Venemaa energiavõrkude olukord läheneb halvenemise kriitilisele tasemele. Energiasüsteemide efektiivsuse ja vastupidavuse reserv on peaaegu ammendatud. Tänaseks on ligikaudu 60-70% elektrivõrgukompleksi põhivarast ammu aegunud. Energiatarbimise järsu kasvu kontekstis ei tule dispetšerkeskused alati tekkivate olukordadega toime, mis toob energiaettevõtetele kaasa vastavad tagajärjed ja kahjud. Uute, kaasaegsete lahenduste vajadus sellistele olukordadele ei seisne pelgalt kadude minimeerimises, see on energiatööstuse kui terviku arengu tingimus.

Kaasaegsed elektrisüsteemi koormused nõuavad töösüsteemi seisukorra kiiret ja täpsemat analüüsi, et probleeme lokaliseerida või neid ennetada, prognoosides süsteemi üksikute segmentide koormusi. Sellega seoses tuleb energiavõrke üha enam täiendada uute digitaalsete intelligentsete lahendustega, mis võivad toetada suurte andmemahtude kogumist ja analüüsimist.

Mitmes Euroopa riigis on elektrienergia tööstuse moderniseerimise protsess „nutikate“ toitevõrkude ehk Smart Grid loomise suunas süstemaatiliselt ja järjekindlalt kestnud juba pikka aega. "Intelligentne" elektrivõrgu haldamine tagab kahesuunalise energiaedastuse automatiseerimise, jälgimise ja juhtimise kõikides etappides - elektrijaamast kuni majapidamisvõrguni. Venemaa mastaabis ei ole Smart Gridi lahenduste kiire juurutamine ja täielik üleminek nii lihtne. Ent projektid, mille eesmärk on integreerida „nutikaid“ tehnoloogiaid tööstusenergiasse, ei ole enam teema, millest tulevikus rääkida.

Mis meil on?

Esimesed “nutikad” jaotusvõrgud tekkisid Moskvas, Peterburis ja Kaasanis ning veidi hiljem ka Irkutskis. Üks neist projektidest on pilootsoon, mida rakendatakse koos "Lenenergo". See hõlmab 6 kV võrgu lõiku Peterburi ajaloolises osas. Projekti eesmärk on kinnitada pakutud lahenduste ja tehnoloogiate funktsionaalsust ning demonstreerida reaalse näite varal Smart Grid võrku integreerumise võimalust.

Tähelepanu väärib ka projekt Siberis, kus Smart Grid tehnoloogiaid põhinedes juurutatakse "Irkutski elektrivõrgu ettevõte". Schneider Electric pakkus erinevaid teenuseid „targa” võrgu loomiseks, sealhulgas projekteerimine, seadmete tarnimine ja paigaldamine, tarkvara paigaldamine ja seadmete hilisem hooldus. Lisaks koolitati töötajaid uue tehnoloogiaga töötamise põhitõdedesse.

Järgmine edukas projekt on juhtum JSC "Baškiiri elektrivõrgu ettevõte" Ufas. Hetkel on valminud pilootprojekt ja käimas on töö selle taastamiseks linnas tervikuna. Pilootprojekti raames asendati vananenud seadmed uute seadmetega, millel on jälgitavuse ja juhitavuse funktsioonid ning kõrge ohutus- ja töökindlus. Paigaldatud on ka kommertselektri mõõteseadmed ning kogu linnale on korraldatud võrgujuhtimiskeskus. Projekti elluviimise tulemusena vähenes tegelik elektrikadude tase 19%-lt 1%-le.

Vastavalt Dmitri Šarovatov, Bashkir Electric Grid Company JSC peadirektor: "Ilma uute lähenemisviisideta äriprotsesside ülesehitamisel ja tootmisprotsesside korraldamisel ei ole ühegi tööstuse, sealhulgas energeetika tulevik võimalik."

Loomulikult on nutika võrgu kontseptsiooni juurutamine Venemaal pikk ja mitmeetapiline protsess. Samal ajal pakub "nutikate" platvormide kasutamine suurte energiatarbimise andmete haldamiseks terve rea eeliseid.

Nutikate süsteemide üks olulisemaid võimeid on võime vähendada tegevuskulusid. Uue põlvkonna alajaamad vähendavad tegevuskulusid, ühendades mitu juhtimis- ja seiresüsteemi ühte võrku. Samal ajal vähenevad kapitalikulud. Nutikate võrkude juurutamise sama oluline tagajärg on elektrisüsteemi kaitse paranemine, kuna kõigi jaamade ja alajaamade teavet saab juhtida ühest rakendusest.

Üldiselt on Nutivõrgu projektil investeeringutasuvus keskpikas ja pikas perspektiivis. Võrgu tasuvaks ja nutikaks muutmiseks on vaja teha terve rida tegevusi. Euroopa riikide kogemustele tuginedes kulub keskmiselt poolteist aastat, enne kui süsteem hakkab investeeringuid õigustama.

Tänaseks on lõviosa elektrienergia tööstuse uuenduslikest tehnoloogiatest välja töötatud välismaal. Sellest lähtuvalt ei saa enamikku intelligentsemaid seire- ja juhtimissüsteeme Venemaa võrkudes täies mahus kasutada, kuna Venemaa ja lääneriikide elektritaristu vahel on mitmeid tehnoloogilisi erinevusi. Seoses sellega on asjade interneti, nutikate mikrovõrkude, energiasüsteemide analüüsi- ja juhtimissüsteemide kodumaistel arengutel kõik võimalused saada jalgealune tohutul turul, mis alles hakkab arenema.

Nutikad energialahendused, mida turg ootab, on eelkõige need, mis on suunatud tööstuse põhiprobleemide lahendamisele: energiavarustuse kvaliteedi ja usaldusväärsuse tõstmine, töö efektiivsuse tõstmine, energia tehnilise seisukorra kvalitatiivne parandamine. võrguinfrastruktuur ja energiatõhususe suurendamine.

27.-28.märtsil Moskvas toimuval Smart Energy Summit 2018 raames on võimalik arutada energeetikavaldkonna nutikate lahenduste arendamise väljavaateid, aga ka tutvuda valmis nutikate lahendustega Venemaa energiaturule.

Täielik osalejate nimekiri ja programmi üksikasjad on saadaval pärast selle vormi täitmist.

Materjalide või saidi materjalide, kujunduselementide ja kujunduse igasugune kasutamine või kopeerimine on lubatud ainult autoriõiguse omaniku loal ja ainult viitega allikale

Meie riigi üldine energiasüsteem on tsentraliseeritud süsteem, milles peaaegu kogu elektrienergia toodetakse suurtes elektrijaamades. Seejärel tarnitakse see elektrivõrkude abil lõpptarbijale. Sellise süsteemi tunnuste hulka kuulub asjaolu, et piiratud arv elektrijaamu suudab kergesti säilitada stabiilsuse tootmise enda ja selle energia tarbijate vahel. Kuid kui see tasakaal rikutakse, toob see kaasa elektrivoolu sageduse muutumise. Ja kui need sageduste kõikumised on üsna suured, võib võrk muutuda ebastabiilseks. Kõik see viib õnnetuseni.

Kuidas Smart Grid süsteem tekkis?

Praegu Venemaa energiasüsteemid praktiliselt ei arene, mis aitab kaasa nende füüsilisele ja moraalsele halvenemisele. Seetõttu on muutumas väga aktuaalseks küsimus meie riigis täiesti uuel tasemel võrgustiku arendamisest, mis põhineks kõrgtasemel saavutustel ja kaasaegsetel tehnoloogiatel, maailma teadusel ja tehnoloogial. Tööstuse enda areng eeldab ju energiavõimsuse suurendamist ja uute elektrijaamade kasutuselevõttu. Võrgu parandamist peavad paljud teisejärguliseks ülesandeks. Kuid see on ekslik arvamus. Juba paljudes maailma arenenud riikides käib aktiivne töö nutivõrkude loomise nimel. Neid nimetatakse nutikaks võrguks. See on üks peamisi signaale, et energiasektori tehnoloogilistes prioriteetides on tulemas muutus.

Intelligentsed võrgud Smart Grid

Need esindavad moderniseeritud toitevõrku. Smart Grid võrgud ühendavad terviklikud turundus- ja juhtimisvahendid ning arenenud infotehnoloogiad sidevahenditega. Nende abiga on võimalik automaatselt tuvastada elektrivõrgu kõige haavatavamad, avarii- ja ohtlikumad lõigud. Pärast seda muudab see võrk võrgu enda omadusi ja disaini, et minimeerida kadusid ja hädaolukordade ohtu. Kõik see tagab kõrge tootlikkuse taseme ja elanikele kvaliteetse elektrienergia tagamise.

Selle põhjal saame järeldada, et IS on isejuhtiv ja automaatselt tasakaalustav energiasüsteem, mis võimaldab tõhusat energia edastamist ja jaotamist. Nutikas võrk on võimeline vastu võtma energiat mis tahes allikast (tuul, päike, kivisüsi jne) ja muutma selle lõpptooteks, mis läheb otse tarbijale. Selle tehniline aparaat koosneb digitaalsetest juhtimissüsteemidest, mis lahendavad erinevaid tehisintellekti probleeme. Ja selle tarbimisvõrgu arvutistamine võimaldab energiaressursside tarbimist võimalikult täpselt ja tõhusalt kontrollida.

Nutivõrgu kontseptsioon

Selle tekkimine ja areng on elektrienergiasüsteemi kujunemise loomulik etapp. See on tingitud energiaturu vajadustest, kus tarbijad ja tootjad aktiivselt suhtlevad. Selle põhjuseks on ka tehniliste võimaluste olemasolu nende probleemide lahendamiseks (uute arvuti- ja tkasutamine).

Nutivõrgu kontseptsiooni määratlevad mitmed täiustatud funktsioonid, näiteks:

• Kahepoolse interaktsiooni rakendamine, kasutades andmevahetust kõigi olemasolevate võrguelementide vahel.
• See süsteem töötab iga tootmisprotsessi ahela elemendiga (päikesepaneelid, hüdroelektrijaamad, tuulegeneraatorid, soojuselektrijaamad, erinevad energiasalvestid, tuumajaamad jne) ja lõpptarbijatega.
• Digitaalsete sidevõrkude kasutamine võimaldab reaalajas infot vahetada.
• Iga nutika võrgu element peab olema varustatud spetsiaalsete tehniliste vahenditega, mis tagavad teabe interaktsiooni.
• See süsteem tagab elektrivõrgu optimaalse töö.

Nutivõrgu tehnoloogiad

Nutikate võrkude juurutamine meie riigis on väga oluline, arvestades kõiki praegusi energiatööstuse probleeme. Targa võrgu arengut Venemaal takistavad aga oluliselt regulatiivse raamistiku puudumine, üsna nõrgad majanduslikud stiimulid ja energiataristu hetkeseis.

Tänu selles tööstusharus juba läbi viidud reformile oli võimalik luua tohutuid komplekse. Kuid neil on endiselt probleeme:

• seiresüsteemi ebapiisav küpsusaste;
• nõrk kontroll ressursside üle;
• põhivara kulunud seisukord;
• üsna märkimisväärsed elektrienergia kaod ja palju muud.

Kuid see pole põhjus alla andmiseks. Tänapäeval arendatakse ja juurutatakse paljudes võrguettevõtetes riigi otsesel osalusel aktiivselt Smart Grid tehnoloogiaid. Seda tehakse ettevõtete uuendusliku arendamise raames. Kõik see on oluline põhjusel, et praegusel ajal toimub globaalses elektrienergiatööstuses tõeline revolutsioon. Neid nutikaid tehnoloogiaid rakendatakse aktiivselt sellistes riikides nagu Hiina, USA, Jaapan ja Euroopa. Meie riik ei saa selles maha jääda.

