50
АНАЛИТИКА
СЕТИ РОССИИ
50
э
н
е
р
г
о
с
б
е
р
е
ж
е
н
и
е
энергосбережение
Ф
едеральная
энергетическая
комис
-
сия
США
даёт
определение
термину
«Demand Response» (
регулирование
спроса
)
как
«
изменение
нагрузки
по
-
требителей
(
отклонение
от
нормальных
значе
-
ний
мощности
нагрузки
)
в
результате
стимули
-
рующего
изменения
стоимости
электроэнергии
или
выплат
,
направленных
на
снижение
элек
-
тропотребления
в
периоды
высокой
цены
на
оптовом
рынке
или
при
угрозе
надёжности
функционирования
энергетической
системы
».
В
нашей
стране
дан
-
ная
концепция
в
по
-
следние
годы
получила
широкое
распростране
-
ние
в
виде
примене
-
ния
интеллектуальных
многотарифных
счётчи
-
ков
электроэнергии
,
за
счёт
дифференциации
тарифа
позволяющих
эффективно
сглаживать
пиковую
часть
графика
нагрузки
.
В
то
же
время
данный
подход
не
обе
-
спечивает
оперативное
(
в
реальном
времени
)
реагирование
потре
-
бителей
на
изменение
схемно
-
режимной
ситу
-
ации
в
энергетической
системе
и
не
оказыва
-
ет
влияние
на
повышение
надёжности
работы
электрической
сети
.
Значительно
большей
гибкостью
и
эффек
-
тивностью
обладает
активно
внедряемая
в
США
с
2009
года
система
регулирования
спроса
OpenADR.
Данная
система
представляет
собой
модель
обмена
данных
с
внешней
связью
,
соз
-
данная
для
управления
отправкой
и
приёмом
данных
по
регулированию
спроса
между
энер
-
гетической
компанией
или
Системным
операто
-
Развитие
автоматизированных
систем управления спросом
на электроэнергию
В настоящее время в мире, наряду с наращиванием генерирующих мощностей
и развитием электрических сетей как мероприятий по повышению надёжно-
сти электроснабжения потребителей, всё большее распространение получает
управление спросом на электроэнергию.
Магомед ГАДЖИЕВ, заведующий,
Николай ЖМУРОВ, ведущий инженер,
Никита ЕРМОЛОВ, специалист 1 категории,
Ильгиз МУРЗАХАНОВ, специалист 1 категории,
НИЛ автоматизации распределительных сетей (АРС) НИУ «МЭИ»
Рис
. 1.
Схема
системы
управления
спросом
Веб
-
интерфейс
САРС
Интерфейс
участника
Веб
-
интерфейс
САРС
САРС
Оператор
программы
Веб
-
клиент
Веб
-
клиент
Голосовая
почта
,
е
и
др
.
Информационная
система
энергокомпании
Сайт
участника
Управляющий
Система
оповещения
Интерфейс
энергокомпании
/
НСО
Интерфейс
энергокомпании
/
НСО
Интернет
с
SSL
Интернет
с
SSL
Интерфейс
энергокомпании
/
НСО
51
№
4 (31) 2015
51
ром
и
потребителями
энергии
.
Модель
данных
взаи
-
модействует
с
измерительными
системами
,
которые
запрограммированы
на
обработку
данных
по
регули
-
рованию
спроса
в
полностью
автоматическом
режи
-
ме
,
без
необходимости
ручного
управления
(
рис
. 1).
В
результате
обеспечивается
управление
спросом
в
реальном
времени
,
что
позволяет
как
уменьшить
нагрузку
на
сеть
в
пиковые
часы
,
тем
самым
увели
-
чивая
надёжность
работы
сети
,
так
и
уменьшить
сто
-
имость
электроэнергии
для
конечного
потребителя
.
Это
достигается
за
счёт
того
,
что
для
генерирующих
компаний
отсутствует
необходимость
ввода
новых
генерирующих
мощностей
и
задействования
горяче
-
го
резерва
.
