Перевод энергетической отрасли в новую эру надёжности. Умные сети — система Smart

Автор: Мовенко М.Н., Компанеец Б.С.

Журнал: Мировая наука @science-j

Рубрика: Основной раздел

Статья в выпуске: 5 (98), 2025 года.

Бесплатный доступ

Систему электроснабжения часто называют самой большой и сложной сетью из когда-либо созданных, но в основном это механическая система. В настоящее время доступны технологии и интеллектуальные системы, которые могут значительно улучшить общую функциональность распределения электроэнергии и подготовить ее к удовлетворению потребностей потребителей.

Информационная сеть, электроснабжение, генерация, передача, потребление

Короткий адрес: https://sciup.org/140311528

IDR: 140311528

Текст научной статьи Перевод энергетической отрасли в новую эру надёжности. Умные сети — система Smart

Smart Grid – это возможность связать систему электроснабжения с информационной сетью. Умные сети будут состоять из элементов управления, компьютеров, автоматизации, новых технологий и оборудования, работающих вместе, но в этом случае эти технологии будут работать с электрической сетью, чтобы в цифровой форме реагировать на наши быстро меняющиеся потребности в электроэнергии.

Smart Grid представляет собой беспрецедентную возможность перевести энергетическую отрасль в новую эру надежности, доступности и эффективности, которая будет способствовать нашему экономическому росту:

  • 1.    Более эффективная передача электроэнергии

  • 2.    Быстрое восстановление электричества после энергетических помех

  • 3.    Снижение эксплуатационных и управленческих расходов на коммунальные услуги, снижение затрат на электроэнергию для потребителей

  • 4.    Снижение пикового спроса, что также поможет снизить тарифы на электроэнергию

  • 5.    Расширение интеграции крупномасштабных систем возобновляемой энергии

  • 6.    Лучшая интеграция систем выработки электроэнергии собственником, включая системы возобновляемой энергии

  • 7.    Улучшенная безопасность

Сегодня перебои с электричеством, такие как отключение электричества, могут иметь эффект домино - ряд сбоев, которые могут повлиять на банковские операции, связь, трафик и безопасность. Это представляет особую угрозу зимой, когда домовладельцы могут остаться без тепла. Умные сети повысят устойчивость нашей электроэнергетической системы и сделает ее более подготовленной к реагированию на чрезвычайные ситуации. Благодаря своей двусторонней интерактивной емкости Smart Grid позволит автоматически перенаправлять электроэнергию при сбое или отключении оборудования. Это минимизирует простои и сводит к минимуму последствия аварийных ситуаций. Когда происходит отключение питания, технологии Smart Grid будут обнаруживать и локализировать поврежденные участки, содержащие их, прежде чем они станут крупномасштабными. Новые технологии также помогут обеспечить быстрое и стратегическое восстановление электроснабжения после чрезвычайной ситуации, например, сначала направив электричество в аварийные службы. Кроме того, Smart Grid будет использовать преимущества частной генерации для производства электроэнергии, когда ее нет в коммунальных службах. Кроме того, Smart Grid – это способ решения проблемы устаревшей энергетической инфраструктуры, которую необходимо модернизировать или заменить. Это способ решения проблемы энергоэффективности, повышения информированности потребителей о связи между использованием электроэнергии и окружающей средой.

Умные сети обеспечивают беспрецедентный уровень участия потребителей. Например, потребителям не придется ждать ежемесячной выписки, чтобы узнать, сколько электроэнергии он использует. Современные счетчики и другие механизмы позволяют увидеть, сколько используется электричества, и его стоимость. В сочетании с ценообразованием в режиме реального времени это позволит сэкономить, используя меньше энергии, когда электричество является наиболее дорогим. В то время как потенциальные преимущества Smart Grid обычно обсуждаются с точки зрения экономики, национальной безопасности и целей использования возобновляемых источников энергии, Smart Grid может помочь потребителям сэкономить деньги, помогая управлять использованием электроэнергии и выбирать наилучшее время для покупки электричества. Также умные сети стимулируют потребителя на переход к собственной генерации.

В Smart Grid охватывает все составляющие энергетики:

  • 1.    Генерация. Потребуется широкий спектр источников генерации, которые могут быстро реагировать на изменения графика потребления. По мере распространения частных генераций, интеллектуальная энергосистема поможет эффективно подключить все эти генерирующие системы к сети, предоставить данные об их работе коммунальным предприятиям и владельцам, а также предоставить информацию о том, сколько избыточной энергии возвращается в сеть.

  • 2.    Передача. Интеллектуальное распределение позволяет электросетевой компании дистанционно контролировать и координировать свои распределительные активы (линии электропередачи, подстанции и т. п.), оптимально управляя ими с помощью ручного или автоматического управления.

  • 3.    Потребление. Компьютеризированное управление вашим домом и бытовой техникой может быть настроено для связи с интеллектуальной сетью и реагирования на сигналы вашего поставщика энергии, чтобы минимизировать потребление энергии в часы пиковой нагрузки, или для снижения энергопотребления в период невыгодной тарификации электроэнергии. Интеллектуальные элементы управления и устройства могут прогнозировать модели потребления и реагировать на широкий набор предварительно запрограммированных переменных, чтобы ограничить потребление электроэнергии и затраты.

В такой системе каждый аппарат – это интеллектуальное устройство, анализирующее режимы работы электрической сети, локализирующее место повреждения и осуществляющее восстановление электроснабжения на неповрежденных участках сети. Данный подход получил название децентрализованного управления. Данным требования полностью соответствует пункт автоматического секционирования - реклоузер.

Это устройство автоматического управления и защиты воздушных линий на основе вакуумных выключателей под управлением специализированного микропроцессора. Помимо защитных и противоаварийных функций защиты воздушных линий передач дополнительно могут выполнять функции мониторинга и учёта характеристик и параметров электросетей.

С применением реклоузеров стала возможна реализация комплексной системы распределенной автоматизации сетей и подстанций на базе интеллектуальных коммутационных аппаратов как одной из базовых подсистем Smart Grid, направленной на повышение надежности электроснабжения потребителей, а также для секционирования ответвлений с целью повышения надежности магистралей линий, подключения новых потребителей (в случаях когда граница раздела проходит по стороне 6(10) кВ), разграничения балансовой принадлежности (в том числе с коммерческим учетом), снижения хищений.

В настоящее время увеличились объемы потребления энергоресурсов, из-за истощения запаса прочности и работоспособности энергосистемы диспетчерские управления не всегда справляются с возникающими ситуациями, что приводит к соответствующим последствиям и убыткам для энергетических компаний. На помощь в данной ситуации приходит Smart Grid. Внедрение современных технологий, таких как реклоузер, позволит минимизировать потери и создать условия для развития энергетической отрасли в целом.

Статья научная