На пути к «умной» энергосистеме

Page 1
background image

Page 2
background image

14

Март

апрель

 2016

    

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

ПРЯМОЙ 

ПРЯМОЙ 

Разговор

Разговор

На пути к «умной»

энергосистеме

Джозеф Паладино (Joseph Paladino), 

Министерство энергетики США

В

 

2009 

году

 

Министерству

 

энергетики

 

США

 

со

-

гласно

 

Американскому

 

закону

 

о

 

восстановле

-

нии

 

и

 

повторных

 

инвестициях

 (ARRA) 

было

 

выделено

 4,5 

млрд

 

долларов

 

на

 

популяриза

-

цию

 

и

 

строительство

  «

умных

» 

энергосетей

 

по

 

всей

 

стране

Средства

 

были

 

распределены

 

на

 

разные

 

нуж

-

ды

включая

 100 

млн

 

долларов

 

на

 

обучение

 

рабочих

но

 

наибольшая

 

часть

 — 3,7 

млрд

 

долларов

 

и

 650 

млн

 

долларов

 

соответственно

 — 

пошли

 

на

 

создание

 

Smart Grid Investment Grant (

Инвестиционные

 

субси

-

дии

 

на

 

строительство

 «

умных

» 

сетей

, SGIG) 

и

 Smart 

Grid Demonstration Program (

Демонстрационная

 

про

-

грамма

 

для

 «

умных

» 

сетей

, SGDP). 

Совместный

 

план

 

работ

 SGIG 

и

 SGDP 

состоит

 

из

 131 

проекта

объеди

-

няющего

 

усилия

 

сотен

 

энергокомпаний

 

и

 

поставщи

-

ков

 

оборудования

государственных

 

и

 

местных

 

орга

-

нов

 

власти

а

 

также

 

получение

 

экспертиз

 

нескольких

 

национальных

 

лабораторий

Общий

 

фонд

 

увеличил

-

ся

 

на

 9 

млрд

 

долларов

 

за

 

счет

 

долевого

 

вложения

 

средств

 

участвующих

 

сторон

 (

от

 

каждого

 

из

 

участни

-

ков

 

требовалось

 

вложить

 

как

 

минимум

 50% 

от

 

общей

 

стоимости

). 

Хотя

 

проекты

 ARRA 

все

 

еще

 

находятся

 

в

 

процессе

 

осуществления

финансирование

выде

-

ленное

 

министерству

 

энергетики

было

 

израсходова

-

но

 

уже

 

к

 

сентябрю

 2015 

года

Проект

 ARRA 

значительно

 

повлиял

 

на

 

ситуацию

 

с

 

перечнем

 

достижений

 

в

 

области

 «

умных

» 

электро

-

сетей

Развиваемые

 

технологии

 

включали

  «

умные

» 

измерительные

 

приборы

программируемые

 

термо

-

статирующие

 

реле

автоматизированные

 

линейные

 

выключатели

 

и

 

конденсаторы

сенсоры

 

состояния

 

оборудования

фазометры

а

 

также

 

систему

 

коммуни

-

кационного

 

и

 

информационного

 

обслуживания

Неко

-

торые

 

энергокомпании

 

смогли

 

ускорить

 

выполнение

 

плана

 

по

 «

умным

» 

энергосетям

 

до

 

пяти

 

лет

в

 

то

 

вре

-

мя

 

как

 

другие

менее

 

знакомые

 

с

 

данной

 

технологией

смогли

 

осознать

 

преимущества

 

нововведений

 

и

 

на

-

чать

 

модернизировать

 

свою

 

работу

•  Talquin Electric Cooperative, 

сельская

 

энергоком

-

пания

 

на

 

севере

 

Флориды

используя

 

финансиро

-

вание

 SGIG, 

установила

 

всем

 

своим

 60 

тысячам

 

клиентов

  «

умные

» 

измерительные

 

приборы

До

 

этого

 

клиенты

 

энергокомпании

 

сами

 

снимали

 

из

-

мерения

 

со

 

счетчиков

 

и

 

ежемесячно

 

указывали

 

их

 

в

 

своих

 

счетах

а

 

затем

 

вместе

 

с

 

оплатой

 

от

-

правляли

 

их

 

в

 

энергокомпанию

Благодаря

 

уста

-

новке

 «

умных

» 

счетчиков

 

на

 

всей

 

подконтрольной

 

территории

, Talquin Electric Cooperative 

ежегодно

 

экономит

 

сотни

 

тысяч

 

долларов

.

