9 февраля в Иркутском национальном исследовательском техническом университете (ИРНИТУ) прошел семинар «Умные технологии будущих надежных энергосистем для обеспечения устойчивого развития». Основным спикером мероприятия выступил Владимир Терзия — мировой эксперт по интеллектуальным сетям, системам мониторинга, мультиэнергетическим системам и многим другим направлениям. Спикер представил доклад о новых подходах к мониторингу и защите будущих энергосистем. Журнал «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» следил за ходом мероприятия и подготовил обзор ключевых моментов семинара.
Начиная доклад, Владимир Терзия (Vladimir Terzija) рассказал о себе и представил краткое содержание презентации.
Владимир Терзия —дипломированный инженер, магистр, доктор инженерии, профессор в области электроэнергетических систем EPSRC Манчестерского университета (Великобритания), член CIGRE, IEEE, IET; магистр наук и доктор философии в области электротехники Белградского университета (г. Белград, Сербия); профессор Сколковского института науки и технологий (Центр энергетических технологий); заслуженный профессор Шаньдунского университета в Цзинане (Китай).
Исследовательские интересы включают приложения для интеллектуальных сетей; WAMPAC; методы защиты энергосистемы; переходные процессы; приложения для анализа данных и цифровой обработки сигналов в энергосистемах.
Профессор Владимир Терзия является главным редактором Международного журнала по электроэнергетике и энергетическим системам International Journal of Electrical Power & Energy Systems, стипендиатом премии Фонда Александра фон Гумбольдта, членом IEEE и лауреатом Национальной премии дружбы (Китай).
Входит в состав редакционной коллегии журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение».
Далее спикер отметил стратегическую роль электроэнергетики в промышленном комплексе любой страны и привел статистические данные об увеличении выработки электрической мощности в КНР, США, Индии, Соединенном королевстве, Франции и Швеции с 1985 года до настоящего времени, особо отметив Китай и Северную Америку.
Говоря о генерации электроэнергии в России, спикер привел сравнительные данные по различным ее видам, подчеркнув высокую роль гидроэнергетики. Здесь России очень повезло, считает Владимир Терзия, поскольку водные ресурсы дают стране большое количество чистой недорогой энергии. Сравнивая Россию и европейские страны, эксперт также отметил, что во многом именно из-за развитой гидроэнергетики, в нашей стране не произошло такого же скачка в развитии других ВИЭ, какой наблюдается в Европе. При этом развивать солнечную и ветровую генерацию российской энергетике все же выгодно, считает эксперт, хотя бы потому, что данные технологии являются перспективным продуктом экспорта.
Среди других перспектив развития ВИЭ в России Владимир Терзия назвал децентрализацию генерации и декарбонизацию отрасли. В части декарбонизации спикер привел в пример Китай, где углеродный след от сжигания угля действительно стал серьезной проблемой. Здесь, по мнению эксперта, экономике следует уступить позицию экологическим аспектам: «Вы можете быть очень богатым, но если у вас низкое качество воздуха, то это действительно большая проблема», — считает Владимир Терзия.
Подводя итог первой части выступления, Владимир Терзия подчеркнул, что в большей степени является практиком и инженером, чем исследователем. Соответственно, и интеграция умных технологий в будущие энергосистемы в рамках выступления будет рассматриваться с точки зрения практических инженерных решений, резюмировал эксперт.
Цель всей своей работы Владимир Терзия обозначил как создание устойчивой, чистой, безопасной, идеально спланированной энергосистемы, эффективной как с точки зрения экономики, так и с точки зрения экологии. И создание такой системы невозможно без умных технологий, считает эксперт.
«Система электроснабжения — это высшее достижение человечества, — говорит Владимир Терзия. — Эта система работает в реальном времени, и мы не можем хранить энергию так, как, например, храним данные. У нас есть некоторые технологии накопления, но все равно большая часть выработанной энергии должна потребляться здесь и сейчас — в момент выработки. Создать и настроить такую систему однонаправленной передачи энергии от генератора к потребителю — это большое достижение. При этом условия постоянно меняются, например, в городах растет число электромобилей, что требует серьезных изменений городской инфраструктуры».
Далее спикер рассказал о тех вызовах, на которые следует ответить при создании энергосистем будущего. Среди таких вызовов, в частности, сложность интеграции ВИЭ в существующие энергетические системы: «Мы вводим в систему возобновляемые источники энергии, которые подключены асинхронно. Это, в свою очередь, создает потенциальную проблему нестабильности частоты — то есть, система в целом становится менее устойчивой».
