CC BY
37
МОДЕРНИЗАЦИЯ ЕЭС РОССИИ: ПЕРЕХОД К ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПРОГРАММНО-АППАРАТНОЙ ПЛАТФОРМЕ СИНХРОНИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ
Е.Л. ЛОГИНОВ,
доктор экономических наук, заместитель генерального директора Института экономических стратегий;
Е.Н. БАРИКАЕВ, кандидат экономических наук, доцент Научная специальность: 05.13.01 — системный анализ, управление и обработка информации
E-m ail: evgenlogin o v@gm ail. com
Аннотация. В статье рассматриваются проблемы создания интеллектуальной программно-аппаратной платформы, объединяющей телематические, вычислительные и информационные сервисы в ЕЭС России. Обосновывается целесообразность перехода к интеллектуальной программно-аппаратной платформе синхронизированного управления распределенными энергетическими объектами с формированием на их основе технологических и экономических режимов полного логического контура электроэнергетики России, позволяющего интегрировать интеллектуальные модули управления всей технологической цепочки от генерации до энергопотребления с выходом на ограничение роста цен и тарифов и системную оптимизацию энергетического бизнеса.
Ключевые слова: управление, электроэнергетика, конвергентная информационная платформа, информационная система, интеллектуальные сети.
UPGRADE UES OF RUSSIA: TRANSITION TO INTELLECTUAL HARDWARE AND SOFTWARE PROGRAM OF SYNCHRONIZED MANAGEMENT OF DISTRIBUTED ENERGY FACILITIES
E.L. LOGINOV,
doctor of economics deputy director general of Institute of economic strategy;
E.N. BARIKAYEV, candidate of economic sciences, senior lecturer
Annotation. The article is devoted to the problems of creating smart software and hardware platform that combines tele-metric, computing and information services in the UES of Russia. Justified expedient transition to IP hardware and software platform synchronized distributed objects, the energy to form the basis of their technological and Economic modes full logical path of Russian power that integrates intelligent modules control of the entire process chain from generation to consumption with exit to limit the growth of prices and tariffs and system optimization of the energy business.
Keywords: management, power generation, converged information platform ma, information systems, intelligent networks.
В последние годы в нашей стране произошли значительные изменения в инфраструктуре и организационных механизмах энергообеспечения: была корпоративно рассредоточена (после дезинтеграции РАО «ЕЭС России») отраслевая структура электроэнергетических предприятий, сформирован и регулярно реформируется рынок электроэнергии и мощности, происходит изменение структуры генерации (все более широкое внедрение ВИЭ и распределенной генерации), осуществляется внедрение элементов «интеллектуальных сетей» (smart grid), формируются
условия для объединения энергосистем и энергорынков разных стран Европы и Азии и т.п. [2, с. 14—18].
При этом, переход к интеллектуальной энергетике с элементами (сегментами) интеллектуальных сетей (smart grid), несет в себе как положительные эффекты, так и дополнительные сегментные и системные риски и объективные проблемы технологического и организационного характера в связи с резким увеличением сложности внутрисистемных и межсистемных структурных связей, в том числе обратных, перекрестных и иерархических [1, с. 52—60].
Идущие процессы развития технологий интеллектуальной энергетики в мировой энергетике и энергетике России поставили на повестку дня целый ряд организационных, технологических, информационных, экономических и других проблем, требующих своего решения сейчас и, что особенно важно, выработки новых подходов, моделей и методов управления энергосистемами на перспективу, упреждающих нарастание рисков и угроз устойчивой работе Единой энергетической системы нашей страны (ЕЭС России).
Зарубежный опыт, в силу объективных и субъективных причин, только частично позволяет определиться с направлениями развития систем управления ЕЭС нашей страны в силу значительно более высокой системно-структурной сложности внутрисистемных и межсистемных технологических связей, характерных сверхбольшим и сверхсложным системам, какой является Единая энергосистема России с учетом особенностей рыночных отношений и интересов участников рынка электроэнергии и мощности [3, с. 31—37].
Фактически необходима постановка и решение крайне сложной и важной проблемы обеспечения максимальной эффективности формирования нового технологического каркаса управления ЕЭС России с средне- и долгосрочной перспективой. Результаты постановки и решения такой проблемы во-многом определят надежность и устойчивость ЕЭС России и вытекающую отсюда конкурентоспособность российской экономики и обеспечение энергетической безопасности [4, с. 92—100].
При этом формирование в нашей стране комплекса «интеллектуальных сетей» в различных секторах электроэнергетики закономерно ведет к созданию нового системно-структурного образования, которое можно назвать интеллектуальной программно-аппаратной платформой, так как она интеллектуальным образом объединяет телематические, вычислительные и информационные сервисы.
