SMART GRID как концепция инновационного развития электроэнергетики за рубежом

7 Pages·0.416 MB·Russian

by  Кобец Б.Б.

ТЕОРИя Smart Grid
Smart gird концепция развития анализ зарубежного опыта
SMART GRID КАК КОнЦЕПЦИя
ИннОВАЦИОннОГО РАзВИТИя
ЭлЕКТРОЭнЕРГЕТИКИ зА РуБЕжОМ
КОБЕЦ Б. Б., научный руководитель Центра энергоэффективности ЕЭС, к.т.н.
ВОлКОВА И. О., зам. директора Института проблем ценообразования и регулирования
естественных монополий Государственного университета – Высшей школы экономики, д.э.н.
ОКОРОКОВ В. Р., доктор экономических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, научный руководитель Международной
высшей школы менеджмента Санкт-Петербургского государственного политехнического университета
Сегодня в России наблюдается воз- даже однозначное понятие Smart Grid го вопроса, на наш взгляд, преимуще-
растающий интерес к интенсивно пока еще не выработано. В различных ственно фокусируется на технических
развивающемуся в последнее деся- публикациях Smart Grid трактуется не- и технологических аспектах концепции
тилетие во всем мире направлению сколько по-разному, отражая в первую и уже предлагаемых под этим «фла-
научно-технологического инновационно- очередь взгляды и позиции основных гом» решениях. Нисколько не умаляя
го преобразования электроэнергетики заинтересованных и участвующих в их прогрессивности, инновационности,
на базе новой концепции, получившей развитии этого направления сторон в достоинств и ожидаемых преимуществ,
за рубежом и ставшее уже практически соответствии с их интересами. Так, го- более того, полностью поддерживая
общепринятым название Smart Grid, ин- сударственные структуры в большин- инициативы всех сторон в этом направ-
терпретированное в различных перево- стве стран рассматривают Smart Grid лении, хотелось бы обратить внимание
дах, в основном как «интеллектуальная как идеологию национальных программ на то, что, как показывает проведенный
(умная) сеть (энергосистема)». Основ- развития электроэнергетики, произво- нами анализ, Smart Grid рассматривает-
ными идеологами разработки такой кон- дители оборудования и технологий – как ся за рубежом прежде всего как концеп-
цепции выступили США и страны Евро- перспективную «нишу» развития бизне- ция инновационного преобразования
пейского Союза (ЕС), принявшие ее как са, энергетические компании – как базу электроэнергетики на основе целост-
основу своей национальной политики обеспечения их устойчивого развития, ной системы видения ее роли и места
энергетического и инновационного раз- основанного на инновациях и т.д. в современном и будущем обществе,
вития. В последующем концепция Smart Принимая во внимание темпы и мас- определяющем требования к ней, под-
Grid получила признание и развитие штабы развития технологий Smart Grid ходов к обеспечению этих требований,
практически во всех крупных индустри- за рубежом и объемы задействован- принципов и способов осуществления
ально развитых и динамично развиваю- ных ресурсов, вполне очевидно, что и необходимого технологического ба-
щихся странах, где развернут широкий Россия не может быть не вовлечена в зиса для реализации, в которой новым
спектр деятельности в этом направле- этот процесс, хотя бы потому, что в обо- технологиям и устройствам отводится
нии. Как отмечалось нами, наиболее зримом будущем на российском техно- роль одного из основных способов и ин-
масштабные программы и проекты логическом рынке будут представлены, струментов его осуществления. Именно
разработаны и реализуются в США и как показано далее, принципиально цели и задачи рассматриваемых пре-
странах Евросоюза, Канаде, Австралии, новые технологии и оборудование. Об образований определяют, как показано
Китае и Корее: например, в США такая этом также свидетельствует все бо- далее, собственно назначение и кон-
программа имеет статус национальной лее возрастающая активность крупных кретные функции, а также характери-
и осуществляется при прямой поддерж- компаний-производителей оборудова- стики развиваемых технологий.
