Концепция SMART GRID – инструмент повышения энергоэффективности

Для решения существующих проблем в российской электроэнергетической отрасли необходим ее переход на новый качественный уровень путем формирования целостной многоуровневой системы управления с увеличением объемов автоматизации и повышением надежности всей системы. Этому способствует интеллектуальная энергетическая система с активно-адаптивной сетью, разработка которой за рубежом называется созданием SMART GRID.

2911-14

Валерия Лакшевич,
руководитель пресс-службы ЗАО «Интелика» (Москва)

Активно-адаптивная сеть

«SMART GRID» – термин, обозначающий интеллектуальную сеть, которая расширяет при помощи цифровых технологий распределительную и транспортную системы для оптимизации текущих операций и открытия новых рынков для альтернативной энергетики.

Реализация концепции «интеллектуальная сеть» (smart grid, в России больше распространен термин «активно-адаптивная сеть») позволит в режиме online отслеживать и контролировать работу всех участников процесса выработки, передачи и потребления электроэнергии, в автоматическом режиме оперативно реагировать на изменения различных параметров в энергосистеме и осуществлять электроснабжение с максимальной надежностью и экономической эффективностью.

Существует множество определений понятия «smart grid», среди которых можно выделить следующие, наиболее точно отражающие ее функциональные возможности:

  • сеть, доставляющая электроэнергию от производителей к потребителям, используя двунаправленные цифровые коммуникации, и контролирующая устройства у потребителя для сохранения энергии, сокращения стоимости ее потребления и повышения надежности и прозрачности (Wikipedia);
  • самобалансирующая, самонаблюдаемая сеть, работающая со всеми видами генерации (газ, уголь, солнце, ветер) и доставляющая конечным потребителям все виды энергии (тепло, свет, горячая вода) при минимальном участии человека (Siemens);
  • интеллектуальная сеть расширяет при помощи цифровых технологий распределительную и транспортную сеть для оптимизации текущих операций и открытия новых рынков для альтернативной энергетики (IEEE*).

Среди целей создания интеллектуальной сети выделим следующие:

  • увеличение использования цифровых и контролирующих технологий для обеспечения надежности, безопасности и эффективности электрической сети;
  • динамическая оптимизация операций в сети с обеспечением полной информационной защищенности;
  • развитие и интеграция распределенной генерации, включая возобновляемые источники энергии;
  • управление спросом. Повышение энергоэффективности потребителей;
  • использование интеллектуальных технологий для мониторинга состояния сети и управления сетью;
  • интеграция «умных» приборов учета и устройств потребителя;
  • развертывание и интеграция технологий хранения электроэнергии и снятия пиков нагрузки;
  • предоставление потребителям своевременной информации и возможностей управления;
  • разработка стандартов взаимодействия «умных» приборов и оборудования, подключенного к сети, включая инфраструктуру управления сетью (Plug&Play);
  • идентификация и снижение неразумных и излишних барьеров, препятствующих развитию технологий, практик и услуг в области интеллектуальных сетей.

Отношение к концепции энергосбережения

Концепция «smart grid» чрезвычайно популярна во многих странах мира и рассчитана не только на собственно сетевые компании, но и на потребителя, генерацию и сбытовые компании. При этом интеллектуальный учет (smart metering) представляет собой необходимое условие реализации задачи повышения эффективности ЕЭС России и первый шаг на пути к построению интеллектуальной энергосистемы.

Конечно, в России уже сейчас есть лидеры в вопросах энергосбережения, достигшие реальных результатов в экономии топливно-энергетических ресурсов. Как правило, это коммерческие промышленные предприятия, которые, безусловно, заинтересованы в снижении энергоемкости производства, так как это повышает их конкурентоспособность и прибыль. Они системно подходят к вопросу и уже давно реализуют комплексные программы, включающие в себя как модернизацию основного производственного оборудования, так и повышение энергоэффективности зданий и сооружений.

Дела обстоят хуже в государственных организациях, поскольку, не встав перед необходимостью конкурировать на рынке, они пассивно выполняют задачи вышестоящих инстанций. Принимая во внимание колоссальный имущественный комплекс, принадлежащий государству, имеет смысл сделать акцент на развитии энергосервисных контрактов именно в этом секторе и на привлечении частных компаний для снижения энергозатрат.

Что касается населения, то оно очень пассивно, поскольку люди просто не могут увидеть, как затраты на электроэнергию связаны с их поведением. Необходимо внедрять интеллектуальные технологии учета электроэнергии и других ресурсов, предоставляющие возможность частному потребителю сформировать свой профиль потребления. Имея возможность выбора гибкого тарифа, потребитель сможет экономить, практически только изменяя свои привычки.

