Smart grid elektrisk nettverk selger energikjøp. Smarte strømnett Smart Grid i Russland: saker, prospekter, vanskeligheter

Problemer og løsninger

• Driften av fornybare energikilder (vind og sol) drives snarere av vær og klimatiske forhold snarere enn brukernes behov, noe som gjør forvaltningen og distribusjonen av elektrisitet enda mer kompleks. Som en konsekvens påvirkes stabiliteten til nettverk når det gjelder spenning og frekvens.
• Det oppstår også problemer for termiske kraftverk, som må gå med maksimal full belastning. Men gitt endringer i etterspørsel og kraftproduksjon fra sol og vind, må anlegg justere energiproduksjonen ganske ofte. Dette fører til tap av ytelse og slitasje.
• Strømlagring kan løse begge problemene.
• Blant de ulike teknologiene som er tilgjengelige for lagring av elektrisitet, har batteri (galvanisk) batteri blitt det mest brukte.
• Batteriet er imidlertid en kilde til likestrøm, så det trengs en omformer for å koble det til nettverket.
• Ansaldo Sistemi Industriali produserer kraftutstyret og tilhørende kontrollsystemer som er nødvendige for å regulere elektriske lagringsbatterier og sikre at parametrene samsvarer med det nasjonale nettet.

Elektrisitetslagring er en del av et ASI-prosjekt kalt Zeus

ZEUS: Lokale smarte nettverk

Lokale smarte nettverk (Micro Smart Grid) er et elektrisk system av tilkoblede generatorer og laster. Et smart rutenett er det kanskje ikke stort nettverk,servering bestemt territorium og ikke koblet til andre nettverk (f.eks. øy).
Det lokale nettverket styres av en intelligent infrastruktur (f.eks. Energy Management System), som styrer energistrømmene.

Power Management System (PMS) eller Electricity Management System regulerer produksjon og forbruk av elektrisitet i sanntid.

Et intelligent elektrisk nettverk (Smart Grid) er delt inn i klynger, vanligvis iht territorielt prinsipp Hver klynge kan fungere offline hvis det eksterne nettverket er nede.

Lokale smarte nettverk

Energilagringsløsninger

Hovedegenskaper til batteriet

Et elektrisitetslagersystem kan ta energi fra nettet når det er overskudd av produksjonen, og omvendt levere elektrisitet proporsjonalt
trenger hvis det er mangel. Tidsbegrensningen for lading/utlading kan ta sekunder, minutter eller timer. Derfor kan systemet fungere på forskjellige måter:

• Fjerning av lasttopp/midlertidig manipulering: Systemet kan lagre energi når nettbelastningen er lav og frigjøre strøm under toppbelastninger. Typiske bruksområder: solenergi, vindkraftverk for å øke produktiviteten.
• Balansering: kompensasjon av tilfeldig energiproduksjon fra sol/vind hvert sekund/hvert minutt. Strømkvalitet: Systemet kan kontrollere reaktiv effekt uavhengig av aktiv effekt. Dette øker den lineære effektfaktoren eller reduserer uønskede harmoniske i nettverket.
• Spenningsregulering: Reaktiv effektkontrollenhet kan brukes av nettoperatøren for å sikre linjespenningsstabilitet.
• Frekvensregulering, primære og sekundære reserver: En dedikert kontrollfunksjon kobler aktiv strøm til linjefrekvensen automatisk. Nettoperatøren kan bruke denne funksjonen til å sikre at utstyret fungerer i "standby"-modus for frekvensregulering.
• Kald start: Systemet kan også sørge for nødsituasjoner fra en blackout-tilstand. Batteriet, gjennom en inverter, gir strøm til nettverket etter et strømbrudd og lar dermed nettverket fungere normalt.
• Primær "reserve" for tradisjonelle kraftverk: utstyret fungerer parallelt med hovedvarmegeneratoren, og sikrer full belastning, siden den nødvendige "reserven" kan gis av batteriet innen ett minutt.

Batteriløsninger

Batteriet er koblet til nettverket via en omformer med aktivt filter; Denne løsningen brukes i sol- og vindkraftverk. Lading/utlading av en gruppe batterier styres av en DC/DC-omformer.

Systemet er basert på PMS-løsning, eiendom Ansaldo Sistemi Industriali:

DC/DC omformer

Lading/utlading av en gruppe batterier styres av separate DC/DC-omformere, som hver opererer på en gruppe batterier i
i samsvar med (V/I) spenning - strømdiagram gitt av batteriprodusenten. Hver batterigruppe har et BMS (Battery Management System)
batteri). BMS er koblet til selskapets Scada Artics Smat Energy-system. Standard batterikurver er vist nedenfor:

Systemet kan samhandle med ulike typer batterier: litium-ion, natrium og andre. Bruk av en separat DC/DC-kontroller for hver batterigruppe gir bedre systemkontroll på nettet og høyere effektivitet.
Hver batterigruppe kan lades og utlades ved hjelp av separat kontrolllogikk for å optimalisere batteriytelsen. Forskjell i arbeid blant ulike typer batterier på grunn av uunngåelige avvik kan kompenseres. Hver DC/DC-omformer er koblet til omformerens interne aktive filter DC-buss. Standard intern DC-krets opererer i spenningsområdet 0,6 -1 kV, avhengig av størrelsen og kraften til lagringssystemet. Ansaldo Sistemi Industriali-løsningen sørger for redundans i en batterigruppe (f.eks. vil hver gruppe operere uavhengig av driften til andre batterigrupper).

Inverter med aktivt filter

	Nettverksgrensesnitt levert av tilkobling av omformeren med aktivt filter med separat system kontrollere det tillater separat regulere aktive og reaktive makt. Spesiell linjefilteret renser høy frekvens harmoniske, ikke slippe dem inn i nettverket.
	Spenning filtrert inverter for harmonisk fjerning. Full koeffisient harmonisk forvrengninger - innenfor akseptable verdier (f.eks. ikke mer enn 2%).