Балансирование
режима
в
пиковые
часы
происходит
за
счёт
уменьшения
потребления
элек
-
троэнергии
потребителями
,
задействованными
в
си
-
стеме
управления
спросом
(
рис
. 2).
В
свою
очередь
,
клиент
получает
энергию
по
льготному
тарифу
.
От
-
крытая
автоматическая
система
регулирования
спро
-
са
(
САРС
)
поддерживает
специальные
программные
комплексы
ценообразования
и
может
менять
тариф
в
зависимости
от
нагрузки
в
текущий
момент
.
Развитие
данной
системы
в
США
было
вызвано
и
стало
возможно
благодаря
ряду
факторов
,
таких
как
бурное
развитие
вычислительной
техники
и
ин
-
НИЛ
АРС
была
создана
на
базе
кафедры
«
Электроэнергети
-
ческие
системы
»
Московского
энергетического
института
.
Основным
направлением
деятельности
НИЛ
АРС
была
опре
-
делена
задача
продвижения
на
рынок
наиболее
передовых
и
высокотехнологичных
разработок
в
области
энергосбережения
и
комплексной
автоматизации
распределительных
электриче
-
ских
сетей
систем
электроснабжения
городов
,
промышленных
предприятий
и
сельского
хозяйства
.
В
этом
году
исполняется
16
лет
с
начала
активной
работы
в
данных
направлениях
.
В
этот
период
были
созданы
и
освоен
выпуск
серии
приборов
«
ЭРИС
-
КЭ
»,
предназначенных
для
ана
-
лиза
качества
электроэнергии
и
регистрации
режимов
электри
-
ческих
сетей
,
прибор
«
ТОПОГАЗ
-01»
для
контроля
и
настрой
-
ки
оптимальности
процессов
сжигания
топлива
в
котельных
,
информационно
-
вычислительный
комплекс
«
ЭРИС
-
ПО
»
для
автоматизации
управления
эксплуатацией
распределительных
сетей
(
фото
).
Успешно
внедряется
в
производство
универсаль
-
ный
зарядно
-
подзарядный
агрегат
ИПТ
-
МЭИ
.80 (
ИПТ
),
предна
-
значенный
для
заряда
и
подзаряда
аккумуляторных
батарей
сетей
постоянного
тока
систем
РЗиА
электрических
станций
и
подстанций
.
Разработан
и
запущен
в
производство
прибор
контроля
изо
-
ляции
сети
постоянного
тока
ЭРИС
-
ПКИ
.01,
предназначенный
для
локализации
участка
с
повреждённой
изоляцией
кабеля
(
КЗ
,
частичное
нарушение
изоляции
)
в
сетях
постоянного
тока
систем
РЗА
электрических
станций
и
подстанций
без
их
пред
-
варительного
отключения
.
Предлагается
технология
получения
дополнительной
элек
-
троэнергии
на
основе
использования
излишков
тепла
ТЭЦ
и
му
-
ниципальных
котельных
путём
применения
бутановых
турбин
с
генератором
,
предназначенных
для
выработки
электроэнергии
.
Все
разработки
уже
нашли
широкое
применение
в
промышленности
,
как
в
России
,
так
и
в
странах
ближнего
за
-
рубежья
.
В
настоящее
время
,
помимо
проведения
новых
исследований
и
разработок
,
поставлена
задача
по
даль
-
нейшему
повышению
качества
выпускаемых
изделий
и
доведения
их
до
уровня
лучших
зарубежных
аналогов
.
Научно
-
исследовательская
лаборатория
автоматизации
распределительных
сетей
(
НИЛ
АРС
)
НИУ
«
МЭИ
»
Рис
. 2.
