Необычная достопримечательность на морском берегу близ Геленджика – севший на мель африканский сухогруз Rio – перешла в начале июля в частные руки, и теперь новые владельцы взялись за капитальный ремонт судна. До этого времени туристы могли осмотреть корабль изнутри. На официальной странице Rio в Instagram появилось сообщение о том, что экскурсии на теплоход с 26 июля приостановлены в связи с ремонтными работами, после чего судно спустят на воду, а затем оно отчалит с берегов Черного моря. По словам собственников, произойдет это в ближайшие месяцы. К сухогрузу уже начали прокладывать дорогу,…

Содержание Что представляют собой фитнес-тренировки по методу EMS? Как проходят EMS-тренировки? Противопоказания к физическим нагрузкам по системе EMS Выполнение упражнений по системе EMS: за и против В настоящее время существует огромное количество фитнес-направлений на любой вкус: стретчинг, пилатес, степ-аэробика, бодибилдинг, пауэрлифтинг, и множество других вариантов спортивного досуга. Отталкиваясь от поставленных целей, можно выбрать для себя наиболее подходящую спортивную направленность, чтобы впоследствии превратить разновидность физической нагрузки в неотъемлемую часть повседневного графика. Так делает большинство начинающих приверженцев спортивного образа жизни. Однако в последнее время набирает все большую популярность альтернативная методика проведения тренировок…

Содержание Домашние тренажеры: преимущества упражнений Домашний фитнес: беговая дорожка и эллипсоид Домашняя физическая нагрузка: велосипед и гребля Силовые физические упражнения В современном ритме жизни бывает довольно сложно выкроить время для фитнеса, а ведь ежедневная физическая нагрузка является необходимым условием поддержания здоровья и красоты. Кроме того, активное движение отвечает за нормальный гормональный фон организма, в том числе за выработку так называемых гормонов удовольствия и счастья – эндорфинов. Поэтому, чтобы не забрасывать регулярные упражнения и при этом сохранить личное время, стоит задуматься о приобретении эффективного домашнего тренажера. Домашние тренажеры: преимущества упражнений Упражнения,…

Встречаться и, тем более, жить с женщиной с неврозом – задача нелегкая, но находятся такие мужчины, которые предпочитают вступать в отношения именно с такими женщинами. Чем привлекают противоположный пол женщины с неврозом? Строить отношения с женщиной с неврозом – задача трудная, но, как говорится, не перевелись на Руси мужчины, которые пыбирают именно таких женщин. Чем привлекательны для противоположного пола женщины с неврозом? С какими трудностями можно встретиться в построении отношений с ней? Как распознать женщину без невроза? Давайте поближе познакомимся и с теми и с другими. Женщина и невроз «Но все же,…

Если вы недовольны своей жизнью, надо что-то менять в себе. Переделать мир невозможно. Но можно пересмотреть свой взгляд на некоторые вещи, и вы сразу ощутите, что жизнь стала немного светлее. На самом деле истинная мудрость жизни заключается не в каких-то тайных знаниях и формулах. Она находится в простых и будничных вещах. Вот 30 полезных советов, которые помогут вам изменить свою судьбы к лучшему. Ведь, чтобы стать счастливее, не обязательно искать для этого сложные рецепты. Ответ часто лежит на поверхности. Мудрость жизни – в простых вещах 1. отпускайте людей и ситуации.…

Еще двум белым медведям на Ямале ученые установили GPS-приборы. Гаджеты, встроенные в ошейники, позволяют в режиме реального времени следить, куда и как умки перемещаются в поисках еды. Что в конечном итоге поможет сделать выводы об изменении климата в Арктике. Группа специалистов Института проблем экологии и эволюции имени Северцова РАН отслеживает передвижение белых медведей по арктической территории уже девятый год. Спутниковыми устройствами сейчас снабжены в общей сложности 20 животных в Ненецком округе, на Камчатке, на Чукотке, и на Ямале. Последние два GPS-прибора на Ямале установили двум медведицам с островов Белый и…

✅Энергетическое недоедание порождает замкнутый круг. Вы ходите по этому кругу и теряете силы. А для того, чтобы вырваться, силы-то и нужны! Но с каждым днём их все меньше и меньше. И самое опасное вот в чем: голод и нищету легко распознать. А недоедание и скрытую опрятную бедность – гораздо сложнее… Бывает эмоциональный голод – человек буквально гибнет от отсутствия положительных эмоций. От того, что нет ни любви, ни дружбы искренней, ни радостных событий, ни светлых надежд… А бывает энергетическое недоедание. Это когда энергия поступает в организм, но в недостаточном количестве.…

В переводе с китайского языка это название означает «зелёный остров». Циндао – крупный портовый город на побережье Жёлтого моря, важный экономический исторический и культурный центр. Он так же является служит своеобразным «магнитом» как для местных, так и для иностранных туристов со всего мира. Мягкий и тёплый муссонный климат, красивая архитектура, чистое море и живописные ландшафты привлекают сюда десятки тысяч людей – и к 2015 году для этого появится ещё один повод. Новой достопримечательностью станет экологический парк, спроектированyый архитектурным бюро «gmp Architekten von Gerkan, Marg und Partner», Общегерманским обществом экологического…

Новое исследование обнаружило связь между ездой на велосипеде по дорогам с интенсивным движением и риском сердечных заболеваний. Даже у здоровых велосипедистов возникают опасные изменения в сердечном ритме. Эксперты говорят, что велосипедистам стоит сохранять верность своим двухколесным друзьям, следуя при этом простым решениям для сокращения вредного внешнего воздействия. Езда на велосипеде позади источающих загрязняющие вещества автомобилей и грузовиков, может быть, не кажется столь пугающей, сколь перспектива оказаться ими сбитой, однако, по словам ученых, несет в себе скрытые опасности. Впервые, велосипедная езда на дорогах с интенсивным движением была связана с риском для…