Aktiv og reaktiv effektovervåking

Separate funksjoner for overvåking av aktiv og reaktiv
makt

EN): Denne funksjonen bånd aktiv strøm til nettverksfrekvens B): Effektfaktor som aktiv kraftfunksjon. C): Reaktiv effekt som funksjon nettspenning.

Kontinuitetsevne
strømforsyning under feil (eksempel)

Primær og sekundær frekvenskontroll. Reaktiv effektregulering for å stabilisere nettverksspenningen. Automatisk parallelldrift i svake nett drevet av små diesel-elektriske grupper.

Inverter med aktivt filter for svake nettverk

Systemegenskaper ved kortslutning slik at de beskyttende distribusjonsenhetene rekker å slå seg på.

MODULAR INVERTER: mndeffekt 20 - 1000 kW

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

Elektrisk lagringsløsning

Batterisystem offline

Batterier i parallellkobling på en DC-buss. Solkraftverk

KOMMUNIKASJON: omformer - stasjon - eksternt nettverk

Akselgenerator

En akselgenerator er en spesiell synkrongenerator drevet av hovedakselen kraftverk; roterer med konstant hastighet. Forbindelsen mellom generatoren og nettverket sikres av en omformer med aktivt filter. Systemet brukes under navigering i drivstoffsparemodus.

Fartøyets strømforsyning drives også av en dieselelektrisk generator.
Nettet er preget av lav installert effekt og kan betraktes som Lokalt nettverk regulert av Power Management System (PMS). Akselgeneratoren må gi strøm til nettverket i autonom eller parallell modus med andre dieselgrupper. Følgende parametere må oppgis:

Omformeren er i stand til å gi primær regulering når det gjelder frekvens og spenning. Det er også mulig å gi sekundærregulering ved bruk av punkter definert av PMS.

BLANDET GENERASJON: DIESELGENERATOR OG SOLAR

KRAFTVERK FOR EKSTERNE OMRÅDER

I fjerntliggende regioner kan nettverk være isolert fra hovedkraftledninger. Slike nettverk opererer som regel i autonom "øy"-modus og drives av generatorer ulike typer, inkl. fra dieselelektrisk. Utviklingen av fornybare energikilder bidrar til utviklingen av systemer som kan kjøre på tradisjonelle eller miljøvennlige drivstoff.

Nye sjåfører blir høye effektivitet og energisparing. Eksempel: fjernpumpestasjonsprosjekt stasjoner hvor dieselgeneratorer arbeide parallelt med solenergi. Systemet inkluderer én stasjon å generere energi ved hjelp av diesel enheter. Parallell det brukes solenergi paneler. Solcelleanlegget produserer strøm og setter den inn i nettet med ved hjelp av en omformer med aktiv filter. Denne løsningen lar deg spare energi og redusere utslipp karbondioksid, fordi på dagtid fordelingsprioritet gis energi hentet fra fornybar energi energikilder.

BLANDET GENERASJON: DIESELGENERATOR OG TIDEVANKELVERK

HYDRAULIKKE GENERATORER (LITEN HPP)

SOLENERGI OG LAGRING

Solcelleanlegg, effektområde 1 - 10 MWh

ELEKTRISK LAGRING FOR OVERFØRINGS- OG DISTRIBUSJONSLINJER

Elektrisitetslager fra noen få MW til titalls MW. Batteritype: natrium-nikkel og litium-ion.
Funksjonalitet:

• Primær og sekundær frekvenskontroll
• Reaktiv effekt: kapasitiv/induktiv modus
• Mulighet for tidsforskyvning
• Topplastbegrensning

KONKLUSJONER

ASI kan levere det nødvendige teknologisk utstyr, integrer det i systemet, administrer det meste av energikjeden.
ASIs omfattende erfaring innen alternativ energi og bærekraftige energiløsninger garanterer:

• Utvikling og implementering av fleksibel og effektiv teknologiske løsninger.
• Rask avkastning på investeringen.
• En integrert tilnærming.
• Enkel integrasjon med bygningsautomasjon og trådløse overvåkingsløsninger.

Tilstanden til energinettverk i Russland nærmer seg et kritisk nivå av forverring. Ytelses- og holdbarhetsmargin energisystemer nesten utslitt. I dag er omtrent 60-70 % av anleggsmidlene til det elektriske nettkomplekset for lengst utløpt. Under forhold med en kraftig økning i volumet av energiressursforbruk, takler ikke ekspedisjonsavdelinger alltid nye situasjoner, noe som fører til tilsvarende konsekvenser og tap for energiselskapene. Behov for nytt moderne løsninger Slike situasjoner handler ikke bare om å minimere tap, det er en betingelse for utviklingen av energibransjen som helhet.

Moderne belastninger på kraftsystemet krever rask og mest nøyaktig tilstandsanalyse fungerende systemå lokalisere problemer eller forhindre dem ved å forutse belastninger på individuelle systemsegmenter. I denne forbindelse kreves det i økende grad at energinettverk kompletteres med nye digitale intelligente løsninger som kan støtte oppgaven med å samle inn og analysere store datamengder.

I et tall europeiske land Prosessen med å modernisere den elektriske kraftindustrien mot etableringen av "smarte" strømforsyningsnettverk, kalt Smart Grid, har pågått systematisk og konsekvent i lang tid. "Intelligent" strømnettstyring gir automatisering, overvåking og kontroll av toveis energioverføring i alle ledd - fra kraftverket til husholdningsuttaket. For Russlands omfang er det ikke så enkelt å implementere og fullstendig bytte til å bruke Smart Grid-løsninger. Prosjekter for å integrere "smarte" teknologier i industriell energi er imidlertid ikke lenger noe å snakke om fremtiden.

Hva har vi?