•  The Electric Power Boardof Chattanooga 

в

 

Теннеси

 

установила

  «

умные

» 

счетчики

переключатели

 

питания

 

и

 

волоконно

-

оптическую

 

связь

чтобы

 

сократить

 

расходы

связанные

 

с

 

перебоями

 

в

 

по

-

даче

 

электроэнергии

Из

-

за

 

урагана

произошед

-

шего

 

в

 

июле

 2012 

года

, 80 

тысяч

 

потребителей

 

остались

 

без

 

электроэнергии

однако

 

благода

-

ря

 

срабатыванию

 

автоматики

 

для

 

сорока

 

тысяч

 

пользователей

 

подача

 

электроэнергии

 

была

 

воз

-

обновлена

 

за

 

считанные

 

секунды

Кроме

 

того

благодаря

 

работе

 

этой

 

системы

 

энергоснабжение

 

всего

 

города

 

было

 

восстановлено

 

на

 

полтора

 

дня

 

раньше

 

ожидаемого

что

 

позволило

 

сэкономить

 

миллион

 

долларов

•  Florida Power & Light 

считает

что

 

установка

  «

ум

-

ных

» 

счетчиков

 

поможет

 

предупредить

 

об

 

ухуд

-

шении

 

качества

 

работы

 

трансформатора

а

 

также

 

о

 

вероятности

 

его

 

повреждения

. FPL 

утвердила

 

программу

 

по

 

превентивной

 

замене

 

трансформа

-

торов

что

 

позволило

 

сократить

 

расходы

 

и

 

предот

-

вратить

 

сбои

 

в

 

подаче

 

электроэнергии

• 

Средства

 ARRA, 

предоставленные

 

электросете

-

вым

 

компаниям

а

 

также

 

независимым

 

системным

 

операторам

привели

 

к

 

восьмикратному

 

увели

-

чению

 

количества

 

устанавливаемых

 

устройств

 

векторного

 

измерения

 (PMU) 

в

 

передающих

 

се

-

тях

 (

более

 

чем

 1400 

устройств

 

было

 

установлено

 

в

 2015 

году

). 

Это

 

помогло

 

инженерам

 

и

 

операто

-

рам

 

сетей

 

получать

 

новые

 

данные

которые

 

ранее

 

не

 

были

 

доступны

 

в

 

системе

 SCADA, 

включая

 

дан

-

ные

 

о

 

колебаниях

 

мощности

Эти

 

колебания

 

ука

-

зывают

 

на

 

недостаточную

 

выработку

 

или

 

нагрузку

 

системы

неисправную

 

работу

 

оборудования

что

 

позволяет

 

специалистам

 

тонко

 

настраивать

 

и

 

ре

-

гулировать

 

систему

Такая

 

возможность

 

приводит

 

к

 

общему

 

улучшению

 

работоспособности

 

систе

-

мы

 

при

 

понижении

 

затрат

 

и

 

предоставляет

 

повы

-

шенные

 

возможности

 

по

 

обнаружению

 

серьезных

 

нарушений

 

в

 

энергосистеме

которые

 

могут

 

при

-

вести

 

к

 

широкомасштабным

 

критическим

 

отклю

-

чениям

 

электроэнергии

.

Помимо

 

этих

 

достижений

инициатива

 ARRA 

по

-

зволила

 

привлечь

 

внимание

 

к

 

кибербезопасности

 

в

 

энергокомпаниях

а

 

также

 

добиться

 

прогресса

 

в

 

разработке

 

общих

 

стандартов

 

совместимости

 

для

 

всей

 

индустрии

 

с

 

привлечением

 

как

 

частных

так

 

и

 

го

-

сударственных

 

компаний

включая

 

Национальный

 

институт

 

по

 

стандартам

 

и

 

технологиям

.