В первую очередь эксперты предупреждают: у многих съедобных грибов есть ядовитые двойники. Так что перед тем, как их собирать, надо каждый гриб внимательно осмотреть. По словам ведущего специалиста Биологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова Максима Дьякова, настоящие и ложные грибы отличаются размером плодового тела, окраской разных частей, наличием специфических структур типа пленочки под шляпкой. Например, у лесных шампиньонов пластинки под шляпкой в молодости розовые, а с возрастом темнеют, а у бледной поганки – всегда белые. А вот гриб галерина окаймленная сильно похожа на летний опенок, но смертельно ядовита. У…

«Умная» энергетика уверенно шагает по миру, завоёвывая одну страну за другой: США, Швеция, Китай, Дания, Испания, Великобритания. Несколько лет назад концепция Smart Grid 1 пришла и в Россию. Строительство и развитие интеллектуальных сетей стало приоритетным направлением энергетической стратегии нашего государства. Согласно планам Президента и Правительства, к 2030 году будут созданы системообразующие и распределительные электрические системы нового поколения. Серьёзность подобных намерений подтверждает включение расходов на автоматизацию в инвестиционную программу ОАО «ФСК ЕЭС».

Основы Intelligrid

Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE – The Institute of Electrical and Electronics Engineers) определяет Smart Grid как электрические сети, удовлетворяющие требованиям энергоэффективного и экономичного функционирования энергосистемы за счёт скоординированного управления при помощи современных двусторонних коммутаций между подстанциями, аккумулирующими источниками и потребителями. В таблице 1 приведено подробное сравнение Intelligrid и традиционной сети.

Табл. 1. Сравнение основных функций интеллектуальной и традиционной сетей

Сеть сегодня	Перспектива развития (концепция Smart Grid )
Односторонняя коммуникация	Двусторонние коммуникации
Централизованная генерация	Распределённая генерация
Радиальная структура (как правило)	Сеточная структура (как правило)
Оборудование работает до отказа	Жизнь оборудования продлена за счёт самомониторинга и самодиагностики
Ручное восстановление	Автоматическое восстановление
Подверженность системным авариям	Адаптивная защита и автоматика деления сети
Проверка оборудования по месту	Удалённый мониторинг оборудования
Ограниченный контроль сверхтоков	Управление сверхтоками
Недоступная или запоздавшая информация о цене потреблённой энергии	Цена в реальном времени

В масштабах города умная сеть выполняет следующие функции:

• Удалённый доступ к распределительным подстанциям, оснащённым системой мониторинга, управления и защиты силового оборудования;
• Предотвращение развития аварии за счёт быстрого и селективного отключения повреждённого участка;
• Обеспечение в режиме реального времени информацией о состоянии сети, необходимой для оптимального управления потребляемой энергией.

Исходя из вышесказанного очевидно, что интеллект любой энергетической сети начинается с автоматизации оборудования распределительных трансформаторных пунктов (см. схему 1).

Для того чтобы усовершенствованные устройства могли передавать и использовать цифровые данные, при разработке концепции Smart Grid возникла необходимость создания новой информационной модели коммуникации. Эта задача была решена комитетом МЭК ТС57, который разработал протокол МЭК 61850 «Коммуникационные сети и системы подстанций». Он отличается от более ранних стандартов тем, что регламентирует вопросы описания схем подстанции, схем защиты, автоматики и измерений, конфигурации устройств. В стандарте предусматриваются возможности использования новых цифровых измерительных устройств вместо традиционных аналоговых измерителей.

МЭК 61850 активно применяется в разных странах для электрических подстанций, что позволило обеспечить высокий уровень совместимости различных устройств защиты и автоматики (в том числе и аппаратов разных производителей) и снабдить пункты распределения энергии современными средствами связи. Стандарт целесообразно применять прежде всего при сооружении новых подстанций, но многие электроэнергетические компании стремятся использовать его и при выполнении модернизации существующих объектов.

Схема 1. Четыре функциональных уровня для автоматизации оборудования

Совершенствование автоматизации

Для достижения целей, поставленных государством к 2030 году, в первую очередь требуется реконструкция существующих объектов электросетевого комплекса. Частью интеллектуализации действующих сетей должно стать внедрение стандарта МЭК 61850.

В России подобная практика пока не развита, однако в странах Европы уже есть примеры успешно проведённых модернизаций. Так, швейцарская компания «Электростанция Заднего Рейна» (ЭЗР) провела ретрофит открытой подстанции 380/220 кВ в Силсе. Необходимость усовершенствования данного энергетического узла возникла вследствие того, что вторичная система подстанции и основная часть оборудования вторичной цепи на 380 кВ выработали свой ресурс.

Вторичная система подстанции выполняет такие функции, как контроль состояния первичной цепи и защита её от короткого замыкания. Обе задачи решаются при помощи так называемых интеллектуальных электронных устройств, которые через свои входы и выходы соединены с оборудованием первичной цепи и контролируют всю или часть ячеек распределительного пункта.

На подстанции в Силс были внедрены интеллектуальные электронные устройства серии Relion 670 компании АББ , лидера в производстве силового оборудования и технологий для электроэнергетики и автоматизации. Все интеллектуальные электронные устройства присоединены к каналу передачи информации МЭК 61850. Стандарт определяет файл, который содержит все необходимые данные о конфигурации подстанции: от топологии основного оборудования до данных о вторичных цепях.

Вторая часть проекта (220 кВ) была интегрирована с использованием протокола МЭК 61850, для управления подстанцией 380/220кВ с новой системой контроля MicroSCADA Pro. Совместная деятельность компаний АББ и ЭЗР продемонстрировала пригодность стандарта МЭК 61850 для проектов модернизации.

Комплексное решение по автоматизации и первичному оборудованию

Помимо модернизации существующих объектов, для полноценного развития энергетики необходимо строить новые сети. Конечно, для этого нужны современные решения, а именно - создание цифровых подстанций с интеллектуальным первичным и вторичным оборудованием, соединённым посредством протокола связи МЭК 61850. В частности, на новых интеллектуальных объектах должны использоваться цифровые измерительные трансформаторы тока и напряжения (оптические или электронные), многофункциональные приборы измерений и учёта, станционная шина и шина процесса, система синхронизации, новая система отображения и управления подстанцией (SCADA).

