CC BY
154
УДК 338.332
интеллектуальная электроэнергетика: новый формат интегрированного управления в единой энергетической системе россии
е. л. логинов,
доктор экономических наук, вице-президент Национального института энергетической безопасности E-mail: [email protected]
А. е. логинов,
старший аналитик ОАО «Гловерс» E-mail: [email protected]
В статье рассматриваются проблемы развития российской электроэнергетики в условиях перехода к интеллектуальной энергетике с элементами активно-адаптивных сетей. Делается вывод, что новые стратегические возможности управления на базе smart grid, технологий векторных измерений создают условия для перехода к новому этапу управления всеми видами ресурсов в ЕЭС России для быстрой адаптации к непрерывным изменениям передачи и потребления электроэнергии в рыночных условиях с соответствующим повышением конкурентоспособности энергетических и энергосвязанных бизнесов.
Ключевые слова: управление, Единая энергетическая система (ЕЭС) России, «умные» сети, энергоресурсы, энергоэффективность.
Мир быстро и необратимо меняется. Одной из основных черт, определяющих фундаментальные перемены, является глобальная интеллектуализация различных сторон человеческой деятельности на основе достижений научно-технического прогресса, в первую очередь внедрение электронных информационных, телекоммуникационных, вычислительных технологий, позволяющих преобразить процессы производства и управления [2].
Особенно остро эти проблемы стоят в российской энергетике, от которой во многом зависят
успешность развития всего остального национального хозяйства и благополучие жизнедеятельности населения нашей страны. Именно поэтому повышение энергоэффективности является важнейшим императивом модернизационных процессов при переходе на инновационный путь развития.
Россия имеет как объективные преимущества, так и значительные потенциальные возможности развития национальной электроэнергетической системы за счет наработанных в советский и постсоветский периоды заделов в области электроэнергетики.
Наблюдающиеся в мировой научно-технической сфере синергетические эффекты от конвергенции подходов и методов практик организации сбора, обработки информации и передачи управляющих воздействий в различных отраслях экономики взаимодействуют друг с другом и приводят к результирующим эффектам, которые можно использовать для оптимизации электроэнергетической деятельности на территориальном, отраслевом и национальном уровнях при формировании новой индустриальной базы российской электроэнергетики [4].
В этих все усложняющихся условиях становится все более заметна усиливающаяся потребность в интеллектуальной трансформации российской
электроэнергетики, которая должна обеспечить активизацию генерации и использования электроэнергии за счет гибкого взаимодействия всех сегментов и объектов электроэнергетической системы на основе преобразования сложившихся форм поддержания стабильности энергосистемы в обычных и чрезвычайных условиях и фокусов повышения энергоэффективности с помощью конвергентной информационной платформы как основы мониторинга, управления и анализа для всех составляющих сегментов и ЕЭС России в целом.
Императивы формирования стратегии создания в нашей стране и за рубежом интеллектуальной электроэнергетической инфраструктуры существенно различаются.
Как отмечает В. Е. Фортов1, специалисты на Западе стремятся к упорядоченной взаимосвязанности функционирования и взаимодействия компактно расположенных генерирующих объектов, электросетей и потребителей за счет интеллектуальных возможностей, отказоустойчивости и двустороннего обмена данными на территориально-организационном уровне муниципальных образований. Их в первую очередь интересует возможность подключения небольших генерирующих источников электроэнергии, адаптация к динамике потребления и обеспечения экономии энергии со снижением выброса парниковых газов. У них на рынке идет спрос на локальные «умные» сети; управленческие же задачи на межрегиональном, национальном и международном уровнях функционирования энергетических систем их заботят пока что меньше. А в России энергообеспечение потребителей происходит в сложных условиях экономического, технического, природно-климатического характера, мы ориентируемся на крупные генерирующие объекты, у нас иной уровень интегрированности больших систем со значительно более высоким уровнем сложности системных взаимосвязей. Соответственно, нам потребуется перестройка всей глобальной электроэнергетической сети на принципах многофункциональной автоматизации, в том числе с учетом перспективной задачи поэтапного восстановления координационного управления функционированием энергетических систем стран СНГ на двухсторонних и многосторонних началах. В России отличается и подход к задаче присоедине-
1 Фортов Владимир Евгеньевич — академик РАН, академик-секретарь Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН.