Интеллектуальная программно-аппаратная платформа синхронизированного управления распределенными энергетическими объектами в ЕЭС России должна быть реализована в виде конкретного электронного аппаратно-программного комплекса, включающего базовое производственное оборудование, интерфейсы, модели, методики, алгоритмы и иные составляющие, представляющие собой интегрированную систему, создающую для органов управления
возможности на основе конвергентного объединения телематических, вычислительных и информационных сервисов, RFID и технологий ГЛОНАС обеспечить более высокую степень эффективности сетецентриче-ского управления, опережающую — в обозримом будущем — аналогичные зарубежные проекты (объединение энергетических систем стран ЕС и пр.).
В основу программно-аппаратной платформы синхронизированного управления распределенными энергетическими объектами в Единой энергетической системе России должна быть положена система мониторинга переходных режимов (СМПР) — технология регистрации переходных режимов для анализа динамических свойств ЕЭС России. Такой мониторинг и анализ в мировой энергетике развивается с внедрением WAMS-систем (Wide Area Measurement System — системы мониторинга переходных режимов).
Общие технологические подходы к управлению энергосистемами на основе СМПР реализуются за рубежом сегментным образом в силу естественных причин формирования энергетических систем США, стран Европы и Азии не как единых технологических объектов, а анклавно структурированных корпоративно-региональным образом. Сформированная в СССР Единая энергетическая система была сохранена Россией в постсоветский период, а система управления ЕЭС развита (в рамках имевшихся финансовых возможностей) на базе ОАО «СО ЕЭС», ОАО «ФСК ЕЭС» и пр., что имеет свои коренные качественные преимущества — жесткую централизацию управления ЕЭС России, позволившую обеспечить устойчивость энергосистемы страны как в обычных, так и чрезвычайных условиях.
В связи с этим реализуемые за рубежом, пусть успешно апробированные, общие теоретические постановки и практические подходы к управлению энергосистемами являются по отношению к потребностям развития ЕЭС России задачами значительно более низкого масштаба и сложности по структуре оптимизируемых системно-структурных связей; они не могут решить задачи перспективного формирования современной энергетической базы нашей страны на принципах интеллектуальной энергетики. Подтверждением тому служат неоднократные глобальные катастрофические каскадные отключения значительных сегментов энергосистем за рубежом, включающие сразу целый ряд регионов, как это было, например, в США, Канаде, Западной Европе и пр., что ставило
■^fefr- ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
экономику и социальную сферу этих стран фактически на грань национальной катастрофы. Результатом этих аварий и инцидентов явилось внимательное изучение за рубежом накопленного в России опыта и подходов к управлению ЕЭС.
Важность и эффективность российской постановки задачи управления ЕЭС также ярко проявилась в последний период в Европе при: 1) попытках решения задачи интеграции «разнокалиберных» энергосистем и энергорынков многочисленных европейских стран; 2) определении путей выхода из энерго-управ-ленческого тупика вследствие непродуманного массового внедрения европейскими странами распределенной генерации (прежде всего, ветроэнергетики) и интеллектуальных энергосетей (smart grid), разбалан-сирующих режимы работы больших энергосистем и требующих для стабилизации функционирования ЕЭС дополнительного вложения многих миллиардов евро, сопоставимых по суммам со средствами уже потраченными на создание генерирующих объектов и активно-адаптивных сетей.
Только в Германии затраты на создание необходимой инфраструктуры стабилизации режимов энергоснабжения для балансирования скачков генерации, передачи и энергопотребления от объектов гипертрофированно развитой ветроэнергетики, интегрированной с элементами smart grid, оцениваются в сумму более чем 40 млрд евро.
Другой пример: в 2009 г. был широко разрекламирован международный энергетический проект «De-sertec Industrial Initiative» при реализации которого, в рамках запланированного бюджета в 400 млрд евро (560 млрд долл.), было предусмотрено перекачивать с помощью строительства дальних высоковольтных линий электропередач чистую солнечную энергию от намеченных к созданию солнечных тепловых электростанций в Северной Африке через средиземноморскую электрическую сеть сверхвысокого напряжения в европейские страны. Одной из главных геостратегических целей проекта было повышение независимости стран Европы от поставок российских энергоносителей. Однако, проект до сих пор не реализован; более того, в конце 2012 г. два из крупнейших индустриальных сторонников и вкладчиков проекта, корпорации Siemens и Bosch, вышли из проекта. Одной из важнейших проблем этого проекта является необходимость формирования крайне сложной и дорогостоящей системы управления сущест-
вующими и намеченными к строительству новыми линиями электропередач с элементами smart grid, которые должны быть интегрированы в квази-единую энергосистему Европы и Северной Африки с огромным количеством новых энергосвязей (и аналогичные проекты в отношении газовых сетей).