Dekont ja Smart Grid

Dekont on lahenduste kompleks. Nende hulka kuuluvad kaugjuhtimine ja -seire, releekaitse- ja automaatikasüsteemid, protsessijuhtimissüsteemid ja energiamõõtmine. Näiteks elektrienergia tööstuse Smart Grid sisaldab järgmisi saaste eemaldamise komponente:

• Spetsiaalne kanalite moodustamise varustus, mis tagab teabe edastamise kaasaegsetes protokollides üle mis tahes olemasoleva füüsilise andmekandja.
• AWS dispetšer. Tema abiga viiakse läbi jaotusvõrgu enda terviklik haldamine.
• Mikroprotsessori terminal releekaitseks ja automatiseerimiseks.
• Digitaalsed telemehaanika seadmed elektriseadmete jälgimiseks.
• Multifunktsionaalsed moodulid elektrienergia mõõtmiseks.

Dekont lahenduste abil on võimalik ühtlustada projekteerimisprotsessi, samuti varustada enamike tootjate tooted terviklikult Smart Grid elementidega. Lisaks minimeerivad sellised seadmed kesktaseme infosüsteemide ülalpidamise ja juurutamise kulusid.

Näitus "Elektro"

Seda üritust on toimunud igal aastal alates 1972. aastast meie riigi keskses näitusekompleksis. Electro näitus on iga-aastane rahvusvaheline üritus. See on pälvinud erilist tähelepanu mitte ainult Venemaal, vaid ka SRÜ riikides. Sellel näitusel saate tutvuda Smart Energy & Smart Grid tehnoloogiate, nutikate võrkude ja süsteemide projekteerimise ja arendamisega, kõrgtehnoloogiate, tööstuse kaasaegsete seadmetega ja palju muuga. Tööstuse eksperdid kogu maailmast kogunevad ühte kohta. Näitusel toimuval rahvusvahelisel foorumil tõstatatakse aktuaalsemad küsimused, lahendatakse prioriteetsed olulised ülesanded ning määratakse energiaarengu suund tulevaks aastaks.

Paljudes riikides on energeetikasektori ettevõtted läbimas reformiperioodi. Käimasolevad ühinemised, omandamised ja muutused juhtimisstruktuuris, tegevuspiirides ja territoriaalses kohalolus sunnivad paljusid endisi monopole otsima uusi väärtusloome mudeleid. Ettevõtete ülesanded ja nende äriprotsessid muutuvad paratamatult. Kujunevad turud kommunaalteenuste osutamiseks. Kasutusel on turumehhanismid. Tööstuse arengu kaasaegsete vajaduste rahuldamiseks on vaja tehnoloogilisi muudatusi. Kuigi need muudatused erinevad olenevalt kommunaalettevõtte asukohast ja tüübist, muudab innovatsioon paratamatult kogu kommunaalmajandust.

Ka Venemaa energiatööstus on läbimas muutuste perioodi. Peamine energeetikasektori infosüsteemide arengut mõjutav trend on Smart Grid kontseptsioon. Eeldatakse, et selles suunas võetakse vastu mitmeid olulisi õigusakte. Venemaa jaoks on nutika võrgu ideed eriti aktuaalsed, kuna energiataristu on väga kulunud.

Infrastruktuuri operatiivne juhtimine on kriitilise tähtsusega. Kommunaalettevõtted seisavad silmitsi vajadusega rakendada uusi kasutus- ja hooldusstandardeid, et pidevalt parandada energiakindluse ja kulude tasakaalu. Teine oluline ülesanne energeetikasektoris on seadmete hoolduse ja remondi juhtimine. Selle põhjuseks on suur hulk seadmeid, mis on jaotatud suurtele aladele ja nõuavad pidevat rutiinset ja remonditööd. Seadmete seisukorra teabe koondamine ühtsesse juhtimissüsteemi koos võimalusega seda kohe erinevatele tarbijatele kohapeal edastada võimaldab vähendada remonditööde seisakuid, vähendada kulusid varuosadele ja materjalidele ning optimeerida logistikat ja personali töökoormust.

Tarbijad on samuti sama oluline muutuste käivitaja. Protsessikeskselt lähenemiselt kliendikesksele lähenemisele on näha suundumust. Tarbijate suurenenud nõudmised teenindustasemele toovad paratamatult kaasa energiaettevõtete pakutavate teenuste valiku laienemise ning uute finants- ja maksemehhanismide kasutuselevõtu.

Kooskõlas Smart Grid kontseptsiooniga energeetikasektori IT arendamise prioriteetsete valdkondade hulka Järgmistel aastatel võime esile tõsta:

1. Nutikate (nutikate) mõõtevahendite laialdane kasutuselevõtt uutes ja kaasajastatud mõõtepunktides - mõõdetava liini koormusprofiili kaugjuhtimise funktsiooniga nutikad arvestid ja standardsete sideliideste ja -protokollidega (sh juhtmevabad) mõõtemuundurid, infoturbe standarditele vastav.

2. Reaalajas töötavate täiustatud automatiseeritud info- ja mõõtesüsteemide (AIMS) paigaldamine igasse suurtesse elektrivõrguga ühendatud rajatisse (elamurajoon, kontorikeskus, tehas jne). AIMS peab jälgima rajatise protsesse (näiteks elektri- või soojusvarustust, sh energiakvaliteedi parameetreid), teostama lihtsaid automaatjuhtimisalgoritme ning olema välja töötanud vahendid infovahetuseks välismaailmaga.

3. Laia integreeritud sidevõrgu loomine erinevatel sideliinidel – fiiberoptilised liinid, satelliit, GPRS, HF side üle elektriliinide jne. Iga AIIS peab olema ühendatud vähemalt kahe sõltumatu sidekanali kaudu.

4. Tootmistegevuse juhtimise automatiseeritud süsteemide (AS) juurutamine energiaettevõtetes. Kuna kõik energiaettevõtted kuuluvad pideva tsükliga tööstusharudesse, saab eristada nelja tüüpi selliseid süsteeme:

• AS hoolduse ja remondi juhtimiseks;
• AS töö turgudel (kaubanduslik dispetšer);
• AS klienditeenindus;
• Automatiseeritud süsteem põhitootmise juhtimiseks - tootmine, ülekanne, jaotus, müük (tarbimise mõõtmine) või dispetšer.

5. Automatiseeritud infosüsteemide ja tootmistegevuse automatiseeritud juhtimissüsteemide integreeritud liideste loomine automaatseks andmevahetuseks teiste turuosaliste automatiseeritud süsteemidega. Samal ajal tuleb määratleda vahetusprotokollid ja infoturbe standardid kõikide turuosaliste kategooriate jaoks.

Mitmed müüjad on juba teatanud oma toetusest nutika võrgu kontseptsioonile ja uute funktsioonide lisamisest oma järgmistesse tooteväljaannetesse. Mõned toovad turule lahendusi, mis on ehitatud vastavalt uuele ideoloogiale ning demonstreerivad uues keskkonnas suuremat paindlikkust ja funktsionaalsust.

Globaalse ja Venemaa energeetika arengu suundumused

20. sajandil– homogeensed energiasüsteemid ja nende kombinatsioonid, mis põhinevad energiatootmise koondumisel energiaressursside asukohtadesse ja tarbijate koondumisel

• Suured elektrijaamad (soojuselektrijaamad, hüdroelektrijaamad, tuumaelektrijaamad)
• Arenenud transiidi- ja jaotuselektrivõrgud
• Tsentraliseeritud operatiivjuhtimine
• Sünkroontsoonid suurtel aladel
• Ranged tehnilised eeskirjad ühinemise ja osalemise reguleerimise korra jaoks
• Energeetika on suurte energiaettevõtete monopoolne ärivaldkond

> Klassikalise režiimi juhtimissüsteem (PA, RA, ODU süsteem)

21 sajand– alternatiivsed hajutatud mikro-, mini- ja väiketootmis- ning hübriidenergiasüsteemid

• Taastuvatel energiaallikatel põhinev tootmine, virtuaalsed elektrijaamad
• Toitke erinevate üksuste väikesemahulist tootmist energiaressursside mitmekesistamisega
• Põlvkond kui kaaslavastus
• Elektri-, energia-, kohalike ja süsteemiteenuste turgude demonopoliseerimine
• Autonoomse töö võimalus (iseseisvus)
• Pehmed tehnilised reeglid režiimi regulatsiooniga liitumiseks ja selles osalemiseks

> TARK VÕRK. Nutikas automatiseerimine vähese inimese sekkumisega

Smart Gridi eelised võrreldes traditsioonilise IPS-iga

• SG on elektrienergia tootmise, edastamise ja tarbimise automatiseeritud võrk;
• SG on S.M.A.R.T. süsteem ehk on võimeline teostama enesekontrolli ja andma aruandeid nii iga võrguosalise (tema seisukorra, vajaduste jms) kohta kui ka täielikku teavet toodetud ja edastatud elektrienergia kohta mis tahes kontekstis: kasuteguri, kadude või majandusliku kasu kohta;
• SG parandab ka võrgu töökindlust, pakkudes peamise rikke korral sujuvat üleminekut teisele allikale. Kuna üksikute toitevõrkude töökindlus ulatub juba 99,97% -ni, võib SG kasutamine tagada katkematu toite 24/7;
• SG suurendab võrgu kui terviku "jõudlust", vähendades kadusid juhtmetes ja optimaalset koormuse jaotust, luues tõhusad (lühemad) ühendusmarsruudid suurtarbijatele.

Nutivõrgu definitsioon, arukad arvestid, AIIS KUE

Tark võrk on kaasajastatud elektrivõrgud, mis kasutavad info- ja sidevõrke ning tehnoloogiaid energia tootmise ja tarbimise kohta teabe kogumiseks, et automaatselt parandada elektri tootmise ja jaotamise efektiivsust, töökindlust, majanduslikku kasu ja jätkusuutlikkust.

Smart Grid tehnoloogialahendused võib jagada viieks põhivaldkonnaks:

• mõõteriistad ja seadmed, sealhulgas ennekõike arukad arvestid ja nutikad andurid;
• täiustatud juhtimistehnikad;
• elektrivõrgu kõrgtehnoloogiad ja komponendid: paindlikud vahelduvvoolu ülekandesüsteemid FAKTID, ülijuhtivad kaablid, pooljuhid, jõuelektroonika, salvestus;
• integreeritud liidesed ja otsustustoetusmeetodid, energianõudluse juhtimise tehnoloogiad, hajutatud seire- ja juhtimissüsteemid), hajutatud tootmise seiresüsteemid, automaatsed süsteemid käimasolevate protsesside mõõtmiseks, aga ka uued meetodid nii energiasüsteemi arendamise kui ka töötamise planeerimiseks ja projekteerimiseks ning selle elemendid;
• integreeritud sidevahendid.

Energiaressursside nutikad arvestid (intelligentsed arvestid).- teatud tüüpi täiustatud mõõteseadmed, mis on varustatud sidevahenditega kogutud teabe edastamiseks võrgutehnoloogiate kaudu kommunaalteenuste jälgimise ja nende eest tasumise eesmärgil.

Mõiste "nutikas arvesti" viitab tavaliselt elektriarvestitele, kuid hiljuti on seda kasutatud ka muude sisendite, näiteks maagaasi, soojuse ja vee mõõtmiseks.

Kõik ülaltoodud domeenid võivad omakorda koosneda oma alamvõrkudest, mis muudab üldise võrguarhitektuuri väga keeruliseks. Samas on selle infosüsteemi üheks võtmekomponendiks andmete salvestamise ja edastamise turvalisus.

Välismaal üldtunnustatud lähenemisviiside kohaselt on IP (Internet Protocol) võrgud Smart Grid infosüsteemide võtmeelemendid. IP-protokollide kasutamise eelised hõlmavad selle tehnoloogia laialdast kasutamist, märkimisväärse hulga juba väljatöötatud tööstusstandardite olemasolu ja märkimisväärset arvu väljatöötatud vastavaid tarkvaratooteid.

Lisaks on IP põhimõtetel üles ehitatud lahendustel hea mastaapsus, mis võimaldab kaasata infosüsteemi märkimisväärse hulga võrguelemente (nutiarvestid, kodutehnika jne).

