Умные сети электроснабжения

Определение «умных сетей»

Электроснабжение которое использует информационные и коммуникационные сети, а также технологии для сбора информации об энергопроизводстве и энергопотреблении, позволяющие автоматически повышать эффективность работы, надёжность, экономическую выгоду, устойчивость производства и распределения электроэнергии.

Основные правила разработки «Умных сетей» определены и применяются в Европе через «Платформу европейских умных сетей электроснабжения» (Smart Grid European Technology Platform), данная платформа частично применяется в России.

Развитие интеллектуальных технологий «умных сетей» также означает фундаментальную реорганизацию рынка услуг электроэнергетики несмотря на то, что терминология на первый взгляд предполагает только развитие технической инфраструктуры и простоты управления.

Возможности модернизации

В начале 21 века, появилась возможность воспользоваться новшествами в области электронных технологий для устранения недостатков и снижения стоимости электрической сети.

К примеру технологические ограничения на потребление около пиковой мощности отражается на всех потребителях в равной степени. Параллельно растущая озабоченность по поводу экологического ущерба ископаемого топлива электростанций привело к желанию использовать большее количество возобновляемых источников энергии.

Такие источники как ветроэнергетика и солнечная энергетика, крайне непостоянны, поэтому и возникает потребность в более сложных системах управления, для облегчения их подключения и обслуживания (источников) к управляемой сети.

Мощность от солнечных батарей (и в меньшей степени ветрогенераторов) ставит под сомнение необходимость крупных, централизованных электростанций. Быстрое снижение расходов указывают на переход от централизованной топологии сети на сильно распределенную, когда производство и расход электроэнергии происходит в пределах локальной сети.

«Умная сеть»

Термин «умная сеть» (Smart grid) стал известен с 2003 года, когда появился в статье «Спрос надёжности будет управлять инвестициями » Майкл Т. Burr. В данной работе перечислено несколько функциональных и технологических определений умной сети, а также некоторых преимуществ.

Общим элементом платформы для большинства определений стало применение цифровой обработки данных и связи к электрической сети, что делает поток данных и управления информацией ключевой технологией умных сетей. Многообразные возможности широкой интеграции цифровых технологий, а также интеграция новой сети информационных потоков для контроля над происходящими процессами и системами являются ключевыми технологиями при разработке умных сетей.

На данном этапе электроэнергетика преобразуется по нескольким направлениям: улучшение работы инфраструктуры; добавление интеллектуального цифрового слоя, который является сущностью умной сети и преобразование бизнес-процессов, делающих умные сети рентабельными.

Большая часть работ вкладывается в модернизацию электрических сетей, особенно это касается распределения и автоматизации подстанций, которые теперь будут включены в общую концепцию умных сетей, однако также развиваются и другие дополнительные возможности.

Начало инновационных технологий в энергетики

Основные технологии умных сетей начали появляться из-за ранней попытки использования электронного управления, измерения и мониторинга. В 1980 году автоматическое считывание показаний электрических счетчиков было использовано для мониторинга потребления энергии крупных абонентов, и превратилась в Интеллектуальный счётчик 1990-х годов, который сохраняет информацию, как электроэнергия использовалась в разное время дня.

Интеллектуальный счётчик находится в непрерывной связи с поставщиком энергии, то есть мониторинг происходит в режиме реального времени, и может быть использован в качестве интерфейса для устройств быстрого реагирования на спрос и «умные розетки».

На ранних формах управления спросом были устройства, которые пассивно определяли нагрузку на энергосистему, контролируя изменения частоты источника питания. Такие устройства, как промышленные и бытовые кондиционеры, холодильники и обогреватели могли корректировать свой рабочий цикл, чтобы избежать запуска во время пиковой нагрузки сети.

Начиная с 2000 года итальянский проект Telegestore первым использовал большую сеть (27 000 000) домов с применением смарт-счетчиков соединённых через цифровую сеть используя саму линию электропередачи.

В одних случаях были использованы технологии широкополосный доступ по линии электропередачи, в других беспроводные технологии, такие как ячеистая топология для более надежного подключения к различным устройствам в доме, а также поддержку учёта других коммунальных услуг таких как газ и вода.

Революция мониторинга и синхронизации глобальных сетей произошла в начале 1990-х, когда американское агентство Bonneville Power Administration расширило исследования умных сетей датчиками, способными проводить очень быстрый анализ аномалий качества электроэнергии в очень больших географических масштабах.

Кульминацией этой работы стала первая система измерений на широких площадях (WAMS) в 2000 году.

Интеллектуальная система электроснабжения

Интеллектуальную Систему Электроснабжения (ИСЭЛ) — это комплекс электротехнического оборудования, аппаратного и программного обеспечения, необходимого для безопасного, рационального и эффективного управления электроснабжением объекта.

Система (ИСЭЛ) входит как основной элемент интеллектуальной системы управления предприятием (ИСУП), зданием (ИСЗ) или других сложных объектов электроснабжения.

ИСЭЛ использует открытые протоколы по обмену данными между различными элементами через сетевые контроллеры, позволяя создать распределенною инфраструктуру, которая имеет высокую степень для наращивания и модернизации.

В максимальной конфигурации ИСЭЛ может осуществлять централизованный мониторинг оборудования и управление следующими инженерно-техническими системами и комплексами:

ввода и распределения электроэнергии;

защиты и заземления;

общего электроснабжения;

аварийного электроснабжения;

гарантированного и бесперебойного электроснабжения;

энергосбережения и оптимизации нагрузки;

электропитания высокотехнологического оборудования;

контроля, управления и учета электроэнергии.