Рис. 2. КРУ среднего напряжения UniGearDigital

В этом году специалистами компании АББ была предложена инновационная концепция для создания цифровых распределительных пунктов - КРУ (Комплектное распределительное устройство. - Прим. авт.) среднего напряжения UniGear Digital. Это перспективное решение на основе МЭК 61850, главная особенность которого состоит в объединении электронных измерительных трансформаторов (ЭИТ) тока и напряжения. Оно даёт следующие преимущества:

• Экономия до 250 мВт и сокращение выбросов СО2 на 150 тонн за 30 лет (по сравнению с UniGearZS1 на 14 фидеров. - Прим. авт. ) благодаря отсутствию потерь с измерительных трансформаторов;
• Сокращение сроков поставки оборудования , в связи с тем, что ЭИТ являются складской позицией и не требуют производства под проект;
• Сокращается срок ввода объекта в эксплуатацию , т.к. монтажная группа избавлена от трудоёмких работ по монтажу и коммутации тяжёлых трансформаторов тока и напряжения (ТТ и ТН);
• Нет необходимости в объёмных инженерных расчётах для подбора ТТ и ТН. Это связано тем что ЭИТ охватывает весь диапазон электротехнических параметров, а так же при изменении электротехнических параметров сети можно использовать тот же ЭИТ, в отличие от ТТ и ТН.

Ячейка UniGear Digital укомплектована интеллектуальными электронными устройствами серии ABB Relion. Они отличаются от аналогов запатентованным блочным дизайном, который позволяет сократить время на установку, настройку и тестирование устройства защиты. Есть возможность монтировать корпуса до поставки самих аппаратов. Кроме того, релейная защита серии ABB Relion осуществляет высокоэффективный обмен GOOSE-сигналами (так называемая «горизонтальная связь»). Коммуникация релейной защиты и автоматики по данному протоколу обеспечивает расширяемость и гибкость системы.

КРУ среднего напряжения UniGear Digital успешно используются в Китае, Великобритании, Германии, Финляндии и других странах.

Благодаря внедрению «умных» сетей человечество вступит в новую фазу существования, которая будет характеризоваться гармоничным взаимодействием с окружающей средой, улучшением качества жизни и общим экономическим подъёмом.

1 От англ. smart - умный и grid - энергосистема. Также часто встречается термин Intelligrids, который имеет аналогичное значение.

Статья предоставлена пресс-службой компании «АББ»

Компания Schneider Electric является мировым экспертом в области управления электроэнергией и ведущим разработчиком и поставщиком комплексных энергоэффективных решений для энергетики и инфраструктуры промышленных предприятий, объектов гражданского и жилищного строительства, а также центров обработки данных. За 175 лет своего существования компании удалось занять лидирующую позицию в отрасли. Об одном из наиболее интересных направлений деятельности компании в области энергетики - Self Monitoring Analysis and Reporting Technology (Smart Grid) - нашему корреспонденту рассказал Константин Комиссаров, вице-президент, руководитель бизнес-подразделения «Инфраструктура» ЗАО «Шнейдер Электрик».

Константин Комиссаров, вице-президент, ЗАО «Шнейдер Электрик»

Могли бы вы в простых терминах, понятных для большинства технических специалистов широкого профиля, пояснить, что такое «умные сети»? Какие практические выгоды дает применение этих технологий?

«Умная сеть» позволяет повысить уровень бесперебойности и качество электроэнергии, оптимизировать затраты на эксплуатацию и, соответственно, повысить экономические показатели эксплуа­тирующей организации. С одной стороны, потребители должны получать качественную электроэнергию, с другой - эксплуатирующей организации должно стать удобнее работать.

Обычная сеть сложилась исторически, когда не было математического аппарата, позволяющего планировать развитие сети, когда требования к надежности и качеству электроэнергии оставались вопросом далекого будущего и считались не актуальными. С тех пор возникло много глобальных и оперативных факторов: появились ЦОДы, большие больницы, высотные здания, аэропорты. То есть, появились новые потребители, которые предъявляют исключительные требования к качеству и надежности электроэнергии. С другой стороны, разрастаются городские, промышленные конгломераты, возникают «пробки» в сети, соответственно, обслуживать их становится дороже. Сами сетевые предприятия - это компании, рентабельность бизнеса которых низка и регулируется государством. Снизить издержки, сделать сетевое предприятие экономически эффективным - та задача, которой не было 20–40 лет назад. Интеграция новых функций, которые прежде были неактуальны, - вот что такое «умная сеть». Это не дешевое удовольствие. Такая сеть сегодня, благодаря специальному оборудованию и методам математического моделирования, позволяет сделать то, что в прошлом выполнялось вручную: контроль учета, снижение технических и коммерческих потерь, планирование развития, оптимизация потоков мощности, оценка надежности и т. д.

Можно ли оценить в каких-либо цифрах экономический эффект от применения технологий Smart Grid с точки зрения экономии электроэнергии, повышения надежности электросетей и т. п.?

В целом интеграцию систем в Smart Grid можно отнести к проектам, которые имеют средне- и долгосрочный горизонт возврата инвестиций. Чтобы сделать сеть экономически эффективной и умной, необходим комплекс мероприятий. Надо начинать со специфики: есть относительно современные сети, есть промышленные, есть сети инфраструктурных объектов, и все они по-разному управляются. Поэтому достаточно сложно сразу оценить экономический эффект.

