Интеллект – альтернатива модернизации

10.12.10 11:00

С некоторых пор упоминание об интеллектуальных сетях вызывает болезненную гримасу на лицах энергетиков. Ну не всех, но очень даже некоторых. Причина в том, что привычную вещь сегодня объявили неким «прекрасным далеко», которое, будет достигнуто, превратит российские электрические сети в нечто идеальное, передающее электроны потребителю без потерь, без перебоев и вдобавок, умеющее много чего нового. Но посмотрим в корень… Обычно под созданием интеллектуальных сетей подразумевают в первую очередь высокую степень автоматизации процессов (автоматический контроль, передача данных в автоматическом режиме, автоматическая защита, et cetera). Но автоматизация определенных процессов применяется в российских электрических сетях с самого момента их возникновения. Директор по науке и инновационным программам ОАО «Электрозавод» Виктор Ковалев замечает, что сети без интеллекта в принципе не могут действовать. Первая в России линия электропередач заработала только после того, как был разработан автоматический регулятор возбуждения. В дальнейшем происходило и происходит только увеличение степени автоматизации и улучшение характеристик оборудования. С этой позицией соглашается главный специалист департамента систем автоматизации и учета энергоресурсов ООО «Прософт-Системы» Алексей Крупин. По его мнению, создание интеллектуальных сетей (Smart Grid), не что иное, как обычная работа по автоматизации технологического процесса.

А вот что по этому поводу говорит Директор ЗАО «Телесистемы» Владимир Кабиров: «Зачем представлять управление сетями как что-то новое, хотя в России уже давным-давно ни одна подстанция от 10 кВ не сдается без систем телемеханики и связи (СТМиС), каковые по своему функционалу и являются интеллектуальной составляющей сетей. Системы диспетчерского управления уже давно и прочно вошли в энергетику и стали привычными. Но вот приходят иностранные специалисты и говорят, что есть такие вот «интелектуалные сети» как нечто новое и революционное. На самом деле для нашей энергетики это можно назвать проще – модернизация системы, замена устаревшего оборудования на более современное, расширение функционала».

 

Smart grid по-русски

 

Одной из причин эмоционального напряжения вокруг разумных ЛЭП можно считать отсутствие общепринятой расшифровки – что же такое интеллектуальные сети (Smart Grid). Первые лица Федеральной сетевой компании неоднократно заявляли, что в России понятия Smart Grid имеет наполнение отличное от концепций, реализуемых в Европе или Америке. Однако и внутри РФ единой трактовки понятия не существует. По меткому замечанию одного технического специалиста, ситуация со Smart Grid напоминает притчу о слоне в темной комнате. Для одного слон – веревка, для другого – змея, для третьего – дерево. Так и с интеллектуальными сетями. Производители систем учета считают, что главное в процессе «смартгридизации» – наладить автоматизированный учет. Производители РЗА говорят об интеллектуальной защите, а в непрофильных СМИ упор делается на возможность включения в сеть распределенной генерации (микротурбин, ветряков и пр.). Сюда же в Smart Grid могут относить даже устройства борьбы с реактивной мощностью. Хотя интеллекта или даже просто автоматической компоненты в таких устройствах, зачастую не имеется.

По максимуму под Smart Grid следует понимать электросети, имеющие глубокую степень автоматизации, позволяющие управлять перетоками активной мощности (в т.ч. с реверсом) и реактивной мощности, а так же допускающие интеграцию малой и распределенной генерации в общую энергосистему. Кроме того, данная система должна автоматически регулировать подачу электроэнергии в зависимости от режима потребления.

 

РИС. 1 Переход к интеллектуальной энергосистеме с активно-адаптивной сетью

 

 

 

Анализ процессов, протекающих сегодня в российских сетевых компаниях позволяет сделать вывод, что у нас «смартгридизация» состоится в два этапа. В первую очередь будут внедрены информационные технологии (повсеместный автоматический учет, телемеханика, системы защиты и пр.). Далее наступит время для оптимизации «железа» – повсеместного распространения цифровых подстанций, оборудования FACTS (гибкие системы передачи переменного тока). При этом следует помнить, что все упомянутые устройства и технологии – уже применяются в российских сетях. Просто в дальнейшем их применение станет повсеместным и комплексным. Вот что говорит по этому поводу Виктор Ковалев: «Когда мы говорим об интеллектуальных сетях, это означает более эшелонированное, более глубокое проникновение автоматизации, диагностики, релейной защиты и всего чего хотите на все уровни. И второе – оснащение сетей устройствами, которые обеспечат эту управляемость».

Похожее видение ситуации предлагает Алексей Крупин. Он напоминает о четырех китах, на которых стоит Smart Grid: наблюдаемость; автоматизация; контролируемость; интеграция. В условиях сегодняшней России наиболее актуальны два первых – наблюдаемость и автоматизация. Основные составляющие наблюдаемости – считает Алексей Викторович, - это телемеханизация и «аскуизация» (повсеместное распространение АСКУЭ – автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии).