De første "smarte" distribusjonsnettverkene dukket opp i Moskva, St. Petersburg og Kazan, og litt senere i Irkutsk. Et av disse prosjektene er en pilotsone, gjennomført i fellesskap med "Lenenergo". Det inkluderer en del av 6 kV-nettet i den historiske delen av St. Petersburg. Målet med prosjektet er å bekrefte funksjonaliteten til de foreslåtte løsningene og teknologiene, og å demonstrere muligheten for integrering i Smart Grid-nettverket ved hjelp av et reelt eksempel.

Også verdt oppmerksomhet er prosjektet i Sibir, hvor Smart Grid-teknologier implementeres basert på "Irkutsk Electric Grid Company". Schneider Electric leverte en rekke tjenester for å sette opp et "smart" nettverk, inkludert design, levering og installasjon av utstyr, installasjon av programvare og påfølgende vedlikehold av utstyr. I tillegg fikk de ansatte opplæring i det grunnleggende om å jobbe med den nye teknologien.

Det neste vellykkede prosjektet er en case JSC "Bashkir Electric Grid Company" i Ufa. På for øyeblikket Et pilotprosjekt er fullført og det arbeides med å gjenskape det over hele byen. Som en del av pilotprosjektet ble utdatert utstyr erstattet med nytt utstyr med observerbarhets- og kontrollerbarhetsfunksjoner, samt høy sikkerhet og pålitelighet. Kommersielle strømmålere er også installert og et nettverkskontrollsenter er organisert for byen som helhet. Som et resultat av prosjektgjennomføringen falt det faktiske nivået av elektrisitetstap fra 19 % til 1 %.

Ifølge Dmitry Sharovatov, daglig leder JSC "Bashkir Electric Grid Company": "Uten nye tilnærminger til å bygge forretningsprosesser og organisasjon produksjonsprosesser fremtiden til enhver industri, inkludert energi, er umulig."

Selvfølgelig er implementeringen av Smart Grid-konseptet i Russland en lang og flertrinns prosess. Samtidig gir bruken av "smarte" plattformer for å administrere data om stort energiforbruk en hel liste over fordeler.

En av de viktigste egenskapene til smarte systemer er evnen til å redusere driftskostnadene. Ny generasjon understasjoner reduserer driftskostnadene ved å kombinere flere kontroll- og overvåkingssystemer i ett nettverk. Samtidig er det en reduksjon i kapitalutgiftene. En like viktig konsekvens av implementeringen av smarte nettverk er forbedringen av kraftsystembeskyttelsen, siden informasjon fra alle stasjoner og understasjoner kan styres fra en enkelt applikasjon.

Generelt har Smart Grid-prosjektet en mellom- og langsiktig avkastning på investeringshorisont. For å gjøre nettverket kostnadseffektivt og smart kreves en hel rekke aktiviteter. Basert på erfaringer fra europeiske land tar det i gjennomsnitt halvannet år før systemet begynner å rettferdiggjøre investeringer.

I dag er brorparten av innovative teknologier innen elkraftindustrien utviklet i utlandet. Basert på dette kan de fleste intelligente overvåkings- og kontrollsystemer ikke brukes fullt ut i russiske nettverk, siden det er en rekke teknologiske forskjeller mellom den elektriske kraftinfrastrukturen i Russland og vestlige land. I denne forbindelse har innenlandsk utvikling innen tingenes internett, smarte mikronett, analyse- og kontrollsystemer for energisystemer alle muligheter til å få fotfeste i et enormt marked som nettopp begynner å utvikle seg.

Smarte energiløsninger som markedet venter på er først og fremst de som vil være rettet mot å løse hovedproblemene i bransjen: forbedre kvaliteten og påliteligheten til energiforsyningen, øke driftseffektiviteten, kvalitativ forbedring teknisk tilstand energinettverksinfrastruktur, øke energieffektiviteten.

Det vil være mulig å diskutere utsiktene for utvikling av smarte løsninger innen energi, samt gjøre seg kjent med ferdige smarte løsninger for det russiske energimarkedet på Smart Energy Summit 2018 i Moskva 27. – 28. mars.

En fullstendig liste over deltakere og programdetaljer er tilgjengelig etter å ha fylt ut dette skjemaet.

Enhver bruk eller kopiering av materialer eller et utvalg av nettstedsmaterialer, designelementer og design er kun tillatt med tillatelse fra opphavsrettsinnehaveren og kun med henvisning til kilden

I ca. 15 år i den globale og ca. 8 år i den innenlandske energisektoren, har det vært en diskusjon om implementering og utvikling av konseptene "Smart Grid" og "Digital Substation". Deltakelse i en rekke fora og diskusjoner dedikert til dette emnet, personlige kontakter med spesialister i strømnettkomplekset, min egen erfaring med utvikling og implementering av elektrisk kraftutstyr gjør meg på vakt mot dette fasjonable emnet. Jeg får følelsen av at alt som gjøres på dette området nå minner om en sekt.

Det er flere teser, tvil om hvilke som er "tabu" og utelukket fra offentlig diskusjon:

1. Smart Grid er en fundamentalt ny tilnærming til å bygge elkraftindustrien generelt og det elektriske nettkomplekset spesielt.
2. Smart Grid er en målrettet politikk fra store aktører i energimarkedet med sikte på å øke effektiviteten av ressursbruken.
3. "Smart Grid" og "Digital Substation" teknologier vil føre til en merkbar reduksjon i kostnadene ved bygging og drift av elektriske nettanlegg.
4. Innføring av «smarte nett» og «digitale nettstasjoner» vil gi en kraftig økning i effektiviteten ved bruk av fornybare energikilder og bedre miljøet.
5. "Smart Grid" og "Digital Substation"-teknologier er morgendagens energi, som skapes i dag.

Dette er langt fra full liste emner, men i denne artikkelen vil vi begrense oss til dem.