Globaalse arukate arvestite turu väljavaadete kujundamisel mängib olulist rolli andmeedastusliideste ühendamine esmastelt mõõteseadmetelt kontsentraatoritele ja kontsentraatoritelt andmetöötlussüsteemile.

EL riikides on enim levinud GSM/GPRS-kanaleid, PLC-d ja raadiokanaleid kasutavad andmeedastusliidesed. Allpool on toodud peamised kommunikatsiooniliidesed, mida EL-i riikides arukates arvestisüsteemides kasutatakse.

Huvirühmade lahendatud põhiülesanded nutikate energiamõõtesüsteemide juurutamisel

Riiklike strateegiate rakendamine nutika võrgu tehnoloogiate ja arukate arvestite arendamisel erinevates maailma riikides taotleb mitmete oluliste eesmärkide saavutamist.

Energiaettevõtete jaoks on nutika võrgu tehnoloogiate arendamise peamised eesmärgid:

• energiakadude vähendamine;
• tarbitud energiaressursside eest tasumise õigeaegsuse ja täielikkuse suurendamine;
• ebaühtlase elektrikoormuse ajakava juhtimine;
• energiaettevõtete varahalduse efektiivsuse tõstmine;
• taastuvtootmise ja hajutatud tootmisrajatiste energiasüsteemi integreerimise kvaliteedi parandamine;
• energiasüsteemi toimimise usaldusväärsuse tõstmine hädaolukordades;
• energiataristu rajatiste toimimise visualiseerimise suurendamine.

Peamised ülesanded, mida energiatarbijad Smart Grid tehnoloogiate juurutamisel lahendama peavad, on järgmised:

• tarbijate juurdepääsu parandamine energiataristule;
• kõigi tarbijakategooriate energiavarustuse usaldusväärsuse suurendamine;
• energiaressursside kvaliteedi parandamine;
• kaasaegse liidese loomine suhtlemiseks energiatarbijate ja energiatarnijate vahel;
• tarbija võimalus tegutseda energiaturul täieõigusliku osalisena;
• avardusid tarbijate võimalused energiatarbimise juhtimiseks ja tarbitud energiaressursside eest tasumise taseme vähendamiseks.

Valitsused ja energiaregulaatorid püüavad Smart Grid tehnoloogiate arendamise kaudu saavutada järgmisi eesmärke:

• energiatarbijate rahulolu taseme tõstmine energiavarustuse kvaliteedi ja maksumusega;
• jätkusuutliku majandusolukorra tagamine energiatööstuse ettevõtetele;
• energiatööstuse põhivara moderniseerimise tagamine ilma olulise tariifide tõstmiseta.

Maailmas

2019

Ühendatud SmartGridi elementidest andmete kogumiseks ja energiavõrgu haldamise täielikuks optimeerimiseks kasutatavad pilveplatvormid võib jagada kahte tüüpi:

• integratsioon, mida kasutatakse peamiselt andmete kogumiseks ja populaarseimate seireülesannete elluviimiseks, eelkõige tarbijate katkestuste ja elektrivarguste automaatseks tuvastamiseks,
• ja analüütiline, mida kasutatakse energiavõrkude prognoositava haldamise optimeerimiseks reaalajas, sealhulgas DemandResponse programmide ja hajutatud tootmisrajatiste haldamiseks.

Osaliselt seetõttu kasvab maailmas pidevalt nutikate linnade, arukate arvestite ja nutikate elektrivõrkude projekte ellu viivate megalinnade arv. Konsultatsioonifirma ABI Research eksperdid prognoosisid 2017. aasta kevadel, et aastaks 2022 kahekordistub elektri-, vee- ja gaasitarbimist jälgivate nutikate arvestite arvu kasv. See juhtub energiatõhusate pikamaavõrkude (LPWAN) tehnoloogiate arendamise taustal.

Mobiilioperaatorite kasum elektrivõrkude ja nutikate arvestite ühendamisest ulatub 2026. aastaks 26 miljardi dollarini, prognoosisid analüütikud.

Masinauuringud. Prognoosi kohaselt on 2022. aastaks Euroopas LPWA võrkudega ühendatud 158 miljonit nutikat arvestit. Praegu ei ole umbes 60 miljonit Euroopa arvestit varustatud näitude kaugedastusvõimalusega.

Märkimisväärne hulk 2017. aastal kasutusele võetud seadmeid kasutab elektriliini sidet (PLC). 2018. aastal väheneb nutikate PLC-seadmete tarnemaht, kuid suureneb LTE-M/NB-IoT ja RF võrkudes töötavate seadmete osakaal.

„Prantsusmaa ja Hispaania on viimased suured Lääne-Euroopa riigid, mis võtavad kasutusele intelligentsed PLC-lahendused. Alates sellest aastast läheb Itaalia üle teise põlvkonna arvestitele, mis töötavad hübriid-PLC/RF-võrkudes. See parandab andmeedastuse usaldusväärsust,” ütles Berg Insighti vanemanalüütik Tobias Ryberg. Ühendkuningriik ja Holland on keskendunud 2G/4G kasutamisele, Skandinaavia riigid aga kasutavad aktiivselt raadiosagedust.

Berg Insighti analüütikud usuvad, et IoT (LTE-M/NB-IoT) ja RF jaoks optimeeritud mobiiltehnoloogiad moodustavad järgmise 5–10 aasta jooksul suurema osa ühendustest.

Suurimad sellesuunalised programmid ja projektid on välja töötatud ja ellu viidud USA-s, Kanadas ja Euroopa Liidus, aga ka Hiinas, Lõuna-Koreas ja Jaapanis. Samasuguseid programme ja projekte otsustati ellu viia veel mitmes suures riigis (India, Brasiilia, Mehhiko).

Selliste arukate arvestisüsteemide rakendamisest saadav kogukasu nendele riikidele on hinnanguliselt kuni 27 miljardit eurot, energiatarbimise vähenemine olenevalt riigist on hinnanguliselt 2,2-3,2% ja energiasüsteemi tippkoormuse vähenemine. 0,5-9,9%.

2007: USA energiasõltumatuse ja -julgeoleku seadus

Nutivõrgu ametlik määratlus ilmus mitu aastat pärast Burri aruannet. See võeti kasutusele energia sõltumatuse ja julgeoleku seaduses, mille USA Kongress kiitis heaks 2007. aasta jaanuaris. Regulatiivdokumendi seletuskirjas märgiti: "USA poliitika peaks toetama elektrivõrgu infrastruktuuri moderniseerimist, mis toob kaasa selle ohutuse ja tõhususe taseme tõusu." Tegevuskava koosnes mitmest punktist:

• Nutivõrkude võimendamine: digitaalse teabe ning operatiivjuhtimis- ja seiretehnoloogiate kasutamise suurendamine, et parandada elektritootmise töökindlust ja efektiivsust;
• Võrgu toimingute ja ressursside dünaamiline optimeerimine, tagades täieliku küberturvalisuse;
• Hajutatud ressursside ja tootmise, sealhulgas taastuvate ressursside kasutuselevõtt ja integreerimine, "nutikate" tehnoloogiate (reaalajas, automatiseerimine, interaktiivsed tehnoloogiad, mis optimeerivad seadmete ja kodumasinate füüsilist tööd) rakendamine mõõtmiste arvestamiseks, võrgu toimimisega seotud side;
• Ressursitarbimise reaalajas andmete pakkumine klientidele (nii era- kui ka ettevõtetele) tegevuse juhtimiseks;
• Peaaegu pideva kontrollitud tasakaalu tagamine elektrienergia nõudluse ja pakkumise vahel jne.

2003: Töökindlusnõuded suurendavad investeeringuid automatiseerimisse

Mõistet Smart Grid mainiti teoses esmakordselt 2003. aastal Michael T. Burr "Usaldusväärsusnõuded juhivad automatiseerimisinvesteeringuid" .

„Elektrivõrgu nõrkusi saab vähendada tänu uutele jõuülekandevõimalustele ja võrguhaldussüsteemidele. Need kaks valdkonda saavad lähiaastatel tõenäoliselt suuri investeeringuid,” märkis teadlane töös.

Michael Burr tsiteeris aruandes ka elektrienergia uurimisinstituudi uuringuid, mis ennustasid, et reaalajas elektrooniline juhtimine asendab süsteemi olemasoleva elektromehaanilise lülitusseadme, mis võimaldab digitaalset võrku kohesemalt juhtida.

Michael Burr märkis ka järgmisi eeliseid:

• Elektrivõrgu integreerimine sidesüsteemidega looks "dünaamilise interaktiivse elektrivõrgu", mis toetaks reaalajas teabevahetust.
• Täiustatud mõõtmine: vana raamatupidamissüsteemi asendamine reaalajas arvestussüsteemiga
• Hajutatud ressursid: hajutatud tootmise kasutuselevõtt parandab süsteemi töökindlust ja jõudlust.
• Tarbijaseadmete lõppkasutusseadmete energiatõhusus: tehnoloogilised edusammud parandavad lõppkasutuse energiatõhusust ja võimaldavad seadmete paindlikumat haldamist.

Venemaal

2019

J'son & Partners Consultingi uurimus

Venemaa turg seab IoT platvormi arendajatele oluliselt karmimad nõuded kui Põhja-Ameerika ja Lääne-Euroopa turud. Esiteks, elamufondi struktuuris, mis on maailmas peamiselt suunatud nõudlusele reageerimise programmidele, domineerivad Venemaal elamud kortermajades, mis on ühendatud tsentraliseeritud kütte- ja soojaveevarustussüsteemidega (65% korterite ja üksikelamute koguarvust). hooned). Selliseid objekte iseloomustab minimaalne energiatarbimise optimeerimise mõju. Lisaks on kortermajades oma tootmisallikate paigaldamine, mis on Smart Gridi oluline element, praktiliselt võimatu. Teiseks on elektri hind Venemaal üks madalamaid maailmas (2,5 korda madalam kui USA-s), mis vähendab veelgi saavutatavat majanduslikku efekti – keskmiselt 80 dollarit aastas ühendatud elamu kohta, võrreldes 200 dollariga aastas. USA , ning karmistab nõudeid energiatarbimise andmete kogumise ja analüüsimise ning automaatse haldamise ühikuhinnale.

Seetõttu on Venemaale, isegi rohkem kui Ameerika Ühendriikidele ja Lääne-Euroopale, asjakohane "pay as you go" lähenemisviis, mida pakutakse pilve IoT platvormide (integratsiooni ja analüütilise) kasutamisel põhinevate hallatavate teenuste vormingus. Hiinas ning digitaliseerimise esimeses etapis USAs ja Lääne-Euroopas rakendatud “suure paugu” meetodit Venemaal ei rakendata.

Venemaal on mõttekas alustada sihipäraselt tegutsedes lõpptarbijaid hõlmava, lõpptarbijaid hõlmava optimeeriva energiahalduse elluviimist ja alles järgmises etapis liikuda edasi mitme korteriga elamute katmise juurde. See on võimalik ainult pilve IoT platvormide kasutamisel.

Mis puudutab Venemaa arendajate välisturgu, siis nende äriline edu Venemaal, kus on iseloomulikud kõige rangemad nõuded ühikukuludele, on teistel turgudel, eriti potentsiaalselt kõige huvitavamal Hiina turul, edu oluliseks eelduseks.

Tuleb märkida, et praegu on integratsiooni- ja analüütiliste platvormide pilveteenuste tarbimine Venemaal vaid umbes 3,2 miljonit dollarit. Nutikate ühendatud elektriarvestite andmete kogumise funktsionaalsust rakendatakse peamiselt ärilise elektriarvestuse (ASKUE) patenteeritud kohapealsete süsteemide abil. , ning tarbimisstruktuuris domineerivad suured kaubandusettevõtted, nagu Rosneft, Venemaa Raudtee, kuid mitte müügiettevõtted. Sellest tulenevalt on intelligentsete elektritarbimise mõõtesüsteemide üldine levik Venemaal äärmiselt väike ja moodustab kümnendiku protsendi elektrit tarbivate objektide koguarvust ning pilve IoT platvorme selliste süsteemide loomiseks praktiliselt ei kasutata.

