Интеллектуальные сети Smart Grid: экспертное мнение

08 апреля 2011 года в Москве в рамках Московского международного энергетического форума «ТЭК России в XXI веке» прошла Международная конференция «Интеллектуальные электрические сети: мировой опыт и перспективы России» ( http://www.mief-tek.com/ ).

В рамках конференции были рассмотрены мировые тенденции в развитии электрических сетей, вопросы повышения надежности и безопасности функционирования электрических сетей, рассмотрено текущее состояние внедрения активно-адаптивной сети в России, определены дальнейшие перспективы внедрения.

В обсуждении приняли  участие и поделились своими мнениями главный аналитик ММЭФ Епишов А.П., генеральный директор Центра энергоэффективности ЕЭС Конев А.В., заведующий лабораторией Института энергетических исследований РАН Веселов Ф.В., заместитель директора Института проблем ценообразования и регулирования естественных монополий ГУ-ВШЭ, внешний эксперт Федеральной сетевой компании «Единой энергетической системы России» Волкова И.О., начальник Департамента технологического развития и инноваций ОАО «ФСК ЕЭС» Дементьев Ю.А., руководитель  Центра проблем энергетической безопасности Института США и Канады РАН Корнеев А.В., и другие эксперты.

Хочу привести вашему вниманию ряд мнений, высказанных на конференции, по данному вопросу.

Главный аналитик ММЭФ А.П.Епишов обозначил основные проблемы, существующие сегодня в отрасли электроэнергетики. В частности, это значительная изношенность электросетевого комплекса, а также ведомственная разобщенность в этой сфере. Было отмечено, что для того, чтобы сделать инфраструктуру электроэнергетики адекватной тому уровню, который есть за границей и задумывалась реформа электроэнергетики. Smart Grid – это один из инструментов, который позволит сделать сети гибкими. Целью интеллектуальных сетей является повышение технологического уровня электроэнергетики. Согласно поручению Президента РФ Д. Медведева создание интеллектуальной электроэнергетики в России должно осуществляться  в рамках Доктрины энергетической безопасности, которую было поручено разработать Правительству РФ.

Генеральный директор Центра энергоэффективности ЕЭС Конев А.В. подчеркнул, что активно-адаптивная сеть пришла к нам из-за рубежа, но ничего нового для нас здесь нет.

«В новых условиях развития IT технологий представилась возможность объединить все элементы электросети в такую систему, которая бы обеспечивала надежное функционирование всех элементов  такой системы.

 Для чего это нужно? Сегодня, обособившись в отдельный вид бизнеса,  деятельность в электроэнергетике, в частности, направлена на получение прибыли.  Этот факт является бременем для потребителей. В основе этого бремени лежит несовершенство ценообразования  на электроэнергию. На сегодняшний момент потребитель рассматривается, прежде всего, как плательщик средств на развитие энергосистемы. Сегодня ценообразование несовершенно и непонятно, за что потребитель должен платить. Потребитель в цепи «Производство – Распределение  - Потребление» должен быть равноправным субъектом. Потребительские платежи должны быть экономически оправданными, и потребитель должен чувствовать себя наравне с производителем электроэнергии.

Разделив рынок электроэнергии на 2 вида продукции, мы фактически подстроили ловушку для потребителя. Когда мы платим за мощность – мы платим за возможность производства электроэнергии. За счет средств потребителя создаются новые мощности - имущественные  комплексы в электроэнергетике. В результате этого возникает вопрос  о праве потребителя защищать свои имущественные претензии на  мощности, создаваемые за его счет. Создавать мощность, а потом еще платить деньги за эксплуатацию такой мощности – это абсурдно. В текущих условиях потребитель полностью отстранен от процесса контроля. Долгосрочный рынок мощности в настоящее время полностью перенес все риски на потребителя. В результате этого возникает вопрос, каким образом осуществляется поддержка предпринимательства, и как мы собираемся внедрять инновационные технологии в электроэнергетику. Сегодня мы закрыли путь для конкуренции и внедрения инноваций в электроэнергетику. Необходимо отказаться от рынка мощностей, а также уделить особое внимание ценообразованию. Это очень важный фактор, который необходимо изменять.