Чтобы все же не быть голословным, могу сказать, что у нас есть расчет внедрения такой системы для промышленных сетей мощностью 40 МВт, т. е. небольших сетей, которые состоят из одной подстанции 110–35 кВ, четырех подстанций 35–6 кВ и 40 подстанций 6–0,4 кВ. Мы получили инвестиции порядка $1 млн, и возврат вложений за счет снижения технических и коммерческих потерь составил пять-шесть лет. Но в городских условиях цифры будут совершенно другими. Это зависит от тарифов, штрафов, договоров с потребителями, отношений с поставщиками и т. д.

Если говорить о российской ситуации, то ее основное отличие от того, что делается в других странах, - разница в расчете окупаемости проектов. Например, в Италии был реализован ряд проектов в области управления распределительными сетями, и сегодня вся Италия управляется из нескольких центров. Проект дорогой, но срок окупаемости первой части составил менее полутора лет за счет того, что однозначно была просчитана экономия от снижения потерь и затрат ресурсов. На сегодня в России мы такой метод расчета применить не можем, потому что электроэнергию продают потребителю не сетевые компании. Потери нынешнего года фактически компенсируются тарифом следующего, тарифы регулируемы, и посчитать нормальный срок окупаемости, оптимизировать потери и этим окупить проект, невозможно. Создать более или менее внятное технико-экономическое обоснование проектов диспетчеризации и автоматизации в России крайне сложно. Все понимают, что это нужно, но внятное финансовое обоснование получить невозможно, соответственно, инвестиции, которые направляются в Smart Grid, являются вкладом в общее улучшение показателей сети, а не конкретным бизнес-проектом. Это, конечно, сильно тормозит интеллектуализацию сетей. Если бы у нас были другие методы формирования тарифов, расчета потерь и разграничения зоны ответственности между сетью и потребителем, то был бы возможен нормальный расчет сроков окупаемости, это придало бы значительный импульс отрасли.

Какая страна на сегодня является самой «продвинутой» с точки зрения применения Smart Grid?

Одной из самых прогрессивных в части внедрения Smart Grid на сегодня является Италия. Крупнейшая итальянская энергетическая компания ENEL - фирма публичная, ее акции торгуются на бирже. Поэтому эффективность работы оценивается потребителями. Они имеют влияние на работу компании, что стимулирует к внедрению инновационных технологий. После завершения ряда проектов по построению интеллектуальных сетей вся Италия управляется из нескольких диспетчерских центров. В этом есть и заслуга самой компании ENEL, пропагандирующей комплексный подход к инновационным внедрениям. Они смотрят на таких мировых лидеров рынка, как Schneider Electric, как на эксперта и технологического партнера. Это связано с тем, что внедрение Smart Grid максимально эффективно с применением оборудования, готового к интеграции в эту систему. Его произвести дешевле, чем купить обычное оборудование, привлечь интегратора, разработать новый проект, после чего провести модернизацию всей сети.

Пример ENEL - это успешный мировой опыт реализации комплексного проекта, который применим и для российских компаний. Безусловно, внедрение технологий Smart Grid для сетей, где оборудование эксплуатируется уже несколько десятков лет, - это дорогое удовольствие. Сами сетевые компании не могут позволить инвестировать значительные деньги в построение такой системы. Поддержка государства и государственное регулирование важно для внедрения «умных» сетей. В свою очередь, для вновь строящихся объектов, с учетом среднесрочной перспективы их развития, комплексный подход необходим еще на этапе создания концепции объекта.

В каком из исследовательских центров Schneider Electric изучается Smart Grid?

Прежде всего, нужно отметить исследовательские центры в Новом Саде (Сербия) и в Барселоне (Испания). В Гренобле есть совместный исследовательский центр с ERDF. Ну и, конечно, мы рассчитываем, что в ближайшее время таким центром станет Сколково.

Какие российские сетевые компании владеют технологией Smart Grid?

Что касается электросетевых предприятий, надо сказать, что, прежде всего, идеология строительства сетей была заложена советскими учеными-математиками. Энергетические компании развивают Smart Grid в процессе своей операционной деятельности - в их инвестиционных программах заложены вопросы увеличения надежности энергоснабжения и управляемости сетей, а это и есть «умная» энергетика. Иными словами, в России и, ранее, в СССР внедряли элементы Smart Grid в его сегодняшнем публичном понимании еще с момента образования единой энергосистемы.

Сейчас сетевые предприятия принимают во внимание коммерческий учет и телемеханику - устройство дистанционного управления сетью. Это связано с рядом причин. Во-первых, «пробки» уже совершенно другого размера, чем 30 лет назад, и, соответственно, требования к качеству, надежности сети и ее эффективности совершенно другие, требуется снижение эксплуатационных расходов. Во-вторых, в силу разветвленности сегодняшнюю сеть очень сложно обслуживать. Есть проблемы с набором сотрудников эксплуатационных служб. Если взять, к примеру, ведущие сетевые предприятия в России, то они имеют численность персонала, в три раза большую по сравнению с сопоставимыми подразделениями западных компаний. Smart Grid позволяет решить эти проблемы.

Есть ли примеры масштабного внедрения технологий Smart Grid в России?

Первые интеллектуальные распределительные сети в качестве пилотных проектов появились в Москве, Санкт-Петербурге и Казани, чуть позже в Иркутске. То есть у нас за плечами есть ряд успешно реализованных пилотных проектов, либо проектов, которые мы для себя считаем пилотными, но они включают несколько десятков сетевых сооружений, находятся в штатной эксплуатации, и мы набираем опыт работы по таким объектам. Один из таких проектов - пилотная зона, которую мы реализуем совместно с «Ленэнерго». Она включает в себя участок сети 6 кВ в исторической части Санкт-Петербурга. Задачи, которые мы ставили перед этим проектом, - подтвердить работоспособность предлагаемых решений и технологий, на реальном примере продемонстрировать возможность интеграции в сети Smart Grid не только современного оборудования, но и оборудования предыдущих поколений. Например, одна из подстанций в Санкт-Петербурге оснащена российским оборудованием 60-х годов прошлого века.

