределенные интеллектуальные системы электроснабжения по сути работают по технологии энергетического блокчейна: система управляется несколькими торговыми соглашениями между потребителями, которые покупают избытки выработанной электроэнергии непосредственно у изначального производителя без дополнительных затрат и торговой наценки. Стоимость этой электроэнергии меняется в зависимости от потребностей и объемов излишек.
В такую сеть входят источники генерации тока (возобновляемые и традиционные), магистральные и городские электрические сети со своими подстанциями, а также потребители, включая тех, у кого есть собственные источники генерации, способные выдавать в сеть избыток мощности. Управление ведется как из локальных узлов, так и из больших центров управления. Такая сеть легко подстраивается под любые процессы и внештатные ситуации, анализирует энергопотребление отдельных потребителей и групп. Если возникает внештатная ситуация — сеть реконфигурирует автоматику и информирует смежные системы (водоснабжение и пр.) о событии. Как и любую распределенную систему, умную электросеть гораздо сложнее атаковать. Недавно появилось новое понятие интернета энергии (Internet of Energy, IoEN) — сети, где все пользователи свободно продают и покупают энергию на объединенном энергетическом рынке. При этом система сбалансирована за счет гибкого перераспределения энергии и управляется с помощью решений на основе искусственного интеллекта.
По направлению «Технологии транспортировки электроэнергии и распределенных интеллектуальных энергосистем» работает Центр компетенций НТИ на базе ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет "МЭИ"».
На базе Центра создается уникальный модельный испытательный комплекс EnergyNet для разработки и тестирования архитектурно-технических решений по проекту создания интернета энергии и других новых решений для технологического развития российской энергетики. Такой комплекс позволит проводить цифровое и киберфизическое моделирование сложных электроэнергетических систем. Также в ЦК создан Центр коллективного пользования «Испытательный полигон технологий транспортировки электроэнергии и распределенных интеллектуальных энергосистем» и сектор кибербезопасности.
