Smart grid elektrisk netværk sælger energikøb. Smarte elnet Smart Grid i Rusland: sager, udsigter, vanskeligheder

Problemer og løsninger

• Driften af ​​vedvarende energikilder (vind og sol) er snarere drevet af vejr og klimatiske forhold frem for brugernes behov, hvilket gør forvaltningen og distributionen af ​​el endnu mere kompleks. Som følge heraf påvirkes netværkens stabilitet med hensyn til spænding og frekvens.
• Der opstår også problemer for termiske kraftværker, som skal fungere ved maksimal fuld belastning. Men på grund af ændringer i efterspørgsel og elproduktion fra sol og vind, må værker justere deres energiproduktion ret ofte. Dette fører til tab af ydeevne og slid.
• Energilagring kan løse begge problemer.
• Blandt de forskellige teknologier, der er tilgængelige til lagring af elektricitet, er batteri (galvanisk) batteri blevet det mest udbredte.
• Batteriet er dog en kilde til jævnstrøm, så en konverter er nødvendig for at forbinde det til netværket.
• Ansaldo Sistemi Industriali fremstiller det strømudstyr og tilhørende kontrolsystemer, der er nødvendige for at regulere elektriske akkumulatorer og sikre, at parametrene svarer til det nationale net.

Ellagring er en del af et ASI-projekt kaldet Zeus

ZEUS: Lokale smarte netværk

Lokale smarte netværk (Micro Smart Grid) er et elektrisk system af tilsluttede generatorer og belastninger. Et smart grid er det måske ikke stort netværk,servering bestemt territorium og ikke tilsluttet andre netværk (f.eks. ø).
Det lokale netværk styres af en intelligent infrastruktur (f.eks. Energy Management System), som styrer energistrømmene.

Power Management System (PMS) eller Electricity Management System regulerer produktionen og forbruget af elektricitet i realtid.

Et intelligent elektrisk netværk (Smart Grid) er opdelt i klynger, normalt iflg territorialprincip Hver klynge kan fungere offline, hvis det eksterne netværk er nede.

Lokale smarte netværk

Energilagringsløsninger

Batteriets vigtigste egenskaber

Et ellagersystem kan tage energi fra nettet, når der er et overskud af dets produktion, og omvendt levere elektricitet i forhold til
behov, hvis der er mangel. Tidsgrænsen for opladning/afladning kan tage sekunder, minutter eller timer. Derfor kan systemet fungere på forskellige måder:

• Fjernelse af belastningsspidser/midlertidig manipulation: Systemet kan lagre energi, når netbelastningen er lav, og frigive elektricitet under spidsbelastninger. Typiske anvendelser: solenergi, vindkraftværker for at øge produktiviteten.
• Balancering: kompensation for tilfældig energiproduktion fra solen/vinden hvert sekund/hvert minut. Strømkvalitet: Systemet kan styre reaktiv effekt uafhængigt af aktiv effekt. Dette øger den lineære effektfaktor eller reducerer uønskede harmoniske i netværket.
• Spændingsregulering: Reaktiv effektkontrolenhed kan bruges af netoperatøren for at sikre linjespændingsstabilitet.
• Frekvensregulering, primære og sekundære reserver: En dedikeret kontrolfunktion forbinder aktiv strøm til linjefrekvensen automatisk. Netværksoperatøren kan bruge denne funktion til at sikre, at udstyret fungerer i en "standby"-tilstand til frekvensregulering.
• Kold start: Systemet kan også levere nødsituationer fra en blackout-tilstand. Batteriet, gennem en inverter, forsyner netværket efter et strømafbrydelse og tillader derved netværket at fungere normalt.
• Primær "reserve" til traditionelle kraftværker: Udstyret arbejder parallelt med hovedvarmegeneratoren og sikrer deres fulde belastning, da den nødvendige "reserve" kan leveres af batteriet inden for et minut.

Batteriløsninger

Batteriet er forbundet til netværket via en inverter med et aktivt filter; Denne løsning bruges i sol- og vindkraftværker. Opladningen/afladningen af ​​en gruppe batterier styres af en DC/DC-konverter.

Systemet er baseret på PMS løsning, ejendom Ansaldo Sistemi Industriali:

DC/DC konverter

Opladningen/afladningen af ​​en gruppe batterier styres af separate DC/DC-konvertere, som hver især fungerer på en gruppe batterier i
i overensstemmelse med (V/I) spænding - strømdiagram leveret af batteriproducenten. Hver batterigruppe har et BMS (Battery Management System)
batteri). BMS er tilsluttet virksomhedens Scada Artics Smat Energy system. Standard batterikurver er vist nedenfor:

Systemet kan interagere med forskellige typer batterier: lithium-ion, natrium og andre. Brug af en separat dc/dc controller for hver batterigruppe giver mulighed for bedre system on-line kontrol og højere effektivitet.
Hver batterigruppe kan oplades og aflades ved hjælp af separat kontrollogik for at optimere batteriets ydeevne. Forskel i arbejde blandt forskellige typer batterier på grund af uundgåelige afvigelser kan kompenseres. Hver dc/dc konverter er forbundet til konverterens interne DC bus med et aktivt filter. Det interne standard DC-kredsløb fungerer i spændingsområdet 0,6 -1 kV, afhængigt af lagersystemets størrelse og effekt. Ansaldo Sistemi Industriali-løsningen sørger for redundans i en batterigruppe (f.eks. vil hver gruppe fungere uafhængigt af driften af ​​andre batterigrupper).

Inverter med aktivt filter

	Netværksgrænseflade leveret af tilslutning af inverteren med aktivt filter med separat system kontrollere det tillader separat regulere aktive og reaktive magt. Særlig linjefilter renser høj frekvens harmoniske, ikke lukke dem ind i netværket.
	Spænding filtreret inverter til harmonisk fjernelse. Fuld koefficient harmonisk forvrængninger - indeni acceptable værdier (f.eks. ikke mere end 2%).