Что касается потребителя в активно-адаптивной сети, то в случае, если рассматривать только сеть, а не потребителя, как равноправного субъекта, то мы придем к аналогичной ситуации. В этой связи необходимо сделать потребителя главным субъектом.

Для внедрения интеллектуальных сетей необходимо решить базовые вопросы в бизнесе. Отмечается о необходимости в комплексном подходе при внедрении интеллектуальной энергетики. При внедрении данной концепции все должно делаться ради потребителя, поскольку именно потребитель делает экономику, и он должен быть конкурентоспособным».

Заведующий лабораторией Института энергетических исследований РАН, Веселов Ф.В. в своем докладе рассказал о состоянии внедрения интеллектуальных сетей за границей.

«За рубежом вкладываются очень большие деньги на развитие интеллектуальной энергетики. На первом месте по капиталовложениям – Китай (7 323 млн.дол.США),  на втором – США (7 092 млн.дол.США), на третьем – Япония (849 млн.дол.США). Все страны реализуют модель государственно-частного партнерства при внедрении данной технологии. Энергетические компании также активно включились в процесс внедрения.

Однако, при выделении денег на что-либо, необходимо знать, на что эти деньги будут потрачены и какой ожидаемый результат. Сегодня существует неопределенность в этом вопросе. Каждая страна определяет для себя, что она ожидает от внедрения интеллектуальной электроэнергетической системы. Вопрос полезности Smart Grid   сегодня остается открытым.

Наиболее продвинуты США в этой сфере. Они параллельно ведут работу по разработке технологий, стандартов, оценке эффективности внедрения интеллектуальной сети, а также исследуют, как это отразится на экономике, на безопасности страны и т.д.

Smart Grid – это решение для нового облика экономики государства, а не решение одной компании.

Все, что делается в рамках реализации данной концепции, идет снизу вверх. Центр разработки лежит на уровне конечного потребителя, распределённой генерации, возобновляемых источников энергии.

Подавляющее большинство проектов за рубежом лежит в области ВИА, распределенной генерации, микросетей. Предполагается, что контур интеллектуальной энергосистемы сформируется через 20 лет.

Интересным является следующий вопрос. До сегодняшнего времени, говоря о Smart Grid , мы заглядываем за границу. Конечно, зарубежный опыт безусловно является бесценным. Но в России на данном этапе идет формирование критической массы относительно внедрения данной концепции. Сложной является оценка эффектов полезности внедрения Smart Grid в целом, а не отдельного проекта. Поэтому системный анализ является очень важным».

Докладчиком были отмечены новые качества в ЕНЭС, которые появятся при внедрении Smart Grid . Это снижение потерь в электросетях, снижение капиталовложений из-за сокращения объемов строительства новых мощностей и приобретения новых земель под это строительство, снижение потребности в новых резервирующих мощностях.

Как справедливо заметил Веселов Ф.В., мы должны проанализировать, какие результаты являются для нас наиболее важными, определить, какие технологии разрабатывать и внедрять. Исходя их этого, нужно предложить оптимальные варианты.

По итогам выступления докладчику были заданы следующие вопросы:

1)               О необходимости первоочередной модернизации оборудования электросетевого комплекса перед внедрением Smart Grid .

По мнению докладчика, безусловно, модернизация нужна, но если заниматься только модернизацией системы, то интеллектуальной энергосистемы не будет. «Говоря об интеллектуальности, мы, прежде всего, говорим о системе интеллектуального управления».

2)               Ведется ли сейчас единая работа по реализации стратегии Smart Grid в России?

Ответ: «Единая работа сегодня не ведется. Ведется ряд обособленных работ, которые в будущем могут быть  использованы в работе по реализации данной концепции. Чтобы Россия перешла к реализации данной стратегии, необходим импульс со стороны государства. Прежде всего, организационный, а потом и финансовый».

Заместитель директора Института проблем ценообразования и регулирования естественных монополий ГУ-ВШЭ Волкова И.О. рассмотрела мировой опыт внедрения интеллектуальных сетей, озвучила возможные сценарии развития данной технологии в России.