Så punkt for punkt:

1. Hva er så fundamentalt nytt i konstruksjonen av den elektriske kraftindustrien som apologeter for «smarte nett» tilbyr? Legge et annet system over det eksisterende systemet for produksjon, overføring og forbruk av elektrisitet - informasjon. Dette prinsippet ble beskrevet i vår barndom med følgende spøk: hva skjer hvis du krysser en slange med et pinnsvin? Ja, halvannen meter med piggtråd. Den grunnleggende nyheten til systemet innebærer fremveksten av NYE, tidligere fraværende kvaliteter og funksjoner. I denne forstand, moderne teknologier"smart grid" og "digital transformatorstasjon" endrer ganske enkelt utøveren i en rekke teknologiske operasjoner. I stedet for en tante med notisblokk, tas måleravlesningene av et elektronisk kommunikasjonssystem, i stedet for et elektromagnetisk relé brukes et mikroelektronisk relé osv. Innføringen av nye systemer og teknologier er ikke revolusjonerende – den er av normal evolusjonær karakter. Og fra utviklingsteoriens synspunkt tekniske systemer, har vi nå å gjøre med «sluttstadiet av utvikling», som er preget av et stort antall mindre forbedringer av det eksisterende systemet. Dette skyldes ikke utviklingen som sådan, men det faktum at gjennom tiårene stort antall ulike virksomheter og strukturer som må rettferdiggjøre sin eksistens. Det vil si at i den innledende fasen av utviklingen av det elektriske nettkomplekset jobbet de for utviklingen, og nå - for sin egen.
2. Den eneste aktøren som virkelig er interessert i å promotere "smart grid" og "digital transformatorstasjon"-teknologier jeg ser, er produsenter av elektrisk utstyr (og mer spesifikt produsenter av digitale enheter og kommunikasjonsmedier). De fleste av erklæringene om den høye effektiviteten og andre fantastiske egenskaper til disse produktene er rent markedsføringsmessig og støttes ikke av noen seriøs kvantitativ forskning. De eksisterer sannsynligvis og er rett og slett dyktig skjult for mitt syn. Produsentenes grunner er klare og edle – de skaper nye produkter og prøver å skape markeder for deres bærekraftige salg. Jeg forstår ikke hvilken sammenheng disse grunnene har til erklæringer om skapelse av ny energi.
3. Et av argumentene til utstyrsprodusenter for «digitale nettstasjoner» og «smart nett» er påstanden om at bruk av ny teknologi vil føre til en reduksjon i kostnadene ved å bygge nye elektriske nettanlegg. Jeg har ikke sett noen reell bekreftelse på denne oppgaven noe sted. Men det jeg har støtt på er noe lureri når, for å demonstrere den økonomiske effektiviteten av kostnadene til digitalt utstyr, mange tar det ut av kostnadsberegningsparentesene tilleggssystemer
4. . For eksempel: når du bygger digitale understasjoner, er det mulig å spare betydelig på kostnadene for kontrollkabler. Samtidig tas kostnadene ved å organisere et garantert operativt strømforsyningssystem, kostnadene ved å organisere og sikre funksjonen til selve prosessbussen, kostnadene til personellopplæring og programvarestøtte ut av ligningen. Tross alt er det ingen hemmelighet at elektroniske enheter, uansett hvor raskt de utvikler seg, blir foreldet like raskt. Og de er avviklet. Og de mister støtten fra produsentene. Ikke en eneste ærlig elektronikkprodusent erklærer, uten forbehold, livssyklusen til produktene deres til å være minst 20 år, enn si 30-40 år. Og dette er hvor lenge strømutstyr vanligvis varer. Dette fører til en samlet forkortning av periodene mellom rekonstruksjoner. Noe som er bra for produsentene, men neppe fører til en reduksjon i kostnadene ved å eie et objekt. Og generelt, hvor har du sett en produsent som sier: "Jeg har laget en så fantastisk enhet som koster mindre, men du trenger å kjøpe den sjeldnere"?!! Den anslåtte dramatiske økningen i effektivitet vekker heller ikke tillit. Og her er hvorfor. Moderne digitale systemer gjør det mulig å samle inn en enorm mengde informasjon. Det som presenteres som et ubetinget gode. Men dette er ikke et faktum. Mengden informasjon er lite korrelert med kontrollerbarhet. Det faktum at vi nå har terabyte med data om ulike aspekter av økonomiske og sosiale aktiviteter , gjør ikke samfunnet vårt mer rimelig og håndterbart. Det er det samme med nettverk. Først lager vi et datainnsamlingssystem, deretter et datalagringssystem. Og så et system for sortering og filtrering av data. For i virkeligheten trenger vi 1 % av det vi mottar. I tillegg er det en veldig merkbar mentalitetsforskjell mellom utviklere og elektronikk- og programvareutviklere. Denne forskjellen er veldig presist illustrert av en av Murphys lover: "hvis byggere bygde hus slik programmerere skriver programmer, så ville den første hakkespetten som fløy inn ødelegge sivilisasjonen" (Weinbergs andre lov). Det er en spøk, ja. Men det er et veldig stort korn av sannhet i det. Og vi snakker om strømnett som skal fungere i flere tiår uten systemfeil eller rullende strømbrudd. I enhver geografisk og klimatiske soner. I tillegg vil jeg komme inn på ett aspekt til. Trenden som dukket opp for mer enn 15 år siden var å ekskludere mennesker fra den operative styringen av systemet. Denne visjonære drømmen til science fiction-forfattere er ennå ikke oppnåelig, men har allerede påvirket de ansattes kvalifikasjoner og prinsippene for opplæring. Billedlig talt streber vi etter situasjonen beskrevet i den gamle sovjetiske vitsen om flukten til Belka og Strelka: «Chukchi, matet du hundene? Se, ikke rør enhetene!" La oss bare glemme miljøeffekten for klarhetens skyld. Eller vi må endre sivilisasjonen. Vår sivilisasjon har alltid valgt mellom økologi og komfort - komfort.
5. Så hva er Smart Grid-teknologier? De legger igjen flere spørsmål enn svar. De er ikke formaliserte og er ofte flerveis. De brukes oftere som et slags passord. For bare fem år siden var disse passordordene «nanoteknologi» og «innovasjon». Få av dem som brukte disse ordene visste egentlig hva de betydde. I beste fall justerte han løsningene sine til definisjonen fra Wikipedia, og bekymret seg kun for formell overholdelse. Selvfølgelig er ledningene våre nanoteknologiske – de er laget av atomer (hvis du ser nøye etter). De fleste diskusjoner om temaet "smart rutenett" handler om å sjonglere med betydninger. Og av denne grunn er det meningsløst. Er dette fremtiden til vår energiindustri? Dessuten ble dette konseptet født i Vesten og blir introdusert i systemet vårt "som det er", uten kreativ og kritisk refleksjon. Jeg er ikke en "westernfob", selv om det er mote nå. Men den tankeløse avvisningen av hjemlig, nesten hundre år gammel erfaring ... er overraskende.