Aktiv og reaktiv effektovervågning

Separate funktioner til overvågning af aktiv og reaktiv
magt

EN): Denne funktion bånd aktiv strøm til netværksfrekvens B): Effektfaktor som aktiv effekt funktion. C): Reaktiv effekt som funktion netspænding.

Kontinuitetsevne
strømforsyning under fejl (eksempel)

Primær og sekundær frekvensregulering. Reaktiv effektregulering for at stabilisere spændingen i netværket. Automatisk paralleldrift i svage netværk drevet af små diesel-elektriske grupper.

Inverter med aktivt filter til svage netværk

Systemfunktioner i tilfælde af kortslutning, så de beskyttende distributionsenheder når at tænde.

MODULAR INVERTER: mdeffekt 20 - 1000 kW

INVERTER I CONTAINER: 500-750-1000-1500 kW stationer

Elektrisk opbevaringsløsning

Batterisystem offline

Batterier i parallel forbindelse på én DC-bus. Solcelleanlæg

KOMMUNIKATION: inverter - station - eksternt netværk

Aksel generator

En akselgenerator er en speciel synkrongenerator drevet af hovedakslen kraftværk; roterer med konstant hastighed. Forbindelsen mellem generatoren og netværket sikres af en inverter med et aktivt filter. Systemet bruges under navigation i brændstofbesparende tilstand.

Skibets strømforsyning er også drevet af en diesel-elektrisk generator.
Netværket er kendetegnet ved lav installeret effekt og kan betragtes som Lokalt netværk reguleret af Power Management System (PMS). Akselgeneratoren skal levere strøm til netværket i autonom eller parallel tilstand med andre dieselgrupper. Følgende parametre skal angives:

Inverteren er i stand til at levere primær regulering med hensyn til frekvens og spænding. Det er også muligt at levere sekundær regulering ved hjælp af punkter defineret af PMS.

BLANDET GENERATION: DIESEL-GENERATOR OG SOL

KRAFTVÆRK TIL FJERNE OMRÅDER

I fjerntliggende områder kan netværk være isoleret fra hovedstrømledninger. Sådanne netværk fungerer som regel i autonom "ø"-tilstand og drives af generatorer forskellige typer, inkl. fra diesel-elektrisk. Udviklingen af ​​vedvarende energikilder bidrager til udviklingen af ​​systemer, der kan køre på traditionelle eller miljøvenlige brændstoffer.

Nye chauffører bliver høje effektivitet og energibesparelse. Eksempel: fjernpumpestationsprojekt stationer, hvor dieselgeneratorer arbejde parallelt med solceller. Systemet omfatter en station at generere energi ved hjælp af diesel installationer. Parallel der anvendes solenergi paneler. Solcelleanlægget producerer elektricitet og sætter det ind i netværket med ved hjælp af en inverter med aktiv filter. Denne løsning giver dig mulighed for at spare energi og reducere emissioner kuldioxid, fordi i dagtimerne fordelingsprioritet gives energi fra vedvarende energi energikilder.

BLANDET GENERATION: DIESELGENERATOR OG TIDEVANLÆG

HYDRAULIKKE GENERATORER (LILLE HPP)

SOLENERGI OG OPBEVARING

Solcelleanlæg, effektområde 1 - 10 MWh

EL-LAGER TIL TRANSMISSIONS- OG DISTRIBUTIONSLINJER

Ellager spænder fra nogle få MW til titusinder af MW. Batteritype: natrium-nikkel og lithium-ion.
Funktionalitet:

• Primær og sekundær frekvensstyring
• Reaktiv effekt: kapacitiv/induktiv tilstand
• Mulighed for tidsforskydning
• Spidsbelastningsbegrænsning

KONKLUSIONER

ASI kan levere det nødvendige teknologisk udstyr, integrere det i systemet, administrere det meste af energikæden.
ASI's store erfaring med alternativ energi og bæredygtige energiløsninger garanterer:

• Udvikling og implementering af fleksibel og effektiv teknologiske løsninger.
• Hurtigt afkast af investeringen.
• En integreret tilgang.
• Nem integration med bygningsautomatisering og trådløse overvågningsløsninger.

Tilstanden for energinetværk i Rusland nærmer sig et kritisk niveau af forringelse. Ydeevne og holdbarhedsmargin energisystemer næsten udmattet. I dag er cirka 60-70 % af anlægsaktiverne i elnetkomplekset for længst udløbet. I forbindelse med en kraftig stigning i energiforbruget håndterer ekspeditionscentrene ikke altid opståede situationer, hvilket fører til tilsvarende konsekvenser og tab for energiselskaberne. Brug for nyt moderne løsninger Sådanne situationer er ikke kun et spørgsmål om at minimere tab, det er en betingelse for udviklingen af ​​energibranchen som helhed.

Moderne belastninger på elsystemet kræver hurtig og mest nøjagtig tilstandsanalyse fungerende system at lokalisere problemer eller forhindre dem ved at forudsige belastninger på individuelle systemsegmenter. I den forbindelse kræves det i stigende grad, at energinetværk skal suppleres med nye digitale intelligente løsninger, der kan understøtte opgaven med at indsamle og analysere store mængder data.

I et nummer europæiske lande Processen med at modernisere el-kraftindustrien hen imod skabelsen af ​​"smarte" strømforsyningsnetværk, kaldet Smart Grid, har været systematisk og konsekvent i gang i lang tid. "Intelligent" elnetstyring giver automatisering, overvågning og kontrol af tovejs energitransmission på alle stadier - fra kraftværket til husstandens stikkontakt. For Ruslands omfang er det ikke så nemt at implementere og helt skifte til at bruge Smart Grid-løsninger. Projekter om at integrere "smarte" teknologier i industriel energi er dog ikke længere noget at tale om fremtiden.

Hvad har vi?