Нельзя не отметить проект в Сибири, где пионером по части внедрения технологии Smart Grid стала «Иркутская электросетевая компания». Филиал ИЭСК «Южные электрические сети» выступил заказчиком работ по проектированию системы и строительству двух диспетчерских пунктов, позволяющих управлять «умными» сетями. Компания Schneider Electric предоставила комплекс услуг по налаживанию «умной» сети, включая проектирование, поставку и монтаж оборудования, установку программного обеспечения и последующее сервисное обслуживание аппаратуры. Более того, мы провели обучение сотрудников «Южных электрических сетей» основам работы с новой технологией.

Говоря о проектах Smart Grid, нельзя не отметить важное событие в жизни Schneider Electric, которое расширило наши возможности в области интеллектуализации сетей. Это приобретение компании Telvent - мирового лидера в системах диспетчеризации и SCADA. На сегодня компания Schneider Electric реализует проекты по управлению распределительными сетями в целом, от поставок умного электрооборудования в трансформаторные подстанции до систем управления режимами в масштабах региона. Весь этот спектр мы способны закрыть собственными решениями, и такие проекты уже реализуются.

Оправдано ли привлечение зарубежных компаний к внедрению и развитию интеллектуальных сетей в России?

У зарубежных компаний существует опыт внедрения. С другой стороны, мы должны учитывать вопросы стратегической национальной безопасности. Энергетика относится именно к таким базовым отраслям, которые определяют безопасность существования государства. С одной стороны, необходимо использовать уже наработанный опыт зарубежных компаний. В то же время российские граждане должны быть уверены, что международный партнер «не свернет» свою деятельность и не уедет «обратно», оставив все здесь без технической поддержки. Это опасно - привозить решения компаний, которые не знают российских технических привычек, не имеют развернутой производственной базы и сервиса. Поэтому компания должна иметь сильное присутствие на российском рынке, заниматься поставкой, внедрением, разработкой.

Чувствуете ли вы понимание важности внедрения технологий Smart Grid со стороны российских органов власти?

На сегодня все понимают, что «умные сети» внедрять надо. Но пока в России создать внятное технико-экономическое обоснование внедрения Smart Grid достаточно сложно. Если на Западе Smart Grid и Smart Metering - неразрывные понятия, то в России окупить затраты на «умные сети» за счет снижения потерь или недоотпуска пока невозможно. Ситуация не изменится, пока не появятся государственные стандарты в области организации распределительных сетей и требования по телемеханике и диспетчеризации, соответствующие современным условиям развития городов. Так что понимание важности есть, а денег нет.

Необходимо ли предпринимать какие-то активные действия для популяризации идеи Smart Grid в России?

Если посмотреть на опыт других стран, то проекты, связанные с внедрением Smart Grid и управлением сетями, занимают не один год. Обычно это происходит по­этапно, в зависимости от установленного парка и бюджета. Если в России поменяется законодательная база и компании получат экономический стимул к внедрению данных технологий, то в течение десяти-пятнадцати лет можно будет заметить эффект от массового применения интеллектуальных технологий. Нужны активные действия на всех фронтах - от пропаганды до материального стимулирования, как, например, налоговые льготы при реализации долгосрочных проектов. То есть фактически нужно законодательно разрешить сетям при внедрении проектов Smart Grid получать возмещение либо в тарифе, либо в налоговых льготах.

Интеллектуализация существующей сети требует затрат, сопоставимых со строительством новой сети, притом что стоимость самого оборудования, программное обеспечение, работы при организации Green Field не будут превышать 10% от стоимости проекта. Поэтому при реализации новых планов строительства распределительной сети целесообразно изначально закладывать современные технические принципы. Такой подход будет более эффективным экономически по сравнению с традиционным, когда строится базовая сеть, которая спустя некоторое время оснащается интеллектом.

Schneider Electric была основана братьями Шнейдер спустя два года после того, как в 1836 г. к ним перешли литейные заводы Крезо, испытывавшие в то время проблемы. Через полвека фирма взялась за освоение зарождающегося рынка электроэнергетики. Спустя практически 100 лет компания продолжает концентрировать усилия в электротехнической промышленности. Приобретение в 1988 г. компании Telemecanique, в 1991 г. - Square D и в 1992 г. Merlin Gerin привело к созданию Schneider Electric Group. Такая политика позволила компании заявить о себе в новых сегментах рынка: HMI, UPS, управление передвижениями, оборудование VDI, сенсорная технология, автоматизация и системы безопасности зданий и т. д. В настоящее время Schneider Electric предлагает российским клиентам также сервисное обслуживание, эффективную логистику, энергоаудит, передачу инновационных технологий и обучение

Уже около 15 лет в мировой и примерно 8 лет в отечественной энергетике идёт дискуссия о внедрении и развитии концепций «Smart Grid» и «Цифровая подстанция». Участие в целом ряде форумов и дискуссий, посвящённых этой тематике, личные контакты со специалистами электросетевого комплекса, собственный опыт разработки и внедрения силового электрооборудования, заставляют меня настороженно относиться к этой модной теме. У меня складывается ощущение, что всё, что сейчас делается в этой сфере, напоминает секту.

Есть несколько тезисов, сомнение в которых является «табу» и исключено из общественной дискуссии:

1. Smart Grid – это принципиально новый подход построения электроэнергетики вообще и электросетевого комплекса в частности.
2. Smart Grid – это целенаправленная политика крупных игроков энергорынка, направленная на повышение эффективности использования ресурсов.
3. Технологии «Smart Grid» и «Цифровой подстанции» приведут к заметному снижению затрат на строительство и эксплуатацию электросетевых объектов.
4. Внедрение «умных сетей» и «цифровых подстанций» обеспечит резкое повышение эффективности использования возобновляемых источников электроэнергии и улучшит экологию.
5. Технологии «Smart Grid» и «Цифровой подстанции» – это энергетика завтрашнего дня, которая создаётся уже сегодня.

Это далеко не полный перечень тем, но в рамках данной статьи мы ими ограничимся.