«На основе проведенных масштабных исследований зарубежного опыта, было установлено, что представляет собой Смарт Грид. Смарт Грид – это концепция преобразования электроэнергетики.

Ключевые позиции - основная идеология Smart Grid -  системное преобразование всей энергосистемы, энергоинформационная система, подобная интернету (такая система прослеживается в разработках зарубежных компаний); построение концепции Smart Grid на основании удовлетворения интересов всех участников энергетического сектора.

Западные страны потратили на согласование всех ключевых позиций около 6 лет. С этой целью были проведены масштабные исследования.

Концепция «Интеллектуальные сети» предполагает одновременно как модернизацию  оборудования, так и внедрение инновационных технологий. За рубежом Smart Grid рассматривается как локомотив развития экономики в целом, поскольку увеличиваются заказы на производство новых технологий, что способствует такому развитию.

Основные подходы к обеспечению ключевых требований к новой электроэнергетике:

 - главное – это удовлетворение интересов потребителя;

 - основные изменения должны произойти именно в управлении – за счет внедрения интеллектуальных систем;

 - формирование единой информационной структуры (наложение на энергетическую инфраструктуру информационной).

Функциональные свойства электроэнергетики для достижения ключевых требований:

 - активный потребитель – предполагает возможность потребителя генерировать энергию и участвовать в энергосистеме в разных качествах;

 - расширение рынков электроэнергии и мощности для конечного потребителя. Что касается  зарубежных стран, то там также не решены все аспекты и сейчас находятся в стадии исследования.

В зарубежных странах были выделены следующие этапы реализации Smart Grid (на примере США):

1 этап: активизация потребителя, развитие учета электроэнергии;

2 этап: управление активами

США вкладывает очень большие средства в развитие электроэнергетики. Деньги выделяются государством совместно с бизнесом.

На самом деле вопросы оценки эффектов от внедрения Smart Grid в России пока что не определены, не определены основные выгоды по внедрению.

В США была дана экспертная оценка соотношения доходов и расходов при внедрении интеллектуальных сетей. Это 4:1. В России пока что такая оценка не была дана.

Факторы, оказывающие негативное влияние на развитие Smart Grid в России:

  - отсутствие координации и управления развитием отрасли (отсутствует орган, который бы координировал развитие всех секторов энергетики);

 - отсутствие инновационной структуры.

 

Сценарии развития интеллектуальных сетей в России:

Вариант 1:   Отслеживание инноваций за рубежом и внедрение у себя.

Вариант 2: Развитие существующих у себя компетенций, недостающие – закупать за границей.

Формы организации по переходу на Smart Grid :

- В США деятельность по внедрению интеллектуальных сетей сконцентрирована в руках государства. В частности, Министерства энергетики США. Прежде чем, перейти к внедрению, США разработали стандарты для унификации всех разработок в этой сфере.

В России реализация концепции планируется в рамках государственно-частного партнерства «Технологическая платформа «Интеллектуальная энергетическая система России» (инициатива ФГУ «РЭА»  и ОАО «ФСК ЕЭС»)».

Начальник Департамента технологического развития и инноваций ОАО «ФСК ЕЭС» Дементьев Ю.А.:

«Из-за  старения оборудования электроэнергетического комплекса, ОАО «ФСК ЕЭС» приняла решение пойти по пути инновационного развития, не производя замену старого оборудования на аналогичное, а делая акцент на новые технологические решения.

Основная цель инновационного развития - обеспечение надежности, энергобезопасности. Задачи – выход на новый уровень модернизации, повышение качества услуг, переход к интеллектуальной энергетике.

Ключевым моментом является комплексная модернизация на основе новых технологий, проектных решений на территории всех субъектов РФ.

На данный момент Программа инновационного развития, подготовленная ОАО «ФСК ЕЭС», находится на утверждении в Правительстве. Значительный блок в Программе составляет концепция Smart Grid : идеология и практическая реализация в России.

Основные направления НИОКР в рамках указанной Программы:

 - научными центрами ведется разработка концепции основ внедрения Smart Grid в России.