De første "smarte" distributionsnetværk dukkede op i Moskva, St. Petersborg og Kazan og lidt senere i Irkutsk. Et af disse projekter er en pilotzone, der gennemføres i fællesskab med "Lenenergo". Det omfatter en del af 6 kV-nettet i den historiske del af St. Petersborg. Målet med projektet er at bekræfte funktionaliteten af ​​de foreslåede løsninger og teknologier ved at bruge et reelt eksempel til at demonstrere muligheden for integration i Smart Grid-netværket.

Også værd at være opmærksom på er projektet i Sibirien, hvor Smart Grid-teknologier implementeres baseret på "Irkutsk Electric Grid Company". Schneider Electric leverede en række tjenester til etablering af et "smart" netværk, herunder design, levering og installation af udstyr, installation af software og efterfølgende vedligeholdelse af udstyret. Desuden blev medarbejderne trænet i det grundlæggende i at arbejde med den nye teknologi.

Det næste succesfulde projekt er en case JSC "Bashkir Electric Grid Company" i Ufa. På i øjeblikket Et pilotprojekt er afsluttet, og der arbejdes på at kopiere det på tværs af byen som helhed. Som en del af pilotprojektet blev forældet udstyr udskiftet med nyt udstyr med observerbarheds- og kontrollerbarhedsfunktioner samt høj sikkerhed og pålidelighed. Kommercielle elmålere er også blevet installeret, og et netværkskontrolcenter er blevet organiseret for byen som helhed. Som et resultat af projektgennemførelsen faldt det faktiske niveau for eltab fra 19 % til 1 %.

Ifølge Dmitry Sharovatov, generaldirektør JSC "Bashkir Electric Grid Company": "Uden nye tilgange til opbygning af forretningsprocesser og organisation produktionsprocesser Fremtiden for enhver industri, inklusive energi, er umulig."

Selvfølgelig er implementeringen af ​​Smart Grid-konceptet i Rusland en lang proces i flere trin. Samtidig giver brugen af ​​"smarte" platforme til håndtering af store energiforbrugsdata en hel liste af fordele.

En af de vigtigste egenskaber ved smarte systemer er evnen til at reducere driftsomkostningerne. Ny generation understationer reducerer driftsomkostningerne ved at kombinere flere kontrol- og overvågningssystemer i ét netværk. Samtidig er der en reduktion i anlægsudgifterne. En lige så vigtig konsekvens af implementeringen af ​​smarte netværk er forbedringen af ​​strømsystembeskyttelsen, da information fra alle stationer og understationer kan styres fra en enkelt applikation.

Generelt har Smart Grid-projektet en mellem- og langsigtet investeringshorisont. For at gøre netværket omkostningseffektivt og smart er der brug for en lang række aktiviteter. Baseret på de europæiske landes erfaringer tager det i gennemsnit halvandet år, før systemet begynder at retfærdiggøre investeringer.

I dag er broderparten af ​​innovative teknologier i elindustrien blevet udviklet i udlandet. Baseret på dette kan de fleste intelligente overvågnings- og kontrolsystemer ikke bruges fuldt ud i russiske netværk, da der er en række teknologiske forskelle mellem den elektriske kraftinfrastruktur i Rusland og vestlige lande. I den forbindelse har den indenlandske udvikling inden for tingenes internet, smarte mikronet, analyse- og kontrolsystemer til energisystemer alle muligheder for at få fodfæste på et enormt marked, der lige er begyndt at udvikle sig.

Smarte energiløsninger, som markedet venter på, er først og fremmest dem, der vil være rettet mod at løse industriens hovedproblemer: forbedring af kvaliteten og pålideligheden af ​​energiforsyningen, øget driftseffektivitet, kvalitativ forbedring teknisk stand energinetværksinfrastruktur, hvilket øger energieffektiviteten.

Det vil være muligt at diskutere perspektiverne for udvikling af smarte løsninger på energiområdet, samt stifte bekendtskab med færdige smarte løsninger til det russiske energimarked på Smart Energy Summit 2018 i Moskva den 27.-28. marts.

En komplet liste over deltagere og programdetaljer er tilgængelige efter udfyldelse af denne formular.

Enhver brug eller kopiering af materialer eller et udvalg af webstedsmaterialer, designelementer og design er kun tilladt med tilladelse fra indehaveren af ​​ophavsretten og kun med henvisning til kilden

I omkring 15 år i den globale og omkring 8 år i den indenlandske energisektor har der været en diskussion om implementering og udvikling af koncepterne "Smart Grid" og "Digital Substation". Deltagelse i en række fora og diskussioner dedikeret til dette emne, personlige kontakter med specialister i elnetkomplekset, min egen erfaring med udvikling og implementering af elektrisk strømudstyr gør mig på vagt over for dette fashionable emne. Jeg får en fornemmelse af, at alt, hvad der bliver gjort på dette område nu, ligner en sekt.

Der er flere teser, tvivl om hvilke er "tabu" og udelukket fra offentlig diskussion:

1. Smart Grid er en fundamentalt ny tilgang til opbygning af elkraftindustrien generelt og elnetkomplekset i særdeleshed.
2. Smart Grid er en målrettet politik for større aktører på energimarkedet, der sigter mod at øge effektiviteten af ​​ressourceanvendelsen.
3. "Smart Grid" og "Digital Substation" teknologier vil føre til en mærkbar reduktion i omkostningerne ved konstruktion og drift af elektriske netfaciliteter.
4. Indførelsen af ​​"smart grids" og "digitale transformerstationer" vil give en kraftig forøgelse af effektiviteten af ​​brugen af ​​vedvarende energikilder og forbedre miljøet.
5. "Smart Grid" og "Digital Substation" teknologier er morgendagens energi, som bliver skabt i dag.

Dette er langt fra fuld liste emner, men i forbindelse med denne artikel vil vi begrænse os til dem.

