Факультет энергетики и электротехники
К устаревшие энергосети будут заменены интеллектуальными энергетическими системами. «Умная» сеть обеспечит потребителям выгодное для них регулирование нагрузок сети аварийные ситуации реального времени.
25 мая перестали работать светофоры, было обесточено метро, а дороге остановились десятки электропоездов. Тысячи домов остались без света ночи. РАО ЕЭС России Анатолий Чубайс признал случившееся «беспрецедентно тяжелой аварией каскадного типа». Главной причиной был назван износ оборудования, которое Чагино с
В конце декабря случился масштабный энергоколлапс, затронувший крупнейший российский аэропорт «Домодедово». Тогда прошел ледяной дождь: ветвях деревьев, линиях электропередач образовалась ледяная корка, под оборвались электропровода, электроподстанции, питающие Домодедово.
Аэровокзальный комплекс оказался полностью обесточен, отключились системы регистрации пассажиров, информационные системы, система сортировки багажа. энергоаварии крупнейший аэропорт страны полностью закрыли. были сорваны поездки тысяч людей. Последовали сотни судебных исков Социально-экономический ущерб аварии измерялся миллионов рублей.
Положение российской элетроэнергетики и в «мирные» дни можно охарактеризовать как близкое Федеральной сетевой компании ЕЭС»), 15% подстанций 6-10/0,4 кВ находится состоянии, 40% воздушных выключателей давно отработали свои сроки. изношенности электросетей потери энергии достигают 20-30% вместо обычных для Европы 6-8%. Около 60% электросетей нуждаются проблема уровне морального износа основных электроэнергетических фондов. заметно отстает и по ряду других показателей: надежности, экономичности, эффективности использования топлива, техническому уровню. Европа столкнувшиеся проблемами, стали решать их на раньше, говорят ЕЭС.
Благодаря совместным усилиям западных энергетиков, ученых мировая энергетическая отрасль обрела новую появились интеллектуальные электроэнергетические системы (Smart Grid - «умные» сети).
УМНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ концепция
На Западе понятие Smart Grid связывают возобновляемых источников энергии с электроэнергетическими системами активных свойств распределительных сетей (например, самодиагностика Кроме того, акцент делается учета, соединенных информационную сеть оптимизировать расход энергии время суток.
Россия, взяла расширенное толкование понятия «умная» применительно к сети. Это, объясняется тем, что стране уровень изношенности объектов электроэнергетики достаточно высок. Влияние этого фактора усиливается объявленной руководством страны всеобщей модернизации инноваций .
Так, для России «умные» сети — это, прежде всего, одновременное инновационное преобразование всех субъектов электроэнергетики. под ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СЕТЬЮ понимается комплекс электрооборудования (воздушные линии передачи, трансформаторы, выключатели подключенный источникам используются новые принципы, технологии передачи процессом. Таким образом, предполагается объединение уровне электрических сетей, потребителей электроэнергии автоматизированную систему. Система сетью будет обладать новыми самодиагностикой (например, обледенения проводов). режиме она способна выявить самые «слабые» участки сети для предотвращения возникновения технологических нарушений. «Умные» электрические сети позволят резервировать мощности нештатных ситуаций накапливать избыток электроэнергии, используя его пиковых нагрузок.
Энергокластерная экономика ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СЕТИ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНУЮ СЕТЬ ФСК обещает построить этапов. Первый этап уже завершен: разработана концепция построения ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СЕТИ национальной электрической сети (ЕНЭС) до
Второй этапы реализуются параллельно: работа над созданием интерфейсов, способных связать модернизированные объекты магистрального электросетевого хозяйства проводится одновременно пилотных проектов, которых отрабатываются технологии для создания ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ электрической СЕТИ.
До конца для иннограда «Сколково» будут построены первые две подземные подстанции общей мощностью
В ФСК утверждают, что многие технологии, делающие сеть «умной», уже активно используются. Например, подстанции ЕНЭС активно оснащаются электрогазовыми распределительными устройствами, позволяющими обеспечивать более высокий уровень безопасности энергообъектов вероятность системных аварий. Широко внедряется оборудование силовой электроники, предназначенное для коммутации больших нагрузок, управления мощными электродвигателями, устройствами освещения, различные системы управления мониторинга, защиты электроэнергии.