ния к имеющимся сетям объектов малой и альтернативной энергетики и связанных с ними локальных энергосетей [5].
В посткризисных условиях необходимо опираться на принципиально новые, интеллектуальные средства, инструменты и технологии управления для повышения международной конкурентоспособности российских энергетических компаний на основе многоаспектной модернизации и организационно-технологического структурирования процессов и методов обеспечения системной надежности ЕЭС России в существенно усложнившихся условиях функционирования, в том числе при непредвиденных обстоятельствах или при аварии каких-либо компонентов энергосистемы.
Важная задача, в настоящее время стоящая перед электроэнергетикой России, заключается в модернизации существующего управления с учетом перехода к интеллектуальной энергетике с элементами (сегментами) активно-адаптивных сетей, оптимально удовлетворяющего потребностям перспективного энергетического развития, интегрирующего последние достижения в научно-технической сфере для всех участников ЕЭС России.
Таким образом, в современной российской электроэнергетике все большее значение начинают играть макротренды интеллектуального развития с опорой на повышение точности и достоверности динамических моделей сложных электроэнергетических систем. Этот переход также необходим для оптимизации процессов встраивания российских энергетических корпораций в мировую энергетику, где ключевой компетенцией становится способность развивать и поддерживать территориально распределенные информационные управляющие комплексы, способные решать задачи по обеспечению надежности энергосистем всех уровней и оптимизации их работы, в том числе при формировании единого балансирующего энергорынка на основе энергосистем и энергорынков различной страновой принадлежности.
Такая стратегия позволит рационально организовать и размещать элементы гибкой структуры электроэнергетики и преобразовать оргструктуры управления в соответствии с приоритетами изменения топологии электрической сети и формирования управляющих воздействий в целях обеспечения всех видов устойчивости ЕЭС России, позволяющих асимметричным образом опередить энерго-системоинтегрирующие и энергорынкоинтегриру-
ющие наработки других стран в целях повышения эффективности электроэнергетической системы, понимаемой как энергетический базис российской экономики.
С точки зрения повышения международной конкурентоспособности российской электроэнергетики крайне важным является переход на новую структуру технологических и организационных взаимоотношений для системной оптимизации (на основе изучения динамических характеристик энергосистемы) национальных предприятий — энергопроизводителей и энергопотребителей для решения задач координированного управления по последовательной цепочке взаимосвязанных энергоориентированных бизнесов. На этой основе будет происходить повышение глобальной эффективности процессов выхода российской электроэнергетики на новое качество управления в ЕЭС России, создающего положительный мультипликативный эффект для ТЭК и иных секторов российской экономики.
В этих условиях направления технологической модернизации управления ЕЭС России для опережения других стран на основе сложившегося научно-технического мейнстрима в рамках системообразующей инфраструктуры, реализующей функции регистрации, передачи, сбора и обработки информации для оптимизации энергетического развития, заключаются:
• в утверждении стратегии разработки и внедрения новых форм решения комплексных задач измерения, мониторинга и управления в ЕЭС России как базового организационного фактора;
• в системной оптимизации (на основе изучения динамических характеристик энергосистемы) схем обеспечения баланса генерации и потребления с разной степенью агрегации в рамках взаимосвязанных макро-, мезо- и микроуровней энергетических циклов.
Рассматриваемая ситуация решается путем выстраивания иерархической последовательности модернизационно обусловленных управленческих методов и процедур взаимодействия на основе интеграции сегментов конвергентной программно-аппаратной платформы на базе интеллектуальной электроэнергетики с едиными средствами конфигурирования, позволяющими решать задачи управления как основы мониторинга, управления и анализа для всех составляющих сегментов и в ЕЭС России в целом на принципиально новом организационно-технологическом уровне.
Решение этих задач может быть обеспечено за счет использования современной автоматизации на основе элементов smart grid в электроэнергетике России с целью формирования инструмента управления функционированием и модернизационным развитием национальных инфраструктурных систем на инновационной основе [3].
Решение задач коренного преобразования российской электроэнергетики на основе перехода к технологии интеллектуальной электроэнергетики позволяющей контролировать (в том числе моделировать) новые количественные и качественные характеристики различных совокупностей электроэнергетической деятельности, ранее не доступные для анализа, является важным направлением в организации осуществления прогрессивных структурных сдвигов, соответствующих поэтапному переходу российской электроэнергетики к международным стандартам управления в ЕЭС России.