Så punkt for punkt:

1. Hvad er så fundamentalt nyt i konstruktionen af ​​el-kraftindustrien, som apologeter af "smart grids" tilbyder? Overlejring af et andet system på det eksisterende system for produktion, transmission og forbrug af elektricitet - information. Dette princip blev beskrevet i vores barndom af følgende vittighed: hvad sker der, hvis du krydser en slange med et pindsvin? Ja, halvanden meter pigtråd. Den grundlæggende nyhed i systemet indebærer fremkomsten af ​​NYE, tidligere fraværende kvaliteter og funktioner. I denne forstand, moderne teknologier"smart grid" og "digital understation" ændrer simpelthen udføreren i en række teknologiske operationer. I stedet for en tante med notesblok tages måleraflæsningerne af et elektronisk kommunikationssystem, i stedet for et elektromagnetisk relæ bruges et mikroelektronisk relæ mv. Introduktionen af ​​nye systemer og teknologier er ikke revolutionerende – den er af normal evolutionær karakter. Og set fra udviklingsteoriens synspunkt tekniske systemer, har vi nu at gøre med det "sidste udviklingstrin", som er præget af en lang række mindre forbedringer af det eksisterende system. Det skyldes ikke udviklingen som sådan, men det faktum, at det gennem årtierne stort antal forskellige virksomheder og strukturer, der skal retfærdiggøre deres eksistens. Det vil sige, i den indledende fase af udviklingen af ​​det elektriske netkompleks arbejdede de for dets udvikling og nu - for deres egen.
2. Den eneste spiller, der virkelig er interesseret i at fremme "smart grid" og "digital substation" teknologier, jeg ser, er producenter af elektrisk udstyr (og mere specifikt producenter af digitale enheder og kommunikationsmedier). De fleste af erklæringerne om disse produkters høje effektivitet og andre vidunderlige egenskaber er rent markedsføringsmæssigt og understøttes ikke af nogen seriøs kvantitativ forskning. De findes nok og er simpelthen dygtigt skjult for mit syn. Producenternes grunde er klare og noble - de skaber nye produkter og forsøger at skabe markeder for deres bæredygtige salg. Jeg forstår ikke, hvilket forhold disse grunde har til erklæringer om skabelsen af ​​ny energi.
3. Et af udstyrsproducenternes argumenter for "digitale understationer" og "smart grid" er udsagnet om, at brugen af ​​nye teknologier vil føre til en reduktion i omkostningerne ved at bygge nye elnetfaciliteter. Jeg har ikke set nogen reel bekræftelse af denne afhandling nogen steder. Men det, jeg er stødt på, er en vis snedighed, når mange mennesker for at demonstrere den økonomiske effektivitet af omkostningerne ved digitalt udstyr tager det ud afe yderligere systemer
4. . For eksempel: Ved konstruktion af digitale understationer er det muligt at spare betydeligt på omkostningerne til styrekabler. Samtidig tages omkostningerne til organisering af et garanteret driftsmæssigt strømforsyningssystem, omkostningerne til organisering og sikring af selve procesbussens funktion, udgifter til personaleuddannelse og softwaresupport ud af ligningen. Det er trods alt ingen hemmelighed, at elektroniske enheder, uanset hvor hurtigt de udvikler sig, bliver forældede lige så hurtigt. Og de er udgået. Og de mister opbakningen fra producenterne. Ikke en eneste ærlig elektronikproducent erklærer uden forbehold, at deres produkters livscyklus er mindst 20 år, endsige 30-40 år. Og sådan holder strømudstyr normalt. Dette fører til en samlet afkortning af perioderne mellem rekonstruktioner. Hvilket er godt for producenterne, men næppe fører til en reduktion i omkostningerne ved at eje en genstand. Og generelt, hvor har du set en producent, der siger: "Jeg lavede sådan en vidunderlig enhed, der koster mindre, men du skal købe den sjældnere"?!! Den forventede dramatiske stigning i effektiviteten vækker heller ikke tillid. Og her er hvorfor. Moderne digitale systemer gør det muligt at indsamle en enorm mængde information. Hvad præsenteres som et ubetinget gode. Men dette er ikke et faktum. Mængden af ​​information er ikke særlig korreleret med kontrollerbarhed. Det faktum, at vi nu har terabyte af data om forskellige aspekter af økonomiske og sociale aktiviteter , gør ikke vores samfund mere fornuftigt og overskueligt. Det er det samme med netværk. Først opretter vi et dataindsamlingssystem, derefter et datalagringssystem. Og så et system til sortering og filtrering af data. For i virkeligheden har vi brug for 1 % af det, vi modtager. Derudover er der en meget mærkbar forskel i mentalitet mellem udviklere og elektronik- og softwareudviklere. Denne forskel er meget præcist illustreret af en af ​​Murphys love: "hvis bygherrer byggede huse, som programmører skriver programmer, så ville den første spætte, der fløj ind, ødelægge civilisationen" (Weinbergs anden lov). Det er en joke, ja. Men der er et meget stort gran af sandhed i det. Og vi taler om elnet, der skal fungere i årtier uden systemfejl eller rullende strømafbrydelser. I enhver geografisk og klimazoner. Derudover vil jeg gerne berøre endnu et aspekt. Tendensen, der opstod for mere end 15 år siden, var at udelukke mennesker fra den operationelle ledelse af systemet. Denne blå drøm for science fiction-forfattere er endnu ikke opnåelig, men har allerede påvirket medarbejdernes kvalifikationer og principperne for uddannelse. Billedligt talt stræber vi efter situationen beskrevet i den gamle sovjetiske joke om Belkas og Strelkas flugt: "Chukchi, fodrede du hundene? Se, rør ikke ved enhederne!" Lad os bare glemme miljøeffekten for overskuelighedens skyld. Eller vi skal ændre civilisationen. Vores civilisation har altid valgt mellem økologi og komfort - komfort.
5. Så hvad er Smart Grid-teknologier? De efterlader flere spørgsmål end svar. De er ikke formaliserede og er ofte multidirektionelle. De bruges oftere som en slags adgangskode. For bare fem år siden var disse kodeord "nanoteknologi" og "innovation." De færreste, der brugte disse ord, vidste virkelig, hvad de betød. I bedste fald tilpassede han sine løsninger til definitionen fra Wikipedia og bekymrede sig kun om formel overholdelse. Vores ledninger er selvfølgelig nanoteknologiske – de er lavet af atomer (hvis man ser godt efter). De fleste diskussioner om emnet "smart grid" handler om at jonglere med betydninger. Og af denne grund er det meningsløst. Er dette fremtiden for vores energiindustri? Desuden er dette koncept født i Vesten og bliver introduceret i vores system "som det er", uden kreativ og kritisk refleksion. Jeg er ikke en "Westernphobe", selvom det er på mode nu. Men den tankeløse afvisning af hjemlig, næsten århundrede gammel erfaring... er overraskende.