Применение «умных» приборов учета

Остановимся более подробно на использовании «умных» приборов учета для реализации масштабной задачи построения интеллектуальной сети. Если в России такие проекты только набирают обороты, учитывая определенные Федеральным законом №261-ФЗ об энергосбережении сроки обязательной установки приборов учета, то в мире процесс уже давно запущен и подобные инициативы исчисляются десятками и сотнями.

К примеру, правительство Канады приняло в 2006 году закон (Energy Conservation Responsibility Act), подразумевающий установку «умных» приборов учета в каждом доме и офисе к 2010 году и успешно движется к этой цели. Государственная сетевая и распределительная компания Hydro One, снабжающая электричеством Онтарио, разработала и реализует масштабную инициативу по внедрению системы «умных» приборов учета. К концу 2010 года этой инициативой будет охвачено около 1,3 млн. клиентов на территории обслуживания компании. Этот проект получил награду «Лучшая AMR-инициатива в Северной Америке».

Страны Евросоюза ставят перед собой задачу к 2020 году снизить объем энергопотребления на 20% и реализуют для этого необходимые проекты. К примеру, еще в 2006 году Enel, крупнейшая итальянская энергетическая компания, завершила проект по оснащению 32 млн. собственных потребителей «умными» приборами учета. Энергокомпании Швеции уже снабдили подобными приборами 100% потребителей электроэнергии.

В России сегодня существует реальная проблема, заключающаяся в том, что жилые и коммерческие здания тратят большой объем электроэнергии впустую, а организации, занимающиеся эксплуатацией таких зданий, не знают, сколько электричества потребляется в каждый момент времени. Это происходит потому, что существующие сети не оснащены системой обратной связи и цифровыми контроллерами, которые смогли бы помочь с распределением энергии и ее экономией.

Данная проблема рождает необходимость оснащения существующих распределительных сетей на границах с потребителями устройствами учета, соединенными в единую информационную сеть и позволяющими оптимально расходовать энергоресурсы.

Возможным решением могло бы стать использование, к примеру, приборов учета с авансовой системой оплаты за энергоресурсы.

У классической схемы расчетов за потребляемые энергоресурсы есть множество отрицательных моментов. На наш взгляд, ключевая проблема – разрастающиеся операционные расходы, которые включаются в тариф, что приводит к увеличению стоимости 1 кВт·ч для конечного потребителя. Повышение стоимости 1 кВт·ч приводит к увеличению среднего счета, что, в свою очередь, сказывается на платежеспособности малообеспеченных слоев населения. Это, безусловно, влечет за собой увеличение дебиторской задолженности, а также удорожание превентивных мер по борьбе с ней (продажа долгов коллекторам, дополнительное информирование потребителей посредством обзвона, печать писем-напоминаний, долговых квитанций и так далее). Помимо таких неизбежных операционных расходов, как аренда помещений, ФОТ и налоги, есть группа затрат, которая может быть существенна сокращена:

  • стоимость обслуживания кредитов, предназначенных для покрытия кассовых разрывов;
  • регулярные расходы на печать, конвертование и доставку счетов;
  • содержание штата контролеров/обходчиков, осуществляющих контрольные обходы и вручную снимающих показания приборов учета;
  • расходы, связанные с взысканием дебиторской задолженности и ведением претензионно-исковой работы в случае невозможности взыскания долгов собственными силами.

Выходом из ситуации может стать внедрение решений, основанных на принципе авансовых платежей с использованием смарт-карт, таких как, например, Intelica Meter-To-Cash. Процесс взаимодействия между сбытовой компанией и абонентом предельно упрощается и строится по следующему алгоритму:

  • абонент вносит денежные средства на смарт-карту с помощью терминала самообслуживания/банкомата или оператора энергосбытовой компании;
  • возвращаясь домой, абонент вставляет карту на 2 сек. в прибор учета. При этом данные об оплате и тарифе записываются в память прибора;
  • по мере потребления электроэнергии прибор учета осуществляет списание денежных средств в соответствии с тарифом абонента;
  • при достижении определенного уровня денежных средств (может устанавливаться индивидуально для каждого абонента) прибор учета автоматически информирует абонента звуковыми сигналами о необходимости пополнения баланса;
  • если денежные средства на счете потребителя закончились, возможен отпуск электроэнергии в кредит. Размер кредита также может устанавливаться индивидуально для каждого абонента. Когда кредит исчерпан, прибор осуществляет автоматическое отключение до внесения денежных средств;
  • после пополнения баланса прибор возвращается в режим штатного функционирования.

Помимо автоматического отключения существует режим ограничения по мощности. При активации данного режима прибор будет производить кратковременные отключения при превышении установленного порогового значения мощности.