Ved å oppsummere alt ovenfor, vil jeg gjerne gi min visjon om emnet "smart grid" og "digital transformatorstasjon"

1. Disse begrepene er et markedsføringstriks for å utpeke en klasse av produkter og teknologier for modernisering av det elektriske nettkomplekset ved hjelp av moderne IT-løsninger.
2. Det elektriske nettkomplekset, både i vårt land og i de fleste andre land, nærmer seg slutten av livssyklusen og står på randen av en global fornyelse. Siden det i dag ikke er foreslått noen fundamentalt nye metoder for å produsere og overføre elektrisitet, har ikke den nye syklusen av global energiutvikling mulighet til å ta et grunnleggende kvalitativt sprang i fornyelsesprosessen. Lanseringen av diskusjoner og utviklinger innen "smart grid" og "digital transformatorstasjon" var et forsøk på å skape dette grunnleggende kvalitative spranget kunstig. Suksessen til dette forsøket kan diskuteres. Men ideen er vakker: la oss kaste inn ideen og la folk finne ut hva de skal gjøre med den.
3. Som seg hør og bør har det vokst frem mye spekulasjoner og direkte søppel rundt den grunnleggende – ikke særlig dumme – ideen. Men denne bivirkning– Dette er en helt forventet og normal ting. Nye teknologier har aldri blitt født i all sin fullstendighet og utdyping på en gang. Det eneste jeg ønsker å se fra folk som tar beslutninger i energisektoren vår, er en balansert og aktiv stilling. Det er ikke bare utstyrsprodusenter som må finne ut hvordan kraftsystemet vil utvikle seg over en 50-årig planleggingshorisont. Dette er energisystemenes oppgave: å formulere et generelt konsept og sikre effektiv etterspørsel etter produkter.
4. Ideen om "smart grid" og "digital nettstasjon" mangler en klar og attraktiv ideologi. Ideen om å "gjøre det litt bedre enn det er" kan ikke inspirere til kreative bragder og gjennombrudd.
5. Og det mest paradoksale: dette må gjøres!
   Det er håp om at den kumulative Brownske bevegelsen endelig vil få en meningsfull utviklingsvektor, og vi vil være i stand til å ta dette kvalitative spranget. Og det er mye mer interessant å jobbe for dette skjøre perspektivet enn å prøve å reprodusere teknologiene fra forrige århundre.

Akademiker V.E Fortov er akademiker-sekretær ved Institutt for energi, maskinteknikk, mekanikk og kontrollprosesser ved det russiske vitenskapsakademiet, direktør for Joint Institute. høye temperaturer RAS. Hans vitenskapelige forskning er anerkjent som av grunnleggende betydning for utviklingen av pulserende og industriell energi, romfysikk, kontrollert termonukleær fusjon og rakettteknologi. Hadde høye stillinger: visepresident for det russiske vitenskapsakademiet; stedfortreder Formann for regjeringen i Den russiske føderasjonen, styreleder Statens utvalg Den russiske føderasjonen om vitenskap og teknisk politikk; Minister for vitenskap og teknologi i den russiske føderasjonen. Han har mottatt høye priser – både fra vårt land og fra utlandet.

Vladimir Evgenievich, i juni, innenfor rammen av IV St. Petersburg International Economic Forum, ble det holdt en rundebordsrunde "Smart Grids - Smart Energy - Smart Economy", som du modererte. Fortell oss hva som menes med begrepet "smarte nett"?

- "Smarte nettverk", eller "Smart Grid", er en storstilt retning innen moderne energi. Dette begrepet dukket opp relativt nylig: energi slutter å være bare et middel for et komfortabelt liv, men blir et middel til å utvikle alle områder av menneskelig aktivitet. Betydningen av "Smart Grid" er å gjøre generering, overføring og distribusjon av elektrisk energi "intelligent", for å mette elektriske nettverk med moderne diagnoseverktøy, elektroniske kontrollsystemer, algoritmer, tekniske enheter som kortslutningsstrømbegrensere for superledende linjer og mange, mange andre som har dukket opp innen vitenskap og teknologi i dag. Grovt sett er dette en kombinasjon av mulighetene til informasjonsteknologi, som allerede er kjent for oss fra Internett, med kraftelektroteknikk.

Gir dette deg en seier?

Dette gir en multippel - flere ganger - reduksjon i tap under overføring av elektrisk energi fra generatoren til forbrukeren, en multippel økning i påliteligheten av energiforsyningen, gjør det mulig å omfordele energistrømmene optimalt og dermed redusere toppbelastninger (og alle elektriske systemer er designet spesielt for toppbelastninger). Dette gir endelig forbrukeren mulighet til å delta i strømmarkedet.

Tross alt, hvis tidligere forbrukeren tok elektrisk energi fra én selger, så er han nå i markedsforhold: han kan velge blant produksjonsselskaper. Dette var for øvrig poenget med reformer i energisektoren – å skape et konkurransedyktig miljø. Men for at du som forbruker skal analysere hvor det er billigere for deg å kjøpe og få energi, må du vite nøyaktig hvor og til hvilke priser den selges, hvor det er overskudd i dag, og hvor det er en mangel.