Sammenfattende alt ovenstående vil jeg gerne give min vision om emnet "smart grid" og "digital transformerstation"

1. Disse termer er et marketingtrick til at udpege en klasse af produkter og teknologier til modernisering af det elektriske netkompleks ved hjælp af moderne it-løsninger.
2. Det elektriske netkompleks, både i vores land og i de fleste andre lande, nærmer sig slutningen af ​​sin livscyklus og står på randen af ​​en global fornyelse. Da der i dag ikke er blevet foreslået grundlæggende nye metoder til at producere og overføre elektricitet, har den nye udviklingscyklus for global energi ikke mulighed for at tage et grundlæggende kvalitativt spring i fornyelsesprocessen. Lanceringen af ​​diskussioner og udviklinger inden for "smart grid" og "digital substation" var et forsøg på at skabe dette grundlæggende kvalitative spring kunstigt. Succesen med dette forsøg kan diskuteres. Men ideen er smuk: Lad os smide ideen ind og lade folk finde ud af, hvad de skal gøre med den.
3. Som det sig hør og bør, er der vokset en masse spekulationer og direkte skrald omkring den grundlæggende – ikke særlig dumme – idé. Men denne her bivirkning– det er en helt forventet og normal ting. Nye teknologier er aldrig blevet født i al deres fuldstændighed og uddybning på én gang. Det eneste, jeg gerne vil se fra folk, der træffer beslutninger i vores energisektor, er en afbalanceret og aktiv position. Det er ikke kun udstyrsproducenter, der skal finde ud af, hvordan elnettet vil udvikle sig over en 50-årig planlægningshorisont. Dette er energisystemernes opgave: at formulere et generelt koncept og sikre en effektiv efterspørgsel efter produkter.
4. Ideen om "smart grid" og "digital understation" mangler en klar og attraktiv ideologi. Ideen om at "gøre det lidt bedre, end det er" kan ikke inspirere til kreative bedrifter og gennembrud.
5. Og det mest paradoksale: dette skal gøres!
   Der er håb om, at den kumulative Brownske bevægelse endelig vil få en meningsfuld vektor for udvikling, og vi vil være i stand til at tage dette kvalitative spring. Og det er meget mere interessant at arbejde for dette skrøbelige perspektiv end at forsøge at reproducere det sidste århundredes teknologier.

Akademiker V.E. Fortov er akademiker-sekretær ved Institut for Energi, Mekanik, Mekanik og Kontrolprocesser ved Det Russiske Videnskabsakademi, direktør for Det Fælles Institut. høje temperaturer RAS. Hans videnskabelige forskning er anerkendt som værende af fundamental betydning for udviklingen af ​​pulserende og industriel energi, rumfysik, kontrolleret termonuklear fusion og raketteknologi. Holdt høje stillinger: Vicepræsident for Det Russiske Videnskabsakademi; stedfortræder Formand for Den Russiske Føderations regering, formand Statsudvalget Den Russiske Føderation om videnskab og teknisk politik; Minister for Videnskab og Teknologi i Den Russiske Føderation. Han har modtaget høje priser - både fra vores land og fra udlandet.

Vladimir Evgenievich, i juni, inden for rammerne af IV St. Petersburg International Economic Forum, blev der afholdt et rundbordsbord "Smart Grids - Smart Energy - Smart Economy", som du modererede. Fortæl os venligst, hvad der menes med udtrykket "smart grids"?

- "Smart netværk", eller "Smart Grid", er en storstilet retning inden for moderne energi. Dette udtryk optrådte relativt for nylig: energi ophører med at være blot et middel til et behageligt liv, men bliver et middel til at udvikle alle områder af menneskelig aktivitet. Betydningen af ​​"Smart Grid" er at gøre generering, transmission og distribution af elektrisk energi "intelligent", for at mætte elektriske netværk med moderne diagnostiske værktøjer, elektroniske kontrolsystemer, algoritmer, tekniske anordninger såsom kortslutningsstrømbegrænsere af superledende linjer og mange, mange andre, der er dukket op i videnskab og teknologi i dag. Groft sagt er dette en kombination af informationsteknologiens muligheder, som vi allerede kender fra internettet, med kraftelektroteknik.

Giver dette dig en sejr?

Dette giver en multipel - flere gange - reduktion af tab under transmissionen af ​​elektrisk energi fra generatoren til forbrugeren, en multipel stigning i pålideligheden af ​​energiforsyningen, gør det muligt optimalt at omfordele energistrømme og derved reducere spidsbelastninger (og alle elektriske systemer er designet specifikt til spidsbelastninger). Dette giver endelig forbrugeren mulighed for at deltage på elmarkedet.

Efter alt, hvis tidligere forbrugeren tog elektrisk energi fra én sælger, så er han nu i markedsforhold: han kan vælge blandt produktionsselskaber. Det var i øvrigt meningen med reformer i energisektoren - at skabe et konkurrencedygtigt miljø. Men for at du som forbruger kan analysere, hvor det er billigere for dig at købe og få energi, skal du vide præcis, hvor og til hvilke priser det sælges, hvor der er overskud af det i dag, og hvor der er en mangel.