Suurtes ettevõtetes intelligentsete elektritarbimise mõõtesüsteemide rakendamise projektide elluviimisel kasutatakse “kohaliku suure paugu” meetodit - kõik suured objektid - ühe ettevõtte elektritarbijad - on ühendatud. Ajendiks on võimalus valida kommertstarbijatele kättesaadavast nimekirjast optimaalsed tariifid (sh tunnihinnad), elektrivargustest tulenevate kadude vähendamine, elektrikatkestuste õigeaegne avastamine, arveldusprotsesside automatiseerimine ja kontode vastavusse viimine. Kuna ühendatud on suure elektritarbimisega objektid, on ülaltoodud mõjud piisavad patenteeritud ASKUE-de kasutuselevõtu kulude korvamiseks. Samal ajal ei saa antud juhul rääkida energiatarbimise tippude tasandamise programmides osalemisest, see tähendab, et majanduslik efekt on lokaliseeritud suure elektrienergia kommertstarbija sees.

Ilmselgelt ei ole see lähenemine rakendatav ASKUE kasutuselevõtul elamusektoris – ei ühendus- ja kasutuskulude ega ka saavutatavate majanduslike mõjude seisukohast. Pilvepõhise lähenemisviisi rakendamise katsed on Venemaal seni äärmiselt piiratud ja koondunud peamiselt väikestesse fondivalitsejatesse. See ei võimalda isegi suhteliselt lihtsate pilveteenustega ühenduse loomise kulusid tagasi saada. Pealegi, arvestades kõiki pilve IoT platvormide ilmselgeid eeliseid kohapealse ASKUE ees, on Venemaa elektrihindade suhteliselt madala taseme tõttu kõrge hõlvavuse saavutamiseks vaja integratsiooniga (MDMS) ühendamise erikulusid ja analüütilised platvormid peaksid olema ligikaudu 3 korda madalamad kui globaalsel turul, mis praegu moodustab 90% tarbimisest Põhja-Ameerikas ja Lääne-Euroopas, st kõrgete energiakulude ja kõrge sissetulekuga piirkondades. Praegu on aga täpselt vastupidine pilt – keskmine tasu MDMS-i funktsionaalsuse eest pilveteenuse formaadis on 3 korda suurem kui globaalsel turul.

Kuna Venemaal on levinud ASKUE kasutuselevõtt patenteeritud lähenemisviis ja see turg on koondunud peamiselt suurte kommertsettevõtete segmenti, ei ole ASKUE Venemaa arendajatel stiimuleid ega võimalusi arendada selle funktsionaalsuse juurutamiseks pilve IoT platvorme. elektritarbimise arukad arvestisüsteemid. Omakorda blokeerib selliste platvormide puudumine analüütiliste platvormide kõige lootustandvama globaalse suuna väljatöötamist, kuna nende eduka arengu aluseks on võime treenida ennustavaid mudeleid, mis põhinevad suurel hulgal reaalsetel andmetel, mis on kogutud pika ajaloolise perioodi jooksul, mida saab hankida ainult pilveintegratsiooni IoT platvormidelt, mis Venemaal puuduvad. Samuti puuduvad Venemaal hallatavad teenused, mis kasutaksid selliseid Põhja-Ameerikas ja Lääne-Euroopas laialt levinud platvorme.

Seega on maailmaturul edule keskendunud elektrienergiatööstuse asjade Interneti rakenduste ja platvormide arendajatel soovitatav tugineda analüütiliste platvormide segmendile, sõlmides partnerlussuhteid integratsiooniplatvormide segmendi ülemaailmsete liidritega, kasutades neid. treeningsimulatsiooni ennustavate mudelite andmeallikana.

Venemaa pilveintegratsiooni ja analüütiliste platvormide turu väiksus rahaliselt – 2018. aastal 3,2 miljonit dollarit (tegelik), 2022. aastal 10,4 miljonit dollarit ja 2029. aastal 39,6 miljonit dollarit (prognoos) tähendab, et:

konkurentsivõimelise asjade interneti platvormi väljatöötamise minimaalsete kuludega, mis ulatuvad kümnetesse miljonitesse dollaritesse, ja saavutatava turu suurusega mitu miljonit dollarit, ei ole eranditult Venemaa siseturule keskendunud platvormide loomine majanduslikult otstarbekas; IoT platvormidel põhinevate pilveteenuste reklaamimine Venemaal isemajandava tootena ei ole majanduslikult mõttekas, need on vaja paketeerida terviklike hallatavate teenuste hulka telemeetria ja energiavõrkude kaughalduse ning lõpptarbimise funktsioonide allhankeks; Vajalik on doteerida Targa Kodu süsteemide elementide paigaldamist lõpptarbija poolele, ilma milleta pole energia lõpptarbimise automaatne juhtimine võimatu.

Põhitingimuseks ülalnimetatud Venemaa pilve IoT platvormide turu mahtude saavutamiseks elektrienergiatööstuses on täiemahuliste lõpptarbimise juhtimise ergutusprogrammide juurutamine Venemaal (Demand Response programmide analoogid Põhja-Ameerikas, Läänes Euroopa ja mitmed teised piirkonnad), mille puudumisel ületab majanduslik efekt elektrienergiatööstuse digitaliseerimise kulud, on saavutamatud, sõltumata digitaliseerimise rahastamisallikatest.

Elektrienergia tööstuse digitaliseerimise regulatiivse raamistiku üle arutleva tööstuse ja reguleerivate asutuste jaoks on mõttekas kohandada elektritarbimise arukate arvestisüsteemide rakendamisel "suure paugu" lähenemisviisi, mida praegu peetakse peamiseks. võtta arvesse USA-s ja Lääne-Euroopas kogutud kogemusi, suunates rõhku lõpptarbijate ja energiaettevõtete majandusliku motivatsiooni arendussüsteemidele.

2018

Riigiduuma võttis vastu seaduse intelligentsete elektriarvestisüsteemide kohta

Energeetikaministeeriumi pressiteenistus ütles RBC-le, et kui gaasiarvestite paigaldamise tähtaega pikendatakse seaduslikult 1. jaanuarini 2021, siis haldusvastutusega kaasnevad riskid organisatsioonidele, kes "tarnivad või edastavad maagaasi ja kellele on usaldatud kohustus maagaasi tarnida või edastada võtta meetmeid gaasimõõteseadmetega varustamiseks aastani 2019” lükkub samuti 2021. aastani.

Ehitusministeerium lükkas uutesse hoonetesse arukate arvestite kohustusliku paigaldamise edasi

Nutikate arvestite paigaldamine Venemaa uutesse hoonetesse muutub kohustuslikuks hoonetes, mille kasutuselevõtu kuupäev on pärast 1. jaanuari 2020. Ehitusministeerium teatas Izvestijale asjakohaste standardite kehtestamise plaanist. Jutt käib nii kommunaal- kui ka kõigi ressursside individuaalsetest mõõteseadmetest.

Mais teatati, et ehitusministeerium kavatseb need nõuded kehtestada kuus kuud varem - 1. juulist 2019. Miks tähtaega lõpuks edasi lükati, ajaleht ei ütle. Kuid materjalist järeldub selgelt, et ministeerium ei toetanud Rosseti hiljutist algatust keelata "rumalate" arvestite paigaldamine kui sellised.

Nutikate arvestite paigaldamine muutub kohustuslikuks alates 2019. aastast

Nutikate elektriarvestite paigaldamine võimaldas vähendada kadusid võrkudes 10 - 30%. Need on Venemaa kolmes piirkonnas: Kaliningradi, Tula ja Jaroslavli oblastis läbi viidud eksperimendi tulemused. TASS kirjutas sellest viitega piirkondlike tarnijate andmetele 2017. aasta mais.

Eelkõige Kaliningradi oblastis vähenesid kaod pärast "nutikate" seadmete paigaldamist 37%, teatas Yantarenergo. Eksperimendi raames paigaldati sellised arvestid enam kui 20 tuhandele piirkondlikule tarbijale. Tula piirkonnas vähenesid kaotused võrkudes 10%, teatas PJSC Center and Volga Region IDGC Tulenergo filiaal. Siin sai nutikaid arvestiid 27 tuhat tarbijat.

Selliste süsteemide üks peamisi eeliseid on võimalus iseseisvalt reaalajas edastada elektrikasutuse andmeid energiavarustusettevõtetele. Seetõttu kipub varguse tõenäosus olema peaaegu null.

Nutikatest arvestitest saavad kasu aga mitte ainult tarnijad, vaid ka kohusetundlikud tarbijad. Nende paigaldamine võimaldab kehtestada diferentseeritud tariifide süsteemi, sealhulgas iga kuu kohta aastas. Tarbija saab oluliselt säästa, kui tal on võimalus kasutada märkimisväärset osa elektrist väljaspool „tippperioode“.

Optima ettevõtete grupi ekspertide hinnangul ei ületa kodusektoris nutikate arvestite paigalduste arv 500 tuhat. Turu kasvu tõukejõud on muudatused Venemaa seadusandluses, mis peaks kohustama teenindus- ja ressursse tarnivaid organisatsioone asendage tavapärased arvestid nutikate vastu, ütlevad eksperdid. Teine turu kasvu tõukejõud on tehnoloogiate, sealhulgas asjade interneti areng. Näiteks muudavad LPWAN-võrgud arukad arvestid tööstusstandardiks. Samas ei välista eksperdid, et targa raamatupidamise arengu takistuseks võib olla vajalike seaduste puudumine või nende aeglane rakendamine.

Arve uute elektriarvestite tasuta paigaldamise kohta

2017. aasta aprillis töötati välja valitsuse eelnõu uute elektriarvestite tasuta paigaldamise kohta, mis esitati riigiduumale. Alates 2018. aasta juunist saavad sellega arvestada need, kelle arvesti on üles öelnud või kasutusiga on möödas (16 aastat). Tavaliselt antakse elanikele asenduseks kolmetariifsed arvestid. Nagu eksperdid on arvutanud, maksab uue ühetariifse arvesti paigaldamine Moskva perekonnale 6 tuhat rubla. Nüüd pakuvad energiamüügiettevõtted enamikus piirkondades abonentidele arvestite vahetamist omal kulul.

Venemaa nutiseadmete ja energiamõõtesüsteemide turu suundumused aastatel 2010-2015.

J’son & Partners Consulting esitles 2016. aasta sügisel läbiviidud uuringu lühitulemusi Venemaa nutiseadmete ja energiamõõtesüsteemide turu peamistest trendidest aastatel 2010-2015. ja selle arenguprognoosid perioodiks kuni 2020. aastani.

Üks peamisi ülesandeid, millega energeetikakompleks kogu maailmas silmitsi seisab, on põhimõtteliselt uute lähenemisviiside väljatöötamine tööstuse moderniseerimiseks ja uuenduslikuks arendamiseks, mille eesmärk on suurendada varustuskindlust ja -kvaliteeti, luua võimalusi aktiivseks suhtluseks energiatootmise ja tarbijate vahel, laiendada. suutlikkust tarbimise juhtimiseks ning ka keskkonnasõbralike energiatehnoloogiate massilist kasutuselevõttu.

Eeldused intelligentsete energiamõõtesüsteemide rakendamiseks Venemaal

Venemaa majanduse energiatõhususe suurendamise probleem on üks pakilisemaid ülesandeid. Vene Föderatsioonis rakendatav poliitika, mille eesmärk on suurendada rahvamajanduse energiatõhusust, näeb ette riigi elektritaristu tervikliku moderniseerimise. Sellega seoses mängivad olulist rolli kõigi tarbijakategooriate varustamise protsessid kaasaegsete lahendustega energiaarvestuse valdkonnas.