Et annet behov for et Smart Grid knytter seg til såkalte fornybare energikilder. Både her og i Europa er det mye snakk om at vi må bort fra karbonbasert energi knyttet til forbrenning organisk drivstoff, og bytt til alternativ energi - sol, vind, hydrogen og så videre. Spesielt skyldes dette også utviklingen av elektrisk transport, hvor det er nødvendig med spredte strømkilder og lading. Men for å koble fornybare energikilder til et stort nettverk og gjøre dem til de samme markedsobjektene som andre kilder, trenger vi disse smarte nettverkene - "Smart Grid".

Det er flere gammelt problem, knyttet til forbrukere av elektrisk energi.

For eksempel kobler du et elektrisk nett til et hus hvor det for eksempel er to hundre leiligheter, hvorav tjue leiligheter ikke betaler strøm, mens resten betaler regelmessig. For å tvinge disse tjue - tross alt, i en butikk uten penger vil du ikke få varer, og elektrisitet er det samme produktet - må du slå dem av, men slå av de "ikke-betalende", mens du ikke forstyrrer naboene dine. I dag er det dessverre ingen slik mulighet hvis de slår seg av, så hele huset.

Kort sagt, vi trenger å mette hele systemet fra generasjon til forbruker, til stikkontakten i en leilighet eller bedrift, med smart elektronikk som vil gi nøyaktig informasjon: hvor mye strøm kan leveres til deg i dag, til hvilken pris. Og du, gjennom forvaltningsselskapet eller deg selv, hvis du er i stand til å gjøre dette, velger den optimale produsenten, og i morgen - ikke denne, men en annen. Det er derfor nødvendig å kombinere diagnostiske verktøy på den ene siden med moderne styringsverktøy på den andre, og med beslutningsverktøy på den tredje. Dette er en veldig vanskelig oppgave hvis vi snakker om det siste stadiet av elektrisitetsoverføring - til forbrukeren.

Det vil si at vi snakker om nivået på innbygger-forbrukeren og uttaket i leiligheten hans?

Ingen, alvorlige problemer også oppstå på mye tidligere stadier. La oss si at hvis det for eksempel oppstår en kortslutningsstrøm i høyspentnett på 220 kilovolt og over, må du raskt slå av dette nettverket, omfordele belastningene i sanntid og dermed avverge ulykken. Og for dette trenger vi nye moderne metoder for å begrense store strømmer - titalls kiloampere. Vi er forresten med

Institutt for høye temperaturer ved det russiske vitenskapsakademiet har utviklet eksplosive strømbrytere som bryter kiloamperestrømmer på noen få mikrosekunder.

Eller et annet, lignende problem: la oss si at lynet slår ned en kraftledning, og veldig store tap- overspenning, kortslutninger, falske alarmer og så videre. Vårt institutt har utviklet en eksplosiv magnetisk generator som simulerer et lynnedslag på en kraftledning - den bruker energien til et eksplosiv (og den spesifikke kapasiteten til kjemiske eksplosiver er en million ganger høyere enn kondensatorer) og konverterer den til en impuls elektrisk strøm- det oppstår en utladning, veldig lik et lynnedslag. Vår utvikling gjør at vi kan lage utstyr som kan plasseres på en bil, for så å reise til ekte kraftledninger, transformatorstasjoner og sjekke jording, strømbegrensningssystemer og annet elektrisk utstyr.

Det tredje problemet: når du jobber på en høyspentlinje og vil måle strøm og spenning, må du passe på at høyspenningen ikke kommer inn i måleren. Tidligere ble dette gjort ved hjelp av transformatorer, men transformatorer er store i størrelse, og isolatorene deres er også ganske store - to meter lange. Det viser seg at du kan bruke en fiberoptisk linje - den typen som brukes i telefon- og datakommunikasjon - og se endringen i polariseringsplanet til Faraday-rotasjonen og fra denne endringen i polarisasjonsplanet på en veldig liten enhet bestemme hva strømmen går der

Dekker betydningen av "Smart Grid" omfanget av landets nettverk?

Ja, vi trenger ryggrad eller distribusjonsnettverk som uavhengig kan overvåke tilstanden deres og driftsmodusen til forbrukere, generatorer, elektriske ledninger og transformatorstasjoner, og automatisk implementere løsninger som tillater uavbrutt strømforsyning og maksimal økonomisk effektivitet. For eksempel må et "smart nett" i seg selv danne en kontrollhandling for å oppnå det optimale nivået av elektrisitetstap når strømninger langs kraftledninger øker på grunn av økt forbruk hos en stor forbruker eller en hel energisammenkobling. Selvdiagnose og selvhelbredelse skal utløses, mens de svakeste delene eller farlige elementene i nettverket skal identifiseres automatisk, og nettverksdiagrammet må også bygges om automatisk for å unngå en ulykke.

Et viktig element i et smart nett er en digital transformatorstasjon. Arbeid med lignende prosjekter er i gang i Europa, USA, Japan, India, Kina, inkludert vårt føderale nettselskap. I en slik transformatorstasjon genereres, behandles og administreres all informasjon om overvåkings-, beskyttelses- og kontrollsystemer i digitalt format ved bruk av spesielle optiske digitale instrumenttransformatorer og nye generasjons digitale utstyrskomplekser.

Kort sagt, den russiske elkraftindustrien må formes til et integrert flernivåstyringssystem med en økning i volumet av automatisering og en økning i kritisk pålitelighet, inkludert de svakeste og mest sårbare leddene, med påvente av systemiske risikoer og trusler og med rask respons på hendelser og ulykker. Dette er meningen bak begrepet "smart grids" eller "Smart Grid".

Talte representanter for utenlandske selskaper?

Fem ganger flere interesserte deltakere kom til det runde bordet enn arrangørene forventet. For å være ærlig var det ingen steder for mange å sitte - likevel satt vi i 3,5 timer.