Несмотря

 

на

 

достигнутые

 

результаты

впереди

 

еще

 

много

 

работы

Все

 

еще

 

остается

 

нерешенной

 

задача

 

интеграции

 

системы

также

 

достаточно

 

много

 

времени

 

может

 

понадобиться

 

компаниям

 

и

 

регулято

-

рам

чтобы

 

подсчитать

 

возможную

 

выгоду

 

от

 

исполь

-

зования

 

новых

 

технологий

Для

 

поддержки

 

использо

-

вания

 

новой

 

технологии

 

важно

 

понимание

 

того

какие

 


Page 3
background image

15

Март

апрель

 2016

    

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

ПРЯМОЙ 

ПРЯМОЙ 

Разговор

Разговор

на

 

нее

 

потребуются

 

затраты

 

и

 

какие

 

финансовые

 

преимущества

 

это

 

даст

Кроме

 

того

подходя

 

к

 

завершению

 

периода

 

фи

-

нансирования

 ARRA, 

мы

 

наблюдаем

 

возникновение

 

новых

 

требований

 

к

 

функционированию

 

ЛЭП

которых

 

еще

 

не

 

было

 

пять

 

лет

 

назад

Такие

 

требования

 

вы

-

званы

 

в

 

первую

 

очередь

 

желанием

 

получения

 

более

 

эффективной

надежной

 

и

 

при

 

этом

 

доступной

 

элек

-

тросети

 

в

 

будущем

которая

 

изменит

 

планирование

 

функционирования

 

и

 

управления

 

сетью

Изменения

 

на

 

пути

 

к

 

более

 «

умной

» 

сети

 

принесут

 

определенные

 

сложности

но

 

и

 

новые

 

возможности

Больше

 

информации

 

на

:

www.smartgrid.gov

Джозеф

 

Паладино

 (joseph.paladino@hq.doe.

gov) — 

советник

 

по

 

техническим

 

вопросам

 

в

 

отделе

 

электроснабжения

 

и

 

энергетической

 

стабильности

Энергетический

 

департамент

 

США

.

На

 

пути

 

к

  «

умной

» 

энергетике

 

одним

 

из

 

значимых

 

и

 

трудно

-

преодолимых

 

препят

-

ствий

 

является

 

проб

-

лема

 

интеграции

 

но

-

вых

 

технологий

 

в

 

су

-

ществующую

 

среду

 

нормативно

-

правового

регулирования

 

и

 

повседневной

 

практики

 

экс

-

плуатации

 

электроэнергетических

 

активов

.

Изменения

 

во

 

всех

 

сферах

 

деятельности

 

энер

-

гокомпаний

 

настолько

 

глобальны

что

 

впо

-

ру

 

говорить

 

о

 

новом

 

технологическом

 

укладе

 

в

 

отрасли

переход

 

к

 

которому

 

невозможно

 

осуществить

 

в

 

рамках

 

одной

 

компании

И

 

даже

 

в

 

рамках

 

отрасли

Это

 

проблема

 

межотрасле

-

вая

следовательно

она

 

требует

 

активного

 

участия

 

государства

 

в

 

роли

 

универсального

 

ре

-

гулятора

постановщика

 

задач

, «

мотиватора

» 

отдельных

 

инновационных

 

проектов

 

и

 

даже

 — 

«

страхового

 

агента

». 