ке политического руководства страны, ния и технологий в нашей стране, на- Один из главных, на наш взгляд, вы-
а в странах Европейского Союза для правленная на создание в России соот- водов проведенного нами анализа мно-
координации работ и выработки единой ветствующего сегмента технологическо- гочисленных опубликованных материа-
стратегии развития электроэнергетики го рынка. Однако, не исключено, что ре- лов по этому вопросу состоит в том, что
в 2004 году создана технологическая ализация новых технических решений, за рубежом Smart Grid прежде всего –
платформа Smart Grid – «Европейская заменяющих внедряемые в настоящее это концепция инновационного преоб-
энергетическая система будущего», время технологии, может вызвать суще- разования электроэнергетики в целом,
конечная цель которой – разработка и ственные проблемы, обусловленные со- а не отдельных ее функциональных или
реализация программы развития Ев- вместимостью нового и применяемого технологических сегментов, поскольку
ропейской энергетической системы до оборудования и технологий, затратами именно пересмотр ряда существующих
2020 года и далее [1]. на обслуживание и эксплуатацию и т.д. базовых принципов, целей и задач раз-
В то же время однозначная и обще- В то же время, наметившееся в стра- вития электроэнергетики и вытекающие
принятая интерпретация термина и не в последнее время обсуждение это- из этого масштабы и характер задач, а
52 ЭНЕРГОЭКСПЕРТ № 2 – 2010
Smart Grid ТЕОРИя
Smart gird концепция развития анализ зарубежного опыта
также прогнозируемые социальные, „ появление и развитие новых техно- В качестве наиболее значимых фак-
экономические, научно-технические, логий, устройств и материалов, в том торов рассматривались:
экологические и другие эффекты от их числе и в других отраслях, потенци- „ ограниченность возможности даль-
реализации обуславливают то значи- ально применимых в сфере электро- нейшего наращивания как объемов,
тельное внимание, которое уделяется в энергетического производства, и в так и повышения эффективности гене-
мире этому направлению. первую очередь нарастающие темпы рирующих мощностей, в т.ч. и в силу
Прежде всего, следует отметить, что и масштабы развития компьютерных и исчерпаемости в долгосрочной пер-
концепция Smart Grid базируется на до- информационных технологий; спективе не возобновляемых видов
статочно глубоком анализе тенденций „ интенсивный рост количества ма- топлива, а также и появления суще-
развития общества, оценке современ- лых генерирующих (в первую оче- ственных экологических ограничений;
ных и прогнозируемых вызовов и угроз, редь возобновляемых) источников „ сдерживание развития сетевой инфра-
формирующихся и ожидаемых запро- энергии в мире. структуры, в первую очередь в районах
сов, мотивации и характера поведения Факторы роста требований потре- с высокой плотностью населения, все
как потребителей, так и других заин- бителей: более возрастающими техногенными и
тересованных сторон, обусловленных в „ повышение требований к набору и инфраструктурными рисками развития;
т.ч. направлениями общего социально- качеству услуг; „ низкий потенциал повышения эф-
экономического, технического и техно- „ ожидание снижения ценовых пара- фективности использования ресурсов:
логического развития, оказывающими метров услуг отрасли; существующая технологическая база
влияние на формируемыми ими требо- „ требования к информационной про- энергетики практически исчерпала
вания к энергетике. зрачности системы взаимоотношений. возможности повышения производи-
В основу концепции положена разра- Факторы снижения надежности: тельности оборудования;
ботанная целостная и всесторонне со- „ нарастающий уровень износа обо- „ ограниченность инвестиционных ре-
гласованная в обществе система взгля- рудования; сурсов для строительства новых энер-
дов (видения) на роль и место электро- „ необходимость массовых инвести- гетических объектов и развития сете-
энергетики в современном и будущем, ций в реновацию основных фондов; вой инфраструктуры.
целей и требований к ее развитию, „ снижение общего уровня надежно- Результаты исследований за рубежом
подходов к их осуществления, принци- сти энергоснабжения; показали, что учет всех факторов разви-
пов и способов реализации и создания „ высокий уровень потерь при преоб- тия электроэнергетики в будущем требу-
необходимого технологического базиса. разовании, передаче и распределении ет пересмотра традиционных подходов
Наиболее отчетливо и полно это сфор- энергии. принципов и механизмов ее функцио-
мулировано в основополагающих мате- Факторы изменения рынка: нирования и выработки новых, способ-
риалах, представленных государствен- „ изменение внутренних условий ных обеспечить общественное развитие,
ными структурами ЕС и США [2–8]. функционирования электроэнергети- прорывное повышение потребительских
Исходя из этого представляется до- ческих рынков; свойств и эффективности использова-
статочно важным выявление и понима- „ экономическая нестабильность; ния энергии. Это решение потребовало
ние основных положений развиваемой „ реформирование организации функ- разработки новой концепции иннова-
за рубежом концепции, начиная от при- ционирования электроэнергетики в ционного развития электроэнергетики,
чин ее возникновения и идентификации большинстве стран; которая, с одной стороны, соответство-
проблем, принятых подходов к их реше- „ развитие рынка квот на экологиче- вала бы современным взглядам, целям
нию до выработанных принципов, мето- ски опасные выбросы. и ценностям социального и обществен-
дов и механизмов реализации. Задача Факторы повышения требований ного развития, формирующимися и ожи-
проведенного нами анализа состояла в в сфере энергоэффективности и даемыми потребностями людей и обще-
попытке выявления, систематизации и экологической безопасности: ства в целом, а с другой – максимально
обобщения этих ключевых положений „ необходимость снижения воздей- учитывала бы основные тенденции и
концепции Smart Grid с целью выработ- ствия на окружающую среду; направления научно-технического про-
ки общих рекомендаций по возможным „ необходимость повышения энерго- гресса во всех отраслях, сферах жизни
подходам к развитию ее в России. эффективности и энергосбережения. и деятельности общества. Такой концеп-
Причины возникновения новой кон- Исходя из этого за рубежом был цией и стала Smart Grid.