Преимущества интеллектуальной сети

Реализация такой системы позволяет потребителю увидеть, как его поведение влияет на стоимость электроэнергии. Подобные интеллектуальные технологии учета электроэнергии предоставляют возможность частному потребителю сформировать свой профиль потребления. Это, в свою очередь, усиливает «энергосознательность» потребителя, который, преследуя собственные цели экономии, постепенно становится активным звеном энергосистемы. Сбытовые компании, в свою очередь, полностью решают проблему неплатежей в бытовом секторе.

Планка, заданная новой государственной программой энергосбережения и повышения энергоэффективности, принятой в октябре 2010 года и предполагающей снижение энергоемкости ВВП не менее чем на 13,5% к 2020 году, весьма высока. Для выполнения такой сложной задачи требуется комплексный подход, охватывающий всех субъектов рынка электроэнергетики: производителей (генераторов), сети, сбытовые компании и, конечно же, потребителей, и использующий такие технологии и процессы, при которых адекватно учитываются их интересы.

________________________________________________________________________

* Institute of Electrical and Electronics Engineers – Институт инженеров по электротехнике и электронике, международная некоммерческая ассоциация специалистов в области техники.

Промышленная безопасность

news040419-2

Проблемы проектной подготовки горного производства

При проведении XI специализированной выставки «ГОРНОЕ ДЕЛО/UralMining’18» состоялось очередное заседание Горно-металлургического совета Уральского федерального округа по теме «Обеспеченность проектирования предприятий горно-металлургического комплекса нормативной документацией». Тематика заседания Совета сформулирована Общественным советом при Уральском управлении Ростехнадзора, которым было рекомендовано провести расширенное совещание с привлечением представителей горных предприятий и научной общественности…

Государственный надзор

news210318-5

О здоровье округа: экологическом, трудовом, финансовом

«Из года в год по результатам опросов предпринимателей проблема наличия административных барьеров остается в тройке «лидеров», – подтвердил полномочный представитель Президента РФ в Южном федеральном округе (ЮФО) Владимир УСТИНОВ. – Владимир Васильевич, 2017-й запомнился как Год экологии в России. Приведите примеры успешного выполнения экологических программ, заявленных предприятиями ЮФО в рамках плана мероприятий этого экологического проекта. – В рамках Года экологии Минприродой и Росприроднадзором заключены…

Охрана труда, аттестация специалистов, персонал

news040419-3

Травматизм снижается, но проблемы остаются

По данным Росстата и Министерства труда, производственный травматизм снизился более чем в два раза за последние 10 лет, в 2018-м положительная динамика сохранилась. Вместе с тем эксперты отмечают, что, несмотря на улучшения, остались нерешенные проблемы. Что чаще всего становится причиной несчастных случаев на производстве и какие современные инструменты могут изменить ситуацию? По данным Росстата, численность пострадавших в результате несчастных случаев (НС) в 2017 году уменьшилась в 1,4 раза по сравнению с…

Энергетика

news121018-1

Работа под напряжением. Мировые тенденции и технологические особенности. Вопросы безопасности и охраны труда.

Летом 2016 года международную профессиональную общественность всколыхнула информация о том, что американскими компаниями AEP и QES совместно был реализован грандиозный инновационный проект по замене проводов под напряжением на двух действующих высоковольтных линиях электропередачи 354 кВ общей протяженностью несколько сот километров. Это, безусловно, был важнейший, чрезвычайно значимый шаг в развитии технологии проведения работ под напряжением. Американским коллегам удалось поднять масштаб таких работ на…

Экология

news220218-1

Разливы нефти. Новое в законодательстве

2018 год начался с нескольких аварий на нефте- и продуктопроводах. 18 января возгорание на нефтепроводе в Энгельсском районе Саратовской области. Из лопнувшей трубы (одной из возможных причин аварии в «Транснефти» называют дефект сварного шва) вытекло около 900 куб. м. нефти, вещество разлилось на 1,5 км, произошел пожар, в результате которого 36 домов пострадали в селе Красноармейское. 19 января нефть разлилась в реке Кудушлинка под Уфой из-за аварии на трубопроводе, принадлежащем компании «Башнефть-Добыча».…

Саморегулирование

Компенсационные фонды – и ныне там

Саморегулирование в строительной отрасли существует уже более двух лет, однако, многие вопросы, связанные с одним из базовых механизмов саморегулирования – компенсационными фондами – до сих пор остаются нерешенными. Компенсационный фонд саморегулируемой организации воплощает собой основную идею саморегулирования – коллективную ответственность членов саморегулируемых объединений за результаты их работы. Порядок формирования, размещения и осуществления выплат из компенсационных фондов СРО в строительной отрасли…