Реализация стратегии перехода к новой структуре управления в ЕЭС России обусловливает:
1) опору на конкурентные преимущества России в электроэнергетической сфере на основе единой национальной энергосистемы как на фактор, определяющий выигрыш в геостратегической конкуренции национальных электроэнергетических систем;
2) совершенствование внутренней структуры организации функционирования отрасли и смежных секторов экономики для изменения характера взаимоотношений между многочисленными субъектами рынков электроэнергии, мощности и системных услуг;
3) выигрыш на базе конвергентной информационной платформы как основы мониторинга, управления и анализа для всех составляющих сегментов и в ЕЭС России в целом нового витка гонки интеллектуальных технологий управления в электроэнергетике и комплексного повышения эффективности энергоснабжения потребителей.
Требуется поддержание системной устойчивости процессов улучшения наблюдаемости энергосистемы и управления электрическими режимами на основе преобразования сложившихся форм поддержания стабильности энергосистемы в обычных и чрезвычайных условиях при значительных изменениях внешних и внутренних условий (включая скачки стоимости электроэнергии на внешних рынках, колебания объемов перетоков электроэнергии, новые модели рынков электроэнергии). В этих усло-
виях требуется достижение нового качества управления в ЕЭС России, в том числе любыми видами управления эксплуатацией систем автоматического регулирования частоты и мощности (производства, потребления и внешних перетоков): мониторинг выработки ГЭС, ТЭС и АЭС, координация составления графиков ремонтов, а также планирования развития системы передачи электроэнергии, оценка влияния новых сетевых объектов на работу системы и анализ графиков поставок на основе внедрения принципиально нового класса специализированных информационно-вычислительных сред управления в ЕЭС России на базе оболочек облачных вычислений и grid-систем.
Исходя из этого, можно сформулировать следующее условие реализации стратегии усиления инновационных макротрендов развития электроэнергетики России: создание качественно новой распределенной информационно-технологической среды на принципах интеллектуальной электроэнергетики для обеспечения актуализированной информацией по вертикали всех уровней органов госуправления, российских энергетических компаний с требуемым уровнем детализации, полноты и целостности как основы оптимизирующего взаимодействия.
Достижение такой ситуационной осведомленности обеспечивается на основе консолидации новых данных в отраслевом электронном контенте применительно к оптимизации процессов управления в ЕЭС России с учетом рассредоточенности генерирующих объектов и потребителей электроэнергии на большой территории страны. Здесь требуются обеспечение возможности стратегического формирования конвергентной программно-аппаратной платформы с едиными средствами конфигурирования и формирование соответствующих механизмов четкой координации производства, передачи и распределения электроэнергии в масштабах, охватывающих большую часть энергетики нашей страны. Оптимизация режимов электрических сетей и энергетических объектов на базе интеллектуальной электроэнергетики с едиными средствами конфигурирования необходимо использовать как организационную платформу для перспективного планирования схем замещения основного оборудования электроэнергетической системы (трансформаторов, ЛЭП, реакторов и т. п.) при реализации приоритетов опережающего развития электроэнергетики. Необходимы ускорение внедрения технологий выполнения синхро-
низированных векторных измерений, обеспечение обмена данными между объектами и их транспорт на верхние уровни и между объектами одного уровня управления как основы технологической модернизации системы управления российской электроэнергетики.
Отмечая тенденцию роста важности расширения состава средств управления для обеспечения устойчивости ЕЭС России за счет новых интеллектуальных средств для повышения структурной надежности электрической сети ЕЭС, необходимо подчеркнуть значимость этих факторов не только как фактора, поддерживающего конкурентоспособность российских энергетических компаний, но и как стратегического ориентира развития всей российской электроэнергетики: устойчивость в ЕЭС России определяет конкурентоспособность энергетических компаний и энергопотребителей.