По

 

этой

 

причине

 

во

 

всех

 

развитых

 

странах

 

мира

серьезно

 

занимающихся

 

созданием

 «

умной

» 

энергетики

мы

 

встречаем

 

огромные

 

государ

-

ственные

 

программы

направленные

 

на

 

моти

-

вацию

 

национальных

 

энергокомпаний

государ

-

ственных

 

и

 

отраслевых

 

регулирующих

 

органов

научных

 

институтов

 

и

 

университетов

постав

-

щиков

 

технологий

 

и

 

даже

 

потребителей

 

к

 

прак

-

тическому

 

применению

 

новых

 

технологий

 

и

 

созда

-

нию

 

отдельных

 «

центров

 

компетенции

» 

и

 «

точек

 

роста

» 

для

 

будущей

 «

умной

» 

энер

 

гетики

Столь

 

широкий

 

круг

 

участников

 

необходим

 

потому

что

 

проблема

 

перехода

 

на

 

новый

 

техно

-

логический

 

уклад

 

сложна

 

и

  «

многослойна

». 

Она

 

затрагивает

 

не

 

только

 

вопросы

 

практического

 

применения

 

новых

 

технологий

 

на

 

существующей

 

материально

-

технической

 

и

 

законодательной

 

ба

-

зе

но

 

и

 

вопросы

 

перспективного

 

технического

 

регулирования

изменения

 

производственных

 

про

-

цессов

 

управления

 

и

 

эксплуатации

 

сетей

обучения

 

и

 

переквалификации

 

персонала

 

и

главное

обеспе

-

чения

 

системной

 

надежности

 

энергоснабжения

 

потребителей

 

в

 

совершенно

 

новых

 

условиях

Кар

-

динальное

 

изменение

 

технологии

 

требует

как

 

ми

-

нимум

переосмысления

 

большинства

 

существу

-

ющих

 

технических

 

и

 

организационных

 

решений

всестороннего

 

анализа

 

возникающих

 

рисков

 

и

 

раз

-

работки

 

мер

 

противодействия

То

что

 

эти

 

риски

 

велики

сомневаться

 

не

 

приходится

Поэтому

 

роль

 

государства

 

как

 

сво

-

его

 

рода

  «

страхового

 

агента

» 

крайне

 

велика

поскольку

 

никто

 

кроме

 

государства

 

эти

 

риски

 

на

 

данном

 

этапе

 

развития

 

технологии

 

нивели

-

ровать

 

не

 

в

 

состоянии

.  

В

 

мире

 

используются

 

три

 

базовых

 

механизма

 

снижения

 

рисков

 

от

 

внедрения

 

новых

 

техноло

-

гий

 

в

 «

умных

» 

сетях

:

1) 

целостное

 

проектирование

 

системной

 

ар

-

хитектуры

 

будущей

 

сети

  (

как

 

правило

под

 

общим

 

руководством

 

национального

 

Мини

-

стерства

 

энергетики

);

2) 

создание

 

специальных

 

организационных

 

форм

 

реализации

 

инновационных

 

проектов

;

3) 

их

 

долевое

 

финансирование

  (

как

 

правило

50%) 

со

 

стороны

 

государства

Предлагаемая

 

статья

 

Джозефа

 

Паладино

 — 

яркий

 

пример

 

такой

 

деятельности

 

со

 

стороны

 

Министерства

 

энергетики

 

США

Стоит

 

об

-

ратить

 

внимание

например

на

 

упоминание

 

об

 

общем

 

количестве

 

проектов

запланированных

 

к

 

реализации

 

в

 

рамках

 

Программы

 — 131! 

Это

 

косвенно

 

свидетельствует

 

о

 

глубине

 

проработ

-

ки

 

различных

 

направлений

 

развития

  «

умных

» 

сетей

о

 

сложности

 

интеграции

 

различных

 

тех

-

нологий

 

друг

 

с

 

другом

 

и

 

о

 

широком

 

спектре

 

при

-

влекаемых

 

к

 

участию

 

в

 

Программе

 

организаций

Также

 

примечательным

 

является

 

тот

 

факт

что

 

демонстрации

 

и

 

популяризации

 

новых

 

тех

-

нологий

  «

умных

» 

сетей

 

уделяется

 

не

 

меньшее

 

внимание

чем

 

их

 

разработке

 

и

 

внедрению

Государственное

 

финансирование

 

инновацион

-

ных

 

проектов

 

играет

 

