ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

67

Из графика видно, что потребление электроэнергии увеличивается с каждым годом. В то же время, многие энергопередающие и распределительные компании сталкиваются с серьезными проблемами.

К ним относятся - стареющая инфраструктура сети, увеличивающиеся максимальные нагрузки, массовое

распространение новых технологий генерации электроэнергии, а также необходимость приоритетной замены активов,

совершенствование качества сервиса для клиентов, модернизация сети, поддержание постоянно высокого уровня надежности сети. Такие проблемы можно решить благодаря внедрению в энергосистему интеллектуальных электросетей (Smart Grid).

Инновационная технология решает некоторые основные задачи: самой главной, из которых является экологичность, она заключается в использовании только новых ресурсов в процессе производства электричества. Кроме этого, немаловажными задачами являются и такие, как: снижение расходов на производство и передачу энергии, обеспечение потребителей достаточным количеством электроэнергии высочайшего уровня, оперативное реагирование на всевозможные конфигурации в сети. Рис. 1 - Динамика потребления электроэнергии в

РАЗВИТИЯСИБИРИ

УДК 621.311

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ

© Виталий Олегович Колмаков1 © Олег Витальевич Колмаков2

1кандидат технических наук, доцент, 2кандидат технических наук, доцент, Красноярский институт железнодорожного транспорта филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Иркутский государственный университет путей сообщения», Красноярск

В данной статье говорится о новой системе потребления электроэнергии, с помощью которой можно повысить эффективность, экономическую выгоду, надежность, экологичность, устойчивость распределения энергии. Доказана важность внедрения интеллектуальных сетей для жизненной необходимости.

Ключевые слова: электричество, интеллектуальные сети, новая система, электроэнергия, технологии, экология, окружающая среда, электрическое оборудование.

Электричество является самой универсальной и широкомасштабной формой энергии в мире. В наше время в мире более пяти миллиардов людей имеют доступ к электрической энергии, и этот показатель растёт.

В Единой энергетической системе России в 2018 году фактическое потребление электроэнергии составило 1 055 560 млн. кВтч, что больше 2017 года на 15 680 млн. кВтч (рост 1,51 %). Относительно реального объема потребления электроэнергии в 2016 году увеличение составило 28 702,6 млн. кВтч (рост 2,8 %).

Динамика потребления электроэнергии в ЕЭС России по месяцам 2018 года в сравнении с 2017 и 2016 годами представлена на рисунке 1.

ЕЭС России по месяцам 2016-2018 г.

Интеллектуальная электросеть - это новая система взглядов на роль технологий в обновлении энергетической инфраструктуры, в переосмыслении нашей ответственности как потребителей энергии и, в конечном итоге, в

68

деле сбережения экологии и жизненно необходимых энергоресурсов.

Интеллектуальная подразделяется на четыре технологии:

1. Нижний, или физический, уровень, где происходит преобразование, передача, накопление и потребление энергии, подобен мускулам в человеческом теле;

2. Так называемыми сенсорными и моторными нервами на уровне приводов и датчиков происходит восприятие окружающего пространства и управление мускулами;

3. Передача сенсорно - моторных сигналов осуществляется «нервами» на уровне связи;

4. Верхнему уровню, уровню принятия решений, аналогичен мозг человека. Уровень принятия решений состоит из всех компьютерных программ, работающих в реле, интеллектуального электронного устройства (IED), системы автоматики подстанции, центра управления или вспомогательного отдела предприятия.

Взаимодействие и безопасность играют весомую роль в обеспечении повсеместной связи между системами разных сред и топологий, а также в поддержке оперативного подключения устройств, которые не могут конфигурироваться автоматически при подключении к сети.

Система буквально всецело ликвидирует потери энергии, в режиме on-line автоматически приостанавливая подачу электричества на данный участок сети, это же касается и нерадивых потребителей (неплательщиков), они будут обнаружены мгновенно. Нет надобности в дополнительных генераторах, которые будут обеспечивать потребителей электроэнергией в случае аварий, потому что единая система имеет возможность между всеми объектами цепи эффективно перераспределять энергию, а способность к самовосстановлению делает ее еще более эргономичной. Так же не менее важным достоинством является возможность активного участия в работе сети потребителей. Smart Grid «сообщит» более экономичные пути применения электричества, к примеру, запуск посудомоечных и стиральных машин выгоднее производить тогда, когда электричество используется меньше и киловатт стоит дешевле, т.е. в ночное время. Многие эксперты считают, что именно внедрение технологии Smart Grid подтолкнет потребителей к выбору электрокаров, пришедших на замену

автомобилям, использующим газ и бензин, что явно, более экологично. Если говорить об экологичности выработки электричества, то Smart Grid вырабатывает её, за счет возобновляемых источников энергии, используя в своих технологиях в основном энергию ветра и солнечные батареи.