В то же время необходимо отметить, что такие корректировки сложившейся управленческой модели, необходимые при технологической модернизации для «скачка» эффективности российской электроэнергетики на основе конвергентной информационной платформы как основы мониторинга, управления и анализа для всех составляющих сегментов и ЕЭС России в целом в системе взаимосвязанных макро-, мезо- и микроуровней энергетических циклов, могут привести к значительному росту энергоэффективности:
> повышение внимания к вопросам динамического управления энергосистемой как виртуальным ресурсом и к оптимизации оперативно-диспетчерских управленческих итераций позволит обеспечить ситуационную осведомленность путем информационно-управленческого агрегирования сегментов и объектов электроэнергетической системы с высокой степенью детализации и управления всеми видами ресурсов в ЕЭС России для быстрой адаптации к непрерывным изменениям передачи и потребления электроэнергии;
> формирование адаптированной организационной структуры управления в ЕЭС России предполагает необходимость системного подхода к анализу оперативного пространства, предусматривающего моделирование и вскрытие отношений между взаимосвязанными энергетическими системами, отражающими их комплексные характеристики, достоверное представление пиковой нагрузки;
^ переход к интеллектуальной электроэнергетике позволит четко спрогнозировать необходимый объем выработки электроэнергии в системе для обеспечения пиковой нагрузки и выбрать альтернативу, обеспечивающую оптимальный баланс экономии и обеспечение упорядоченной взаимосвязанности функционирования и взаимодействия сегментов и объектов в ЕЭС России на различных уровнях управления; > использование интеллектуальной электроэнергетики как типового механизма управления функционированием и модернизационным развитием национальных инфраструктурных систем для соблюдения баланса между нуждами потребителей, состоянием энергосистемы, генерирующих и передающих мощностей, который непрерывно поддерживается, обновляется на основе мониторинга, управления и анализа.
Перспективная практика интегрированного управления в ЕЭС России будет связана с планированием и оптимизацией ресурсов и должна удовлетворять все возрастающий спрос со стороны органов государственной власти на эффективный инструмент управленческой деятельности [1].
Другой проблемой интегрированного управления в ЕЭС России на основе концепции мониторинга, управления и анализа для всех составляющих сегментов и ЕЭС России в целом, изменяющих основные принципы всей системы современных производств, является формирование новой структуры хозяйственной деятельности, реализующей формирование оптимизированного народнохозяйственного макроэнергетического цикла.
Таким образом, необходим переход к интеллектуальной электроэнергетике как к новому формату интегрированного управления ЕЭС России для выработки и внедрения модели принципиального построения и текущего регулирования электроэнергетических сетей и объектов, направленной на поддержку инновационных проектов в целях формирования целостной системы энергетических преимуществ для отдельных российских компаний и страны в целом.
Для формирования и поддержки распределенных интеллектуальных управленческих сред на
основе smart grid, интегрирующих междисциплинарный пул smart grid в управленческие процессы и процедуры, в ближайшей перспективе наиболее эффективными могут стать механизмы интеграции существующих корпоративных информационных систем и активно-адаптивных сегментов электрических сетей. Учитывая потребности практики, эти технологии как платформа для обеспечения инновационных преобразований комплекса российских энергетических компаний и закрепления российских энергетических компаний в системе глобальных и локальных энерго-экономических связей должны базироваться на продукции отечественного энергомашиностроения и приборостроения.
Исходя из этого, концепция интегрированного управления в ЕЭС России на основе концептов интеллектуальной энергетики становится средством совершенствования управления для построения энергоэффективного базиса всего национального хозяйства страны с ориентацией на модернизаци-онные приоритеты инновационного развития.
Список литературы
1. Кобякова Н., Сараев В. Конвергентные системы управления — инфраструктура XXI века // Экономические стратегии. 2009. № 4. С. 116—123.
2. Логинов Е. Л., Логинова М. М. Императивы трансформации глобального финансового управления в посткризисный период // Финансы и кредит. 2012. № 16. С. 2—7.
3. Логинов Е. Л. Новые информационные технологии для контрольной деятельности в сфере государственного и корпоративного управления // Информационное общество. 2011. № 6. С. 32—39.
4. Логинов Е. Л., Пинчук В. Н. Императивы глобального управления: фазовый переход от «информатизации «хаоса» к «синергии конвергентного управленческого пространства» // Национальные интересы: приоритеты и безопасность. 2011. № 39. С. 25—31.
5. Фортов В. Е.« Умные сети — Умная энергетика — Умная экономика» // Интервью академика В. Е. Фортова по поводу круглого стола, проходившего в рамках IV Петербургского международного экономического форума. URL: http://sergey-sharakshane. narod. ru/Fortov_V_E. pdf.