Для создания энергосистемы будущего эту и ряд других проблем необходимо решить, констатировал Владимир Терзия. Далее спикер привел несколько примеров масштабных нарушений энергоснабжения, вызванных нестабильностью системы.
Еще один интересный аспект, возникающий в контексте энергосистем будущего, — это оптимизация всей системы за счет взаимной интеграции различных ее векторов: электричества, тепла и газа. Электрические, тепловые и газовые коммуникации зачастую расположены в тесном взаимодействии (например, на газовых электростанциях или в городской инфраструктуре), и если рассматривать их как единую систему, то это даст возможность минимизировать затраты на их эксплуатацию, считает Владимир Терзия. С другой стороны это увеличит количество элементов системы, что обязательно создаст дополнительные проблемы в части устойчивости, которые тоже предстоит решить, добавил спикер.
Таким образом, в энергосистеме будущего на первый план выходят мониторинг, защита и контроль. То есть уже сейчас необходимо понять, каким образом будет контролироваться интеграция ВИЭ в существующую систему, а затем и сама система с распределенной генерацией, считает Владимир Терзия. В этой части большое значение имеют умные электронные устройства.
Основная задача умных устройств в энергосистеме — перевод аналоговых сигналов в цифровую информацию с последующей передачей для обработки и анализа. Сегодня в большинстве энергосистем эта передача происходит как горизонтально (от устройства к устройству), так и вертикально (от устройства к управляющему центру). Такая «смешанная» схема передачи данных, по мнению спикера, не является оптимальной, более перспективным представляется использование так называемых «векторных» измерительных устройств, считает Владимир Терзия. Суть «векторной» схемы в том, что данные о всей энергосистеме сразу поступают в единый управляющий центр. Но и такое решение имеет свои минусы, например, большой объем данных, передаваемых единовременно. Справиться этой проблемой можно с помощью науки о данных, искусственного интеллекта, машинного обучения и технологии цифровых двойников, резюмировал спикер.
Далее Владимир Терзия рассказал, как можно выстроить систему на основе машинного обучения и искусственного интеллекта, и какими принципами следует при этом руководствоваться, подкрепив рассказ практическими примерами. Также эксперт добавил, что алгоритмы для таких систем сейчас активно разрабатываются российскими, сербскими и китайскими специалистами в рамках международного проекта.
В обсуждении доклада приняли участие:
- Денис Сидоров, доктор физико-математических наук, профессор РАН, главный научный сотрудник ИСЭМ СО РАН, заведующий лабораторией промышленной математики БИ БРИКС;
- профессор Юн Ли (Yong Li), заместитель декана Колледжа электротехники и информатики Хунаньского университета, директор Инженерно-исследовательского центра технологий передачи и преобразования энергии при поддержке Министерства образования Китая, Чанша, КНР;
- профессор Юнхуэй Сун (Yonghui Sun), университет Хохай, Нанкин, КНР;
- Дечанг Янг (Dechang Yang), профессор факультета информатики и электротехники, Китайский сельскохозяйственный университет, Пекин, КНР;
- Наталья Айзенберг, кандидат экономических наук, отдел электроэнергетических систем, ИСЭМ СО РАН;
- Дмитрий Крупенёв, кандидат технических наук, заведующий лабораторией надежности топливо- и энергоснабжения ИСЭМ СО РАН, член редакционной коллегии журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕНРГИЯ. Передача и распределение»;
- Константин Суслов, доктор технических наук, профессор Национального исследовательского университета «МЭИ»;
- Никита Томин, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией управления функционированием электроэнергетических систем № 43 ИСЭМ СО РАН;
- Денис Федосов, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой электрических станций, сетей и систем;
- Владислав Шакиров, кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории энергоснабжения децентрализованных потребителей ИСЭМ СО РАН;
- Илья Шушпанов, кандидат технических наук, доцент Байкальского института БРИКС, заместитель руководителя Национального исследовательского комитета С1 «Планирование развития энергосистем и экономика» Российского национального комитета CIGRE, руководитель программы встроенного обучения между Иркутским национальным техническим Университетом и Шеньянским химико-технологическим университетом.
Подписывайтесь на Telegram-канал журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»
Подписаться