Характерный строительство энергетического кольца начатое в Применение кольцевой схемы предполагает наличие нескольких центров питания элемента подстанций, линий электропередач, что существенно повысит энергобезопасность объектов кольца ограничения энергоснабжения технологических аварий. энергокольца, которое завершится в ФСК инвестировало рублей.
Кроме того, важнейшим элементом ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СЕТИ является цифровая подстанция. заключается систем контроля, защиты собирающих весь объем информации электрической сети, осуществляющих управление оборудованием формате. Проект предусматривает разработку оптических цифровых измерительных трансформаторов цифровой аппаратуры нового поколения. Первый пусковой комплекс цифровой подстанции ФСК ЕЭС уже введен Основное назначение экспериментальной цифровой отработка различных инновационных технологий перед энергообъектах ЕНЭС. Подстанция нового поколения обеспечивает высокую точность всех измерений, позволяет снизить влияние человеческого фактора сети, повысить потери при транспортировке электроэнергии. Также снижается себестоимость энергии, сокращаются затраты
На цифровых подстанциях установлены высоковольтные цифровые измерительные оптические трансформаторы тока многофункциональные приборы измерений система синхронизации, новая система отображения подстанцией.
Сегодня ЕЭС» работает над внедрением сетевого накопления энергии подстанций «Псоу» (Сочи) и (Санкт-Петербург).
И для того, чтобы электроэнергетическая система начала работать как единая интеллектуальная система, недостаточно внедрения отдельных «умных» сегментов ЕНЭС. Чтобы все технологии заработали как единое целое, готовы создать единое информационно-технологическое пространство так называемые энергокластеры.
Энергокластер представляет собой предприятие генерации энергии, компании, осуществляющие услуги инжиниринга, энергосервиса, энергетического машино- образовательные учреждения. Первые кластеры уже реализуются Востоке, утверждает председатель правления ЕЭС» Олег Бударгин. энергоснабжение Эльгинского месторождения Ванино. ФСК создаст условия для обеспечения комплекса электроэнергией а Будут построены три подстанции две линии электропередачи протяженностью каждая. пилотных проектов будет реализовано внедрение автоматизированную систему управления технологическими процессами подстанций систем оптоволоконных кабелей для передачи оцифрованной информации. надежность электроснабжения, сгладит графики нагрузки сетей контролировать основные параметры транзита электроэнергии реального времени. сформированы предложения по созданию энергокластеров ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ электрической СЕТИ Волги. Точные параметры будущих проектов пока
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ электрические драйвер модернизации
Не исключено, что «умные» сети будут способствовать модернизации российской энергосистемы, но создать новую электротехническую базу для производства оборудования. Санкт-Петербургском международном экономическом форуме ФСК подписала ряд ключевых соглашений мировыми, но и производителями: Hyundai Heavy Industries Ltd., Morgan Stanley, ВТБ Капитал, «Профотек», «Хевел», «РТСофт». лучше получается привлечь ведущие западные технологии, нежели обновлять сетевую инфраструктуру отечественных производителей.
К примеру, Hyundai Heavy Industries обеспечит проектирование, строительство, последующую эксплуатацию завода по производству комплектных распределительных устройств изоляцией (КРУЭ) крае. Планируется, что завод будет производить КРУЭ классом напряжения 110
550 кВ. Помимо возведения завода ФСК планируют создать научно-исследовательский центр, которого войдет отработка различных инновационных технологий перед энергообъектах ЕНЭС.
Также ФСК ведет переговоры Siemens инжинирингового центра для выявления внедрения наиболее прогрессивных методов конструирования бизнеса в электроэнергетике.
Впрочем, отечественным производителям тоже есть что предложить энергетикам. «Выборгская» области был введен статический компенсатор реактивной мощности. полностью отечественная разработка. столичное Электроэнергетики». Уникальное оборудование позволяет регулировать уровень напряжения в электрических сетях, но способность. будущем аналогичное устройство будет установлено крае будущем преобразовательном комплексе, который обеспечит связь между энергосистемами Сибири Востока.