Реализация отдельных элементов Smart Grid в настоящее время:

  - новые методы разрушения гололеда и наледи на проводах воздушных линий электропередач (Ставропольский, Краснодарский край);

 - взрывобезопасное маслонаполненное оборудование;

 - разработка новых видов проводов, которые выдерживают высокие температуры, проявляют новые гололедоотталкивающие свойства.

Проведение пилотных проектов по созданию кластеров Smart Grid :

 - создан полигон «цифровая подстанция»  на базе ОАО «НТЦ электроэнергетики»;

 - реализуется проект по созданию энергокластеров интеллектуальных сетей в ОЭС Востока и ОЭС Северо – Запада.

Социально-экономический эффект:

 - положительный эффект для промышленности (развитие инновационных технологий в базовых отраслях, увеличение производства материалов).

 - развитие отечественного производства оборудования (на сегодняшний день 70%  оборудования закупается за границей).

Для успешного внедрения Smart Grid в России необходимо:

  - координация субъектов электроэнергетики, участников техноплатформы, усилий государства».

Руководитель  Центра проблем энергетической безопасности Института США и Канады РАН Корнеев А.В. раскрыл достаточно актуальный вопрос - Безопасность интеллектуальной энергосистемы, проблемы борьбы с дистанционным и кибернетическим терроризмом.

«В государствах, которые внедряют концепцию Smart Grid , начались случаи бесконтактных вторжений в энергосистему. Например, в США без видимых причин вышли из строя ряд атомных электростанций. При этом были зарегистрированы сбои систем управления.

После этого случая Сенат США решил, что внедрение Smart Grid поставит под угрозу тысячи промышленных объектов энергосистемы. Поэтому внедрение этой технологии необходимо приостановить до момента разработки системы безопасности.

Сейчас в 30 странах мира начались работы по разработке защиты от диверсионного вторжения (диверсионный модуль типа «Win32/Stuxnet»).

В США начались работы по разработке защитных мер. Выяснилось, что все элементы интеллектуальной сети абсолютно проницаемы для таких средств нападения и обнаружить скрытые заражения практически невозможно.

Основные способы обеспечения энергетической безопасности в США – это специально подготовленные группы людей - группы реагирования на нарушение работы компьютерных систем. Необходимо непрерывное обучение  персонала для того, чтобы люди знали, как  им действовать в таких ситуациях, поскольку реагировать необходимо мгновенно.  А обычно из-за стресса, незнания или иных причин быстрота реакции снижается.

Часто слабое звено энергосистемы – это плохо подготовленный человек – оператор. Ситуация на АЭС «Фукусима-1» подчеркнула негативную роль человеческого фактора.

Для того, чтобы защита от диверсионного вторжения действовала, необходима непрерывная система модификации – самообновление защиты промышленных объектов и энергосистем.

Развитие интеллектуальной энергетики невозможно без внедрения в систему возобновляемых источников энергии – ВИА. В настоящее время идет проработка законодательной базы  РФ в сфере ВИА. Планируется сделать так, чтобы ОАО «ФСК ЕЭС» владела источниками малой генерации. Главная цель – это обеспечение снабжения потребителей за счет ВИА на удаленных территориях, где строительство новых энергетических мощностей нецелесообразно.

Например, внедрение ВИА в Китае выведено на государственный уровень. Существует государственная программа по установке ветрогенераторов, в рамках которой они устанавливаются.

России предстоит пройти путь разработки, адаптации и применения стандартов построения активно-адаптивной энергетической системы. Эффективное участие государства, восстановленная научная база и сильные инженерные кадры позволят сделать полноценные прогнозы развития интеллектуальной электроэнергетики в России».

От себя хотелось бы добавить, что прежде,  чем внедрять Smart Grid в российскую электроэнергетику необходимо тщательно подготовиться. Нужно продумать и оценить все выгоды от внедрения и возможные риски, определиться с единой стратегией внедрения, подготовить законодательную базу, выявить оптимальные технологические решения для Smart Grid .  Разрозненные действия по внедрению отдельных элементов интеллектуальной сети могут не дать должного положительного эффекта.