Smart Grid: интеллектуальная электроэнергетика в мире и в России

Сегодня в области мировой электроэнергетики происходит настоящая революция. В США, Китае, Японии, Европе полным ходом идет процесс внедрения «интеллектуальных сетей» - Smart Grid. Что такое интеллектуальные сети Smart Grid? На сегодняшний день нет единог

Сегодня в области мировой электроэнергетикипроисходит настоящая революция. В США, Китае, Японии, Европе полным ходом идетпроцесс внедрения «интеллектуальных сетей» - SmartGrid.

Что такое интеллектуальные сети SmartGrid? На сегодняшний день нет единого определения этойтехнологии. В разных странах существует свое определение.

Например, Минэнерго США определяет интеллектуальнуюсеть как полностью автоматизированную систему, обеспечивающую двусторонний потокэлектроэнергии и информации между энергообъектами повсеместно.

Евросоюз дает следующее определение. SmartGrid– это электрические сети, удовлетворяющие требованиямэнергоэффективного и экономичного функционирования энергосистемы за счет скоординированногоуправления и при помощи двусторонних коммуникаций между элементами электросети,электростанциями, аккумулирующими источниками и потребителями.

Основнымипринципами,на которых базируется технология «Smart Grid» являются наблюдаемость, автоматизация,контролируемость, интеграция.

По общему правилу, концепция Смарт Гридвключает в себя следующие элементы:

 - обеспечениеавтоматизированного учета энегоресурсов;

 -интеллектуальная защита;

- включение в сеть распределенной генерацииэнергии альтернативных источников;

 -использование электромобилей.

Ожидаемыерезультаты от внедрения Смарт Грид:

1) наиболее эффективное использование энергоресурсов;

2)    выводсетевого хозяйства из кризисной ситуации за счет замены устаревшегооборудования;

3)    уменьшениепотерь электроэнергии, значительная ее экономия;

4)    снижениевремени аварийного отключения; повышение эффективности загрузки электросетевогооборудования;

5)    повышение объема транзита электроэнергии на15-20% без строительства новых сетевых объектов;

6)    снижениезатрат на производство энергии;

7)    снижениестоимости коммунальных услуг;

8)    использование альтернативных источников энергии;

9)    уменьшениевлияния объектов энергетики на экологию (сокращение выбросов CO2 в атмосферу;

10) обеспечение модели двухсторонней связи с потребителем;

11) выявлениехищений электроэнергии, повреждений оборудования и своевременное их устранение.

На сегодняшний день наиболее активно технологияSmart Grid развивается и распространяется в Дании. Это связано с тем, что вэтой стране значительное количество энергии поступает из альтернативныхисточников (20% от общего объема энергии составляет ветряная).

В некоторых штатах США проводилисьисследования по вводу "интеллектуальных" сетей. В результатеснизились пиковые нагрузки на электросеть. В среднем на 10% уменьшились счетаза электричество, при этом его стоимость увеличилась на 15%.

С 2007 года создание системы Smart Grid –один из национальный приоритетов Соединенных Штатов. По некоторым оценкамиспользование системы Smart Grid к 2020 году позволит США сэкономить около 1.8трлн. долл. за счет снижения потребления энергии и повышения надежности.

Однако, в сравнении с другими державами, СШАнаходится на втором месте по капиталовложениям в  SmartGrid(7 092 млн.дол). На первом месте – Китай (7 323 млн.дол.США), на третьем –Япония (849 млн.дол США).

В Европе предусмотрено финансированиепрограмм по распространению "умных" сетей в размере 750 млрд. долл. втечение 30 лет.

В России наблюдается повышенный интерес крассматриваемой технологии. Для обозначения данной технологии используетсятермин «активно-адаптивная сеть», которую в России определяют, как технологиюсамодиагностики, анализа и отчета, созданную для повышения надежности работыоборудования, возможности контролировать его на расстоянии.

По мнению экспертов, на первом этапе в Россиивозможна реализация только принципов наблюдаемости, автоматизации. Этоозначает, что, в первую очередь, будут внедрены информационные технологии(автоматический учет, телемеханика, системы защиты и т.п.).  Далее - цифровые подстанции, оборудованияFACTS (гибкие системы передачи переменного тока).

За внедрениеактивно-адаптивной сети в России отвечает ОАО «Федеральная сетевая компанияЕдиной Энергетической Системы» (ОАО «ФСК ЕЭС»).

На сегодняшний день  в различных регионах РФ идет реализация рядапилотных проектов по внедрению элементов интеллектуальной сети. Например, это заменаламп накаливания на энергоэффективные световые устройства; установка интеллектуальных приборов учета электроэнергии ит.п.

Интересный вариант нетрадиционного освещенияпридумали в Тайване. Национальный университет Чэнь Кун и Академия наук Тайваняразработали следующую технологию освещения улиц под названием природнаяфлуоресценция. Ученые имплантировали биосветодиоды в листья растений.Хлорофилл,фотосинтетический пигмент, который придает листьям их характерный зелёный цвет,известен своей способностью поглощать определённые длины волн света. Но принеких обстоятельствах хлорофилл и сам может светиться: при воздействии света сдлиной волны около 400 нм он становится красным. Проблема в том, что фиолетовыйсвет взять неоткуда, особенно ночью. Решением стали наночастицы золота. Прикоротких длинах волн, невидимых человеческому глазу, они возбуждаются иначинают светиться фиолетовым. Этот свет попадает на близлежащие молекулыхлорофилла и возбуждает их, в результате чего хлорофилл начинает производитькрасное сияние. Работоспособность идеи была доказана только на водном растенииBacopa caroliniana.

Студентам Кембриджского университета(Великобритания) удалось получить генетически модифицированных светлячков иморскую бактерию Vibrio fischeri, в организме которых производство светящихсяферментов идёт стахановскими темпами. Студенты научились получать самые разные цвета. В результате бактериальнаяколония размером с винную бутылку даёт достаточно света для чтения. Былоподсчитано, что организмам потребуется всего 0,02% энергии, полученной в ходефотосинтеза, для создания конкуренции нынешнему уличному освещению.

На рынке существует множество компаний,занимающихся разработкой технических решений для интеллектуальной электроэнергетики. Преимущественно, это зарубежныекомпании, которые наряду с продажей технических решений для интеллектуальныхсетей в России ведут так называемую «просветительскую» работу по внедрению  данной технологии.

Однако, проводимые мероприятия большенаправлены на техническое перевооружение объектов электроэнергетики,модернизацию основных фондов. Но нужно понимать, что Smart Grid -  это концепция инновационного преобразованияэлектроэнергетики в целом, а не отдельных ее функциональных или технологическихсегментов

Необходимо отметить, что единой идеологии ипонимания ожидаемых эффектов от внедрения SmartGrid в России пока что нет.

На сегодняшний день идет активное обсуждениеданного вопроса на различных конференциях и форумах.

В частности, 08 апреля 2011 года в Москве врамках Московского международного энергетического форума «ТЭК России в XXIвеке» прошла Международная конференция «Интеллектуальные электрические сети: мировойопыт и перспективы России», где представители федеральной сетевой компании,научного сектора обсудили ключевые вопросы развития интеллектуальной электроэнергетикив России.

О рассматриваемых на конференции вопросах иосновных выводах, я расскажу в моей следующей публикации.