Utenlandske deltakere - representanter for de største elektroingeniørselskapene i verden - snakket veldig aktivt, delte sine erfaringer, viste interesse for markedet vårt, og dette er et enormt marked, og de er klare til å kjøpe og implementere mye av det russiske akademiet. Sciences tilbyr.

Den globale økonomiske krisen viste seg å være startsignalet for moderniseringen av økonomien og først av alt den elektriske kraftindustrien. I sin berømte tale om utviklingen av vitenskap peker Barack Obama ut temaet "smart grids" separat, og nylig holdt han også en tale, spesielt om energi, der han sa at "Smart Grid" er en retning som må utvikles aktivt. Faktisk har implementeringen av Smart Grid i USA allerede dramatisk forbedret påliteligheten til landets energisystemer. Derfor bevilger det amerikanske budsjettet 4,5 milliarder dollar til programmet for utvikling av "smarte nett" alene! Følgelig øker Vesten midler til vitenskap i denne retningen: andelen av utgifter til vitenskap i energiselskaper i utviklede land i dag er 3 - 8%.

Er vestlige og russiske tilnærminger til organisering av «smarte nett» forskjellige?

Uten tvil. Eksperter i Vesten streber etter ordnet sammenkobling av funksjonen og samspillet mellom kompakt plasserte produksjonsanlegg, kraftnett og forbrukere, på territorielt og organisatorisk nivå kommuner. De er interessert i muligheten for å koble sammen små elektrisitetskilder.

Lederoppgaver ved interregionale, nasjonale og internasjonalt nivå De er for tiden mindre bekymret for hvordan energisystemene fungerer.

Og i Russland skjer energiforsyning til forbrukere under vanskelige økonomiske, tekniske, naturlige og klimatiske forhold, vi fokuserer på store produksjonsanlegg vi har et annet nivå av integrasjon av store systemer med et betydelig høyere nivå av kompleksitet av systemforhold. Følgelig må vi omstrukturere hele det globale elektrisitetsnettet etter prinsippene for multifunksjonell automasjon. Inkludert å ta hensyn til den langsiktige oppgaven med å gjenopprette koordineringsstyringen av energisystemene i CIS-landene.

Forresten, på grunn av denne rent russiske spesifisiteten, har vi alltid vært foran i mange prestasjoner: Krasnoyarsk vannkraftstasjon var den kraftigste, Sayano-Shushenskaya vannkraftstasjon var den høyeste, den første vindturbinen ble bygget her, den lengste energien systemet på 2,5 millioner kilometer var det første som ble bygget i USSR, den mest økonomiske damp-gass-syklusen med en effektivitet på 62 prosent ble oppfunnet av den russiske forskeren, akademikeren Sergei Alekseevich Khristianovich, det første atomkraftverket var vårt, og så videre og så videre. Innen elektronisk vitenskap og energi har Russland aldri hatt et så stort etterslep som for eksempel nå innen informatikk og medisin. "Smart grid"-programmet ble lansert i USA for bare fire år siden - for Russland er dette et lite forsprang.

For Russland, er "smart grids" bare et konsept eller er det en sjanse for å bli satt ut i livet?

La oss starte med praktisk gjennomføring. O.M. Budargin, styreleder i Federal Grid Company of the Unified Energy System, sa ved rundebordet at systematisk underfinansiering på 90-tallet og mangelen på en integrert tilnærming ved bruk av nye teknologiske løsninger på nettverk førte til at nettverkene våre i dag er, dessverre, aldrende infrastruktur (50%), fysisk og moralsk aldring av elektrisk utstyr, utdaterte informasjonssystemer og prosesskontrollsystemer. Derfor planlegger selskapet å danne en ny ideologi i løpet av de neste tre årene og teknologiplattform for transformasjoner, og gjør de neste to årene til en periode for testing av nye løsninger, teknologier og implementering av pilotprosjekter for fullskala implementering av "smarte nett".

Selskapets investeringsprogram er over 200 milliarder rubler årlig. Dermed planlegger selskapet å gjennomføre en omfattende modernisering og nyskapende utvikling av alle fag innen elkraftindustrien basert på avansert teknologi globalt over hele landet. Forventet reduksjon i elektrisitetstap fra planlagte aktiviteter i nett av alle spenningsklasser er ca 25 prosent!

Så, veldig kort: hva er meningen med "Smart Grid"?

For det første suksessen med å avslutte global krise og den bærekraftige utviklingen etter krise av landets økonomi er i stor grad bestemt av i hvilken grad den russiske elkraftindustrien kan tilfredsstille nåværende og fremtidige behov for energiressurser og relaterte tjenester. Og for det andre, i motsetning til noen andre vitenskapsområder, hvor det dessverre er et merkbart etterslep, begynner både vestlige og russiske forskere og spesialister nesten samtidig med temaet "smarte nettverk".

Beklager den brå vendingen i emnet: hva ville du gjort hvis du ikke var fysiker, men filosof?

Jeg ville begynne å analysere hva som skjer i moderne Russland. I løpet av de siste to kriseårene har vi gjennomgått radikale økonomiske endringer – svært smertefullt, for det første smertefullt for akademisk vitenskap. Og dette til tross for at vitenskapen i post-sovjettiden hadde muligheten til å være mer åpen, friere fra ideologiske begrensninger - dette er en positiv faktor, men samtidig ble den "fri" fra penger og derfor en veldig seriøs sivilisasjon, som ble kalt "vitenskapen om USSR", kollapset faktisk. Vi har mistet et helt fenomenalt lag av smarte mennesker, vitenskapelige skoler – jeg ville gjort noe med det. Den tekniske infrastrukturen har kollapset. Bare nylig, i juni, snakket vi om dette på et møte i Vitenskapsakademiets presidium, da vi oppsummerte resultatene av undersøkelsen av ulykken kl. Sayano-Shushenskaya HPP. Vi, russiske borgere, er i dag i ferd med å bli mennesker hvor jeg ikke er sikker på om de vil være i stand til å forvalte det kraftige våpenet som kalles vitenskapelig og teknisk infrastruktur og overlatt til oss som en arv fra forrige epoke. Vi kan ikke alltid opprettholde denne vitenskapelige og tekniske infrastrukturen i stand slik at den oppfyller sine funksjoner, og derfor blir den farlig ikke bare for seg selv, men også for miljøet, for sine naboer.