цепции связаны в первую очередь с проведен глубокий анализ возможных Следует отметить, что публично
тем, что последние десятилетия про- путей развития электроэнергетики, ре- представленные на сегодня разрабо-
гнозируемое развитие во всем мире зультаты которого показали наличие танные подходы и варианты концеп-
характеризуется возникновением це- серьезных ограничений возможностей ции не воспринимаются как нечто за-
лого ряда факторов, определяющих развития отрасли, в рамках прежней конченное и нормативно зафиксиро-
необходимость кардинальных преоб- экстенсивной концепции, основанной ванное – их развитие, конкретизация
разований в электроэнергетике. преимущественно на улучшении отдель- и апробация ставятся за рубежом как
Факторы технологического про- ных видов оборудования и технологий, одна из основных задач.
гресса: обладающих даже более совершенны- В рамках развиваемой концепции
„ общая тенденция к повышению ми по сравнению с достигнутыми на се- нашли отражение и интегрированы
уровня автоматизации процессов; годня функциями и характеристиками. большинство современных и разви-
ЭНЕРГОЭКСПЕРТ № 2 – 2010 53
ТЕОРИя Smart Grid
Smart gird концепция развития анализ зарубежного опыта
ваемых как самостоятельные научно- развития: от исследований до практи- устойчивости предприятий отрасли в
технические, методологические, управ- ческого применения и тиражирования и долгосрочной перспективе, основанный
ленческие и технологические направле- должна вестись на научном, нормативно- на выявлении требований и создании
ния. Этот факт обуславливает, с одной правовом, технологическом, техниче- ценности для конечного потребителя.
стороны, как масштабность и сложность ском, организационном, управленческом Развитие и реализация такого клиен-
проблемы, так и позиционирование ее в и информационном уровнях. тоориентированного подхода представ-
первую очередь как системной задачи, 6. Реализация концепции носит ин- ляется особенно актуальной в скла-
включая необходимость разработки и новационный характер и дает толчок дывающихся на сегодняшний день в
применения новых методов планирова- к переходу к новому технологическому отечественной электроэнергетике усло-
ния, организации и менеджмента тако- укладу в электроэнергетике и в эконо- виях, когда крупные промышленные
го рода работ; что само по себе может мике в целом. потребители являются одновременно
представлять интерес при разработке Методология разработки концепции собственниками ряда ее предприятий,
подобных национальных стратегий, Smart Grid основана на принципах принимающими решения, связанные с
программ и проектов. В связи с этим стратегического управления, базовый их перспективным развитием.
становится вполне объяснимой взятая элемент которого – разработка страте- Таким образом, начальной точкой
на себя в США и ЕС ведущая идеоло- гического видения, представляющего разработки концепции Smart Grid в
гическая, концептуальная, ресурсная собой систему взглядов на состояние большинстве индустриально развитых
и организационная роль государства в объекта в будущем. Формирование стран стало формирование четкого
развитии этого направления. стратегического видения, как правило, стратегического видения целей и задач
Проведенный нами анализ позволил осуществляется исходя из требований развития электроэнергетики, отвечаю-
сформулировать следующие исходные и интересов широкого круга заинте- щей будущим требованиям общества
положения, принятые при разработке ресованных сторон в развитии эконо- и всех заинтересованных сторон: госу-
и развитии концепции Smart Grid за мических систем (компаний, отраслей, дарства, науки, экономики, бизнеса, по-
рубежом: государств и т.д.) и создает согласо- требителей и других институтов. Разра-
1. Концепция Smart Grid предпола- ванную базу для выбора направлений ботка стратегического видения исходи-
гает системное преобразование элек- этого развития, определения конкрет- ла из следующего базового положения:
троэнергетики (энергосистемы) и за- ных целей и задач с последующей «Осуществить прорыв в энергетической
трагивает все ее основные элементы: разработкой стратегии их достижения системе (энергетике) посредством ин-
генерацию, передачу и распределение и решения. теграции технологий XXI века, чтобы
(включая и коммунальную сферу), Данный подход направлен на обе- достичь плавного перехода на новые
сбыт и диспетчеризацию. спечение устойчивого развития от- технологии в генерации, передаче и по-
2. Энергетическая система рассма- расли, при котором преобразования треблении электрической энергии, кото-
тривается в будущем как подобная в ней в первую очередь должны рас- рые обеспечат выгоды для государства
сети Интернет инфраструктура, пред- сматриваться с позиций создания вы- и общества в целом» [2].