Mitmete järjepidevate otsuste vastuvõtmine valitsuse poolt, eriti elamu- ja kommunaalteenuste sektoris, on viimastel aastatel kaasa aidanud mõõteseadmete turu märkimisväärsele kasvule.

Venemaal on loodud head eeldused intelligentsete energiamõõtesüsteemide arendamiseks. Kuid need projektid, välja arvatud elektriarvestussegment, pole veel massilist levitamist saanud.

Vene Föderatsioonis rakendatakse elektrienergia mõõtmise segmendis kõige enam kaasaegseid süsteeme.

2016. aasta juuni seisuga on Venemaa Föderatsioonis juurutatud 6099 AIMS KUE süsteemi.

Väärtuses on Venemaa AIMS KUE turg 2011.-2015. näitas üsna ühtlast kasvu. Kui 2011. aastal hinnati selliste lahenduste kogumüügiks kogu riigis 1,3 miljardit rubla, siis 2015. aasta lõpus hinnati turu mahuks 1,9 miljardit rubla.

AIMS KUE rakendamise valdkonna projektide elluviimise tööstusstruktuuri iseloomustab elektrivõrgu rajatiste domineerimine müügistruktuuris.

Soojusenergia mõõtmise segmendis on ligikaudu poolel Vene Föderatsioonis töötavast arvestipargist võimalus mõõteseadmetelt kaugnäitude võtmiseks.

Samas on maagaasi ja vee intelligentse mõõtmise valdkonnas viimastel aastatel ellu viidud suhteliselt vähe projekte.

Intelligentsete energiamõõtmissüsteemide rakendamise väljavaated Venemaal

Üks energiatõhususe suurendamise võtmevaldkondi on tarbijate varustamine kaasaegsete elektriarvestussüsteemidega. Alates 2005. aastast on Venemaal elektriarvestite tootmine ja tarbimine pidevalt kasvanud. Elektrienergia mõõteseadmete tarbeesemete põhikategooriad on:

• üksikud elamud ja korterid;
• mitme korteriga elamud;
• elektrienergia infrastruktuuri rajatised;
• ärikinnisvara objektid;
• tööstusrajatised;
• avaliku sektori objektid.

Teine oluline valdkond on soojuse mõõtmise süsteemid. Venemaal on arenenud tsentraliseeritud soojusvarustussüsteem. Riigis töötab üle 52 tuhande isoleeritud soojusvarustussüsteemi. Lisaks suurtele avalikele soojuselektrijaamadele töötab riigis suur hulk tööstuslikke soojuselektrijaamu, tuhandeid katlamaju ja miljoneid individuaalseid soojusgeneraatoreid (individuaalsed majapidamiskatlad, ahjud).

Venemaa veearvestite turu keskpika perioodi väljavaated määravad suures osas valitsuse toetusmeetmed energiaressursside instrumentaalmõõtmise arendamise projektidele. Ja kuigi täna on elamu- ja kommunaalteenuste sektoris veearvestite varustamise probleem suures osas lahendatud, on intelligentsete automaatsete mõõtesüsteemide kasutuselevõtt tarbijasegmendis endiselt lahendamata.

Tarbijate varustamine maagaasi mõõteseadmetega on oluline energiatõhususe suurendamise valdkond elamu- ja kommunaalsektoris, tööstuses ja kaubandussektoris. Vaatamata maagaasi suurele osakaalule riigi kütuse- ja energiabilansis iseloomustab seda turusegmenti märkimisväärne kasvupotentsiaal, mis on tingitud eelkõige ebapiisavast gaasiarvestite tasemest elamu- ja kommunaalteenuste sektoris. Rosstati andmetel on maagaasiga varustatud elamispindade osakaal riigis ligikaudu 70%, mis avab tohutu potentsiaali nutikate arvestisüsteemide arendamiseks.

Venemaa nutikate energiamõõtmislahenduste turu arengu väljavaated sõltuvad üsna paljudest teguritest, mille hulgas tuleks esile tõsta järgmist:

• tänapäevaste mõõteseadmete tüüpide rakendamise praegune tase, mis võimaldab neid kasutada mitmetasandilistes dispetšersüsteemides;
• tarbijate tavapäraste maja energiamõõteseadmete moderniseerimise tempo vastavalt föderaalseaduse-261 nõuetele;
• piirkondlike energiasäästuprogrammide rahastamise dünaamika;
• uuselamu- ja ärihoonete ehitusmahtude dünaamika;
• mitme korteriga elamufondi kapitaalremondi mahu dünaamika;
• Venemaa turul pakutavate nutikate arvestite valdkonna tehnoloogiliste lahenduste maksumus;
• energiaressursside tariifide tase;
• sihtprogrammide väljatöötamine ja elluviimine, pilootprojektid arukate arvestite lahenduste rakendamise valdkonnas;
• olemasolevate tehniliste tööstusstandardite kohandamine intelligentsete energiamõõtmissüsteemide rakendamiseks.

Venemaa arukate arvestite tehnoloogia turu keskpika arengu väljavaadete hindamiseks sõnastas J’son & Partners Consulting kolm turu arendamise võimalust: põhi-, optimistlikud ja pessimistlikud stsenaariumid.

Stsenaariumi eelduste põhjal võetakse arvesse järgmisi tegureid:

• kõigi korterelamute ühiste hoonearvestitega varustamise eeldatav valmimise aeg;
• arukate arvestite turule tungimise määr energiaturu erinevates mõõtesegmentides;
• elamuehituse kasvumäärad Vene Föderatsioonis ja mõnedes teistes.

Võttes arvesse J"son & Partners Consultingi uuringus omaks võetud stsenaariumieeldusi, eeldatakse, et tänapäevaste nutikate energiamõõtmisvahendite levik Venemaa turul võib aastaks 2020 olla olenevalt stsenaariumist 10% kuni 40%. Samal ajal on peamine kasvupotentsiaal AIIS KUE lahenduste kasutamine eluruumides.

Aastaks 2020 võib nõudlus nutikate elektrimõõteseadmete järele vaadeldavate turuarengu stsenaariumide järgi ulatuda 0,7–3,0 miljoni ühikuni.

Soojusenergia mõõtmise segmendis võib tänapäevaste nutikate mõõtmisvahendite levik Venemaa turul aastaks 2020 sõltuvalt stsenaariumist olla vahemikus 60% kuni 100%. Kõige perspektiivikamaks suunaks saab olema mitmetasandiliste dispetšersüsteemide kasutuselevõtt korterelamufondis levinud hoonesoojuse mõõteseadmete näitude jaoks, samuti lokaalsetesse soojusvarustusobjektidesse paigaldatud dispetšersoojusarvestite valdkonna lahendused. Prognoositud nõudlus nutikate soojusarvestite järele aastaks 2020 võib vaadeldavate turuarengu stsenaariumide järgi jääda vahemikku 238–510 tuhat ühikut.

Kaasaegse veearvestuse arengutempo Venemaal kuni 2020. aastani jääb täitunud stsenaariumi eelduste raames elektri- ja soojusenergia mõõtmise segmentidega võrreldes vähem oluliseks. Selle turu arengut piiravad peamised tegurid on selliste projektide pikad tasuvusajad, aga ka odavamate asendustoodete – traditsiooniliste labamõõturite – levik turule.

Kaasaegsete nutikate veemõõteseadmete prognoositav hõlvamise määr Venemaa turul aastaks 2020 võib olenevalt stsenaariumist olla vahemikus 15% kuni 40%. Kõige lootustandvamaks suunaks saab olema mitmetasandiliste dispetšersüsteemide kasutuselevõtt kommunaalveearvestite näitude jaoks nii korterelamufondis kui ka suurtele tööstustarbijatele.

Arukate veearvestite nõudlus võib vaadeldavate stsenaariumide järgi aastaks 2020 ulatuda 2,2–6,0 miljoni ühikuni.

Peamine paljutõotav suund nutikate maagaasimõõtmiste rakendamisel Venemaa Föderatsioonis aastani 2020 on ASKUG-süsteemide juurutamine erinevate tarbijakategooriate jaoks, eelkõige mitme korteriga elamutes.

Kaasaegsete maagaasiarvestite leviku määr Venemaa turul aastaks 2020 võib olenevalt stsenaariumist olla vahemikus 9% kuni 25% ning nõudlus nutikate gaasiarvestite järele (integreeritud ASKUG süsteemidesse) aastaks 2020 võib varieeruda vahemikus 202 kuni 593 tuhat. tükid aastal.

• Alternatiivne energia (Venemaa ja maailm)
  

"Tark võrk"

Kontseptsiooni järgi Tark võrk, Tuleviku energiasüsteemi käsitletakse kui Interneti-sarnast infrastruktuuri, mis on loodud säilitama energia-, teabe-, majandus- ja finantssuhteid kõigi energiaturu subjektide ja teiste huvitatud isikute vahel.

Arvukate avaldatud materjalide analüüs viib autorid järeldusele, et „...välismaal on Smart Grid ennekõike kontseptsioon elektrienergiatööstuse kui terviku, mitte selle üksikute funktsionaalsete või tehnoloogiliste segmentide uuenduslikuks ümberkujundamiseks. , kuna tegemist on just mitme olemasoleva elektrienergia tööstuse põhiprintsiipide, eesmärkide ja eesmärkide läbivaatamisega ning sellest tuleneva ülesannete ulatuse ja olemusega, samuti prognoositavate sotsiaalsete, majanduslike, teaduslike, tehniliste, keskkonna- ja muude Nende rakendamise mõjud määravad sellele valdkonnale maailmas pööratud märkimisväärse tähelepanu.

Kontseptsiooni väljatöötamise peamised ideoloogid olid USA ja EL riigid; Seejärel pälvis see tunnustuse ja arengu peaaegu kõigis suurtes tööstusriikides ja dünaamiliselt arenevates riikides, mis investeerivad selle rakendamiseks märkimisväärseid vahendeid (miljardit USA dollarit): Hiina - 70, USA - 19, India - 10, EL riigid - 7, Suurbritannia - 3 , Austria - 1, Kanada - 0,5, Lõuna-Korea - 0,3. Näiteks USA-s on sellisel programmil riiklik staatus ja see viiakse läbi riigi juhtkonna otsesel toel. EL-i riikides loodi juba 2004. aastal töö koordineerimiseks ja ühtse elektrienergia tööstuse arendamise strateegia väljatöötamiseks Smart Grid tehnoloogiaplatvorm “Tuleviku Euroopa energiasüsteem”, mille lõppeesmärk on arendada ja Euroopa energiasüsteemi arenguprogrammi rakendamine aastani 2020 ja pärast seda.

“Nutivõrk” on sujuv automatiseeritud mehhanism, mis ühendab elektritootjaid, elektrivõrke ja tarbijaid. Seda mehhanismi juhitakse tsentraalselt – läbi arvutikeskuse, kus miljonitelt digitaalkontrolleritelt saadakse reaalajas infot elektritarbimise taseme kohta. Spetsiaalne tarkvara aitab jälgida kõigi elektrienergia tootmise, edastamise ja tarbimise protsessis osalejate töörežiimi. Tabelis 11.4 näitab kommunikatsioonitehnoloogia põhikomponente "nutikas võrgus".

Integreeritud side

Tabel 11.4

Nimi tehnoloogiaid	Peamised komponendid
Juhtmeta tehnoloogiaid	mitme aadressiga raadiosüsteem; hoiatusvõrgud; hajaspektri raadiosüsteemid; WiFi; WiMAX; tulevase põlvkonna rakuline struktuur (Next Generation cellular); ajajagamise mitmekordne juurdepääs; mitmikjuurdepääs koodijaotusega (Code Division Multiple Access – CDMA); väike satelliiditerminal
Muud tehnoloogiad	Uue põlvkonna Internet (Intemet-2); kõrgsageduslik side üle elektriliini juhtmete (Broadband over Power Line – BPL); võrk koos optilise kaabli tarnimisega kasutajale; kiudoptiline koaksiaalkaabel; raadiosagedustuvastus (RFID)

Nutivõrgu peamiseks eeliseks on see, et see reageerib automaatselt erinevate parameetrite muutustele elektrisüsteemis ja võimaldab katkematut toiteallikat maksimaalse majandusliku efektiivsusega. Samal ajal on inimfaktori mõju "targa võrgu" toimimisele minimaalne.