Den andre tingen jeg ville gjort hvis jeg var en filosof. Et kolossalt antall intelligente, smarte mennesker mistet jobben, ble til hjemløse, tiggere, joggeskoselgere på Cherkizovsky-markedet og så videre. Bak hver av disse hendelsene er det en person. Men samfunnet er verdt det også! Og hvordan gikk det til at dette samfunnet faktisk ikke kjemper for sine rettigheter? Hvorfor går demokratiske institusjoner, som er en nødvendig betingelse for et kapitalistisk samfunn (frihet uten demokrati er en dyrehage), hvorfor går den samme intelligentsiaen og det samme samfunnet forbi dette?

Videre, hvis jeg var en filosof, ville jeg tenkt: i dag er det ingen ideologi, og vi sier alle at dette er flott, men det er flott - foreløpig. For eksempel er jeg fysiker og har jobbet i de mest prestisjefylte instituttene og jobber nå i et prestisjefylt institutt som heter Vitenskapsakademiet, og jeg har aldri følt ideologisk press. Det er ikke det at dette ikke gjaldt fysikere eller at vi ikke hadde noe å si, men vi ble bare ikke involvert i denne saken, det var ikke interessant for oss. Men hva skjer nå? En generasjon unge borgere vokser opp, og vi formulerer ingen oppgaver for dem. Vi har ikke en ideologi, men en som allerede er riktig forstått, og det ser ut til at filosofien i dag burde gi, kanskje ikke én, men et sett med noen ideer, tilby et valg. Jeg kan ikke gå med på at en person jobber for å bli rik. Dette er en vei til ingensteds. Selv de gamle filosofene sa at det ikke er den som har mye som er rik, men den som trenger lite. Selv om dette er et merkelig ord – mangel på spiritualitet eller spiritualitet – men likevel må en person ha noe annet i hodet enn primitive filosofiske konstruksjoner. Religion er svak. Det er, etter min mening, veldig presserende spørsmål her, og kanskje filosofer gjør dette, men jeg føler det ikke, vet du, jeg ser dem ikke - verken på TV eller i pressen, noe sted.

Intervjuet av Sergei SHARASHANE

Energieffektivitet og ressursbevaring er strategisk viktige områder i økonomisk utviklede land, inkludert Russland, hvor bestemmelser på disse områdene er nedfelt på lovnivå.

Tilgjengeligheten av ressurser i landet vårt sameksisterer med tankeløs sløsing. Og bruken av smarte nett er designet for å takle eksisterende problemer.

Foreløpig er det ingen klar definisjon av Smart Grid-teknologi – smarte nettverk, også kjent som intelligente eller aktivt adaptive nettverk.

I vestlige land Begrepet "Smart Grid" betyr sammenslåing av eksisterende energisystemer med alternative (utradisjonelle) energikilder, samt bruk av enheter som optimerer driften av systemet, først og fremst måleenheter.

Dette inkluderer også nettverkets evne til selvdiagnostisering og selvhelbredelse.

I Russland kan følgende tolkning skilles, brukt på dette begrepet i de fleste kilder: ved hjelp av smarte nettverk utføres energimodernisering for å redusere tap.

Energisystemet er ganske enkelt strukturert det kan skildres som en kjede: det leveres til forbrukere gjennom nettverk. Samtidig må all kapasitet til ethvert ledd i kjeden være pålitelig og effektiv, noe som innebærer fjerning av utdatert utstyr og bruk av innovative løsninger og teknologier.

• evnen til å regulere belastninger for forbrukere;
• reduksjon av energitap;
• redusere ressurskostnadene;
• redusere karbondioksidutslipp til atmosfæren gjennom besparelser og tiltrekke seg alternative kilder, det vil si å forbedre økologisk situasjon på kort og lang sikt;
• et press for utviklingen av alternativ energi, produksjonsindustrien for smartmålere, transformatorstasjoner og andre relaterte områder;
• automatisk rask reaksjon på skiftende forhold, rask respons på nødsituasjon, selvhelbredende krets;
• øke effektiviteten til systemet som helhet.

Sol og vind som energikilder er intermitterende, og etter hvert som andelen av denne typen energi øker, merkes behovet for fleksibilitet i energiforsyningssystemet og balanse mellom tilbud og etterspørsel i økende grad.

Smarte nettverk er i stand til å lagre energi og frigjøre den når det er nødvendig - for eksempel under toppbelastninger eller ulykker kan de regulere gjennomstrømning og kvaliteten på elektrisiteten.

Smart Grid hjelper til med å samle all energi fra ulike kilder og fordele den riktig blant forbrukerne, samtidig som den sikrer nettverksstabilitet når det gjelder spenning og frekvens. I tillegg til å omdirigere energi, er det en stor utfordring å koble forbrukere til nye kilder. Det forventes at disse vil inkludere genereringskilder med null eller reduserte karbondioksidutslipp.

Sikkerheten til hele systemet oppnås ved evnen til nettverk og utstyr til selvdiagnostikk og selvhelbredelse.

Å implementere konseptet smarte nett i praksis krever en systematisk tilnærming og betydelige økonomiske investeringer. Vitenskapelig forskning og aktivt arbeid for å introdusere innovasjoner drives i denne retningen.

Pilotprosjekter gjennomføres over hele verden, og russiske selskaper er aktivt involvert i denne prosessen.

Menneskeheten stilte de angitte spørsmålene i tide, fordi ignorering av dem kunne føre til en generell energikollaps. Og innføringen av smarte nettverk vil bidra til å unngå dette.