ключевую

 

роль

 

в

 

развитии

 

КОММЕНТАРИЙ

Андрей Березин, к.т.н.,

директор Департамента энергетики ООО «ПСИ»


Page 4
background image

16

Март

апрель

 2016

    

www.tdworld.com, www.tdwr.ru

ПРЯМОЙ 

ПРЯМОЙ 

Разговор

Разговор

«

умных

» 

сетей

поскольку

 

на

 

данном

 

этапе

 

жизненного

 

цикла

 

новых

 

тех

-

нологий

 

экономическая

 

целесообраз

-

ность

 

их

 

применения

как

 

правило

не

 

определена

Более

 

того

хорошо

 

из

-

вестно

что

 

внедрение

 

новых

 

техно

-

логий

 

впервые

 

обходится

 

значительно

 

дороже

чем

 

тиражирование

 

уже

 

гото

-

вых

 

решений

Но

 

даже

 

при

 

тиражиро

-

вании

 

ряда

 

перспективных

 

технологий

 

экономический

 

эффект

 

может

 

возник

-

нуть

 

в

 

очень

 

долгосрочной

 

перспек

-

тиве

В

 

таких

 

случаях

 

у

   

государства

 

появляется

 

особая

 

и

 

очень

  «

тонкая

» 

управленческая

 

задача

 — «

настро

-

ить

» 

систему

 

регулирования

 

отрасли

 

таким

 

образом

чтобы

 

внедрение

 

пер

-

спективных

 

технологий

 

стало

 

эконо

-

мически

 

выгодным

 

для

 

коммерческих

 

энергокомпаний

Хороший

 

пример

 

та

-

кой

  «

тонкой

 

настройки

» — 

развитие

 

ветряной

 

энергетики

 

в

 

Европе

 

с

 

госсубсидиями

специальной

 

формой

 

тарифного

 

регулирова

-

ния

 

и

 

оперативно

-

диспетчерского

 

управления

 

(Feed-In Management — 

приоритетная

 

загрузка

генерации

 

ВИЭ

).

Упомянутые

 

выше

 

Гос

 

программы

 

по

 

разви

-

тию

  «

умных

» 

сетей

 

успешно

 

реализуются

 

по

 

той

 

причине

что

 

базируются

 

на

 

известном

 

принципе

 «win-win». 

То

 

есть

 

каждая

 

из

 

сторон

 

со

-

трудничества

 

что

-

то

 

получает

  (

выигрывает

!) 

от

 

кооперации

В

 

нашем

 

случае

 

таких

 

сторон

очевидно

три

:

• 

Государство

 

со

 

своими

 

институтами

так

 

как

 

оно

 

добивается

 

появления

 

в

   

энергосистемах

 

новых

  «

клас

 

теров

» 

применения

 

новых

 

техно

-

логий

в

   

рамках

 

которых

 

на

 

практике

 

отра

-

батываются

 

не

 

только

 

технические

 

вопро

-

сы

 

интеграции

но

 

и

 

модели

 

взаимодействия

 

«

энергокомпания

 — 

потребитель

», «

энер

-

гокомпания

    — 

регулятор

» 

и

 

пр

Кроме

 

того

появляется

 

понимание

 

необходимости

 

и

 

со

-

става

 

изменений

 

в

 

существующей

 

норматив

-

ной

 

и

 

законодательной

 

базе

 

для

 

правильного

 

регулирования

 

применения

 

данной

 

технологии

 

в

 

будущем

• 

Энергокомпании

 

снижают

 

свои

 

финансовые

технически

 

и

 

репутационные

 

риски

при

 

этом

 

получают

 

уникальный

 

инновационный

 

опыт

 

и

 

определенного

 

рода

 

известность

 

в

  

отрасли

связанную

 

с

 

имиджем

 

инноватора

.