Et andet behov for et Smart Grid vedrører såkaldte vedvarende energikilder. Både her og i Europa taler man meget om, at vi skal væk fra kulstofbaseret energi forbundet med forbrænding organisk brændstof, og skifte til alternativ energi - sol, vind, brint og så videre. Det skyldes især også udviklingen af ​​elektrisk transport, hvor det er nødvendigt med spredte strømkilder og opladning. Men for at forbinde vedvarende energikilder til et stort netværk og gøre dem til de samme markedsobjekter som andre kilder, har vi brug for disse smarte netværk - "Smart Grid".

Der er flere gammelt problem, forbundet med forbrugere af elektrisk energi.

For eksempel kobler man et el-net til et hus, hvor der for eksempel er to hundrede lejligheder, hvoraf tyve lejligheder ikke betaler for strøm, mens resten betaler løbende. For at tvinge disse tyve - trods alt, i en butik uden penge får du ikke varer, og elektricitet er det samme produkt - skal du slukke for dem, men slukke for de "ikke-betalende", mens du ikke forstyrrer dine naboer. I dag er der desværre ingen sådan mulighed, hvis de slukker, så hele huset.

Kort sagt, vi er nødt til at mætte hele systemet fra produktion til forbruger, til stikkontakten i en lejlighed eller virksomhed, med smart elektronik, der vil give nøjagtige oplysninger: hvor meget elektricitet kan leveres til dig i dag, til hvilken pris. Og du, gennem administrationsselskabet eller dig selv, hvis du er i stand til at gøre dette, vælger den optimale producent, og i morgen - ikke denne, men en anden. Det er således nødvendigt at kombinere diagnostiske værktøjer på den ene side med moderne ledelsesværktøjer på den anden og med beslutningsværktøjer på den tredje. Dette er en meget vanskelig opgave, hvis vi taler om den sidste fase af eltransmission - til forbrugeren.

Det vil sige, vi taler om niveauet af borger-forbrugeren og stikkontakten i hans lejlighed?

Ingen, alvorlige problemer også opstå på meget tidligere stadier. Lad os sige, at hvis der for eksempel opstår en kortslutningsstrøm i højspændingsnetværk på 220 kilovolt og derover, så skal du hurtigt slukke for dette netværk, omfordele belastningen i realtid og derved afværge ulykken. Og til dette har vi brug for nye moderne metoder til at begrænse store strømme - snesevis af kiloampere. Vi er i øvrigt med

Institute of High Temperatures of the Russian Academy of Sciences har udviklet eksplosive afbrydere, der bryder kiloampere-strømme på få mikrosekunder.

Eller et andet, lignende problem: lad os sige, at lynet rammer en kraftledning, og meget store tab- overspænding, kortslutninger, falske alarmer og så videre. Vores institut har udviklet en eksplosiv magnetisk generator, der simulerer et lynnedslag på en kraftledning - den bruger energien fra et sprængstof (og den specifikke kapacitet af kemiske sprængstoffer er en million gange højere end kondensatorer) og konverterer den til en impuls elektrisk strøm- der opstår en udledning, meget lig et lynnedslag. Vores udvikling giver os mulighed for at lave udstyr, der kan placeres på en bil, og derefter rejse til rigtige elledninger, transformerstationer og tjekke jording, strømbegrænsende systemer og andet elektrisk udstyr.

Det tredje problem: når du arbejder på en højspændingsledning og vil måle strøm og spænding, skal du sørge for, at højspændingen ikke kommer ind i måleren. Tidligere blev dette gjort ved hjælp af transformere, men transformere er store i størrelse, og deres isolatorer er også ret store - to meter lange. Det viser sig, at du kan bruge en fiberoptisk linje - den slags, der bruges i telefon- og computerkommunikation - og se ændringen i polariseringsplanet for Faraday-rotationen og ud fra denne ændring i polariseringsplanet på en meget lille enhed bestemme, hvad strømmen går der

Strækker betydningen af ​​"Smart Grid" sig til omfanget af landets netværk?

Ja, vi har brug for backbone eller distributionsnetværk, der uafhængigt kan overvåge deres tilstand og driftstilstand for forbrugere, generatorer, elektriske ledninger og transformerstationer og automatisk implementere løsninger, der giver mulighed for uafbrudt strømforsyning og maksimal økonomisk effektivitet. For eksempel skal et "smart grid" i sig selv danne en kontrolhandling for at opnå det optimale niveau af elektricitetstab, når strømme langs elledninger stiger på grund af øget forbrug hos en storforbruger eller en hel energisammenkobling. Selvdiagnose og selvhelbredelse skal udløses, mens de svageste sektioner eller farlige elementer i netværket automatisk skal identificeres, og netværksdiagrammet skal desuden automatisk genopbygges for at undgå en ulykke.

Et vigtigt element i et smart grid er en digital understation. Arbejdet med lignende projekter er i gang i Europa, USA, Japan, Indien, Kina, inklusive vores Federal Grid Company. I en sådan understation genereres, behandles og styres al information om overvågnings-, beskyttelses- og kontrolsystemer i digitalt format ved hjælp af specielle optiske digitale instrumenttransformatorer og nye generationers digitale udstyrskomplekser.

Kort sagt skal den russiske el-industri omdannes til et integreret multi-level management system med en stigning i volumen af ​​automatisering og en stigning i kritisk pålidelighed, herunder de svageste og mest sårbare led, med forventning om systemiske risici og trusler og med hurtig reaktion på hændelser og ulykker. Dette er meningen bag udtrykket "smart grids" eller "Smart Grid".

Talte repræsentanter for udenlandske virksomheder?

Fem gange flere interesserede deltagere kom til det runde bord, end arrangørerne forventede. For at være ærlig var der ingen steder for mange at sidde - ikke desto mindre sad vi i 3,5 time.

