Вопрос эксперту

— Насколько актуально сегодня развитие технологии smart grid?

— Как вы знаете, в последнее время в мире возникли задачи по внедрению возобновляемых источников энергии (ВИЭ), соответственно начала активно развиваться генерация на основе ВИЭ. Но в связи с развитием этих проектов возникает ряд проблем, требующих решения. В России ВИЭ пока не очень распространены, так как невелика потребность во внедрении этих технологий, но в ближайшем будущем ситуация изменится. И даже сейчас в вашей стране интересуются опытом по созданию интеллектуальных сетей и интеллектуальных зданий (smart building), городов (smart city).

— Уже появились целые «умные» города?

— Создание таких городов пока находятся на стадии планирования. Toshiba занимается подобными проектами в ряде стран — в США, Италии, Франции, Великобритании и др. Чтобы отвечать потребностям по созданию таких «умных» сетей и городов, наша компания разработала продукт µEMS (Micro Energy Management System — англ. «Микросистема управления энергией»).

— Что представляет собой µEMS?

— По сути это контроллер, система управления энергосетью. В состав системы входят средства регулировки и контроля — тиристорный регулятор напряжения (TVR), батареи накопления энергии SCiB и т.н. «умные» счетчики (smart metering).

Физически устройство может быть выполнено и как маленькая панель, а как более крупный сервер. Устанавливается оно в операторской подстанции. Как правило, речь идет о подстанциях среднего напряжения (допустим, 20/0,4 кВ).

— Для чего была создана µEMS?

— Проблемы, приходящиеся на момент трансформации среднего напряжения на низкое, были всегда. Это скачки и перепады напряжения, которые ухудшают качество электроэнергии. Случаются аварии, перебои в подаче. Имеющиеся в настоящее время у поставщиков электроэнергии инструменты позволяют бороться со скачками напряжения только эпизодически. Нет оборудования, которое полностью комплексно устранило бы на месте эти проблемы: пошел скачок — система его сразу погасила. А µEMS позволяет решать эти проблемы в режиме реального времени. Она измеряет, анализирует ситуацию, выполняет необходимое действие.

Когда заговорили об «умных» сетях, в компании Toshiba приступили к разработке этого продукта. Первые пилотные проекты по применению системы появились в 2008 г. Сейчас уже есть практические результаты, правда все объекты находятся за пределами России. Самый свежий проект реализован в Риме.

— Система только улучшает качество электроэнергии или у нее есть и другие функции?

— µEMS выполняет несколько функций. Сейчас потребители стремятся к прозрачности — они хотят видеть, сколько электроэнергии они получили от сбытовой организации. Наш контроллер в состоянии посчитать объем уже потребленной энергии и даже заранее рассчитать нужное количество энергии, т.е. сделать прогноз. Одна из функций системы — «demand response» (англ. «требование ответа») обеспечивает обратную связь для потребителя, информируя его о том, сколько он истратил из запланированного лимита.

Откуда берется этот лимит? Потребитель может заранее заявить, сколько энергии ему необходимо. И когда он подходит к порогу от заявленного количества, ему поступает сигнал от системы. Он понимает, что с настоящего момента будет получать энергию по более высокой цене, и может принять решение выключить какой-то из приборов.

Таким образом, со стороны потребителя устройство позволяет получить информацию, обработать ее и контролировать ситуацию. Со стороны поставщика устройство также выполняет функции контроля и прогноза.

— Что Вы имеете в виду под прогнозом?

— Прогноз количества выработки электроэнергии особенно важен, если мы говорим о генерации на основе возобновляемых источников — солнечных панелей, ветроустановок и т.д. µEMS делает такой прогноз на основании прогноза погоды, а также на основании показателей за аналогичные периоды в прошлом.

Объекты генерации на основе ВИЭ могут становиться источником скачков напряжения, с их появлением проблема дисбалансов в энергосистемах серьезно усугубилась. Скачки происходят, если один подает больше, а другой потребляет меньше, или наоборот. Прогноз же помогает установить баланс между потребителем и поставщиком (генератором) электроэнергии, а, значит, устранить одну из причин скачков напряжения. µEMS выступает как прибор, который обеспечивает взаимный контроль.

Причем, как уже было сказано выше, система делает прогноз не только подачи электроэнергии, но и потребления. Устройство выводит предполагаемую цифру со стороны потребителя и со стороны поставщика, сравнивает их. К примеру, выясняется, что по оценкам прибора или по собственным оценкам потребителя, ему понадобится 100 кВт, а поставщик, по прогнозам, может выдать ему только 60 кВт. Тогда контроллер может предложить забрать недостающие 40 кВт с аккумуляторной батареи, либо забрать только 30 кВт, а 10 кВт — не выдать потребителю, или запросить еще 10 кВт у сетевой компании и т.д.

— Расскажите подробнее о батареях, которые используются совместно с µEMS?

— Батареи накопления энергии SCiB также разработаны компанией Toshiba. Батарея выравнивает перепады напряжения, а если возникает недобор мощности, она его выдает. Понятно, что такая батарея должна очень быстро заряжаться и разряжаться. SCiB рассчитана на 6 тыс. циклов заряда-разряда, то есть приблизительно на 15 лет работы, и после этого еще сохраняет некоторый ресурс. Батарею можно использовать в температурном диапазоне от -30°С до +55°С. 

Уже сейчас многие компании — поставщики электроэнергии, распределительные сети — используют такие батареи. В принципе, эти батареи уже связаны между собой в единую систему, которая оснащена встроенным контроллером, способным выравнивать уровень напряжения. И все же, если мы используем только батареи, то получаем довольно ограниченный функционал по сравнению с полноценной µEMS.

— Позволяет ли внедрение системы экономить энергию?

— Конечно. Вот один из недавних примеров. Создано «умное» здание, в котором реализована функция «demand response». В результате потребление электроэнергии снизилось на 60%.

— Какие перспективы для µEMS Toshiba видит на российском рынке?

— Мы думаем, что в любом случае в России скоро появится генерация на основе ВИЭ, а вместе с ней придут и новые задачи, требующие решения. И тогда наш продукт, скорее всего, пригодится.