Обеспечение
снижения
нагрузки
в
пиковые
часы
Снабжение
Потребление
Время
,
ч
Часы
пиковых
нагрузок
Снабжение
Регулирование
спроса
М
ощность
,
МВ
т
М
ощность
,
МВ
т
Потребление
Время
,
ч
Часы
пиковых
нагрузок
52
СЕТИ РОССИИ
тернет
-
технологий
,
разработка
измерительного
обо
-
рудования
(
счётчики
и
контролирующие
приборы
),
нарастающей
необходимости
для
энергокомпаний
решать
проблемы
энергоснабжения
в
часы
пиковых
нагрузок
в
условиях
удорожания
энергоносителей
,
появления
агрегаторов
регулирования
спроса
,
ре
-
ализующих
различные
стратегии
регулирования
,
включающие
снижение
скорости
вращения
электро
-
двигателей
,
уменьшение
яркости
освещения
и
уве
-
личение
заданных
значений
систем
обогрева
,
венти
-
ляции
и
кондиционирования
воздуха
,
ввод
в
работу
распределённой
генерации
.
Появлению
OpenADR
предшествовал
ряд
дру
-
гих
систем
по
регулированию
спросом
,
в
отличие
от
OpenADR
не
позволяющих
осуществлять
управле
-
ние
спросом
в
автоматическом
режиме
без
участия
человека
и
представляющих
собой
системы
опове
-
щения
потребителей
коммунально
-
бытового
секто
-
ра
о
необходимости
снижения
потребления
посред
-
ством
телефонной
связи
и
электронной
почты
,
что
имело
ряд
серьёзных
недостатков
:
клиент
попросту
мог
забыть
о
данном
оповещении
или
запутаться
,
какие
именно
электроприёмники
он
может
подклю
-
чить
,
чтобы
не
превысить
требуемое
ограничение
.
В
настоящее
время
система
использует
несколь
-
ко
основных
алгоритмов
работы
:
экономический
и
противоаварийный
.
Экономический
алгоритм
подразумевает
добро
-
вольное
участие
потребителей
в
политике
цено
-
образования
.
Конечные
потребители
уменьшают
потребление
в
часы
высоких
оптовых
цен
на
элек
-
троэнергию
и
получают
за
это
собственный
рейтинг
.
Электроэнергия
,
которую
данные
клиенты
не
потре
-
били
,
компенсируется
им
в
виде
снижения
тарифа
.
Количество
не
потреблённой
энергии
не
является
твёрдо
установленной
величиной
,
и
размер
компен
-
сации
зависит
от
величины
снижения
потребления
.
Система
регулирования
спроса
определяет
ввод
в
работу
некоторого
количества
ресурсов
,
напри
-
мер
,
газовую
турбину
.
Запуск
данного
оборудова
-
ния
может
быть
запланирован
или
смещён
энерго
-
компанией
или
Системным
оператором
.
Система
регулирования
спроса
устанавливает
ту
цену
на
электроэнергию
,
которая
приемлема
её
владель
-
цам
.
Таким
образом
,
система
регулирования
спроса
может
эффективно
компенсировать
закупки
на
рын
-
ке
электроэнергии
,
а
также
может
помочь
в
умень
-
шении
оптовых
цен
на
электроэнергию
,
особенно
в
перегруженных
районах
,
где
всего
несколько
марке
-
тологов
рынка
электроэнергии
устанавливают
несо
-
размерные
цены
.
Когда
цены
на
электроэнергию
в
пределах
всей
энергосистемы
определяются
ценой
,
уплаченной
за
последний
произведённый
МВт
•
ч
(
предельный
ресурс
),
даже
минимальный
эффект
от
системы
регулирования
спроса
может
иметь
значи
-
тельное
влияние
для
снижения
цены
.
Для
примера
,
согласно
исследованию
,
проведённому
в
пяти
сред
-
неатлантических
штатах
,
снижение
нагрузки
на
3%
в
пиковые
100
часов
принесёт
годовой
экономический
эффект
в
138—281
миллионов
долларов
.
Реагирование
на
изменение
цены
требует
про
-
зрачности
рынка
электроэнергии
и
возможности
вза
-
имодействия
потребителя
с
агрегатором
в
качестве
третьего
лица
для
соблюдения
требуемой
прозрач
-
ности
рынка
.