Sisuliselt on “tark võrk” igapäevaelus ja paljudes tootmistegevuse valdkondades juba tuttavate infotehnoloogiate võimete kombinatsioon jõuelektroonika ja elektrotehnikaga.

Targa võrgu kontseptsiooni raames taandatakse kõigi huvigruppide (riigid, tarbijad, regulaatorid, energiaettevõtted, müügi- ja kommunaalorganisatsioonid, omanikud, seadmetootjad jne) nõuete mitmekesisus grupiks nn. põhinõuded (väärtused) uus elektrienergia tööstus, mis on sõnastatud järgmiselt:

• juurdepääsetavus – tarbijatele energia pakkumine piiranguteta, olenevalt sellest, millal ja kus nad seda vajavad ning olenevalt makstud kogusest;
• usaldusväärsus - võime taluda füüsilisi ja informatsioonilisi negatiivseid mõjusid ilma täielike seiskamisteta või suurte restaureerimistööde kuludeta, võimalikult kiire taastumine (iseparanemine);
• tõhusus - tarbijate elektritariifide optimeerimine ja kogu süsteemi hõlmavate kulude vähendamine;
• tõhusus - igat tüüpi ressursside, tehnoloogiate ja seadmete kasutamise efektiivsuse maksimeerimine elektrienergia tootmisel, edastamisel, jaotamisel ja tarbimisel;
• orgaaniline koostoime keskkonnaga - negatiivsete keskkonnamõjude maksimaalne võimalik vähendamine;
• ohutus – inimestele ja keskkonnale ohtlike olukordade vältimine elektrienergiatööstuses.

Nagu on rõhutatud: „...põhimõtteliselt uus on siin see, et kõiki esitatud põhinõudeid (väärtusi) peetakse võrdseteks ning nende prioriteedi, taseme ja korrelatsiooni aste ei ole kõigile üldised, normatiivselt fikseeritud. , kuid saab määrata ja rakendada iga vaadeldava energiasuhete subjekti (energiaettevõte, piirkond, linn, majapidamine jne) puhul sisuliselt individuaalselt. Selles sõnastuses muudetakse energiaarenduse ülesanne valdavalt tasakaalupõhisest ülesandeks luua, arendada ja pakkuda tarbijatele ja kogu ühiskonnale omamoodi energiavõimaluste menüüd.

Eeldatakse, et nutika võrgu kontseptsiooni rakendamine annab:

• elektrienergia ülekande ajal tekkivate kadude mitmekordne vähendamine;
• toiteallika töökindluse mitmekordne suurenemine (õnnetuse korral iseparanemise tõttu);
• reaalajas info tarbijale elektrikasutuse kohta;
• võime energiavoogusid optimaalselt ümber jaotada ja seeläbi tippkoormust vähendada (kõik elektrisüsteemid on loodud spetsiaalselt tippkoormuse jaoks);
• tarbijate võimalus osta kvaliteetset elektrit turutingimustel;
• stiimulid ja soodsad tingimused taastuvate energiaallikate arendamiseks ja elektritranspordi arendamiseks, kus on vaja hajutatud jõuallikaid ja laadimist.

Tabelis 11.5 võrdleb kaasaegse EPS ja Smart Grid kontseptsioonil põhineva süsteemi omadusi.

Tabel 11.5

Kaasaegsete ja tulevaste elektrisüsteemide omadused

Tänapäeva energiasüsteem	Targa võrgu kontseptsioonil põhinev energiasüsteem
Ühesuunaline suhtlus elementide vahel või selle puudumine	Kahesuunaline side
Tsentraliseeritud tootmine – hajutatud tootmist on keeruline integreerida	Hajutatud põlvkond
Topoloogia on valdavalt radiaalne	Peamiselt võrgu topoloogia
Reageerimine õnnetuse tagajärgedele	Reageerimine õnnetuse ärahoidmiseks
Seadmete töö kuni rikkeni	Järelevalve ja enesediagnostika, seadmete “eluea” pikendamine
Käsitsi taastamine	Automaatne taastamine - "iseparanevad võrgud"
Vastuvõtlikkus süsteemiõnnetustele	Süsteemiõnnetuste tekke vältimine
Käsitsi ja fikseeritud võrgu jaotamine	Adaptive Network Provisioning
Seadmete ülevaatus kohapeal	Seadmete kaugjälgimine
Piiratud võimsusvoogude juhtimine	Toitevoolu juhtimine
Tarbijale kättesaamatu või väga hiline hinnateave	Reaalajas hind

Targa võrgu kontseptsioon, mis põhineb tuleviku elektrienergia tööstuse strateegilisel visioonil, sisaldab selliste võrkude ehitamise põhimõtteid ja neile esitatavaid põhinõudeid, millest tulenevad funktsionaalsed omadused (karakteristikud): juhtimis-, tehnoloogiline, regulatiivne, informatsioon. .

Nagu juba märgitud, ei piirdu kontseptsioon ainult võrkudega – see hõlmab kõiki tehnoloogilise ahela lülisid alates elektri tootmisest kuni selle tarbimiseni. 11.4.

See näeb ette, et igaüks neist saavutab sobivaid vahendeid kasutades järgmised eesmärgid:

• põlvkond- elektritootmise töökindluse ja efektiivsuse tõstmine, kasutades kaasaegseid üliintelligentseid seire- ja juhtimisvahendeid, sh IT, taastuvate energiaallikate integreerimist, hajutatud tootmist ja energia salvestamist;
• ülekandevõrk- jõuülekande töökindluse ja elektrivõrgu juhitavuse tagamine režiimide ja nende juhtimise laiaulatusliku jälgimise kaudu uute vahendite ja tehnoloogiate abil (FAKTID, PMU - Power Management Units - tehisintellekt jne), samuti kasutusala laiendamine mehitamata õhusõidukite elektriliinide tehnilise seisukorra kontrollimiseks plaaniliste (iga 1,5 aasta järel) ja plaanivälise (pärast iga looduslikku anomaaliat) kontrolli;
• alajaamad- alajaamade töökindluse ja juhitavuse tagamine, varustades need kaasaegsete elektriseadmete ja automaatikaga, mis põhineb kaasaegsetel info- ja arvutitehnoloogiatel põhinevatel diagnostika-, seire- ja juhtimisvahenditel;
• elektrijaotusvõrk- suurendada selle juhitavust ja töökindlust hajutatud automaatika- ja kaitsesüsteemide kasutuselevõtuga kaasaegsel mikroprotsessori baasil, kasutades uusi info-, arvuti- ja internetitehnoloogiaid;
• tarbijad- varustada need väga intelligentsete süsteemidega elektri jälgimiseks ja mõõtmiseks, energiatarbimise reguleerimiseks ja koormuse juhtimiseks, sealhulgas hädaolukordades.

Riis. 11.4.

"Nutika võrgu" loomine hõlmab suure hulga uute tehniliste vahendite ja tehnoloogiliste tehnikate kasutamist:

• Võimsus:
• FAKTSI seadmed (loetletud punktis 11.5.1);
• hajutatud tootmine (põhiliselt taastuvatel energiaallikatel);
• jõuelektroonika;
• pooljuhtide tehnoloogia;
• ülijuhtivad kaablid;
• keerulised juhid;
• virtuaalsed elektrijaamad (vt 11.4).
• Süsteemid teabe mõõtmiseks, töötlemiseks, edastamiseks ja esitamiseks:
• PMUd ja andmekontsentraatorid satelliitnavigatsioonivõrgu kaudu;
• optiline kiud;
• raadioside;
• seadmete digitaalne alus;
• infotehnoloogia;
• Internet.
• Seire- ja juhtimissüsteemid:
• tehisintellekt;
• võrgupõhised lähenemisviisid järelevalve ja juhtimise koordineerimiseks;
• uued juhtimisteooria meetodid;
• tehisintellektil ja infotehnoloogial põhinev lokaalne kontroll;
• Internet.
• Süsteemid tarbija aktiivsuse tagamiseks:
• digitaalsed süsteemid teabe kogumiseks, töötlemiseks ja esitamiseks;
• Internet;
• tariifid ja hinnamehhanismid.

Nutivõrgu kontseptsiooni juurutamise mõju USA-s 2025. aasta seisuga on püütud kvantifitseerida, tabel.

USA-s Smart Grid kontseptsiooni rakendamisest saadav prognoositav kasu on toodud tabelis. 11.7.

Tabel 11.6

Nutivõrgu kontseptsiooni rakendamise mõjud

Valikud		Energiasüsteem ilma nutika võrguta (1. stsenaarium)	Nutivõrgul põhinev energiasüsteem (2. stsenaarium)	2. stsenaariumi ja 1. stsenaariumi näitajate suhe.
Elektritarbimine (miljard kWh)				10-15, väheneb
SKT energiamahukus (kWh/$GDP)				29, langus
Tippnõudluse vähendamine (%)
PRS-heitmed (miljonit tonni süsinikku)				20, langus
Tootlikkuse kasvumäär (%/aastas)
Reaalne SKT (miljardid dollarid)
Ettevõtlusele tekitatud majandusliku kahju suurus (miljard dollarit)				90, langus

Tabel 11.7

Prognoositav kasu Smart Grid kontseptsiooni rakendamisest USA-s

2010. aasta lõpu seisuga oli maailmas 90 „nutivõrkude“ loomiseks mõeldud pilootprojekti. Nende rakendamisel ilmneb, et riiklikule pinnale üle kantud nutika võrgu kontseptsioon on läbimas olulisi muutusi tulenevalt regulatiivsetest režiimidest, olemasolevast elektrisüsteemide infrastruktuurist ja riigi majandusprioriteetidest. Piiratud maavarade ressurssidega riikides on strateegia suures osas keskendunud taastuvenergia arendamiseks soodsate tingimuste loomisele, energiasäästu stimuleerimisele ja energiaressursside tarbimise efektiivsuse tõstmisele.

Meie suurte energiaressursside reservide, elektrivõrkude hiiglasliku pikkuse ja seadmete suure kulumisastmega riigi jaoks on esmatähtis tagada piiratud investeeringute ja nappusega elektrivõrgukompleksi töökindlus ja efektiivsus. ajast.

Tuleb meeles pidada, et „targa võrgu“ loomine maksab palju raha (näiteks Itaalia ettevõte Enel, alustades 2001. aastal viieaastase projektiga „nutivõrkude“ kasutuselevõtt, kulutas kokku 2,1 miljardit eurot ). Seetõttu, nagu eespool märgitud, kaalub meie riik kombineeritud võrguga energiasüsteemide loomise kontseptsiooni - "tugevate" ja "nutikate" võrkude kombinatsiooni, ühendades kaks mõistet üheks - "tugevad ja nutikad võrgud". Selle väljatöötamine toimub vastavalt Vene Föderatsiooni valitsuse kinnitatud skeemile.

Praegu töötavad mitmed Venemaa energiaettevõtted välja ja viivad ellu projekte, mis hõlmavad Smart Grid tehnoloogilise baasi elementide kasutamist.

Tavaliselt võib sellised projektid jagada kolme rühma: süsteemne, infrastruktuur ja kohalik.

Süsteemiprojektid: SO UES OJSC huvides SCADA EMS-süsteemi loomine, mis suudab asendada enamiku kohalikest kõrgelt spetsialiseerunud kompleksidest Venemaa UES elektrirežiimide pikaajalises, keskmises ja lühiajalises planeerimises, arendamisel ja rakendamisel. elektri- ja võimsusturu toetamise menetlused, seadmete remonditööde väljasaatmistaotluste kaalumisel ja mitmel muul juhul.