• 

Поставщики

 

технологий

 

получают

 

площад

-

ку

 

для

 

отработки

 

своих

 

идей

 

и

 

технических

 

решений

тесный

 

рабочий

 

контакт

 

с

 

регуля

-

тором

возможность

 

влияния

 

на

 

техническую

 

политику

 

в

 

отрасли

 

и

тем

 

самым

создают

 

ус

-

ловия

 

для

 

своего

 

технологического

 

лидерства

 

в

 

будущем

.

Наличие

 

подобных

 

Госпрограмм

 

было

 

бы

 

крайне

 

полезно

 

и

 

для

 

России

поскольку

 

у

 

нас

 

практически

 

нет

 

работающих

 

организационных

 

механизмов

 

опробования

 

новых

 

инновационных

 

технологий

 

в

 

реальных

 

условиях

 

эксплуатации

Программы

 

НИОКР

 

отдельных

 

энергокомпаний

 

крайне

 

финансово

 

ограничены

потому

 

замыка

-

ются

 

на

 

решение

 

узких

 

задач

 

в

 

лабораторных

 

ус

-

ловиях

как

 

правило

без

 

привлечения

 

ноу

-

хау

 

от

 

коммерческих

 

компаний

 — 

разработчиков

 

новых

 

технологий

Рассчитывать

 

в

 

таком

 

формате

 

на

 

решение

 

межотраслевых

 

проблем

 

вообще

 

не

 

приходится

Типовые

 

инвестиционные

 

проек

-

ты

  (

новое

 

строительство

 

и

 

реконструкция

по

 

своему

 

формату

 

совершенно

 

не

 

подходят

 

для

 

рискованных

 

инновационных

 

проектов

посколь

-

ку

 

для

 

них

например

банально

 

невозможно

 

сде

-

лать

 

даже

 

сводный

 

сметный

 

расчет

 — 

резуль

-

тат

 

проекта

 

как

 

таковой

 

может

 

быть

 

заранее

 

не

 

определен

 

и

 

стоимость

 

затрат

 

детально

 

не

 

известна

Нельзя

 

сказать

что

 

подобный

 

подход

 

совер

-

шенно

 

нов

 

для

 

России

У

 

нас

 

существует

 

бога

-

тый

 

опыт

 

реализации

 

инновационных

 

проектов

 

в

 60–70-

е

 

годы

 

прошлого

 

века

в

 

рамках

 

которых

 

решались

 

аналогичные

 

и

 

очень

 

масштабные

 

за

-

дачи

Для

 

этого

наверное

стоит

 

объединить

 

программы

 

НИОКР

 

различных

 

государственных

 

энергокомпаний

дополнить

 

их

 

государствен

-

ным

 

целевым

 

финансированием

 

и

 

организовать

 

реализацию

 

группы

 

целевых

 

проектов

 

силами

 

консорциумов

объединяющих

 

энергокомпании

 

и

 

основных

  «

игроков

» 

рынка

Состав

 

целевых

 

проектов

 

можно

 

опередить

 

на

 

уровне

 

Мини

-

стерства

 

энергетики

 

с

 

обязательным

 

участи

-

ем

 

отраслевого

 

экспертного

 

сообщества

Ор

-

ганизацию

 

конкурсов

 

и

 

контроль

 

за

 

реализацией

 

выбранных

 

проектов

 

может

 

осуществлять

например

ФГБУ

  «

Российское

 

энергетическое

 

агентство

» 

или

 

другое

 

учреждение

 

при

 

Мин

-

энерго

 

России

 

также

 

с

 

обязательным

 

участи

-

ем

 

экспертного

 

сообщества

Принципиальным

 

требованием

 

к

 

финансируемым

 

таким

 

образом

 

проектам

 

должно

 

стать

 

получение

 

реальных

 

результатов

 

в

 

виде

 

работающих

 

технических

 

решений

 

и

 

необходимого

 

для

 

их

 

тиражирования

 

нормативно

-

технического

 

сопровождения

.


Читать онлайн

В 2009 году в США на популяризацию и строительство «умных» энергосетей было выделено 4,5 млрд долларов.
Комментарий к статье:
Андрей Березин, к.т.н., директор Департамента энергетики ООО «ПСИ».

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»