назначенная для поддержки энергети- год для заинтересованных сторон, что В основу его реализации были по-
ческих, информационных, экономиче- позволяет обеспечить их поддержку и ложены следующие принципиальные
ских и финансовых взаимоотношений большую вовлеченность в реализацию позиции:
между всеми субъектами энергетиче- преобразований, позволяя достигать 1. Энергетика является инфраструк-
ского рынка и другими заинтересован- компромисса между их разнонаправ- турной базой развития экономики, в
ными сторонами. ленными интересами. Ключевая роль котором заинтересованы все инсти-
3. Развитие электроэнергетики долж- среди заинтересованных сторон в этом туты: государство, бизнес, наука, на-
но быть направлено на развитие су- случае принадлежит потребителю, селение и др. Товары и услуги, про-
ществующих и создание новых функ- обеспечивающему, в конечном счете, изводимые в отрасли, имеют высокий
циональных свойств энергосистемы и оплачиваемый им спрос на продукцию уровень общественной значимости и
ее элементов, обеспечивающих в наи- и услуги электроэнергетики. Требова- практически не имеют заменителей.
большей степени достижение ключевых ния других заинтересованных сторон 2. Оптимизация качества и эффек-
ценностей новой электроэнергетики, преимущественно достигаются за счет тивности использования всех видов
выработанных в результате совместно- создания ценности для потребителя, ресурсов (топливных, технических,
го видения всеми заинтересованными которую формирует не собственно про- управленческих, информационных и
сторонами целей и путей ее развития. дукт или услуга, а полезный эффект, др.) и энергетических активов.
4. Электрическая сеть (все ее эле- получаемый от их применения. 3. В современном и будущем обще-
менты) рассматривается как основной Такой клиентоориентрованный подход стве энергия рассматривается как
объект формирования нового техноло- позволяет обеспечить снижение рисков источник (инструмент или средство),
гического базиса, дающего возмож- неадекватного выбора целей и страте- обеспечивающий получение челове-
ность существенного улучшения до- гий при осуществлении инновационных ком и обществом определенных по-
стигнутых и создания новых функцио- преобразований, повысить степень до- требительских ценностей: жизненных
нальных свойств энергосистемы. верия заинтересованных сторон. Под благ, уровня комфорта и т.п.
5. Разработка концепции комплексно клиентоориентированностью здесь 4. Определяя для себя с учетом сво-
охватывает все основные направления понимается инструмент обеспечения их возможностей такой набор, уровень
54 ЭНЕРГОЭКСПЕРТ № 2 – 2010
Smart Grid ТЕОРИя
Smart gird концепция развития анализ зарубежного опыта
и характеристики этих ценностей, по-
Стратегическое видение электроэнергетики будущего
требитель (покупатель) не должен по-
лучать ограничения со стороны энер-
гетики, выбирая, где ему жить, какими
приборами и услугами пользоваться, Принципы построения Ключевые требования (ценности)
осуществлять свою деятельность и т.п. электроэнергетики будущего к электроэнергетике будущего
5. Удовлетворение потребности в
электрической энергии общества XXI Функциональные свойства (характеристики)
века должно осуществляться при од- электроэнергетики будущего
новременном существенном снижении
давления на экологию планеты.
БАЗИС КОНЦЕПЦИИ SMART GRIG
Исходя из этого концепция Smart
Grid представляет собой совокупность
принципов, ключевых ценностей и ха- Управленческий Технологический Нормативный Информационный
рактеристик энергетической системы
будущего и основных элементов бази-
са для их реализации (рис.1). рис. 1. Структура концепции Smart Grid
В рамках развиваемой концепции
Smart Grid разнообразие требований требования (ценности) предполагает- ны, активным субъектом выработки
всех заинтересованных сторон (госу- ся рассматривать как равноправные, и принятия решений по развитию и
дарства, потребителей, регуляторов, и степень их приоритетности, уровня и функционированию энергосистемы, а
энергетических компаний, сбытовых и соотношения не являются общими, нор- с другой – объектом управления, обе-
коммунальных организаций, собствен- мативно зафиксированными для всех, а спечивающим наряду с другими реа-
ников, производителей оборудования могут определяться и осуществляться лизацию ключевых требований.