Infrastruktuuri projektid:

• FACTS-i elementide loomine ja juurutamine (JSC Russian Grids koos JSC SO UES-ga);
• info-mõõtesüsteemi kasutuselevõtt elektrienergia kommertsarvestamiseks (AIIS KUE);
• siirdetingimuste jälgimise süsteemi väljatöötamine, mis koosneb salvestusseadmetest, andmekontsentraatorite ja juhtimiskeskuste vahelistest infovahetussüsteemidest ning saadud teabe töötlemise vahenditest;
• elektrienergiatööstuse ühtse tehnoloogilise sidevõrgu (UTSSE) ehitamine, mis põhineb kaasaegsete digitaalsete kommutatsioonisõlmede laialdasel kasutuselevõtul fiiberoptiliste sideliinide ja raadioreleeliinide rajamise kaudu, HF-side moderniseerimine, satelliitsidesüsteemide kasutuselevõtt ja digitaalne mobiilraadioside. UTSSE loomise programmi lõpuleviimisel katavad kaasaegsed telekommunikatsioonisüsteemid kõik Venemaa UES-i rajatised. Telekommunikatsiooni vallas on Venemaa elektrienergia tööstuse positsioon üsna tugev ega ole takistuseks lähitulevikus „nutivõrkude“ tarkvara loomisele;
• Venemaa UNEGi töö- ja dispetšerjuhtimise uue sihtmudeli loomine ja selle mudeli praktiline rakendamine loodud võrguhalduskeskuste raames;
• releekaitse- ja automaatikaseadmete (RPiA), avariiautomaatika (EA), automatiseeritud dispetšerjuhtimissüsteemide (ADCS) täiustamine, elektrienergia tööstuse erinevate IT-süsteemide koostoime ühtsete protokollide arendamine. Selle teemaga tegelevad võrgu- ja tootmisettevõtted. Koordineeriv organisatsioon on JSC SO UES.

Kohalikud projektid- erinevate energiaettevõtete, reeglina müügi- ja elektrivõrguettevõtete poolt ellu viidud projektid: mitmetariifsete mõõtesüsteemide korraldamine, arveldussüsteemide paigaldamine, kaugpiiramis- ja väljalülitusseadmete rakendamine. Praegu töötavad süsteemid eraldi, kasutades erinevaid elementide baase ja oma sisemisi protokolle.

Kui rakendatakse üldistatud "tugevate ja tarkade võrkude" kontseptsiooni, muutuvad Venemaa elektrivõrgud "passiivsest" elektriülekandesüsteemist "aktiivseks" töörežiimide haldamise tööriistaks. Selline kompleks võimaldab vastuvõetavatel tingimustel lahendada riigi elektrivõrgukompleksi probleemid.

Ekspertide sõnul esitletakse Venemaa tehnoloogiaturul lähitulevikus üldistatud kontseptsiooni elluviimiseks vajalikke põhimõtteliselt uusi tehnoloogiaid ja seadmeid. Suureneb meie riigis seadmeid ja tehnoloogiaid tootvate suurettevõtete aktiivsus, mille eesmärk on luua Venemaal vastav tehnoloogiaturu segment.

Aktiiv-adaptiivse võrguga (IES AAS) intelligentse energiasüsteemi loomine seab meie riigi elektrienergia tööstuse intellektualiseerimise alal maailma liidritega võrdsele tasemele ja suurendab oluliselt Venemaa majanduse energiatõhusust. Ekspertide hinnangul vähendab projekti elluviimine Venemaa elektrivõrkude kadusid kõigis pingeklassides 25%, mis võimaldab säästa umbes 34-35 miljardit kWh aastas. Võrguarendusse tehtavate kapitaliinvesteeringute mahtu on võimalik vähendada ligi 35 miljardi dollari võrra, suurendades nende võimsust uute tehnoloogiate abil.

Uute võrkude loomise projekti elluviimisse on kaasatud juba üle 70 kodumaise juhtiva elektriseadmete ja nendega seotud tehnoloogiate tootja ning arendaja. JSC Russian Networks partnerite hulgas on suurimad tööstuse teadusasutused, Venemaa Teaduste Akadeemia instituudid ja juhtivad ülikoolid. Töö üldist koordineerimist teostab JSC Russian Gridsi 100% tütarettevõte JSC Elektrienergiatööstuse teadus- ja tehnikakeskus. OJSC Russian Grids plaanib investeerida teadus- ja arendustegevusse umbes 5 miljardit rubla aastas. See võimaldab kodumaisel võrguettevõtjal jõuda selle näitaja poolest arenenud riikide suurimate energiaettevõtete tasemele, kes eraldavad igal aastal 3–8% investeerimisfondidest teadus- ja arendustegevuseks.

Väljatöötatud riiklik kontseptsioon UENS-i ümberkujundamiseks peab olema korrelatsioonis riigi uuendusliku arengu prioriteetide, võtmevaldkondade ja kriitiliste tehnoloogiatega, samuti vastuvõetud riiklike programmide ja projektidega.

Energeetika eelseisev intellektualiseerimine on oodatavate muutuste ulatuse poolest võrreldav revolutsiooniliste muutustega, mis on toimunud side ja info vallas ning on teinud Interneti, mobiilside ja paljude muude meie aja saavutustega. tundmatuseni muutnud igapäevaelu, tuttav reaalsus.

Akadeemik V. E. Fortov on Venemaa Teaduste Akadeemia energeetika, masinaehituse, mehaanika ja juhtimisprotsesside osakonna akadeemik-sekretär ning Venemaa Teaduste Akadeemia Kõrgete Temperatuuride Ühisinstituudi direktor. Tema teadusuuringuid peetakse impulss- ja tööstusliku energia, kosmosefüüsika, juhitava termotuumasünteesi ja raketitehnoloogia arendamiseks ülioluliseks. Töötanud kõrgetel ametikohtadel: Venemaa Teaduste Akadeemia asepresident; asetäitja Vene Föderatsiooni valitsuse esimees, Venemaa Föderatsiooni riikliku teadus- ja tehnikapoliitika komitee esimees; Vene Föderatsiooni teadus- ja tehnoloogiaminister. Ta on saanud kõrgeid auhindu – nii meilt kui ka välisriikidest.

Vladimir Jevgenievitš, juunis toimus Peterburi IV rahvusvahelise majandusfoorumi raames ümarlaud “Nutikad võrgud – tark energia – tark majandus”, mida modereerisid. Palun öelge meile, mida tähendab mõiste "nutivõrgud"?

- "Nutikad võrgud" või "Smart Grid" on kaasaegse energeetika laiaulatuslik suund. See termin ilmus suhteliselt hiljuti: energia lakkab olemast lihtsalt mugava elu vahend, vaid muutub vahendiks kõigi inimtegevuse valdkondade arendamiseks. Targa võrgu eesmärk on muuta elektrienergia tootmine, edastamine ja jaotamine "intelligentseks", küllastada elektrivõrgud kaasaegsete diagnostikavahendite, elektrooniliste juhtimissüsteemide, algoritmide, tehniliste seadmetega nagu ülijuhtivate liinide lühisevoolu piirajad. ja palju, palju muid asju, mis tänapäeval teaduses ja tehnoloogias ilmusid. Jämedalt öeldes on see kombinatsioon meile juba Internetist tuttava infotehnoloogia võimalustest energiaelektritehnikaga.

Kas see annab teile võidu?

See võimaldab mitmekordselt - mitmekordselt - vähendada kadusid elektrienergia edastamisel generaatorilt tarbijale, mitmekordselt suurendada energiavarustuse usaldusväärsust, võimaldab optimaalselt ümber jaotada energiavooge ja seeläbi vähendada tippkoormust (ja elektrisüsteemid on loodud spetsiaalselt tippkoormuse jaoks). See annab lõpuks tarbijale võimaluse osaleda elektriturul.

Lõppude lõpuks, kui varem võttis tarbija elektrienergiat ühelt müüjalt, siis nüüd on ta turutingimustes: saab valida tootvate ettevõtete vahel. See, muide, oligi energiasektori reformide mõte – luua konkurentsikeskkond. Kuid selleks, et tarbijana saaksite analüüsida, kust on Teil odavam energiat osta ja saada, peate täpselt teadma, kus ja mis hinnaga seda müüakse, kus seda täna üleliigselt on ja kus on puudus.

Teine targa võrgu vajadus on seotud nn taastuvate energiaallikatega. Nii siin kui ka Euroopas räägitakse palju sellest, et tuleb loobuda fossiilkütuste põletamisega seotud süsinikupõhisest energiast ja minna üle alternatiivsele energiale – päikese-, tuule-, vesiniku- jne. Eelkõige on see tingitud ka elektritranspordi arengust, kus on vaja hajutatud jõuallikaid ja laadimist. Kuid selleks, et ühendada taastuvad energiaallikad suurde võrku ja muuta need samadeks turuobjektideks kui muud allikad, vajame neid nutikaid võrke - “Smart Grid”.

Samuti on vana probleem, mis on seotud elektrienergia tarbijatega.

Näiteks ühendate elektrivõrgu majaga, kus on näiteks kakssada korterit, millest paarkümmend korterit ei maksa elektri eest, ülejäänud maksavad regulaarselt. Nende kahekümne sundimiseks - ilma rahata poest te ju kaupa ei saa ja elekter on sama toode - peate need välja lülitama, kuid "mittemaksjad" välja lülitama, naabreid häirimata. Täna kahjuks sellist võimalust pole, kui nad välja lülitavad, siis kogu maja.

Lühidalt, me peame kogu süsteemi põlvkonnast tarbijani, korteri või ettevõtte pistikupesani küllastama nutika elektroonikaga, mis annab täpset teavet: kui palju elektrienergiat teile täna tarnida ja mis hinnaga. Ja kui teil on võimalik seda teha, valige fondivalitseja või teie enda kaudu optimaalne tootja ja homme - mitte see, vaid teine. Seega on vaja ühendada diagnostikavahendid ühelt poolt kaasaegsete juhtimisvahenditega, teiselt poolt ja otsustusvahenditega. See on väga raske ülesanne, kui me räägime elektrienergia ülekande viimasest etapist - tarbijale.

See tähendab, et me räägime kodaniku-tarbija tasemest ja väljundist tema korteris?

Ei, tõsised probleemid tekivad palju varasemates etappides. Oletame, et kui näiteks kõrgepingevõrkudes 220 kilovoldises ja üle selle tekib lühisvool, siis tuleb see võrk kiiresti välja lülitada, koormused reaalajas ümber jaotada ja sellega õnnetust ära hoida. Ja selleks vajame uusi kaasaegseid meetodeid suurte voolude piiramiseks - kümneid kiloampreid. Muide, oleme sees

Venemaa Teaduste Akadeemia Kõrgete Temperatuuride Instituut on välja töötanud plahvatusohtlikud kaitselülitid, mis katkestavad kiloampervoolud mõne mikrosekundiga.

Või mõni muu sarnane probleem: ütleme, et välk lööb elektriliini ja tekivad väga suured kaod – liigpinged, lühised, valehäired jne. Meie instituut on välja töötanud plahvatusohtliku magnetgeneraatori, mis simuleerib pikselöögi elektriliini – see kasutab lõhkeaine energiat (ja keemiliste lõhkeainete erimahtuvus on miljon korda suurem kui kondensaatoritel) ja muundab selle elektrivooluimpulsiks – tekib tühjenemine, mis on väga sarnane pikselöögiga. Meie arendus võimaldab valmistada seadmeid, mida saab autole paigutada ning seejärel sõita päris elektriliinidesse, alajaamadesse ning kontrollida maandust, voolupiiravaid süsteeme ja muid elektriseadmeid.

Kolmas probleem: kui töötate kõrgepingeliinil ja soovite mõõta voolu ja pinget, peate jälgima, et kõrgepinge ei satuks arvestisse. Varem tehti seda trafode abil, kuid trafod on suured ja nende isolaatorid on samuti üsna suured - kahe meetri pikkused. Selgub, et saate kasutada fiiberoptilist liini - sellist, mida kasutatakse telefoni- ja arvutisuhtluses - ja näha Faraday pöörlemise polarisatsioonitasandi muutust ja selle polarisatsioonitasandi muutuse põhjal väga väikesel seadmel määrata, mida seal voolab vool

Kas nutika võrgu tähendus laieneb riigi võrkude ulatusele?