В России под интеллектуальной сетью понимается комплекс электрического оборудования (воздушные линии передачи, трансформаторы, выключатели и т.д.), подключенный к генерирующим источникам и потребителям. В то же время используются новые принципы, технологии передачи и управления процессом. Так, ожидается объединение электрических сетей,

потребителей и производителей

электроэнергии в одну автоматизированную систему. В будущем, система с активно-адаптивной сетью будет обладать такими главными качествами как: самодиагностика и самовосстановление. В автоматическом режиме она способна обнаружить даже самые «слабые» участки сети и для предотвращения возникновения технологических нарушений изменять ее работу. На случай нештатных ситуаций в энергосистеме «умные» электросети позволят резервировать мощности, и, накапливая излишки электроэнергии, применять их в часы максимальных нагрузок.

Подводя итог, хочется сказать, что внедрение и разработка интеллектуальных сетей в нашу жизнь - это не простое верное решение, а интересный комплекс из уже существующих и новейших технологий, работающих совместно.

Увеличение эффективности

производства, транспортировки и потребления энергии; повышение надежности и экономичности эксплуатации; интеграция возобновляемой энергии и увеличение финансовой эффективности на счет электроэнергетических рынков и участия потребителей, всего этого можно добиться при верной реализации технологий Smart Grid.

Помимо вышесказанного, в концепциях интеллектуальных сетей прослеживается ещё один довольно значимый и положительный момент: интеллектуальные сети являются катализатором экономического подъёма. Осуществление положений предоставленной концепции будет

подразумевать развитие инновационных технологий и расширение масштабов

69

производства продукции.

высокоинтеллектуальной

Список источников и литературы:

1. Отчет о функционировании ЕЭС России в 2018 году;

2. Внедрение интеллектуальных электрических сетей в России. Информационное издание «Энергетика и промышленность России». Д.А. Буторин, №22 2014г.

3. Технологии интеллектуальных электросетей. Журнал ABB «ЭНЕРГИЯ РАЗУМА», 2011г.

4. Что такое Smart Grid? Каковы перспективы развития технологий Смарт Грид в России? - www.rsci.ru. Волобуев В.В.

5. Качество электроэнергии в системах светодиодного освещения. Колмаков

B.О., Пантелеев В.И. В сборнике: Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования. Национальный исследовательский Томский политехнический университет; Редакторы: Кудрин Б.И., Лукутин Б.В., Сайгаш А.С., 2012.

C. 87-90.

6. Схемотехническое обеспечение качества электрической энергии в сетях с нелинейными электроприемниками массового применения. Колмаков В.О. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Сибирский федеральный университет. Красноярск, 2014.

7. Мониторинг_состояния

тяговых трансформаторов на основе тензорного анализа. Петров М.Н., Колмаков О.В., Колмаков В.О., Орленко А.И. В сборнике: Эксплуатация и обслуживание электронного и микропроцессорного оборудования тягового подвижного состава. Труды Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Под редакцией И.К. Лакина. 2020. С. 263-269.

8. Analysis_of_dynamic

characteristics of frequency-dependent links. Kolmakov V.O., Kolmakov O.V., Iljin E.S., Ratushnyak V.S. В сборнике: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. С. 012026.

9. Снижение пожароопасности тепловозов с гибридной системой привода. Колмаков О.В., Довженко Н.Н., Минкин А.Н., Бражников А.В., Колмаков В.О., Колмакова А.И., Шилова В.А.

Безопасность регионов - основа устойчивого развития. 2014. Т. 1-2. С. 140-144.

10. Энергосберегающее

оборудование_и_электромагнитная

совместимость. Колмаков В.О., Колмакова Н.Р. В сборнике: Инновационные технологии на железнодорожном транспорте. Труды XXII Межвузовской научно-практической

конференции КрИЖТ ИрГУПС.

Ответственный редактор В.С. Ратушняк. 2018. С. 46-53.

11. Способ_определения

постоянной времени нагрева сухого трансформатора. Плотников С.М., Колмаков

B.О. Патент на изобретение RU 2683031 С1, 26.03.2019. Заявка № 2018116287 от 28.04.2018.

12. Упрощенное_определение

момента инерции асинхронного двигателя серии 4А. Плотников С.М., Колмаков В.О. Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2019. Т. 62. №1. С. 87-91.

13. Оптимизация динамического торможения двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Плотников С.М., Колмаков В.О. Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2018. Т. 61. № 5.

C. 13-17.

14. Электромагнитная

совместимость_и_энергосберегающее

оборудование. Колмаков В.О., Пантелеев В.И. Энергетик. 2012. № 11. С. 47-49.

15. Оптимизация динамического торможения двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Плотников С.М., Колмаков В.О. Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2018. Т. 61. № 5. С. 13-17.

16. Метод_динамической

диагностики механических узлов. Колмаков О.В., Колмаков В.О. В сборнике: 120 лет железнодорожному образованию в сибири. материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Красноярский институт

железнодорожного транспорта - филиал ИрГУПС. 2014. С. 198-203.

17. Определение коэффициента

затухания

частотозависимых

звеньев.

Колмаков О.В. В сборнике: Инновационные технологии на железнодорожном транспорте. Труды XXII Межвузовской научно -практической конференции КрИЖТ ИрГУПС. Ответственный редактор В.С. Ратушняк. 2018. С. 3-5.