Итак по пунктам:

1. Что такого принципиально нового в построении электроэнергетики предлагают апологеты «умных сетей»? Наложение на существующую систему производства, передачи и потребления электроэнергии ещё одной системы – информационной. Этот принцип описывался в нашем детстве таким анекдотом: что будет, если скрестить ужа с ежом? Ага, полтора метра колючей проволоки. Принципиальная новизна системы подразумевает появление НОВЫХ, ранее отсутствовавших качеств и функций. В этом смысле, современные технологии «smart grid» и «цифровой подстанции» просто меняют исполнителя в ряде технологических операций. Вместо тёти с блокнотом показания счётчика снимает электронная система коммуникации, вместо электромагнитного реле используется микроэлектронное и т.д. Внедрение новых систем и технологий не является революционным – оно имеет обычный эволюционный характер. И, с точки зрения теории развития технических систем, мы сейчас имеем дело с «завершающим этапом развития», который характеризуется большим количеством незначительных улучшений существующей системы. Это связано не с развитием, как таковым, а с тем, что за десятилетия образовалось большое количество различных предприятий и структур, которые должны оправдывать своё существование. Т.е., на начальном этапе развития электросетевого комплекса они работали на его развитие, а сейчас – на своё.
2. Единственным, по-настоящему заинтересованным в продвижении технологий «smart grid» и «цифровой подстанции» игроком, я вижу производителей электрооборудования (и, конкретнее, производителей цифровых устройств и средств коммуникации) . Большинство деклараций о высокой эффективности и прочих чудесных свойствах этих изделий носят сугубо маркетинговый характер и не подтверждаются сколько-нибудь серьёзными количественными исследованиями. Наверное, они есть и просто искусно укрыты от моего взора. Резоны производителей понятны и благородны – они создают новые изделия и пытаются сформировать рынки для их устойчивого сбыта. Какое отношения эти резоны имеют к декларациям о создании новой энергетики – я не понимаю.
3. Одним из аргументов производителей оборудования для «цифровых подстанций» и «smart grid» является заявление о том, что применение новых технологий приведёт к сокращению стоимости возведения новых электросетевых объектов. Реального подтверждения этому тезису я не встречал нигде. А вот что встречал, так это некоторое лукавство, когда для демонстрации экономической эффективности затрат на цифровое оборудование выносят за скобки стоимостного подсчёта многие дополнительные системы. Например: при строительстве цифровых подстанций удаётся существенно сэкономить на стоимости контрольных кабелей. При этом за скобки выносится стоимость организации системы гарантированного оперативного питания, затраты на организацию и обеспечение функционирования самой шины процесса, затраты на обучение персонала и поддержку ПО. Ведь ни для кого не секрет, что электронные устройства сколь быстро развиваются, столь же быстро и устаревают. И снимаются с производства. И лишаются поддержки производителей. Ни один честный производитель электроники не декларирует без оговорок жизненный цикл своих изделий хотя бы в 20 лет, я уж не говорю о 30-40 годах. А именно столько обычно служит силовое оборудование. Это приводит к общему укорачиванию периодов между реконструкциями. Что хорошо для производителей, но вряд ли ведёт к снижению стоимости владения объектом. Да и вообще, где вы видели производителя, который говорит: «я сделал такое чудесное устройство, которое стоит дешевле, а покупать его надо реже»?!!
4. Прогнозируемое резкое повышение эффективности тоже не внушает доверия. И вот почему. Современные цифровые системы позволяют собирать гигантский объём информации. Что преподносится как безусловное благо. Но это – не факт. Объём информации не очень коррелируется с управляемостью. То, что мы сейчас владеем терабайтами данных о различных аспектах экономической и социальной деятельности, не делает наше общество более разумным и управляемым. Так же и с сетями. Сначала мы создаём систему по сбору данных, потом – систему по хранению данных. А потом систему по сортировке и фильтрации данных. Потому что реально нам нужен 1% от полученного. Кроме того, существует очень заметное различие в ментальности между разработчиками механических систем и разработчиками электроники и программного обеспечения. Эту разницу очень точно иллюстрирует один из законов Мэрфи: «если бы строители строили дома так, как программисты пишут программы, то первый залетевший дятел разрушил бы цивилизацию» (Второй закон Вайнберга). Это шутка, да. Но в ней очень большая доля правды. А мы говорим об электросетях, которые должны функционировать в течение десятилетий без системных сбоев и веерных отключений. В любых географических и климатических зонах. Кроме того, хотелось бы затронуть ещё один аспект. Наметившийся уже более 15 лет назад тренд на исключение человека из контура оперативного управления системой. Эта голубая мечта фантастов пока не достижима, но уже отразилась на квалификации персонала и принципах обучения. Образно говоря, мы стремимся к ситуации, которая описана в старом советском анекдоте про полёт Белки и Стрелки: «Чукча, собак покормил? Смотри, приборы НЕ трогай!». Про экологический же эффект просто замнём для ясности. Или надо менять цивилизацию. Наша же цивилизация всегда выбирала между экологией и комфортом – комфорт.
5. Так что же такое технологии Smart Grid? Они оставляют больше вопросов, чем ответов. Они не формализованы и, зачастую, разнонаправленны. Их чаще используют как некий пароль. Ещё пять лет назад такими словами-паролями были «нанотехнологии» и «инновации». Мало кто из применявших эти слова реально представлял, о чем они. В лучшем случае, подтягивал свои решения под определение из «Википедии», озаботившись только формальным соответствием. Конечно, наши провода нанотехнологичные – они же состоят из атомов (если внимательно присмотреться). Большинство дискуссий по теме «smart grid» упирается в жонглирование смыслами. И, по этой причине, бессодержательно. Это – будущее нашей энергетики? Кроме того, эта концепция рождена на западе и внедряется в нашу систему «как есть», без творческого и критического осмысления. Я не «западофоб», хотя это сейчас и модно. Но бездумный отказ от отечественного, почти векового, опыта …удивляет.