Кроме того, ФСК совместно производителями развивает проекты по модернизации перевооружению электросетевого комплекса. Среди осуществляемая вместе программа замены устаревших трансформаторов на аналоги, отвечающие повышенным стандартам надежности. первого этапа программы, в планируется заменить силового оборудования общей мощностью
В активной стадии реализации соглашение между ФСК корпорацией «Силовые машины» завода по производству силовых трансформаторов строительство завода по производству высоковольтного электротехнического оборудования «Силовых машин», Металлострой Колпинского района Санкт-Петербурга. Технологическим партнером «Силовых машин» выступит японская компания Toshiba, будет создано совместное предприятие. Завершить строительство завода предполагается в
«Мы готовы отдать приоритеты российским производителям электротехнического оборудования, однако только случае, если отечественные предприятия смогут предложить продукцию, по своим технологическим параметрам зарубежным говорит Олег Чтобы доработать новым стандартам оборудование, компаний остается еще несколько лет». чем подкрепить свои слова: компания заключила производителями электротехнической продукции. ФСК развивает исследовательские программы: если в затраты составляли а в был выделен то году ФСК инвестировала НИОКР уже года объем финансирования увеличится более чем до ежегодно. затраты ФСК ЕЭС в составят порядка рублей.
Новые технологии для ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СЕТЕЙ
В списке потенциальных заслуг «умных» сетей немало пунктов: до 30% повысится пропускная способность воздушных линий электропередачи энергоснабжения потребителей, появится возможность на 25-30% сгладить графики нагрузки использования электросетевых накопителей энергии большой мощности, применение новых материалов для строительства подстанций позволит сократить площади, занимаемые электросетевыми объектами. сами накопители будут основаны индуктивных технологиях. Южной Корее, Китае, Австралии, программы разработки сверхпроводниковых технологий приняты уровне. Дальше всех этого проекта продвинулись США, где проект исследования сверхпроводимости имеет мощный фундамент 20-летних разработок, финансируемых Министерством энергетики компаниями. основе уже функционируют высокотемпературные сверхпроводниковые (ВТСП) кабели энергетических системах США.
ФСК также ведет разработку технологий сверхпроводимости. компания успешно завершила испытания первой высокотемпературной сверхпроводящей кабельной линии длиной
В условиях, максимально приближенных эксплуатации, было получено подтверждение соответствия характеристик ВТСП кабельной линии всем требованиям, заложенным при После успешных испытаний этой технологии предполагается организовать энергоснабжение ряда районов Москвы «Применение сверхпроводящих кабельных линий позволит существенно сократить потери электроэнергии, позволит обеспечить передачу больших потоков мощности при обычных габаритах кабеля, увеличить срок эксплуатации кабельных линий, повысить уровень безопасности, уменьшить площадь земель отчуждаемых под строительство утверждает Олег Бударгин.
При помощи ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СЕТИ решится, наконец, эффективности функционирования электросетевого комплекса: на 25% снизятся потери электроэнергии при что позволит экономить кВт/ч (эта цифра эквивалентна годовой выработке электростанцией мощностью 7,5 ГВт). Заодно будет обеспечен экологический снизится количество сжигаемого топлива углекислого газа Наконец, суммарный эффект для экономики России реализации проекта «ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СЕТИ» составит до рублей.
По словам директора Института систем энергетики РАН Николая Воропая, возможности ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СЕТИ, мониторинга режимов ими, позволят заметно повысить эффективность противоаварийного управления электроэнергетическими системами.
«Американцы обсуждают говорит член комитета по стратегии при совете директоров ЕЭС» Владимир Например, предлагают покрыть всю территорию страны равномерной сетью сверхпроводящих линий электропередач так, чтобы генераторы энергии размещались там, где им удобно». Однако академик РАН Алексей Макаров добавляет, что «такая сверхпроводящая «медная доска», возможно, снимет все сегодняшние проблемы, породит новые, сколько будет стоить поиск
Ценность проекта ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СЕТЕЙ энергетической эффективности энергосистемы России. Важно что проект способен привести страну преодолеть привычный путь ресурсного развития шаг модернизации России.