и др.) сведено к группе так называе- для каждого рассматриваемого субъек- 2. Возрастание роли управления
мых ключевых требований (ценно- та энергетических отношений (энерго- как основного фактора развития и
стей) новой электроэнергетики, сфор- компания, регион, город, домохозяйство способа обеспечения формируемых
мулированных как: и т.п.), по существу, индивидуально. требований (ценностей) с соответству-
доступность – обеспечение потре- В такой постановке задача развития ющим повышением управляемости
бителей энергией без ограничений в энергетики из преимущественно ба- как отдельных элементов, так и энер-
зависимости от того, когда и где она лансовой трансформируется в задачу госистемы в целом.
им необходима, и в зависимости от создания, развития и предоставления Возрастание роли управления рас-
оплачиваемого качества; потребителю и обществу в целом, сматривается как альтернатива обеспе-
надежность – возможность проти- своего рода «меню» энергетических чению требований и функций к электро-
востояния физическим и информаци- возможностей. энергетике за счет наращивания мощ-
онным негативным воздействиям без Реализация вышеизложенных клю- ностей и связей (сетей) и развития не
тотальных отключений или высоких чевых требований (ценностей) в кон- столько через улучшение их традицион-
затрат на восстановительные работы, цепции Smart Grid основывается на ных физических, энергетических и тех-
максимально быстрое восстановление следующих базовых подходах: нологических характеристик, сколько
(самовосстановление); 1. Ориентация на требования за- путем широкой (глубокой) адаптации,
экономичность – оптимизация та- интересованных сторон и клиенто- использования и внедрения в энергети-
рифов на электрическую энергию для ориентированность. Выработка и ке решений и инноваций в других от-
потребителей и снижение общеси- принятие решений по развитию и раслях и сегментах, и в первую очередь
стемных затрат; функционированию электроэнергети- информационно-коммуникационных и
эффективность – максимизация ки осуществляется, как уже отмеча- компьютерных технологиях.
эффективности использования всех лось, на основе баланса требований Следует отметить, что именно такой
видов ресурсов, технологий и обору- всех заинтересованных сторон с уче- подход был положен в свое время в
дования при производстве, передаче, том ожидаемых ими выгод и затрат, отечественной энергетике в основу
распределении и потреблении элек- где потребителю отведена ключевая решения проблемы повышения на-
троэнергии; роль активного участника и субъекта дежности (устойчивости) Единой энер-
органичность взаимодействия с принятия решений путем самостоя- гетической системы и создания, уни-
окружающей средой – максимально тельного формирования своих требо- кальных до настоящего времени си-
возможное снижение негативных эко- ваний к объему получаемой энергии, стем противоаварийного управления.
логических воздействий; качеству и характеру ее потребитель- 3. Информация выступает как глав-
безопасность – недопущение си- ских свойств и энергетических услуг. ное средство осуществления эффек-
туаций в электроэнергетике, опасных Таким образом, концепция Smart тивного управления. При этом пред-
для людей и окружающей среды. Grid предполагает переход к актив- ставляется принципиально важным
Принципиально новым здесь явля- ному потребителю – по сути, потре- подчеркнуть, что управленческие и
ется то, что все выдвинутые ключевые битель становится, с одной сторо- информационные связи при этом пре-
ЭНЕРГОЭКСПЕРТ № 2 – 2010 55
ТЕОРИя Smart Grid
Smart gird концепция развития анализ зарубежного опыта
таблица 1. Оценка эффектов от реализации функциональных свойств Smart Grid качества энергии в различных цено-
вых сегментах.
Энергосистема на базе
источник эффекта Энергосистема сегодня концепции Smart Grid „ Многообразие типов электро-
станций и систем аккумулирова-
Доля используемых возобновляемых источников энергии Менее 13 % Более 30 %
ния электроэнергии (распреде-
Уровень использования генерации потребителей Менее 1 % Более 10 %
ленная генерация). Оптимальная
Уровень использования активов магистральных сетей 50 % 80 %
интеграция электростанций и систем
Уровень использования активов распределительных сетей 30 % 80 % аккумулирования электроэнергии
Уровень участия потребителя 47 % 90 % различных типов и мощностей путем
подключения их к энергосистеме по
вращаются в системообразующий за своим потреблением электроэнер- стандартизованным процедурам тех-
фактор, обеспечивающий переход к гии и регулировать его, основываясь нического присоединения и переход
новому качеству: от энергетической к на цене, которая может возрастать во к созданию «микроэнергосистем»
энергоинформационной системе. время пиковых нагрузок. Программы (Microgrid) на стороне конечных поль-
Реализация ключевых требований управления потреблением будут обе- зователей. Усовершенствованные
(ценностей) на основе рассмотренных спечивать потребителям возможность стандарты технического присоеди-
базовых подходов, по мнению идеоло- управления своими затратами на нения позволят подключать к систе-
гов концепции Smart Grid, могут быть электроэнергию. Возможность снизить ме электрогенерирующие источники
обеспечены как путем развития тради- или поднять пиковое потребление так- на любом уровне напряжения, что
ционных, так и создания новых функ- же позволит коммунальным службам станет дополнительным стимулом
циональных свойств или принципи- минимизировать капиталовложения и для развития распределенных ис-
альных характеристик энергосистемы эксплуатационные расходы, что одно- точников энергии. Для потребителей,
и ее элементов. В рамках концепции временно снизит нагрузку на окружа- принимающих решения в отношении
Smart Grid для достижения ключевых ющую среду, снизив потери в линиях использования услуг энергоснабжа-
требований (ценностей) предполагает- и уменьшив использование неэффек- ющих организаций и руководствую-
ся развитие следующих функциональ- тивных пиковых электростанций. щихся критерием эффективности и
ных характеристик: „ Сопротивление негативным влия- полезности, должны быть созданы
„ Самовосстановление при аварий- ниям. Наличие специальных методов все условия для создания собствен-
ных возмущениях. Энергосистема и обеспечения устойчивости и живуче- ных генерирующих и аккумулирую-
ее элементы должны постоянно под- сти, снижающих физическую и инфор- щих мощностей, в первую очередь
держивать свое техническое состояние мационную уязвимость всех составляю- экологически чистых источников
на требуемом уровне путем идентифи- щих энергосистемы и способствующих энергии, таких как ветровые, био- и
кации, анализа и перехода от управ- как предотвращению, так и быстрому солнечные электростанции, которые
ления по факту возмущения к преду- восстановлению ее после аварий в со- рассматриваются как ключевые в
преждению аварийного повреждения. ответствии с требованиями энергети- развитии энергетики будущего.
Самовосстанавливающаяся энергоси- ческой безопасности. С точки зрения „ Расширение рынков мощности и
стема должна максимально возможно безопасности энергосистема на базе энергии до конечного потребителя.
минимизировать сбои (возмущения) концепции Smart Grid должна будет Открытый доступ на рынки электро-
с помощью разветвленных систем давать гибкий и адекватный ответ на энергии активного потребителя и рас-
сбора данных, и «умных» устройств любые несанкционированные вмеша- пределенной генерации, способствую-
(digital devices) – реализующих специ- тельства извне, особенно на целевые, щий повышению результативности и
альные методы и алгоритмы поддерж- хорошо оснащенные и скоординиро- эффективности розничного рынка.
ки и принятия решений, основанные в ванные атаки. Алгоритмы системы за- Энергосистема на базе концепции
первую очередь на распределенных щиты Smart Grid будут содержать эле- Smart Grid предоставит большие воз-
принципах управления. менты сдерживания, предотвращения, можности по выходу на рынок как по-
„ Мотивация активного поведения обнаружения, ответа и смягчения для требителей, так и производителей за
конечного потребителя. Обеспече- минимизации последствий нападения счет увеличения пропускной способно-
ние возможности самостоятельного на сеть и ее влияния на экономику в сти магистральных сетей, проведения
изменения потребителями объема и целом. Такая малая восприимчивость инициатив по коллективному управ-
потребительских характеристик (уров- и гибкость сети сделают ее трудной лению потреблением, расположению
ня надежности, качества и т.п.) полу- мишенью для террористов. распределенных источников энергии
чаемой энергии на основании баланса „ Обеспечение надежности и ка- в распределительных сетях, ближе к
своих потребностей и возможностей чества электроэнергии. Осущест- потребителям. При этом изменение
энергосистемы с использованием ин- вляется путем перехода от системно- статуса потребителя как участника
формации о характеристиках цен, ориентированного подхода (System- рыночных отношений, обусловленное
объемов, надежности, качестве и др. based approach) к обеспечению этих возможностью создания им собствен-
Посредством онлайн-приложений, свойств к клиентоориентированному ных источников энергоснабжения, на-
предоставляемых коммунальными (Customer-based) и поддержанию правлено на развитие в электроэнер-
службами, потребитель может следить различных уровней надежности и гетике конкурентной среды, стимули-
56 ЭНЕРГОЭКСПЕРТ № 2 – 2010
Smart Grid ТЕОРИя
Smart gird концепция развития анализ зарубежного опыта
рование предприятий отрасли к из- кации обеспечивающих их ключевых ключевых технологических областей,
менению подходов и бизнес-моделей, (базовых) технологических областей обеспечивающих, прорывной характер:
длительное время применяемых ими, и технологий (технологического ба- „ измерительные приборы и устрой-
но недостаточно эффективных в со- зиса), требующих соответствующего ства, включающие в первую очередь
временных условиях. инновационного развития. Под тех- smart-счетчики и smart-датчики;
„ Оптимизация управления акти- нологическим базисом здесь понима- „ усовершенствованные методы
вами. Переход к удаленному мони- ется совокупность технологий, позво- управления: распределенные интел-
торингу производственных активов в ляющих обеспечивать согласованную лектуальные системы управления
режиме реального времени, интегри- структуру промежуточных и конечных и аналитические инструменты для
рованному в корпоративные системы продуктов и услуг на определенном поддержки коммуникаций на уровне
управления, для повышения эффек- этапе развития отрасли. объектов энергосистемы, работающие
тивности оптимизации режимов ра- В концепции Smart Grid при форми- в режиме реального времени, позво-
боты и совершенствования процессов ровании технологического базиса были ляющие реализовать новые алгорит-
эксплуатации, ремонтов и замены использованы следующие положения: мы и методики управления энергоси-
оборудования по его состоянию и, как „ отдельные компоненты, технологии стемой, включая управление ее актив-
следствие, обеспечение снижения об- и устройства рассматриваются как ными элементами;
щесистемных затрат. комплекс (система) взаимодейству- „ усовершенствованные технологии
Ожидается, что именно развитие и ющих элементов, обеспечивающих и компоненты электрической сети:
осуществление этих функциональных требуемые (в рассмотренном выше гибкие передачи переменного тока
свойств позволит существенно повы- контексте) функциональные свой- FACTS, постоянный ток, сверхпроводя-
сить эффективность электроэнергети- ства, выбор, характер и объем кото- щие кабели, полупроводниковая, сило-
ки и обеспечить ожидаемые выгоды рых, в свою очередь, определяется вая электроника, накопители и пр.;
для всех заинтересованных сторон. пользователем; „ интегрированные интерфейсы и
Так, по оценкам, проведенным в США, „ принимая во внимание новизну вы- методы поддержки принятия ре-
укрупненно основные эффекты оцени- двигаемых положений, факторов и шений, управление спросом, рас-
ваются следующим образом (табл. 1). условий и вполне осознаваемую не- пределенная система мониторинга
По оценкам, приведенным The определенность результатов, в рам- и контроля (DMCS), распределенная
National Energy Technology Laboratory ках концепции Smart Grid рассма- система текущего контроля за генера-
(USA), реализация концепции позво- тривается как необходимый вопрос цией (DGMS), автоматическая система
лит получить широкий спектр эффек- обеспечения технологической преем- измерения протекающих процессов
тов в области надежности и безопас- ственности перехода от существую- (AMOS) и т.д., а также новые методы
ности функционирования сетей, каче- щей технологической базы энерге- планирования и проектирования как
ства электроэнергии, эффективности тики к новой с минимально возмож- развития, так и функционирования
и улучшения окружающей среды [2]. ными издержками (что для России энергосистемы и ее элементов;
Развитие энергетики на базе концеп- вдвойне актуально, учитывая крайне „ интегрированные коммуникации,
ции Smart Grid, подобно инвестициям в важную проблему ускоренного со- которые позволяют элементам первых
повышение качества жизни, согласно кращения и преодоления растущего четырех групп обеспечивать взаимо-
данным EPRI, является существенно технологического разрыва с ведущи- связь и взаимодействие друг с другом,
эффективным: соотношение затраты- ми индустриальными странами). что и представляет, по существу, Smart
выгоды оценивается как 4 к 1 [7]. При В США и Европейском Союзе ре- Grid как технологическую систему.
этом отмечается, что это достаточно шение этих проблем предполагается Реализация концепции Smart Grid
консервативная оценка, и при учете путем создания некоего нормативного на основе нового базиса должна обе-
всех факторов, включая националь- поля (пространства), формируемого спечить следующие основные принци-
ную и экономическую безопасность в виде широкой системы стандартов пиальные технологические изменения
страны, это соотношение может еще требований к функциям, элементам, в электроэнергетике по сравнению с
более возрасти. устройствам, системе взаимодействий традиционной энергосистемой:
Принципиально важно отметить, что и т.д. (например, в США планируется „ переход от централизованных си-
эти эффекты рассматриваются как разработка более 100 видов стандар- стем генерации и доставки энергии
результаты комплексной реализации тов), в рамках которых разработчикам к распределенным, с возможностью
охарактеризованных выше функцио- и производителям предоставлено пра- обеспечения управления генера цией
нальных свойств и зависят от степени во и возможность создания предложе- и топологией сети в любой точке,
и уровня развития каждого из них в ния, а пользователям (энергетическим включая и потребителя;
отдельности. компаниям и потребителям) – форми- „ переход от централизованного
Реализация выдвинутых ключевых рование «своей» Smart Grid, как они прогнозирования спроса к активно-
требований (ценностей) и осущест- это для себя видят (принцип или эф- му потребителю, который становит-
вление функциональных свойств фект паззла). ся элементом и субъектом системы
(принципиальных характеристик) С целью создания нового, инноваци- управления;
рассматриваются в рамках концеп- онного технологического базиса энер- „ переход от жесткого диспетчерского
ции Smart Grid с позиций идентифи- гетики были сформированы пять групп регулирования (управления) к другому
ЭНЕРГОЭКСПЕРТ № 2 – 2010 57
ТЕОРИя Smart Grid
Smart gird концепция развития анализ зарубежного опыта
уровню – координации работы всех управления энергосистемой, включая лИТЕРАТУРА
субъектов сети; и ее новые активные элементы. 1. Кобец Б. Б., Волкова И. О. Smart
„ переход на Smart-технологии контро- Анализ совокупности рассмотрен- Grid в электроэнергетике / Энергетиче-
ля, учета и диагностики активов, позво- ных положений и принципов кон- ская политика, № 6, 2009, с. 54–56.
ляющие обеспечить процесс самовос- цепции Smart Grid показывает, что 2. The National Energy Technology
становления и самолечения активов, а уровень поставленных вопросов и Laboratory: «A vision for the Modern
также обеспечивать их эффективное решаемых задач затрагивает раз- Grid», March 2007.
функционирование и эксплуатацию; личные сферы развития не только 3. «Grids 2030». A National Vision for
„ создание высокопроизводительной электроэнергетики, но и целого ряда Electricity’s Second 100 years. Office of
информационно-вычислительной ин- других отраслей и требуют организа- Electric Transmission and Distribution of
фраструктуры как основного элемента ции проведения серьезных научных USA Department of Energy, 2003.
энергетической системы; исследований как в части поднятых в 4. World Energy Outlook 2009. Inter-
„ создание предпосылок для широко- настоящей статье вопросов концеп- national Energy Agency (IEA), Paris,
го внедрения нового технологическо- туального, научного и методического 2009. – 691 pp.
го оборудования, повышающего ма- плана, так и разработки соответству- 5. «SmartGrids – European Technol-
невренность и управляемость, гибких ющих инновационных технологий и ogy Platform for Electricity Networks of
связей, передач и вставок постоянно- оборудования, причем не только в the Future», 2005.
го тока, накопителей энергии, сверх- области энергетики, но и в областях, 6. Smart Power Grids – Talking about
проводимости и т.п.; связанных с развитием информаци- a Revolution. IEEE Emerging Technology
„ переход к распределенным интел- онных технологий, новых усовершен- Portal, 2009.
лектуальным системам управления ствованных материалов и компонен- 7. Electric power research institute,
и аналитическим инструментам для тов и др. Тематика и объемы научных website: www.epri.com.
поддержки выработки и реализации исследований и разработок по этому 8. World Energy Outlook 2009. Inter-
решений, работающих в режиме ре- направлению, в которых задейство- national Energy Agency (IEA), Paris.-
ального времени; ваны как ведущие мировые научные 2009. – 691 pp.
„ создание операционных приложе- центры, так и интеллектуальные ре- 9. Дорофеев В. В., Макаров А. А.
ний нового поколения (SCADА/EMS/ сурсы крупнейших корпораций, яв- Активно-адаптивная сеть – новое ка-
NMS-системы), позволяющих реали- ляется этому достаточно ярким под- чество ЕЭС России / Энергоэксперт,
зовать новые алгоритмы и методы тверждением. № 4, 2009, с. 28–31.
ма
рекла
58 ЭНЕРГОЭКСПЕРТ № 2 – 2010