Резюмируя всё вышесказанное, хочу предложить своё виденье темы «smart grid» и «цифровая подстанция»

1. Эти термины являются маркетинговой фишкой для обозначения класса продуктов и технологий по модернизации электросетевого комплекса с применением современных IT-решений.
2. Электросетевой комплекс как в нашей, так и в большинстве других стран подходит к завершению своего жизненного цикла и находится на пороге глобального обновления. Поскольку сегодня не предложено никаких принципиально новых способов производства и передачи электроэнергии, новый цикл развития глобальной энергетики не имеет возможности в процессе обновления совершить качественный принципиальный скачок. Запуск дискуссии и разработок в области «smart grid» и «цифровой подстанции» был попыткой создать этот принципиальный качественный скачок искусственно. Успешность этой попытки – вопрос дискуссионный. Но замысел красив: закинем идею, и пусть народ сам придумает, что с ней делать.
3. Как и положено, вокруг базовой – очень не глупой – идеи наросло множество спекуляций и откровенного мусора. Но этот побочный эффект – вещь вполне ожидаемая и нормальная. Никогда новые технологии не рождались во всей полноте и проработанности сразу. Единственное, что хотелось бы видеть от людей, принимающих решение в нашей энергетике, это взвешенную и активную позицию. Не только производители оборудования должны сочинять, как будет развиваться энергосистема на 50-летнем горизонте планирования. Это задача энергосистем: сформулировать генеральную концепцию и обеспечить платёжеспособный спрос на продукцию.
4. У идеи «smart grid» и «цифровой подстанции» отсутствует внятная и привлекательная идеология. Не может вдохновлять на творческий подвиг и прорыв идея «сделать чуть лучше, чем есть».
5. И самое парадоксальное: этим надо заниматься!
   Есть надежда, что совокупное броуновское движение приобретёт наконец осмысленный вектор развития и мы сможем совершить этот качественный скачок. И гораздо интереснее работать вот на эту зыбкую перспективу, чем пытаться воспроизводить технологии прошлого века.

Проблемы и решения

• Работа возобновляемых источников энергии (ветер и солнце) обусловлена скорее погодными и климатическими условиями нежели потребностями пользователей, что делает управление и распределение электроэнергии еще более сложным. Как следствие, затрагивается стабильность сетей в части напряжения и частоты.
• Проблемы возникают и у тепловых электростанций, которые должны работать с максимальной полной нагрузкой. Тем не менее, учитывая изменения спроса и выработки электроэнергии от солнца и ветра, станции должны регулировать производство энергии довольно часто. Это приводит к потерям производительности и износу.
• Аккумулирование электроэнергии может решить обе проблемы.
• Среди различных доступных технологий для хранения электроэнергии, аккумуляторная (гальваническая) батарея получила наибольшее распространение.
• Однако аккумулятор - это источник постоянного тока, поэтому для его подсоединения к сети необходим преобразователь.
• Ansaldo Sistemi Industriali производит силовое оборудование и соответствующие системы управления, необходимые для регулирования аккумуляторов электроэнергии и гарантии соответствия параметров с национальной сетью.

Аккумуляторы электроэнергии - часть проекта ASI под названием Zeus

ZEUS: Локальные интеллектуальные сети

Локальные интеллектуальные сети (Micro Smart Grid) представляют собой электросистему связанных генераторов и нагрузок. Интеллектуальная электрическая сеть может представлять собой небольшую сеть,обслуживающую определенную территорию и не подсоединенную к другим сетям(напр. остров).
Локальная сеть контролируется интеллектуальной инфраструктурой (напр. Система управления электроэнергией), которая управляет энергопотоками.

Power Management System (PMS) или Система управления электроэнергией регулирует в режиме реального времени выработку и потребление электроэнергии.

Интеллектуальная электрическая сеть (Smart Grid) подразделяется на кластеры, как правило, по территориальному принципу Каждый кластер может работать в автономном режиме, если внешняя сеть не работает.

Локальные интеллектуальные сети

Решения для хранения электроэнергии

Главные характеристики аккумулятора

Система хранения электроэнергии может брать энергию из сети, когда наблюдается избыток её выработки, и наоборот, выдавать электроэнергию соразмерно
потребностям, в случае если наблюдается дефицит. Временная граница зарядки /разрядки может занимать секунды, минуты или часы. Поэтому система может работать по-разному:

• Снятие пиков нагрузки / временная манипуляция : система может хранить энергию, когда нагрузка сети мала, и выдавать электроэнергию во время пиков нагрузки. Стандартное применение: солнечная энергетика, ветровые станции для увеличения производительности.
• Балансирование : компенсация произвольного производства энергии от солнца/ветра ежесекундно/ежеминутно. Качество электроэнергии: система может осуществлять контроль над реактивной мощностью, независимо от активной мощности. Благодаря этому увеличивается линейный коэффициент мощности либо уменьшаются нежелательные гармоники в сети.
• Регулирование напряжения : устройство регулирования реактивной мощности может применяться оператором сети для обеспечения стабильности линейного напряжения.
• Регулирование частоты, первичный и вторичный резервы : специально выделенная функция управления соединяет активную мощность с линейной частотой автоматически. Оператор сети может использовать данную функцию для обеспечения работы оборудования в режиме «резерва» для регулирования частоты.
• Холодный пуск : система может также обеспечивать аварийный запуск из полностью обесточенного состояния. Аккумулятор через инвертор питает сеть после перебоя электроснабжения и позволяет, тем самым, сети работать в нормальном режиме.
• Первичный «резерв» для традиционных электростанций : оборудование работает параллельно с главным теплогенератором, обеспечивая их полную загрузку, поскольку необходимый «резерв» может быть предоставлен аккумулятором в течение одной минуты.

Решения для аккумулятора

Аккумулятор соединен с сетью посредством инвертора с активным фильтром; данное решение используется в солнечных и ветряных электростанциях. Зарядка / разрядка группы аккумуляторов контролируется DC/DC преобразователем.