 

Ближайшие перспективы

 

Про наблюдаемость говорит и главный инженер  ЗАО «Системы связи и телемеханики» Дмитрий Вольский. Он считает, что при создании Smart Grid в России в первую очередь необходимо обеспечить наблюдаемость процессов, происходящих во всех узлах сети и у потребителей – непрерывный мониторинг и точные измерения энергопараметров. На основании этих данных можно приступать к следующему этапу – построению модели гибкого управления сетями. Аналогичных воззрений придерживается технический эксперт инжиниринговой компании ООО «Р.В.С.» Сергей Макаров. Он так же считает, что интеллектуализация сети не возможна без ее наблюдаемости. Это означает расширение информационных систем, которые обеспечивают возможность сбора необходимой информации, причем это информация не только технологическая – о перетоках, потреблении электроэнергии, о технических показателях работы оборудования и систем управления, но и данные о внешних воздействиях окружающей среды, например, о температуре воздуха, освещенности. Соответствующим образом настроенная система управления обеспечит реализацию технологического процесса или создаст, например, в жилище человека, комфортные условия, при минимальных расходах электроэнергии.

 

Бюджетная альтернатива

 

Любопытно, что ряд специалистов воспринимают технологии Smart Grid не только, как путь к оптимизации работы сетей, но как средство вывода сетевого хозяйства из кризисной ситуации сложившейся в настоящее время. Владислав Воротницкий приводит следующие данные: Более 70% всех повреждений, которые происходят в электроэнергетике – происходят в распределительных сетях, причем в основном в сетях 6-10 кВ. более 60% оборудования выработало нормативный ресурс. Разумеется, все это негативно влияет на надежность энергоснабжения. Усугубляет ситуацию то, что в ближайшее время надежность перейдет из понятий технических в понятия экономические. Надежность закладывается как один из базовых элементов нового тарифообразования.

Пока принципиально изменить ситуацию с энергопоставками не получается. Требования к надежности энергоснабжения постоянно увеличиваются, а инвестиций постоянно не хватает. Если решать проблему традиционным способом – путем замены оборудования, то сетевые компании будут всегда не успевать за старением оборудования. Если же использовать технологии Smart Grid, то при посильных финансовых вложениях можно достичь существенных результатов в плане надежности энергоснабжения и снижения расходов. В частности Владислав Воротницкий предлагает применять децентрализованную организацию и секционирование сети на базе вакуумных реклоузеров. Благодаря ним можно в семь раз снизить время перерывов в энергоснабжении по техническим причинам и кратно уменьшить число отключений потребителей.

 

РИС 2. Структура интеллектуальной энергосистемы с активно-адаптивной сетью

 

 

«Смартгридизация», конечно не заменит полностью модернизацию сетей, однако может стать частичной (бюджетной) ее альтернативой. Как замечает начальник отдела управления по сопровождению инвестиционных проектов ООО «Газпром энергохолдинг» Лев Осика, информатизация сетей даже без внедрения дорогостоящих устройств управления потоками реактивной мощности позволяет повысить надежность сетевого хозяйства, оптимизировать стоимость эксплуатации. Собственно, по мнению эксперта, информатизация сетей может стать удачным бизнес-проектом.

Сергей Макаров так же считает, что внедрение интеллектуальных систем управления позволяет наиболее эффективно использовать энергетические ресурсы. Экономия получается, в частности, благодаря тому, что генерация производит энергии именно столько, сколько требуется в данный момент потребителям соответствующим составом генерирующих агрегатов и именно в тех узлах сети, при которых обеспечиваются минимальные потери электроэнергии на передачу. Эксперт подчеркивает, что состояние сетевого и генерирующего хозяйства должно соответствовать требованиям при которых эффективно применение современных интеллектуальных систем управления. Установка же таких систем на оборудование, которому «далеко за 30» лет, совершенно неэффективное вложение средств.

Еще более скептически настроен Виктор Ковалев: «Не следует подменять энергетические технологии информационными. Сколько бы мы не насыщали автоматизацией нашу энергетическую систему, если есть предел у ЛЭП, его не перепрыгнешь. Нужно строить новую линию». С этим согласен Дмитрий Вольский. Он считает, что интеллектуализация и модернизация сетей это разные направления, не способные «подменять» друг друга. Модернизация оборудования не исключает необходимости эффективного управления распределением электроэнергии. С другой стороны – говорит эксперт, – без модернизации основного оборудования сети невозможно реализовать интеллектуальное управление.

 

Эффект от введения Smart grid

 

Владислав Воротницкий приводит данные опроса, по результатам которого на вопрос «что вы ожидаете от внедрения Smart Grid?» наибольшая часть опрошенных ответила, что ожидает повышения надежности энергоснабжения. Второй по популярности ответ – повышение энергоэффективности и снижение затрат.

По прогнозам ОАО «ФСК ЕЭС» введение в России технологий Smart Grid позволит уменьшить потери электроэнергии на 25%, и сэкономить 34-35 млрд. кВт•ч в год, что эквивалентно годовой выработке электростанций мощностью 7,5 ГВт (четыре Бурейских ГЭС). Существуют и более оптимистические оценки. Например, Дмитрий Вольский озвучил следующие результаты, которые могут быть достигнуты благодаря созданию автоматизированной системы управления распределительными сетями:

- снижение технических потерь электроэнергии на 50% и более;

- снижение времени аварийного отключения в 3-5 раз;

- повышение эффективности загрузки электросетевого оборудования на 15-20%;

- повышение объема транзита электроэнергии на 15-20% без строительства новых сетевых объектов.