Udenlandske deltagere - repræsentanter for de største elektriske ingeniørvirksomheder i verden - talte meget aktivt, delte deres erfaringer, viste interesse for vores marked, og dette er et enormt marked, og de er klar til at købe og implementere meget af det, det russiske akademi af Science tilbyder.

Den globale økonomiske krise viste sig at være startsignalet til moderniseringen af ​​økonomien og først og fremmest elindustrien. Således fremhævede Barack Obama i sin berømte tale om videnskabens udvikling emnet "smart grids" separat, og for nylig holdt han også en tale, specifikt om energi, hvor han sagde, at "Smart Grid" er en retning der skal udvikles aktivt. Faktisk har implementeringen af ​​Smart Grid i USA allerede dramatisk forbedret pålideligheden af ​​nationens energisystemer. Derfor afsætter det amerikanske budget 4,5 milliarder dollars alene til programmet for udvikling af "smart grids"! Derfor øger Vesten midlerne til videnskab i denne retning: andelen af ​​udgifter til videnskab i energiselskaber i udviklede lande er i dag 3 - 8%.

Er vestlige og russiske tilgange til at organisere "smart grids" forskellige?

Uden tvivl. Eksperter i Vesten stræber efter en velordnet sammenkobling af funktion og samspil mellem kompaktt placerede produktionsanlæg, elnet og forbrugere på territorialt og organisatorisk niveau kommuner. De er interesserede i muligheden for at forbinde små kilder til elproduktion, og deres marked er dikteret af efterspørgslen efter lokale "smarte net".

Ledelsesopgaver hos tværregionale, nationale og internationalt niveau De er i øjeblikket mindre bekymrede over energisystemernes funktion.

Og i Rusland sker energiforsyning til forbrugere under vanskelige økonomiske, tekniske, naturlige og klimatiske forhold, vi fokuserer på store produktionsanlæg, vi har et andet niveau af integration af store systemer med et betydeligt højere niveau af kompleksitet af systemforhold. Derfor bliver vi nødt til at omstrukturere hele det globale elnet efter principperne om multifunktionel automatisering. Herunder at tage højde for den langsigtede opgave med at genoprette koordineringsstyringen af ​​energisystemerne i SNG-landene.

Forresten, på grund af denne rent russiske specificitet, har vi altid været foran i mange resultater: Krasnoyarsk vandkraftstation var den mest kraftfulde, Sayano-Shushenskaya vandkraftstation var den højeste, den første vindmølle blev bygget her, den længste energi system på 2,5 millioner kilometer var det første, der blev bygget i USSR, den mest økonomiske damp-gas-cyklus med en effektivitet på 62 procent blev opfundet af den russiske videnskabsmand, akademiker Sergei Alekseevich Khristianovich, det første atomkraftværk var vores, og så videre og så videre. Inden for elektronisk videnskab og energi har Rusland aldrig haft så stort et efterslæb som for eksempel nu inden for datalogi og medicin. Smart grid-programmet blev lanceret i USA for blot fire år siden – for Rusland er dette et lille forspring.

For Rusland er "smart grids" stadig kun et koncept, eller er der en chance for at blive omsat i praksis?

Lad os gå videre til den praktiske implementering. O.M. Budargin, bestyrelsesformand for Federal Grid Company of the Unified Energy System, sagde ved rundbordsbordet, at systematisk underfinansiering i 90'erne og manglen på en integreret tilgang ved anvendelse af nye teknologiske løsninger i netværk førte til, at vores netværk i dag er, desværre, aldrende infrastruktur (50%), fysisk og moralsk aldring af elektrisk udstyr, forældede informationssystemer og proceskontrolsystemer. Derfor planlægger virksomheden at danne en ny ideologi i de næste tre år og teknologiplatform for transformationer, og gør de næste to år til en periode for afprøvning af nye løsninger, teknologier og implementering af pilotprojekter for fuldskala implementering af "smart grids".

Virksomhedens investeringsprogram er over 200 milliarder rubler årligt. Således planlægger virksomheden at gennemføre en omfattende modernisering og innovativ udvikling af alle emner inden for elkraftindustrien baseret på avancerede teknologier globalt i hele landet. Den forventede reduktion i eltab fra planlagte aktiviteter i net af alle spændingsklasser er omkring 25 procent!

Så meget kort: hvad er meningen med "Smart Grid"?

For det første succesen med at afslutte globale krise og den bæredygtige udvikling efter krisen af ​​landets økonomi er i høj grad bestemt af, i hvilket omfang den russiske elindustri kan tilfredsstille nuværende og fremtidige behov for energiressourcer og relaterede tjenester. Og for det andet, i modsætning til nogle andre videnskabsområder, hvor der desværre er en mærkbar forsinkelse, starter både vestlige og russiske videnskabsmænd og specialister næsten samtidigt med emnet "smarte netværk".

Undskyld den bratte vending af emnet: hvad ville du gøre, hvis du ikke var fysiker, men filosof?

Jeg ville begynde at analysere, hvad der sker i moderne Rusland. I løbet af de seneste to kriseår har vi gennemgået radikale økonomiske forandringer - meget smertefulde, først og fremmest smertefulde for den akademiske videnskab. Og dette til trods for, at videnskaben i postsovjettiden fik muligheden for at være mere åben, friere for ideologiske restriktioner - det er en positiv faktor, men samtidig blev den "fri" for penge og derfor en meget seriøs civilisation , som blev kaldt "Sovjetunionens videnskab", brød faktisk sammen. Vi har mistet et helt fænomenalt lag af kloge mennesker, videnskabelige skoler – jeg ville gøre noget ved det. Den tekniske infrastruktur er kollapset. For nylig, i juni, talte vi om dette på et møde i Videnskabsakademiets Præsidium, da vi opsummerede resultaterne af undersøgelsen af ​​ulykken kl. Sayano-Shushenskaya HPP. Vi, russiske borgere, er i dag ved at blive mennesker, hvor jeg ikke er sikker på, om de vil være i stand til korrekt at forvalte det magtfulde våben, der kaldes videnskabelig og teknisk infrastruktur, og som er overladt til os som en arv fra den tidligere æra. Vi kan ikke altid opretholde denne videnskabelige og tekniske infrastruktur i funktionsdygtig stand, så den opfylder sine funktioner, og derfor bliver den farlig ikke kun for sig selv, men også for miljøet, for sine naboer.