Система базируется на решении PMS, собственность Ansaldo Sistemi Industriali:

DC/DC преобразователь

Зарядка / разрядка группы аккумуляторов контролируется отдельными DC/DC преобразователями, каждый из которых работает с группой аккумуляторов в
соответствии со схемой (В/ I) напряжения - тока, предоставленного производителем аккумуляторов. У каждой группы аккумуляторов есть BMS (система управления
аккумулятором). BMS соединена с системой Scada Artics Smat Energy компании. Стандартные кривые аккумулятора приведены ниже:

Система может взаимодействовать с различными типами аккумуляторов: литий-ионные, натриевые и прочие. Использование отдельного dc/dc контроллера для каждой группы аккумуляторов позволяет лучше управлять системой в оперативном режиме и достичь более высокой эффективности.
Каждая группа аккумуляторов может быть заряжена и разряжена с помощью отдельной логики управления с целью оптимизировать работу аккумулятора. Разница в работе среди различных видов аккумуляторов из-за неизбежных отклонений может быть компенсирована. Каждый dc/dc преобразователь связан с внутренней шиной постоянного тока преобразователя с активным фильтром. Стандартная внутренняя DC схема работает в диапазоне напряжения 0,6 -1 кВ, в зависимости от размеров и мощности системы хранения. Решение Ansaldo Sistemi Industriali предусматривает резервирование в группе аккумуляторов (напр. Каждая группа будет работать независимо от работы других групп аккумуляторов).

Инвертор с активным фильтром

	Интерфейс с сетью обеспечивается за счет связи инвертора с активным фильтром с отдельной системой управления, что позволяет отдельно регулировать активную и реактивную мощность. Специальный линейный фильтр чистит высокочастотные гармоники, не пропуская их в сеть.
	Напряжение фильтруется инвертором для удаления гармоник. Полный коэффициент гармонических искажений - в рамках допустимых значений (напр., не более 2%).

Контроль активной и реактивной мощности

Отдельные функции для контроля активной и реактивной
мощности

A): Данная функция привязывает активную мощность к частоте сети B): Коэффициент мощности как функция активной мощности. C): Реактивная мощность как функция напряжения сети.

Способность поддержания непрерывности
электроснабжения при сбоях (пример)

Первичное и вторичное регулирование частоты. Регулирование реактивной мощности для стабилизации напряжения в сети. Автоматическая параллельная работа в слабых сетях, запитанных от небольших дизель-электрических групп.

Инвертор с активным фильтром для слабых сетей

Возможности системы при коротком замыкании для того, чтобы защитные распределительные устройства успели включиться.

МОДУЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР: мо щность 20 - 1000 кВт

ИНВЕРТОР В КОНТЕЙНЕРЕ: 500-750-1000-1500 кВт станции

Решение для хранения электроэнергии

Система аккумулятора в автономном режиме

Аккумуляторы в параллельном соединении на одной шине постоянного тока. Солнечная электростанция

КОММУНИКАЦИЯ: инвертор - станция - внешняя сеть

Валогенератор

Валогенератор - это особый синхронный генератор, приводимый в движение валом главной силовой установки; вращается на постоянных оборотах. Связь генератора и сети обеспечивается за счет инвертора с активным фильтром. Система используется во время навигации в режиме экономии топлива.

Сеть судна также питается от дизель-электрического генератора.
Сеть характеризуется малой установленной мощностью и может быть рассмотрена как Локальная Сеть, регулируемая Системой управления электроэнергии (PMS). Валогенератор должен обеспечивать питание сети в автономном или параллельном режиме с другими дизельными группами. Должны быть обеспечены следующие параметры:

Инвертор способен обеспечить первичное регулирование в части частоты и напряжения. Возможно также обеспечить вторичное регулирование с помощью точек, заданных PMS.

СМЕШАННАЯ ГЕНЕРАЦИЯ: ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОТ И СОЛНЕЧНАЯ

ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ ДЛЯ ОТДАЛЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

В отдаленных регионах сети могут быть изолированы от главных линий электропередач. Такие сети, как правило, работают в автономном «островном» режиме и питаются от генераторов различного типа, в т.ч. от дизель-электрических. Развитие возобновляемых источников энергии способствует развитию систем, способных работать на традиционных или экологически чистых видах топлива.

Новыми драйверами становятся высокая эффективность и энергосбережение. Пример: проект отдаленной насосной станции, где дизель генераторы работают параллельно с солнечными. Система включает в себя одну станцию для генерации энергии с помощью дизельных установок. Параллельно применяется генерация от солнечных панелей. Солнечная установка вырабатывает электроэнергию и пускает ее в сеть с помощью инвертора с активным фильтром. Такое решения позволяет экономить энергию и сократить выбросы углекислого газа, т.к. в дневные часы приоритет распределения отдается энергии, полученной от возобновляемых источников энергии.

СМЕШАННАЯ ГЕНЕРАЦИЯ: ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНАЯ И ПРИЛИВНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ГЕНЕРАТОРЫ (МАЛЫЕ ГЭС)

СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА И АККУМУЛЯЦИЯ

Солнечные установки, мощностной диапазон 1 - 10 МВт ч

ХРАНЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ДЛЯ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Хранение электроэнергии в диапазоне от нескольких МВт до десятков МВт. Тип батареи: натриево-никелевые И литий-ионные.
Функциональность:

• Первичное и вторичное регулирование частоты
• Реактивная мощность: емкостной / индуктивный режим
• Возможность временного сдвига
• Ограничение пиковой нагрузки

ВЫВОДЫ

ASI может поставить необходимое технологическое оборудование, интегрировать его в систему, осуществлять управление большей частью энергетической цепочки.
Богатый опыт ASI в альтернативной энергетике и в создании устойчивых энергетических решений гарантирует:

• Разработку и внедрение гибких и эффективных технологических решений.
• Быстрый возврат инвестиций.
• Комплексный подход.
• Легкую интеграцию с автоматизацией здания и с беспроводными решениями для мониторинга.