 

Комментарии экспертов Energyland.info

 

Владимир Кабиров, директор ЗАО «Телесистемы» (Екатеринбург):

- Я считаю термин Smart Grid абсолютно бестолковым, чем-то похожим на «Умный дом» или «Интеллектуальное здание». Звучит красиво, но спроси любого инженера – просто вскипит от возмущения. Никакой конкретики и четких требований. Поставил привод на масляный выключатель и вывел на компьютер – уже куча интеллекта у сетей появилась. Умные сети стали, аж жуть…

 

Алексей Крупин, главный специалист по АИИС ООО «Прософт-Системы» (Екатеринбург):

- Продвижение отдельных направлений Smart Grid в разных странах идет разнонаправлено. Одни усиленно развивают альтернативную энергетику, другие – системы хранения, третьи минимизируют вредные выбросы, прорабатывают инфраструктуру для электромобилей и так далее. России сегодня необходимо определить свои основные приоритеты в общем движении и сконцентрироваться на их выполнении, создать свою «дорожную карту смартгридизации». Думаю, что это будет в первую очередь, повышение эффективности работы существующих сетей и снижение аварийности. Основные инструменты для решения этих задач – повышение уровня автоматизации в распредсетях 6-10кВ.

 

Сергей Макаров, технический эксперт инжиниринговой компании ООО «Р.В.С.» (Москва):

- «Интеллектуализация» электрических сетей, наряду с реконструкцией и заменой устаревшего оборудования, в современных условиях безусловно является существенным фактором повышения надежности функционирования сетей и, как результат, надежности электроснабжения потребителей, за счет эффективного технологического управления всеми компонентами системы электроснабжения. Первые примеры такого управления были реализованы комплексами противоаварийной автоматики (ПАА) единой энергосистемы Советского Союза, которые по сей день используются при управлении единой национальной энергосистемой (ЕНЭС) России. Комплексы противоаварийного управления ЕНЭС высоко оцениваются энергетиками в мире, будут совершенствоваться на основе современной техники и технологий управления и будут интегрированы в создаваемую систему управления активно-адаптивной сетью.

 

Владимир Дорофеев, генеральный директор ОАО «НТЦ Электроэнергетики» (Москва):

- Крупная генерация управляется по заданию системного оператора. Потребители используют энергию свободно. Ограничение потребления – способ управления системой, но это не то что нравится потребителям. А связь между генерацией и потребителями обеспечивает система передачи, то есть сетевая компонента. Она пассивна. Просто обеспечивает распределение электроэенргии. В чем же новое качество системы? любая генерация как централизованная, так и распределенная должна иметь активные фазы и управляться из центров управления активно-адаптивной сети.

 

Владислав Воротницкий, директор по маркетингу Российской группы компаний «Таврида Электрик» (Москва):

Smart Grid это как раз то решение, которое позволяет ответить на вопрос, как при существующих условиях достигать целевых показателей деятельности сетевых компаний. Если обобщить различные варианты определений, то окажется, что Smart Grid – это комплекс организационно технических мероприятий, позволяющих достигать целевых показателей деятельности сетевой компании не проводя глобальной реновации основных фондов.

 

Виктор Ковалев, директор по науке и инновационным программам ОАО «Электрозавод» (Москва):

Не надо подменять информационные технологии и энергетические технологии. Сколько бы мы не насыщали автоматизацией нашу энергетическую систему, если есть предел у ЛЭП, его не перепрыгнешь. Нужно строить новую линию. Нельзя сказать, что мы сегодня не имеем интеллектуальные сети. Если бы сети не были автоматизированы, они не смогли бы работать. Первая в России линия электропередач заработала только после того, как был разработан автоматический регулятор возбуждения.

 

Дмитрий Вольский, главный инженер ЗАО «Системы связи и телемеханики» (Санкт-Петербург):

- Первый этап создания Smart Grid в России – это обеспечение наблюдаемости процессов, происходящих во всех узлах сети и у потребителей – непрерывный мониторинг и точные измерения энергопараметров. На основании этих данных можно приступать к следующему этапу – построению модели гибкого управления сетями. Прямой эффект от создания системы полного мониторинга электросетевых объектов включает выявление технических и коммерческих потерь, определение неэффективного и аварийно-опасного использования электроустановок, сокращение количества аварий и сроков их устранения, а также случаев хищения или повреждения оборудования. С учетом имеющихся препятствий, процесс создания SmartGrid в нашей стране может затянуться на десятки лет, однако в отдельных промышленно развитых регионах подобные системы могут появиться уже в ближайшие 3 – 5 лет.

 

Андрей ГУБАНОВ, Energyland.info

 

Ссылки по теме:

Энергоэффективность и устойчивое развитие: европейский опыт 

«Умные» сети в электроэнергетике 

Ваш первый шаг к АИИС КУЭ 

 

 

Читайте также: