8
Ноябрь
–
декабрь
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
МИКРОСЕТИ
МИКРОСЕТИ
Строительство сети будущего невозможно
Строительство сети будущего невозможно
без понимания технологии микросетей.
без понимания технологии микросетей.
Джин Вульф (Gene Wolf), технический писатель
Ч
ем
сложнее
система
,
тем
проще
её
сло
-
мать
—
если
это
и
не
один
из
пунктов
зако
-
на
Мерфи
,
то
должен
им
стать
.
Во
всяком
случае
,
индустрия
передачи
и
распределе
-
ния
электроэнергии
служит
наглядным
тому
под
-
тверждением
.
Электросети
порой
раздуваются
до
таких
размеров
,
что
практически
сгибаются
под
собственной
тяжестью
.
Возросший
спрос
на
коли
-
чество
и
качество
электроэнергии
привёл
к
тому
,
что
энергосети
достигают
своего
предела
как
в
раз
-
мере
,
так
и
в
сложности
.
То
,
что
вначале
было
небольшими
островками
связанных
между
собой
сетей
,
со
временем
разрос
-
лось
в
систему
,
которую
Национальная
инженерная
академия
США
описала
как
«
наиболее
сложную
машину
,
когда
-
либо
созданную
человеком
».
Эта
ме
-
гасеть
—
чудо
взаимосвязанности
,
производящее
невероятное
количество
электроэнергии
.
Но
эта
великолепная
система
уже
не
та
,
что
была
рань
-
ше
.
Архитектура
централизованных
генерирующих
станций
и
сетей
линий
-
паутин
неизбежно
приводят
к
сбоям
в
поставках
электроэнергии
.
Модернизированным
«
умным
сетям
»
предстоит
пройти
ещё
долгий
путь
,
чтобы
решить
существую
-
щие
проблемы
мегасетей
.
Хотя
существует
множе
-
ство
препятствий
,
есть
и
ряд
возможных
решений
.
Сомнительно
,
что
«
умная
сеть
»
будет
построена
достаточно
быстро
.
На
энергетическом
небосклоне
в
последние
несколько
лет
появилось
новое
более
рациональное
решение
:
микросети
.
Что
такое
микросеть
?
Казалось
бы
,
объяснить
что
такое
микросеть
,
не
так
уж
сложно
,
но
,
тем
не
менее
это
не
просто
.
Дело
в
том
,
что
само
определение
микросети
немного
размылось
из
-
за
того
,
что
некоторые
популяризато
-
ры
использовали
определение
для
описания
техно
-
логии
,
а
не
наоборот
.
К
счастью
, International Council
on Large Electric Systems
разработал
определение
,
приобретающее
всё
большую
популярность
в
инду
-
стрии
.
Согласно
этому
определению
«
микросети
» —
это
системы
распределения
электроэнергии
,
вклю
-
чающие
в
себя
генераторы
,
устройства
хранения
электроэнергии
и
технологии
сокращения
нагрузки
для
бесперебойного
обеспечения
внутреннего
спро
-
са
на
электроэнергию
для
группы
потребителей
,
подключённых
к
такой
изолированной
сети
».
Используя
данное
определение
,
выделяют
че
-
тыре
категории
микросетей
:
•
автономная
—
микросеть
,
не
связанная
с
мест
-
ной
энергосетью
,
например
на
острове
;
•
кампус
—
микросеть
,
полностью
связанная
с
местной
сетью
,
но
может
работать
и
автономно
от
локальной
сети
,
например
,
обслуживать
уни
-
верситет
или
кампус
;
9
Ноябрь
–
декабрь
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
МИКРОСЕТИ
МИКРОСЕТИ
Гомера
,
один
из
самых
маленьких
Канарских
островов
,
имеет
неустойчивое
электроснабжение
из
-
за
использования
ветро
-
вой
и
солнечной
генерации
.
Для
улучшения
электроснабжения
и
стабилизации
электросети
здесь
был
установлен
двигатель
мощностью
500
кВт
.
Фото
предоставлено
компанией
АВВ
.
10
Ноябрь
–
декабрь
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
Микросеть
содержит
комплекс
распределённой
генерации
с
приборами
учёта
,
который
позволяет
отключиться
от
местной
электросети
и
локальной
нагрузки
.
Схема
предоставлена
компанией
Siemens.
МИКРОСЕТИ
МИКРОСЕТИ
•
комьюнити
—
микросеть
,
которая
интегрирована
в
работу
крупной
энергосети
,
это
кластер
,
обслужива
-
ющий
группу
людей
;
•
наносеть
—
самая
маленькая
микросеть
,
работаю
-
щая
независимо
,
обслуживая
,
например
,
одно
зда
-
ние
.
Сочетание
определения
International Council on
Large Electric Systems
и
данной
категоризации
позво
-
ляет
привести
всех
к
единому
знаменателю
.
Данные
системы
микросетей
могут
обслуживать
различное
число
пользователей
.
Заглянув
под
покров
технологий
можно
увидеть
,
что
микросеть
состоит
из
контроллера
(
централизованного
или
децентрализованного
,
в
зави
-
симости
от
конструкции
),
нескольких
распределённых
генерирующих
устройств
,
разделительного
устройства
(
расцепитель
),
скоростных
систем
коммуникации
и
местной
нагрузки
.
Контроллер
осуществляет
динамическое
наблюде
-
ние
за
всей
системой
.
Он
ответственен
за
регулиро
-
вание
производства
электроэнергии
и
потребления
в
рамках
микросети
.
Кроме
того
,
он
осуществляет
такие
операции
,
как
синхронизация
работы
оборудования
сети
,
защита
сети
,
кибербезопасность
,
снижение
на
-
грузки
сети
в
случае
перенапряжения
,
а
также
отве
-
чает
за
работу
вспомогательных
служб
.
Контроллер
тщательно
регулирует
связь
с
центральной
сетью
и
,
в
случае
необходимости
,
может
перевести
микросеть
на
автономный
режим
работы
.
Чем
вызван
интерес
к
микросетям
?
Количество
нагрузки
микросети
зависит
от
её
потре
-
бителя
,
но
последние
показатели
явно
демонстрируют
,
что
микросети
уже
выходят
за
рамки
пилотного
проекта
.
Frost & Sullivan
недавно
выпустили
отчёт
,
прогнозирую
-
щий
,
что
резкий
рост
числа
микросетей
в
течение
после
-
дующих
пяти
лет
может
изменить
весь
рынок
электро
-
энергии
.
Также
в
отчёте
было
отмечено
,
что
ожидаются
изменения
в
сферах
работы
энергокомпаний
,
муници
-
палитетов
,
компаний
,
занимающихся
распределением
электроэнергии
,
муниципальных
энергокомпаний
и
не
-
зависимых
поставщиков
электроэнергии
,
которые
всё
больше
будут
использовать
микросети
.
Частично
на
развитие
микросетей
повлиял
возрас
-
тающий
негативный
эффект
на
экономику
от
перебоев
в
подаче
электроэнергии
.
Другим
фактором
является
сокращение
затрат
на
топливо
.
В
некоторых
странах
свою
роль
играет
даже
социальный
фактор
,
в
том
чис
-
ле
расширение
географии
электрификации
путём
стро
-
ительства
микросетей
в
сельской
местности
.
Тем
не
ме
-
нее
,
аварии
на
ЛЭП
остаются
главным
фактором
.
Влияние
перебоев
в
поставке
электроэнергии
на
глобальную
экономику
подтвердилось
и
в
исследовании
Всемирного
банка
.
Согласно
данному
исследованию
,
в
среднем
во
всех
странах
электроэнергия
отключается
6,4
раза
в
месяц
,
при
этом
продолжительность
отклю
-
чений
составляет
примерно
2,7
часа
.
Таким
образом
,
в
среднем
за
месяц
потери
от
таких
сбоев
составляют
4,7%
от
годовых
продаж
электроэнергии
страны
.
В
перспективе
,
по
оценкам
GE,
подобные
сбои
об
-
ходятся
бизнесу
Европейского
Союза
в
150
млрд
евро
ежегодно
.
В
свою
очередь
DOE
оценивает
урон
эконо
-
мике
США
в
150
млрд
долларов
ежегодно
.
Кроме
того
,
Итон
ежегодно
публикует
отчёт
по
сбоям
в
поставке
электроэнергии
.
В
недавнем
отчёте
2014
года
Итона
отмечалось
,
что
за
год
в
энергоси
-
стеме
США
произошло
3634
сбоя
,
которые
затронули
14,2
миллиона
людей
,
то
есть
их
количество
возросло
на
12%
по
сравнению
с
2013
годом
.
Как
ни
странно
,
согласно
DOE, 90%
всех
сбоев
в
по
-
даче
электроэнергии
в
США
возникает
в
системе
рас
-
пределения
.
Таким
образом
,
из
3634
отключений
,
про
-
изошедших
в
2014
году
,
около
3270
произошли
из
-
за
11
Ноябрь
–
декабрь
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
Во
всём
мире
рынок
микросетей
существенно
растёт
.
Предоставле
-
но
компанией
Navigant.
Доходы
от
внедрения
микросетей
на
мировых
рынках
в
2011—2017
годах
.
МИКРОСЕТИ
МИКРОСЕТИ
сбоев
в
системе
распределения
.
С
такими
показателями
становится
яснее
,
почему
микросети
завоёвывают
такую
популяр
-
ность
в
Северной
Америке
и
по
всему
миру
.
Несколько
лет
назад
Electric Power
Research Institute (EPRI)
выявил
секторы
экономики
,
наиболее
страдающие
от
от
-
ключения
электроэнергии
.
Ими
стали
циф
-
ровая
экономика
и
сектор
безостановочно
-
го
производства
.
Погодные
катаклизмы
дают
ясную
картину
положения
Хотя
в
США
существует
много
причин
для
прерывания
электроснабжения
,
в
де
-
партаменте
энергетических
ресурсов
(
ДЭР
)
считают
,
что
суровые
погодные
условия
являются
единственной
главной
причиной
отключений
электроэнергии
.
Агентство
ут
-
верждает
,
что
экстремальные
метеоусло
-
вия
и
,
соответственно
,
отключения
элек
-
троэнергии
возрастают
.
Ураган
«
Сэнди
»
обратил
всеобщее
внимание
на
микросети
,
когда
был
отключён
свет
приблизительно
у
8,5
миллионов
человек
в
северо
-
восточной
части
США
.
Микросети
обеспечивали
изолированные
остро
-
ва
электроэнергией
и
теплом
,
когда
местные
энергосе
-
ти
были
полностью
уничтожены
,
что
не
осталось
неза
-
меченным
.
В
течение
нескольких
месяцев
после
урагана
«
Сэнди
»
ДЭР
опубликовал
совместный
доклад
Мини
-
стерства
энергетики
,
Министерства
жилищного
строи
-
тельства
и
городского
развития
и
Агентства
по
охране
окружающей
среды
.
В
докладе
приводятся
примеры
того
,
как
микросети
обеспечили
некоторые
критические
инфраструктуры
электроэнергией
в
условиях
снижения
работы
местных
электросетей
.
В
докладе
описывается
большой
жилой
комплекс
в
районе
Бейчестер
,
в
Бронксе
,
Нью
-
Йорк
,
который
полу
-
чал
электропитание
и
тепло
от
40-
мегаваттной
системы
до
тех
пор
,
пока
электросеть
не
была
восстановлена
.
Аналогично
этому
в
Принстоне
микросеть
мощностью
11
МВт
обеспечивала
во
время
кризиса
питание
неко
-
торых
своих
кампусов
,
расположенных
в
Принстоне
и
Нью
-
Джерси
.
Уайт
-
Оукский
исследовательский
центр
Управления
по
контролю
за
продуктами
и
лекарствами
США
получал
электропитание
от
местного
генератора
в
течение
двух
с
половиной
дней
,
а
также
от
других
микросетей
.
Многие
из
этих
микросетей
запитывались
с
помо
-
щью
технологии
распределённых
источников
генериро
-
вания
электрической
энергии
,
именуемой
как
комбини
-
рованное
производство
тепла
и
электроэнергии
(
ТЭЦ
),
также
известной
как
когенерация
.
В
совместном
докла
-
де
было
отмечено
,
что
ТЭЦ
позволяет
этим
сегментам
функционировать
с
большей
устойчивостью
во
время
и
после
шторма
.
Агентства
заявили
,
что
ТЭЦ
доказала
свою
ценность
в
качестве
альтернативного
источника
питания
неоднократно
на
протяжении
многих
лет
.
Frost & Sullivan
отметили
в
своём
отчёте
,
что
про
-
изводство
энергии
и
тепла
на
рынке
за
2012
год
было
равномерно
распределено
среди
Северной
Америки
,
Европы
и
Азиатско
-
Тихоокеанского
региона
,
но
мар
-
кетинговые
исследования
показывают
,
что
Северная
Америка
является
лидером
в
использовании
всех
ми
-
кросетей
.
В
докладе
Navigant Research
отмечается
,
что
во
всём
мире
мощность
микросетей
увеличилась
до
12030
МВт
к
концу
второго
квартала
2015
года
.
В
до
-
кладе
говорится
также
,
что
около
66%
этой
мощности
устанавливается
только
в
Северной
Америке
. GTM
Research
прогнозирует
рост
микросетей
с
параметрами
,
примерно
1843
МВт
,
в
Северной
Америке
к
2017
году
.
Другой
отчёт
от
Navigant
ориентирован
на
прода
-
жи
систем
микросетей
по
всему
миру
.
В
своём
докла
-
де
Navigant
прогнозировал
,
что
объём
продаж
техно
-
логии
микросетей
вырастет
в
глобальном
масштабе
с
4,3
млрд
долларов
,
потраченных
в
2013
году
,
до
при
-
мерно
20
млрд
к
2020
году
.
В
докладе
также
говорится
,
что
«
по
более
агрессивному
сценарию
,
выручка
может
достичь
36,2
млрд
долларов
ежегодно
».
В
пресс
-
релизе
от
Navigant,
Питер
Асмус
,
главный
научный
аналитик
,
сказал
: «
Микросети
медленно
при
-
ближаются
к
основным
сетям
. ...
Число
фирм
,
действу
-
ющих
на
территории
,
и
диапазон
применения
микросе
-
тей
растут
в
геометрической
прогрессии
».
12
Ноябрь
–
декабрь
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
Удалённые
острова
,
такие
как
остров
Фаял
в
Атлантическом
океане
,
являются
микросетями
сами
по
себе
.
В
своём
энергобалансе
у
них
энергия
производится
большей
частью
с
помощью
ветра
,
и
это
является
причиной
проблем
с
электроснабжением
.
Предоставлено
компанией
АВВ
.
Забота
об
окружающей
среде
Микросети
не
только
обеспечивают
безопасность
,
отказоустойчивость
и
надёжность
путём
добавления
компонента
возобновляемого
источника
энергии
,
они
также
являются
экологически
безопасными
.
Благода
-
ря
падению
цен
на
фотоэлектричество
,
увеличилось
количество
установок
солнечных
батарей
на
крышах
в
местах
,
где
много
солнца
.
Суммирование
этих
неболь
-
ших
местных
ФЭ
-
ресурсов
позволяет
крупным
блокам
контролируемых
микросетей
на
возобновляемых
источ
-
никах
подключаться
к
центральной
сети
,
став
,
таким
об
-
разом
,
ресурсом
для
регулятора
спроса
.
RnR Market Research
выступил
с
докладом
«
Гло
-
бальный
рынок
микросетей
на
2015—2020
годы
»
с
прогнозами
этого
рынка
.
В
докладе
говорится
,
что
про
-
мышленность
микросетей
вырастет
на
18,72%
от
сово
-
купного
среднегодового
темпа
роста
(CAGR)
по
объёму
выручки
и
на
17,29%
от
среднегодового
темпа
роста
в
части
микросетей
установленной
мощности
за
период
2014—2019
годов
.
В
докладе
также
определены
основные
производите
-
ли
,
работающие
в
области
микросетей
,
гарантирующие
рыночные
технологии
:
А
BB, GE Digital Energy, Siemens,
S & C Electric, Lockheed Martin, Bosch, Schneider Electric,
Chevron Energy, Echelon, General Microgrids, Microgrid
Solar, Pareto Energy, Power Analytics, Spirae and Viridity
Energy.
С
игроками
,
такими
как
эти
производители
,
дей
-
ствительно
становится
видно
,
как
данная
технология
перестаёт
быть
сегментом
рынка
,
находящимся
в
тени
предприятий
былых
времён
.
Роль
накопителя
энергии
Добавление
накопления
энергии
в
структуру
микро
-
сети
,
делает
её
эффективнее
.
Накопление
стабилизи
-
рует
микросети
,
обеспечивая
очень
быстрое
реагирова
-
ние
на
нужды
питания
-
поставки
.
Оно
также
позволяет
системе
управления
микросетям
оптимизироваться
,
меняя
управление
запасами
нагрузки
с
учётом
таких
факторов
,
как
спрос
и
стоимость
.
Накопление
энергии
также
укрепляет
выходную
мощность
,
обеспечивая
возможность
диспетчерского
управления
.
Также
возможен
временной
сдвиг
профи
-
лей
нагрузки
,
что
помогает
при
управлении
потребно
-
стями
,
когда
микросеть
имеет
энергетический
компо
-
нент
накопления
.
RnR Market Research
также
признал
микросети
с
на
-
коплением
энергии
в
качестве
потенциально
важного
игрока
на
этом
рынке
.
Доклад
его
компаньона
на
тему
«
Глобальное
накопление
энергии
для
рынка
микросе
-
тей
в
2014—2018
годах
»
прогнозирует
,
что
накопитель
-
ный
рынок
микросетей
вырастет
на
19%
от
совокупного
среднегодового
темпа
роста
с
2013
по
2018
годы
.
До
-
клад
определяет
передовые
накопительные
техноло
-
гии
:
свинцово
-
кислотные
аккумуляторные
батареи
,
со
-
временные
литиево
-
ионные
аккумуляторы
,
проточные
аккумуляторы
,
натриево
-
металлогалогенные
батареи
и
инерционные
накопители
.
Как
упоминалось
в
первом
докладе
RnR Market
Research
о
микросетях
,
исследовательская
фирма
определила
в
докладе
своего
компаньона
следующие
компании
в
качестве
важных
производителей
,
работаю
-
щих
в
данной
технологии
: ABB, EnStorage, NEC, S & C
Electric, GE Digital Energy, Toshiba, Ampard, Greensmith
Energy, Aquion Energy, Green Energy Corp., Raytheon Co.
And Sunverge Energy.
Взгляд
в
будущее
Будущая
энергосеть
будет
включать
в
себя
микро
-
сети
,
установленные
в
коммунальной
энергосети
,
под
-
держивая
промышленные
нагрузки
и
обеспечивая
электроэнергией
бытовых
потребителей
.
Стоимость
микросетей
и
их
компонентов
снижается
.
Предпринима
-
ются
усилия
по
стандартизации
микросетей
,
облегчая
их
интеграцию
в
систему
энергоснабжения
.
Норматив
-
ные
группы
,
коммунальные
услуги
и
население
увидели
преимущества
сильной
,
устойчивой
энергосети
,
уси
-
ленной
технологией
микросетей
.
В
результате
,
опира
-
ясь
на
микросети
,
можно
перейти
от
демонстрационных
проектов
к
их
более
широкому
применению
.
МИКРОСЕТИ
МИКРОСЕТИ
13
Ноябрь
–
декабрь
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
Технологию
микросети
можно
использовать
для
управления
энергией
при
подключении
к
коммунальным
электросетям
и
гарантировать
пита
-
ние
во
время
её
изоляции
.
Предоставлено
компанией
Siemens.
Микросети
также
рассматриваются
как
экологически
чистые
,
возобновляемые
ресурсы
,
так
как
к
возможно
-
стям
генерирования
добавляются
фотоэлектрические
и
ветровые
ресурсы
.
Путём
добавления
компонента
ТЭЦ
,
эффективность
микросетей
возрастает
примерно
до
80%.
Накопитель
энергии
улучшает
управление
спросом
микросетей
,
что
способствует
уменьшению
нагрузки
на
систему
во
время
критических
пиковых
ситуаций
.
Это
также
улучшает
возможность
диспетчерского
управле
-
ния
возобновляемыми
видами
энергии
.
С
учётом
всех
этих
преимуществ
легко
увидеть
,
почему
во
всём
мире
так
стремительно
развивается
рынок
микросетей
.
Ура
-
ган
«
Сэнди
»
и
другие
экстремальные
погодные
явле
-
ния
было
трудно
вынести
,
но
нет
худа
без
добра
.
Это
оказало
давление
на
отрасль
,
чтобы
ускорить
исполь
-
зование
таких
технологий
,
как
микросети
и
их
компо
-
ненты
.
МИКРОСЕТИ
МИКРОСЕТИ
Оригинал статьи: Микросети повсюду
Строительство сети будущего невозможно без понимания технологии микросетей.