Созданный в России (по заказу ОАО «СО ЕЭС») векторный регистратор параметров SMART WAMS по своим характеристикам соответствует лучшим зарубежным образцам и позволяет на его основе сформировать принципиально новый класс специализированных информационно-вычислительных сред управления ЕЭС России для решения существующих и перспективных проблем выхода на новое качество любых видов управления эксплуатацией систем автоматического регулирования частоты и мощности.
Критически важное значение для развития телематических, вычислительных и информационных сервисов в информационной системе управления ЕЭС России имеет качество каналов связи регистраторов с концентраторами данных, расположенных в центрах управления ОАО «СО ЕЭС», ОАО «ФСК ЕЭС» и пр.
В рамках реализации предлагаемого подхода на основе конвергентного объединения телематических, вычислительных и информационных сервисов в отношении ОАО «СО ЕЭС», ОАО «ФСК ЕЭС» и пр. (чьи информационные системы управления пока не интегрированы) обеспечивается уникальная возможность динамического управления ЕЭС России как виртуальным ресурсом для системной оптимизации — на основе изучения динамических характеристик энергосистемы.
Верификация динамической модели повысит точность анализа электромеханических переходных процессов ЕЭС России при решении технологических задач как в режиме off-line, так и в режиме реального времени, в том числе управления эксплуатацией систем автоматического регулирования частоты и мощности (производства, потребления и внешних перетоков), мониторинга выработки ГЭС, ТЭС и АЭС, координации составления графиков ремонтов, а также планирования развития системы передачи электроэнергии, оценки влияния новых сетевых объектов на работу системы и анализа графика поставок электроэнергии.
Применение технологии векторной регистрации параметров и получения меток времени GPS/ГЛО-
НАС для расширения возможностей мониторинга и управления при анализе аварий, мониторинге асинхронных режимов, разработке новых принципов противоаварийной и режимной автоматики позволяет обеспечить более высокую, чем сейчас, степень эффективности жестко централизованного управления ЕЭС России, ранее недоступную для нашей страны и не достижимую в обозримом будущем для США и Европы.
Таким образом, уникальные технические качества предлагаемой интеллектуальной программно-аппаратной платформы синхронизированного управления распределенными энергетическими объектами в ЕЭС России заключаются в достижении принципиально новых свойств систем автоматического регулирования и управления режимами энергообъединения. Эти свойства достигаются на основе интеллектуальной платформы с ключевым звеном системы мониторинга переходных режимов (СМПР) на базе отечественных цифровых регистраторов с едиными средствами конфигурирования, с формированием на их основе механизмов управления распределенными энергетическими объектами с особо точным поддержанием координации процессов генерации, передачи и распределения электроэнергии в масштабах страны (и, при необходимости, между странами).
Преимущества данного подхода заключаются также в возможности обеспечения максимальной эффективности формирования нового технологического каркаса управления ЕЭС России с перспективой не менее чем на 20—25 лет с ранее недостижимой детализацией характеристик каждого узла и прогнозированием режимов функционирования всей энергосистемы в рамках страны с соответствующей экономией инвестиционных средств на строительство новых генерирующих объектов и передающих сетей, с выходом на ограничение роста цен и тарифов и системную оптимизацию энергетического бизнеса.
Переход к интеллектуальной программно-аппаратной платформе синхронизированного управления распределенными энергетическими объектами обеспечит существенное улучшение достигнутых и создание новых функциональных свойств управления процессами поддержания стабильности ЕЭС России в существенно усложнившихся условиях функционирования сейчас и в перспективе, в том числе с учетом интеграции энергосистем и энергорынков разных стран. Особо важной задачей здесь является интеграция информационных систем управления и синхронизация работы центров управления ОАО «СО ЕЭС», ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО «Холдинг МРСК» и пр., для чего благоприятные условия создает формирование, в соответствии с Указом Президента РФ «Об открытом акционерном обществе «Российские сети»» от 22 ноября 2012 г. № 1567, единой управляющей компании для управления электросетевым комплексом нашей страны.
Литература
1. Бугаев А.С., Логинов Е.Л., Райков А.Н., Сараев В.Н. Латентный синтез решений // Экономические стратегии. 2007. № 1.
2. Логинов Е.Л., Логинов А.Е. Переход к интеллектуальной электроэнергетической системе с активно-адаптивной сетью: глобализационное конструирование новых управленческих полей в ЕЭС России // Национальные интересы: приоритеты и безопасность. 2012. № 33.
3. Логинов Е.Л., Логинов А.Е. Проблемы повышения безопасности систем управления в ЕЭС России // Национальные интересы: приоритеты и безопасность. 2012. № 45.
4. Логинов Е.Л. Развитие «интеллектуальных сетей» в электроэнергетике отраслей, регионов, городов России // Управление мегаполисом. 2011. № 5.
