Парадигма развития

Главенствующей энергетической парадигмой на протяжении всего XX века было централизованное производство электроэнергии с ориентацией на центры потребления, или, другими словами, модель однонаправленного распределения энергии, в которой потребление управляет развитием энергетической системы. Данный принцип имеет ряд преимуществ, но заключает в себе и недостатки, которые стали очевидны в конце XX века.

Уровень технологической и информационной интеграции энергосистем конца XX века не смог ответить на вызовы бурного роста. Последней каплей стала волна широкомасштабных отключений (так называемых блэкаутов), прокатившаяся по Бразилии, США и Канаде. Неспособность энергосистем обеспечивать необходимый уровень надежности и институциональный кризис системы обеспечения безопасности и технического контроля за энергокомпаниями стали очевидны.

Серьезность нефтяного кризиса и активность «зеленых» конца XX века заставили США пойти по пути пересмотра внешней политики, а в Европе возродили идею широкомасштабного внедрения возобновляемых источников энергии.

Вышеуказанные предпосылки вылились в Соединенных Штатах в пакет правительственных инициатив, направленных на развитие возобновляемых источников энергии, подкрепленных значительными финансовыми вливаниями в экономику.

В Европе была принята стратегия «Три по двадцать» до 2020 года. Для стимулирования населения и промышленности в Европе также были запущены государственные стимуляционные пакеты.

Впервые термин «интеллектуальные («умные») сети (smart grid)» появился в 1998 году. Широкое же распространение он приобрел после публикации в сентябрьском номере журнала IEEE P&E Magazine (вып. 3, № 5, стр. 34–41) за 2005 год, статьи С. Массуд Амина и Брюса Ф. Волленберга «На пути к «умной» сети».

Европейская технологическая платформа smart grid (интеллектуальные («умные») электросети) дает следующее определение термина: «Интеллектуальные («умные») сети – это электрические сети, которые способны интегрировать деятельность всех вовлеченных участников: производителей, потребителей и выполняющих обе функции субъектов – для обеспечения устойчивости, экономичности и надежности поставок электроэнергии.

Интеллектуальные («умные») сети – это не новейшее изобретение, которое заменит используемые сейчас технологии производства, передачи и распределения энергии. За счет выведения энергосистем на новый уровень информационной и технологической интеграции «умные» сети повышают эффективность энергосистемы в целом.

Фактически стоит вопрос о переходе к новой энергетической парадигме, основанной на двунаправленном движении энергии и информации, активном вовлечении потребителя в управление энергосистемой.

Одним из неизбежных следствий перехода к технологии интеллектуальной («умной») сети является появление новых бизнес-моделей и интенсификация научно-исследовательских разработок в области производства, передачи и распределения электроэнергии. Данные решения не всегда гармонизированы с точки зрения технологической интеграции. Дополнительно осложняет ситуацию недостаток четких международных стандартов в построении интеллектуальных («умных») сетей.

Огромное количество мелких участников электротехнического рынка, необходимость интеграции традиционных и инновационных (цифровых) технологий, отсутствие четкой регламентирующей базы в значительной мере осложняют реализацию проектов в области «умных» сетей. Энергокомпании столкнулись с необходимостью реализации комплексных проектов по внедрению элементов интеллектуальной («умной») сети, требующих значительных затрат и высочайшей квалификации персонала для обеспечения координации ряда мелких подрядчиков. Риски подобного рода проектов значительны. Выходами из сложившейся ситуации являются четкое планирование и привлечение надежного поставщика решений и технологий, обладающего опытом реализации проектов в области интеллектуальных («умных») сетей и необходимыми компетенциями. Компания «Сименс» обладает уникальным пакетом решений для энергетики, покрывающим весь цикл преобразования энергии – от генерации к передаче, распределению и потреблению.

Основные выгоды от внедрения интеллектуальных («умных») сетей для энергокомпаний и государства – это повышение стабильности сети за счет улучшения качества электроэнергии на различных уровнях напряжения и интеграция децентрализованных производителей энергии посредством интеллектуальных информационных и коммуникационных технологий. Технологии smart grid обеспечивают повышение системной устойчивости сети и повышение наблюдаемости при повышении эксплуатационной безопасности. Немаловажными положительными факторами от внедрения smart grid являются увеличение собираемости платежей и снижение издержек на протяжении всего жизненного цикла оборудования.

Страновые, климатические, технологические особенности Российской Федерации ограничивают возможность применения апробированных на Западе решений и технологий в России. Кроме того, отставание России, в частности, в цифровых технологиях значительно ограничивает возможности бесшовной интеграции традиционно используемых в российской энергетике технических решений и современных западных технологий.

В этой связи критически важными факторами развертывания технологий интеллектуальной («умной») сети становятся:

• государственная поддержка и финансирование;
• активное вовлечение научного сообщества в процесс адаптации западных технологий;
• активная роль государственных монополий (ФСК ЕЭС, Холдинг МРСК);
• формирование национальных стандартов и их гармонизация с мировыми практиками;
• формирование современной законодательной базы;
• привлечение для трансферринга технологий в качестве партнеров крупнейших мировых лидеров в электротехнике.

На текущий момент в России определилось несколько инновационно ориентированных государственных энергетических компаний-лидеров. К их числу можно отнести ОАО «ФСК ЕЭС».

В распределительном сетевом комплексе первой компанией, продемонстрировавшей системный подход к внедрению «умных» сетей, является ОАО «Тюменьэнерго» (дочернее зависимое общество ОАО «Холдинг МРСК»). На базе распределительных сетей села Успенское Тюменской области совместно с компанией «Сименс» впервые в России был реализован проект разработки концепции адаптации технологий интеллектуальной («умной») сети к условиям России. Результаты проекта выявили значительный потенциал для повышения основных показателей потерь, надежности, качества электроэнергии.

В частности, к первоочередным в порядке важности мероприятиям в рамках реализации проекта внедрения интеллектуальной («умной») сети можно отнести реконфигурацию топологии сети 10 кВ и активное внедрение реклоузеров. Проведено обновление парка основного оборудования (сухие трансформаторы, необслуживаемые ячейки) для КТП и развертывание современной системы учета. Так же в рамках проекта осуществлено внедрение системы управления активами.

На текущий момент совместно с ОРГРЭСС предложенные в рамках концепции решения группируются в конкретные проекты к реализации в рамках инвестиционной программы ОАО «Тюменьэнерго».

Важность развития направления интеллектуальных («умных») сетей осознается и поддерживается Холдингом МРСК, который запустил в декабре 2010 года проект пилотного внедрения систем учета на базе Пермских распределительных сетей ОАО «МРСК Урала».

Интеллектуальные («умные») сети – это реальность сегодняшнего дня для Европы и Соединенных Штатов Америки и реальность ближайших лет для России.

Страновые особенности и технологическое отставание создают в России уникальную ситуацию, при которой возможно провести модернизацию энергосистемы, ориентируясь на проверенные опытом Запада решения.

При реализации проектов, связанных с адаптацией технологии интеллектуальных («умных») сетей, важно выбрать правильную компанию – технологического партнера, производящую оборудование для всей цепочки преобразования энергии и имеющую опыт реализации проектов «умных» сетей в мире и России.