Будущее сетей за интеллектом

Сегодня состояние оборудования линий электропередачи характеризуется высокой степенью физического износа.
Фото Ольги Баумгертнер

Федеральная сетевая компания приступила к созданию в России электрической сети нового поколения – так называемой интеллектуальной электрической сети. Реализация этого проекта позволит существенно повысить надежность энергоснабжения, снизить потери и расход энергоресурсов. В середине февраля прошла рабочая встреча главы российского правительства Владимира Путина с председателем правления ОАО «ФСК ЕЭС» Олегом Бударгиным. Обсуждалось современное состояние Единой национальной электрической сети (ЕНЭС), а также вопросы, связанные с производством современного электротехнического оборудования, подготовкой будущих энергетиков. В ходе встречи особое внимание было уделено концепции создания в России интеллектуальной электрической сети.

Ранее концепция создания интеллектуальной электрической сети нашла поддержку на расширенном совещании при комитете по стратегии совета директоров ОАО «ФСК ЕЭС», которое прошло с участием ученых Российской академии наук. «Концепция развития энергосистемы с интеллектуальной сетью, предложенная Федеральной сетевой компанией, актуальна и отвечает современным тенденциям, – считает Николай Воропай, директор Института систем энергетики Сибирского отделения РАН. – За последнее десятилетие появилось много новых разработок в силовой электротехнике, средствах коммуникации и компьютеризации, технологиях управления сетями. Использование этих возможностей позволит построить электроэнергетику страны на принципиальной новой основе».

Современное состояние оборудования электрических подстанций и линий электропередачи характеризуется высокой степенью физического износа (более 50%). В сетях всех классов напряжения потери электроэнергии в среднем составляют 13–14%. Для сравнения: потери в электросетевом комплексе стран Западной Европы находятся в диапазоне 4–9%, США – 7–8%, Японии – 5%. Физический и моральный износ означает не только высокие потери, но и снижение эффективности выполнения основной задачи ЕЭС – надежного и качественного энергоснабжения потребителей.

Интеллектуальная сеть – это качественно новое состояние электрической сети, которое предполагает объединение на технологическом уровне электрических сетей, потребителей и производителей электроэнергии в единую автоматизированную систему. Она будет в реальном времени самостоятельно отслеживать режимы работы всех участников процесса выработки, передачи и потребления электроэнергии. Получая обратную связь через разветвленную систему датчиков в режиме on-line, интеллектуальная сеть должна автоматически реагировать на все изменения, происходящие в сети, принимая оптимальные решения для предотвращения аварий и осуществления энергоснабжения с максимальной надежностью и экономической эффективностью.

Создание интеллектуальных электрических сетей – общемировая тенденция. Работы в этом направлении ведутся в США, Японии, Индии, Китае. Евросоюз разрабатывает концепцию «Европейская электрическая сеть будущего». «На Западе усилия сконцентрированы в основном на включении в энергосистемы слаборегулируемых возобновляемых источников энергии, – отмечает Алексей Макаров, председатель комитета по стратегии при совете директоров ОАО «ФСК ЕЭС», директор Института энергетических исследований РАН. – В России ставится задача пересмотреть концепцию дальнейшего развития Единой энергетической системы страны. С использованием новых аппаратных средств и систем управления можно резко повысить пропускную способность электрических сетей, регулировать режимы электропотребления и при значительно меньших затратах обеспечивать высокую надежность электроснабжения потребителей».

Россия имеет свои наработки в этой области. Федеральная сетевая компания реализует пилотные проекты внедрения инновационных элементов в ЕНЭС, которые позволяют наделить ее новыми качествами. «В настоящее время уже созданы новые аппаратные средства и информационные технологии, позволяющие создавать так называемые активно-адаптивные электрические сети как основу интеллектуализации электроэнергетики страны на всех ее участках – от генерации до потребителей включительно», – добавляет Макаров.

Интеллектуальная сеть предполагает применение устройств регулирования реактивной мощности и напряжения, накопителей электроэнергии, сверхпроводящих кабельных линий, устройств ограничения токов короткого замыкания. Так, в этом году на подстанции 400 кВ «Выборгская» в Ленинградской области будет введено в эксплуатацию новейшее устройство регулирования реактивной мощности СТАТКОМ, что повысит надежность экспорта электроэнергии в Финляндию. На подстанции 500 кВ «Бескудниково» будет введен в работу асинхронизированный компенсатор реактивной мощности для поддержания оптимального уровня напряжения и увеличения пропускной способности сети. В результате будет повышена надежность электроснабжения потребителей северного и северо-восточного районов Москвы.

Большой прорыв сделан в области сверхпроводящих технологий. В конце прошлого года прошли успешные испытания первой в России высокотемпературной сверхпроводящей кабельной линии длиной 200 м на напряжение 20 кВ. Применение сверхпроводящих линий позволяет передавать большие потоки мощности при обычных габаритах кабеля, существенно сократить потери электроэнергии. Сверхпроводящая кабельная линия будет проходить опытную эксплуатацию на подстанции 110 кВ «Динамо» в Москве в 2011–2012 годах.

Построение интеллектуальной сети, в том числе с использованием активных технических средств и новых информационных технологий, предусмотрено политикой инновационного развития и модернизации ЕНЭС. Ее ключевые положения были рассмотрены в конце февраля на заседаниях координационного научно-технического совета и правления Федеральной сетевой компании. Ведущие ученые и специалисты научно-исследовательских и проектных институтов и Российской академии наук, представители энергокомпаний и компаний – производителей электрооборудования одобрили концепцию создания интеллектуальной электрической сети как основное направление развития Единой национальной электрической сети.

«Федеральная сетевая компания сейчас принимает развитие интеллектуальных сетей как основу своей деятельности, – считает Владимир Дорофеев, генеральный директор ОАО «Научно-технический центр электроэнергетики», член комитета по стратегии при совете директоров ОАО «ФСК ЕЭС». – Нельзя допустить превращение единой системы в лоскутное одеяло с технологической точки зрения. Необходимо построить платформу, на которой четко будут обозначены принципы нашего дальнейшего развития: цели, задачи, технологии, оборудование».

Конечной целью создания интеллектуальной сети является обеспечение надежной и экономичной параллельной работы всех объектов, формирующих электроэнергетическую систему страны.