В
этой
модели
потребитель
устанавли
-
вает
пороговую
цену
,
начиная
с
которой
уменьшение
потребления
начинает
иметь
эффект
на
систему
;
агрегатор
в
свою
очередь
предоставляет
потребите
-
лю
информацию
,
достигнет
или
превысит
заданная
цена
экономически
целесообразный
предел
.
Основное
отличие
противоаварийного
алгоритма
от
экономического
заключается
в
том
,
что
его
вы
-
полнение
является
принудительным
.
Как
правило
,
участники
получают
плату
за
то
,
чтобы
быть
под
-
ключёнными
.
Плата
,
измеряемая
в
руб
./
кВт
,
даётся
за
уменьшение
их
потребления
энергии
за
какой
-
то
временной
период
.
Агрегаторы
в
качестве
третьих
лиц
или
большие
промышленные
потребители
,
име
-
ющие
право
напрямую
участвовать
в
сделках
на
рын
-
ке
электроэнергии
,
обязаны
согласно
договорённости
предоставить
установленную
мощность
и
понести
финансовые
взыскания
в
случае
не
предоставления
.
Большинство
систем
регулирования
спросом
по
активной
мощности
являются
регулируемыми
и
за
-
пускаются
быстро
,
в
итоге
энергокомпании
и
Си
-
стемный
оператор
могут
задействовать
эти
ресурсы
,
когда
понадобится
.
Время
уведомления
перед
про
-
цедурой
регулирования
спроса
разнится
в
зависимо
-
сти
от
применяемой
программы
в
широком
диапазо
-
не
:
от
10
минут
до
1
дня
.
Аварийные
программы
используются
нечасто
,
обычно
при
возникновении
реальных
или
прогно
-
зируемых
нехваток
мощности
,
а
также
достижения
энергосетью
некоторых
аварийных
параметров
.
Примером
данной
программы
служит
онлайн
-
про
-
грамма
регулирования
спроса
НСО
в
Новой
Англии
,
в
нашей
стране
данную
функцию
выполняют
систе
-
мы
противоаварийной
автоматики
,
отключения
на
-
грузки
и
генерации
.
В
будущем
система
OpenADR
может
быть
значи
-
тельно
усовершенствована
за
счёт
получения
широко
-
го
распространения
в
секторе
коммунально
-
бытовой
нагрузки
систем
типа
«
умный
дом
»,
транслирующих
ин
-
формацию
и
получающих
управляющие
воздействия
от
OpenADR.
Это
позволит
потребителю
осуществлять
точный
мониторинг
и
корректировку
своего
потребле
-
ния
по
заранее
заданным
правилам
и
алгоритмам
по
сигналам
от
OpenADR
без
участия
человека
.
В
Российской
Федерации
существует
ряд
фак
-
торов
,
тормозящих
развитие
систем
регулирования
спроса
,
таких
как
слабая
наблюдаемость
сети
,
боль
-
шая
доля
устаревшего
аналогового
измерительного
оборудования
,
отсутствие
роста
нагрузки
,
большой
профицит
генерирующей
мощности
в
системе
.
Дан
-
ные
факторы
сводят
на
нет
те
преимущества
,
кото
-
рые
получают
энергетические
компании
и
потреби
-
тели
в
США
.
Для
успешного
внедрения
подобных
систем
в
нашей
стране
должна
быть
значительно
модернизирована
техническая
база
оборудования
электрических
сетей
,
в
особенности
распределитель
-
ных
сетей
,
а
алгоритмы
работы
системы
и
источни
-
ки
компенсации
тарифов
для
потребителей
должны
быть
скорректированы
в
соответствии
с
российским
рынком
электроэнергии
.
Оригинал статьи: Развитие автоматизированных систем управления спросом на электроэнергию
В настоящее время в мире, наряду с наращиванием генерирующих мощностей и развитием электрических сетей как мероприятий по повышению надёжности электроснабжения потребителей, всё большее распространение получает управление спросом на электроэнергию.