Den anden ting, jeg ville gøre, hvis jeg var filosof. Et kolossalt antal intelligente, smarte mennesker mistede deres job, blev til hjemløse, tiggere, sneaker-sælgere på Cherkizovsky-markedet og så videre. Bag hver af disse begivenheder er der en person. Men samfundet er også det værd! Og hvordan skete det, at dette samfund faktisk ikke kæmper for sine rettigheder? Hvorfor går demokratiske institutioner, som er en nødvendig betingelse for et kapitalistisk samfund (frihed uden demokrati er en zoologisk have), hvorfor går den samme intelligentsia og det samme samfund forbi dette?

Yderligere, hvis jeg var en filosof, ville jeg tænke: i dag er der ingen ideologi, og vi siger alle, at det er fantastisk, men det er fantastisk - for tiden. For eksempel er jeg fysiker og har arbejdet på de mest prestigefyldte institutter og arbejder nu i et prestigefyldt institut kaldet Videnskabernes Akademi, og jeg har aldrig følt et ideologisk pres. Det er ikke fordi det ikke gjaldt fysikere, eller at vi ikke havde noget at sige, men vi blandede os bare ikke i denne sag, det var ikke interessant for os. Men hvad sker der nu? En generation af unge borgere er ved at vokse op, og vi formulerer ingen opgaver til dem. Vi har ikke en ideologi, men en som allerede er korrekt forstået, og det forekommer mig, at filosofien i dag burde give måske ikke én, men et sæt af nogle ideer, tilbyde en eller anden form for valg. Jeg kan ikke acceptere, at en person arbejder for at være rig. Dette er en vej til ingen steder. Selv de gamle filosoffer sagde, at det ikke er den, der har meget, der er rig, men den, der har brug for lidt. Selvom det er et mærkeligt ord - mangel på spiritualitet eller spiritualitet - men alligevel må en person have andet i hovedet end primitive filosofiske konstruktioner. Religion er svag. Der er efter min mening meget presserende spørgsmål her, og måske gør filosoffer dette, men jeg føler det ikke, du ved, jeg ser dem ikke - hverken i fjernsynet eller i pressen, nogen steder.

Interviewet af Sergei SHARASHANE

Energieffektivitet og ressourcebevarelse er strategisk vigtige områder i økonomisk udviklede lande, herunder Rusland, hvor bestemmelser på disse områder er forankret på lovgivningsniveau.

Tilgængeligheden af ​​ressourcer i vores land sameksisterer med tankeløst sløseri. Og brugen af ​​smart grids er designet til at klare eksisterende problemer.

I øjeblikket er der ingen klar definition af Smart Grid-teknologi – smarte netværk, også kendt som intelligente eller aktivt adaptive netværk.

I vestlige lande Udtrykket "Smart Grid" betyder sammensmeltning af eksisterende energisystemer med alternative (ikke-traditionelle) energikilder, samt brug af enheder, der optimerer driften af ​​systemet, primært måleapparater.

Dette omfatter også netværkets evne til selvdiagnosticering og selvhelbredelse.

I Rusland kan følgende fortolkning skelnes, anvendt på dette udtryk i de fleste kilder: ved hjælp af smarte netværk udføres energimodernisering for at reducere tab.

Energisystemet er opbygget ganske enkelt, det kan afbildes som en kæde: det leveres til forbrugerne gennem netværk. Samtidig skal alle kapaciteter i ethvert led i kæden være pålidelige og effektive, hvilket indebærer fjernelse af forældet udstyr og brug af innovative løsninger og teknologier.

• evnen til at regulere belastninger for forbrugerne;
• reduktion af energitab;
• reduktion af ressourceomkostninger;
• reduktion af kuldioxidemissioner til atmosfæren gennem besparelser og ved at tiltrække alternative kilder, dvs. økologiske situation på kort og lang sigt;
• et skub for udviklingen af ​​alternativ energi, fremstillingsindustrien for intelligente målere, transformerstationer og andre relaterede områder;
• automatisk hurtig reaktion på skiftende forhold, hurtig reaktion på nødsituation, selvhelbredende kredsløb;
• øge effektiviteten af ​​systemet som helhed.

Solen og vinden som energikilder er intermitterende, og i takt med at andelen af ​​denne type energi stiger, mærkes behovet for fleksibilitet i energiforsyningssystemet og balance mellem udbud og efterspørgsel i stigende grad.

Smarte netværk er i stand til at lagre energi og frigive den, når det er nødvendigt - for eksempel under spidsbelastninger eller ulykker kan de regulere gennemløb og kvaliteten af ​​elektricitet.

Smart Grid hjælper med at opsamle al energien fra forskellige kilder og fordele den korrekt blandt forbrugerne, samtidig med at det sikrer netværksstabilitet med hensyn til spænding og frekvens. Ud over at omdirigere energi er det en stor udfordring at forbinde forbrugerne med nye kilder. Det forventes, at disse vil omfatte generering af kilder med nul eller reduceret kuldioxidemission.

Sikkerheden i hele systemet opnås ved netværks og udstyrs evne til selvdiagnostik og selvhelbredelse.

Implementering af begrebet smart grids i praksis kræver en systematisk tilgang og betydelige økonomiske investeringer. Videnskabelig forskning og aktivt arbejde med at indføre innovationer udføres i denne retning.

Pilotprojekter implementeres over hele verden, og russiske virksomheder er aktivt involveret i denne proces.

Menneskeheden stillede de angivne spørgsmål i tide, fordi ignorering af dem kunne føre til et generelt energisammenbrud. Og indførelsen af ​​smarte netværk vil hjælpe med at undgå dette.