Организационно-технические основы для создания активно-адаптивных сетей в электроэнергетике

ORGANIZATIONAL AND ENGINEERING BASIS FOR SMART



О.Б. Тришкин
O.B. Trishkin
niie@list.ru
директор НИИ Энергетики ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет», кандидат экономических наук
Director of the Research Institute of Electric Power of “Saint-Petersburg State Polytechnic University”, PhD in Economics
г. Санкт-Петербург
St. Petersburg

Ключевые слова:

  • активно-адаптивная сеть
  • энергоэффективность
  • устойчивость функционирования электроэнергетических систем
  • управление сетями с учетом новых алгоритмов активно-адаптивного управления
  • Keywords:

  • active adaptive (smart grid) network
  • power efficiency
  • electrical power system operation sustainability
  • networks control subject to new active adaptive management algorithms
  • Актуальность исследования обоснована тем, что в настоящее время в России наблюдается возрастающий интерес к быстроразвивающемуся во всем мире научно-техническому инновационному направлению по преобразованию электроэнергетики на базе новой концепции Smartgrid, называемой в России активно-адаптивной, или «умной» сетью. Целью данной статьи является проведение морфологического анализа существующих технических средств для выявления таких, которые соответствуют требованиям, выдвигаемым новой концепцией построения сети. В ходе исследования автор использовал такие методы, как морфологический анализ, классификация, группировка, а также системный подход к исследованию проблемы формирования активно-адаптивных сетей в электро-энергетике.
    Автором рассматриваются существующие технические средства и проводится их функциональный морфологический анализ. На основе анализа при помощи построения морфологической матрицы рассматриваются возможные варианты реализации и делается вывод о необходимости создания методики по выбору оптимальных технических решений.

    The urgency of the study is explained by increasing interest towards technological innovative tendency shown in Russia and fast-developing world-wide which is aimed at reforming electric power industry on the basis of Smart grid concept, called active adaptive or “intelligent network” in Russia. The objective of the present article is to carry out morphological analysis of existing networking devices and facilities in order to reveal the ones meeting requirements of the new networking concept. While studying the author would use such methods as morphological analysis, classification, grouping, as well as the systems approaches to the research of smart grid networking in electric power industry.
    The author has examined existing technical devices and carried out their functional morphological analysis. On the basis of the analysis by means of morphological arraying principle different implementation alternatives have been considered with the conclusion being made on the necessity to create an optimal engineering solution making methodology.

    Обзор статьи

    Современная активно-адаптивная сеть – это совокупность подключенных к генерирующим источникам и потребителям линий электропередачи, устройств по преобразованию электроэнергии, коммутационных ап-паратов, устройств защиты и автоматики, современных информационно-технологических и управляющих систем, источников генерации, в том числе использующих возобновляемую энергию [3]. Данный комплекс выдает инфор-мацию о текущем состоянии оборудова-ния, организует адаптивную реакцию сис-темы в реальном режиме времени на раз-личные возмущения, обеспечивая тем са-мым надежное энергоснабжение потреби-телей, энергоэффективность и устойчи-вость функционирования электроэнерге-тических систем в целом.
    Отметим, что появление новой кон-цепции «умной» сети инициировало воз-никновение ряда новых проблем. Напри-мер, если объем производимой электро-энергии превышает локальные потребно-сти, поток энергии может изменить на-правление, чтобы скомпенсировать недос-таток энергии в соседней зоне. Данная проблема усиливается, если распределен-ные источники энергии расположены на достаточном отдалении от основных по-требителей. Автоматизированная система, управляющая такими сложными ситуа-циями, должна иметь доступ к средствам динамического изменения всей сети в ре-альном масштабе времени. Более того, эта автоматизированная система должна быть достаточно интеллектуальной, чтобы ра-ботать с профилями генерации, которые могут изменяться в зависимости от пого-ды или времени суток (например, в случае ветровых и фотоэлектрических генераторов). В результате поток и направление передачи энергии будут постоянно изменяться в отличие от относительно стабильного однонаправленного потока энергии в современных распределительных сетях.
    Следует учитывать, что современные методы управления сетями опираются в основном на централизованную систему SCADA (диспетчерского управления и сбора данных), которая регулярно собира-ет данные замеров, выполняемых в теле-метрических точках распределительной сети. При этом традиционная инфраструктура систем SCADA рассчитана на сбор данных раз или два в минуту и на передачу команд управления по мере необходимости. Однако такая малая скорость недостаточна для более сложных сетей с распределенной генерацией.
    Функции, необходимые для управле-ния сетями с учетом новых алгоритмов активно-адаптивного управления, подоб-ны функциям, имеющимся в современных системах управления энергосистемами (EMS), например, анализ потока распре-деления и прогнозирование генерации, которые теперь придется использовать на локальном уровне. Наряду с этим, важно то, что вместо пассивной реакции на со-бытия в распределительной сети активная сеть должна прогнозировать возможные события и принимать упреждающие меры на основе этих данных. При этом реализа-ция новых технических решений, заме-няющих применяемые в настоящее время технологии, может вызвать существенные проблемы, обусловленные совместимо-стью нового и эксплуатируемого обору-дования, технологий, а также затратами на обслуживание, которые трудно преду-смотреть без практической реализации пилотных проектов [2].

    Список использованной литературы

    1. Бандурин И.И. Совершенствование системы оперативного обслуживания электрических сетей 35–110 КВ: автореф. дис. … канд. техн. наук. Иваново, 2011.
    2. Бурман А.П., Розанов Ю.К., Шака-рян Ю.Г. Управление потоками электро-энергии и повышение эффективности электроэнергетических систем. М.: Изд. дом МЭИ, 2012. 336 с.: ил.
    3. Некрасов С.А. Повышение эффек-тивности энергоснабжения ЖКХ путем перевода котельных в режим комбиниро-ванной выработки тепла и электроэнер-гии: дис. …канд. техн. наук. М., 2011.
    4. Основы современной энергетики: в 2-х т. / под общ. ред. Е.В. Аметистова. 4-е изд. М.: Изд. дом МЭИ, 2008.
    5. European Smart Grids Technology Platform: Vision and Strategy for Europe's Electricity Networks of the Future. European Commission, 2006.
    6. Grid 2030: A National Version (or Electricity's Second 100 Years. Office of Electric Transmission and Distribution, Unit-ed State Department of Energy. 2003. July.

    РФ, Ленинградская область, г. Гатчина, ул. Рощинская, д. 5 к.2