Jah, vajame magistraal- või jaotusvõrke, mis suudavad iseseisvalt jälgida nende seisukorda ja tarbijate, generaatorite, elektriliinide ja alajaamade töörežiimi ning rakendada automaatselt lahendusi, mis võimaldavad katkematut toidet ja maksimaalset majanduslikku efektiivsust. Näiteks peab "tark võrk" ise moodustama juhtimistoimingu, et saavutada elektrikadude optimaalne tase, kui voolud piki elektriliine suurenevad suurtarbija või kogu energiaühenduse suurenenud tarbimise tõttu. Enesediagnostika ja -paranemine tuleb käivitada, samas tuleb automaatselt tuvastada võrgu nõrgimad lõigud või ohtlikud elemendid, samuti tuleb õnnetuse vältimiseks automaatselt ümber ehitada võrguskeem.

Nutivõrgu oluline element on digialajaam. Sarnaste projektide kallal on töö käimas Euroopas, USA-s, Jaapanis, Indias, Hiinas, sealhulgas meie Federal Grid Company. Sellises alajaamas genereeritakse, töödeldakse ja hallatakse kogu seire-, kaitse- ja juhtimissüsteemide informatsioon digitaalses formaadis spetsiaalsete optiliste digitaalsete instrumentide trafode ja uue põlvkonna digitaalseadmete komplekside abil.

Lühidalt öeldes tuleb Venemaa elektrienergiatööstus kujundada terviklikuks mitmetasandiliseks juhtimissüsteemiks, mis suurendab automatiseerimise mahtu ja suurendab kriitilist usaldusväärsust, sealhulgas kõige nõrgemad ja haavatavamad lülid, võttes arvesse süsteemseid riske ja ohte. ning kiire reageerimine vahejuhtumitele ja õnnetustele. See on mõistete "nutikad võrgud" või "nutivõrk" taga.

Kas välisfirmade esindajad rääkisid?

Huvilisi tuli ümarlauale viis korda rohkem, kui korraldajad ootasid. Kui aus olla, siis paljudel polnud isegi kohta, kus istuda – sellegipoolest istusime 3,5 tundi.

Välisosalejad - maailma suurimate elektrotehnikaettevõtete esindajad - rääkisid väga aktiivselt, jagasid oma kogemusi, näitasid üles huvi meie turu vastu ja see on tohutu turg ning nad on valmis ostma ja ellu viima suure osa sellest, mida Venemaa Akadeemia Teadused pakuvad.

Ülemaailmne majanduskriis osutus lähtesignaaliks majanduse ja eelkõige elektrienergia tööstuse moderniseerimisel. Nii tõi Barack Obama oma kuulsas teaduse arenguteemalises kõnes eraldi välja “tarkade võrkude” teema ning hiljuti pidas ta ka konkreetselt energeetikateemalise kõne, kus ütles, et “Smart Grid” on suund. mida tuleb aktiivselt arendada. Tõepoolest, nutika võrgu rakendamine Ameerika Ühendriikides on juba oluliselt parandanud riigi energiasüsteemide töökindlust. Seetõttu eraldatakse USA eelarvest ainuüksi nutikate võrkude arendamise programmi jaoks 4,5 miljardit dollarit! Vastavalt sellele suurendab lääs teaduse rahastamist selles suunas: arenenud riikide energiaettevõtete teadusele tehtavate kulutuste osakaal on täna 3–8%.

Kas lääne ja Venemaa lähenemine nutikate võrkude korraldamisele on erinev?

Kahtlemata. Lääne eksperdid püüdlevad omavalitsuste territoriaalsel ja organisatsioonilisel tasandil kompaktselt paiknevate tootmisrajatiste, elektrivõrkude ja tarbijate toimimise ja interaktsiooni korrapärase seotuse poole. Nad on huvitatud väikeste elektritootmisallikate ühendamise võimalusest, nende turgu dikteerib nõudlus kohalike "tarkade võrkude" järele.

Energiasüsteemide toimimise piirkondadevahelisel, riiklikul ja rahvusvahelisel tasandil puudutavad juhtimisülesanded neid seni vähem.

Ja Venemaal toimub tarbijate energiavarustus keerulistes majanduslikes, tehnilistes, looduslikes ja klimaatilistes tingimustes; keskendume suurtele tootmisrajatistele; meil on suurte süsteemide integreerimise tase erinev ja süsteemisuhete keerukus on oluliselt kõrgem. Sellest lähtuvalt peame kogu globaalse elektrivõrgu ümber struktureerima multifunktsionaalse automatiseerimise põhimõtete alusel. Sealhulgas võttes arvesse pikaajalist ülesannet taastada SRÜ riikide energiasüsteemide koordinatsioonijuhtimine.

Muide, tänu sellele puhtalt vene eripärale oleme paljudes saavutustes alati ees olnud: Krasnojarski hüdroelektrijaam oli kõige võimsam, Sayano-Shushenskaya hüdroelektrijaam oli kõrgeim, siia ehitati esimene tuulik, pikima energiaga. 2,5 miljoni kilomeetri pikkune süsteem ehitati esimesena NSV Liidus, kõige ökonoomsema auru-gaasi tsükli kasutegur 62 protsenti leiutas vene teadlane, akadeemik Sergei Aleksejevitš Khristianovitš, esimene tuumajaam oli meie jne. ja nii edasi. Elektroonikateaduses ja energeetikas pole Venemaal kunagi olnud nii suurt mahajäämust kui näiteks praegu arvutiteaduses ja meditsiinis. Nutivõrgu programm käivitati USA-s vaid neli aastat tagasi – Venemaa jaoks on see väike edumaa.

Kas "nutivõrgud" on Venemaa jaoks vaid kontseptsioon või on võimalus neid praktikas rakendada?

Alustame praktilise rakendamisega. O.M. Ühtse energiasüsteemi föderaalse võrguettevõtte juhatuse esimees Budargin ütles ümarlaual, et süstemaatiline alarahastamine 90ndatel ja integreeritud lähenemisviisi puudumine uute tehnoloogiliste lahenduste rakendamisel võrkudes viis selleni, et meie võrgud täna on kahjuks , vananev infrastruktuur (50%), elektriseadmete füüsiline ja moraalne vananemine, aegunud infosüsteemid ja protsesside juhtimissüsteemid. Seetõttu plaanib ettevõte järgmise kolme aasta jooksul kujundada ümberkujundamiseks uue ideoloogia ja tehnoloogilise platvormi ning muuta järgmised kaks aastat perioodiks uute lahenduste, tehnoloogiate katsetamiseks ja pilootprojektide elluviimiseks "nutivõrkude" täiemahuliseks rakendamiseks. .”

Ettevõtte investeerimisprogramm on üle 200 miljardi rubla aastas. Seega on ettevõttel kavas viia läbi kõrgtehnoloogiatel põhinevate elektrienergiatööstuse kõigi ainete terviklik moderniseerimine ja uuenduslik arendamine globaalselt kogu riigis. Eeldatav elektrikadude vähenemine planeeritavatest tegevustest kõigi pingeklasside võrkudes on ca 25 protsenti!

Niisiis, väga lühidalt: mis on nutika võrgu tähendus?

Esiteks määrab ülemaailmsest kriisist ülesaamise edu ja riigi majanduse jätkusuutliku kriisijärgse arengu suuresti ära see, mil määral suudab Venemaa elektritööstus rahuldada praeguseid ja tulevasi vajadusi energiaressursside ja sellega seotud teenuste järele. Ja teiseks, erinevalt mõnest teisest teadusvaldkonnast, kus paraku on märgatav mahajäämus, alustavad nii lääne kui ka Venemaa teadlased ja spetsialistid peaaegu üheaegselt “nutivõrkude” teemat.

Vabandan järsu teemapööramise pärast: mida sa teeksid, kui sa poleks füüsik, vaid filosoof?

Hakkaksin analüüsima tänapäeva Venemaal toimuvat. Viimase kahe kriisiaasta jooksul on meil toimunud radikaalsed majanduslikud muutused – väga valusad, ennekõike valusad akadeemilisele teadusele. Ja seda hoolimata asjaolust, et postsovetlikul ajal oli teadusel võimalus olla avatum, vabam ideoloogilistest piirangutest - see on positiivne tegur, kuid samal ajal sai see rahast "vabaks" ja seetõttu väga tõsiseks tsivilisatsiooniks, mida nimetati "NSVL-i teaduseks", varises tegelikult kokku. Oleme kaotanud täiesti fenomenaalse kihi tarkadest inimestest, teaduskoolidest – ma teeks sellega midagi. Tehniline infrastruktuur on kokku kukkunud. Just hiljuti, juunis, rääkisime sellest Teaduste Akadeemia presiidiumi koosolekul, kui võtsime kokku Sayano-Shushenskaya hüdroelektrijaama õnnetuse uurimise tulemused. Meist, Venemaa kodanikest, on täna saamas inimesed, kelles ma pole kindel, kas nad suudavad korralikult hallata võimsat relva, mida nimetatakse teadus-tehniliseks infrastruktuuriks ja mis on meile eelmisest ajastust pärandina jäetud. Me ei saa seda teaduslikku ja tehnilist infrastruktuuri alati töökorras hoida, et see täidaks oma ülesandeid, ja seetõttu muutub see ohtlikuks mitte ainult endale, vaid ka keskkonnale, oma naabritele.

Teine asi, mida ma teeksin, kui oleksin filosoof. Kolossaalne hulk intelligentseid, tarku inimesi kaotas töö, muutusid kodututeks, kerjusteks, Tšerkizovski turul ketsimüüjateks jne. Iga sellise sündmuse taga on inimene. Aga ka ühiskond on seda väärt! Ja kuidas see juhtus, et see ühiskond tegelikult oma õiguste eest ei võitle? Miks demokraatlikud institutsioonid, mis on kapitalistliku ühiskonna vajalik tingimus (vabadus ilma demokraatiata on loomaaed), miks läheb sellest mööda sama intelligents ja sama ühiskond?

Veelgi enam, kui ma oleksin filosoof, siis ma mõtleksin: täna pole ideoloogiat ja me kõik ütleme, et see on suurepärane, kuid see on suurepärane - esialgu. Näiteks olen füüsik ja töötanud kõige mainekamates instituutides ja nüüd töötan mainekas instituudis nimega Teaduste Akadeemia ning ma pole kunagi tundnud ideoloogilist survet. Asi pole selles, et see füüsikute kohta ei kehtinud või et meil poleks midagi öelda, vaid me lihtsalt ei sekkunud sellesse asjasse, see ei olnud meile huvitav. Aga mis praegu toimub? Kasvamas on noorte kodanike põlvkond, kellele me ülesandeid ei sõnasta. Meil ei ole ideoloogiat, vaid seda, millest on juba õigesti aru saadud, ja mulle tundub, et tänapäeval peaks filosoofia andma võib-olla mitte ühe, vaid teatud ideede kogumi, pakkuma mingit valikut. Ma ei saa nõustuda sellega, et inimene töötab rikkaks. See on tee eikuski. Juba vanad filosoofid ütlesid, et rikas pole mitte see, kellel on palju, vaid see, kellel on vähe vaja. Isegi kui see on imelik sõna – vaimsuse või vaimsuse puudumine –, aga ikkagi peab inimesel peas olema midagi muud kui primitiivsed filosoofilised konstruktsioonid. Religioon on nõrk. Minu arvates on siin väga pakilisi küsimusi ja võib-olla teevad filosoofid seda, kuid ma ei tunne seda, teate, ma ei näe neid - ei televisioonis ega ajakirjanduses, kuskil.

Intervjueeris Sergei SHARASHANE