ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ЭНЕРГОСИСТЕМ

PROBLEMS OF FORMING LOCAL  INTELLIGENT ENERGY SYSTEMS

Saidash Moukhametgaliev

Student, Department "Information Technologies and Intelligent Systems", Kazan State Power Engineering University,

Russia, Kazan

АННОТАЦИЯ

 В статье рассмотрены концепция формирования и развития локальных интеллектуальных энергосистем, а также проблемы, с которыми столкнутся распределительные сети России при массовой интеграции распределенных источников энергии. Также приведены перспективы развития локальных интеллектуальных энергосистем в условиях цифровизации электроэнергетики России.

ABSTRACT

The article considers the concept of formation and development of local intelligent energy systems, as well as the problems that Russian distribution networks will face in the mass integration of distributed energy sources. It also describes the prospects for the development of local intelligent energy systems under the conditions of digitalization of the Russian electric power industry.

Ключевые слова: цифровизация; государство; национальная технологическая инициатива; локальные интеллектуальные энергосистемы; розничный рынок электроэнергии; технологии; электроэнергетика.

Keywords: digitalization; government; national technological initiative; local smart energy systems; retail electricity market; technologies; electric power industry.

В условиях цифровизации электроэнергетики России одним их приоритетных направлений является формирование локальных интеллектуальных энергосистем.  В Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года указано:

• приоритетными, в рамках «дорожной карты» Национальной технологической инициативы по направлению «Энерджинет», в частности, являются, новые технические средства для создания интеллектуальных энергетических систем, в том числе локальных, как в изолированных энергорайонах, так и интегрируемых в ЕЭС России;
• новые технологии распределенного производства электрической энергии, микрогенерации, управляемого потребления, виртуального агрегирования ресурсов создают принципиально новые условия для развития конкурентного розничного рынка, построенного на базе автоматизированных локальных торговых площадок по торговле электроэнергией;
• реализация пространственных приоритетов государственной энергетической политики предполагает повышение устойчивости и надежности энергоснабжения макрорегионов с максимальным, экономически эффективным использованием местных энергоресурсов, возобновляемых источников энергии и распределенной генерации, а также гарантированное обеспечение энергетической безопасности и развитие энергетической инфраструктуры для опережающего социально-экономического развития [1].

Под локальной интеллектуальной энергосистемой понимается сбалансированная по электрической и тепловой генерации и нагрузке MiniGrid, функционирующая в сетях среднего напряжения, способная работать как параллельно с ЕЭС России, так и в изолированном, островном  и автономном режимах с заданным уровнем балансовой и режимной надежности, обеспечивая поддержание заданных показателей бесперебойности энергоснабжения потребителей с электроприемниками различных категории надежности [2].

Необходимо отметить, что принципы создания локальной интеллектуальной энергосистемы должны быть универсальными и адаптироваться к местным условиям в процессе проектирования в конкретном регионе их размещения [3].

В настоящее время наблюдается процесс вовлечения частных инвесторов в процессы строительства и эксплуатации локальных интеллектуальных энергосистем, которые формируют сферу малого энергетического бизнеса, конкурирующего с традиционным крупным. Однако, в настоящее время, этот процесс носит слабо прогнозируемый характер, что привело к негативным системным эффектам. Например, к росту нагрузки от перекрестного субсидирования на оставшихся в зоне централизованного электроснабжения потребителей, снижению загрузки сетей высокого и среднего напряжения, выпадающим доходам у распределительных сетевых компаний и, как следствие, к росту тарифа на передачу электроэнергии [6]. Эти и другие противоречия с основными субъектами оптового и розничных рынков электроэнергии привели к созданию субъектами электроэнергетики административных, нормативных и технологических барьеров. Их преодоление требует существенных временных и материальных затрат.

Для ликвидации барьеров требуются усилия по разработке и внедрению соответствующих технологических решений, позволяющих получать экономические эффекты, размер которых позволит заинтересовать всех участников данного процесса, в частности необходимо определить:

• цели, задачи и ожидаемые эффекты от создания локальных интеллектуальных энергосистем на базе объектов распределенной энергетики;
• целесообразные масштабы развития распределенной энергетики:
• механизмы получения и обоснованного распределения между субъектами рынка системных и локальных эффектов от создания локальных интеллектуальных энергосистем локальных интеллектуальных энергосистем.

Для принятия обоснованных решений активно ведутся научные исследования на международном и российском уровне, которые сосредоточены на вопросах планирования развития и эксплуатация активных распределительных систем с целью реализации энергетического перехода и декарбонизации. В качестве приоритетных тем и вопросов этих исследований определены следующие: Решения и наработки в сфере распределенных источников энергии для энергетического перехода и декарбонизации; Инновационное планирование и эксплуатация активных распределительных сетей; Объединение распределенных источников энергии для повышения надежности и энергетической безопасности распределительных сетей.

На сегодняшний день одной из наиболее актуальных тем научных исследований является практический опыт проектирования современных распределительных сетей с распределенными энергоресурсами, а также вопросы интеграции разнородных энергетических ресурсов.

Текущие и перспективные вызовы, с которыми столкнутся распределительные сети России при массовой интеграции распределенных источников энергии, можно сгруппировать на следующие группы:

1. Рост количества системных и локальных аварий, вследствие эксплуатации электрических сетей в критических режимах, близких к допустимым границам по надежности, вызванной необходимостью увеличения передачи электроэнергии, вследствие роста нагрузки и увеличения объемов генерации, с учетом изменения структуры генерирующих мощностей в сторону возобновляемых источников энергии. Помимо системных аварий высока вероятность возникновения локальных аварий, которые затрагивают отельные энергорайоны и не оказывают существенного влияния на функционирования всей энергосистемы.

2. Возникновение незатухающих колебаний параметров электрического режима вследствие несовместимости локальных алгоритмов управления активных энергетических установок, интегрируемых в сети.

Все текущие и перспективные вызовы требуют разработки и реализации компенсационных технических мероприятий для повышения отказоустойчивости, надежности и энергетической безопасности активных распределительных систем.

Важно отметить, что формирование локальных интеллектуальных энергосистем, влекут за собой радикальные изменения существующей системы экономических отношений на розничном рынке электроэнергии, будут содействовать повышению бесперебойности и доступности электроснабжения, а также частично решить проблему перекрестного субсидирования на розничном рынке электроэнергии, будет содействовать информационному обеспечению оперативно-технологического персонала распределительных сетевых необходимой информацией за счет повышения наблюдаемости и управляемости сетью, что соответствует задачам реализуемой программы цифровизации.

В перспективе необходимо проведение исследований, направленных на обобщение опыта создания локальных интеллектуальных энергосистем, выполнение оценки их значимости в решении задач трансформации электроэнергетики России, а также разработки перспективных планов по дальнейшему их тиражированию.

Список литературы:

1. Министерство энергетики Российской Федерации: Проект «Энергетическая стратегия России на период до 2035 года» [Электронный ресурс]. URL: https://minenergo.gov.ru/node/1026.
2. Илюшин, П.В. Перспективы применения и проблемные вопросы интеграции распределенных источников энергии в электрические сети: монография / П.В. Илюшин // Библиотечка электротехника. – 2020. – №8 (260). – С. 1–116.
3. ГОСТ Р 53905-2010. Энергосбережение. Термины и определения. – М: Стандартинформ, 2011.
4. Воропай, Н.И. Надежность систем электроснабжения / Н.И. Воропай. – Новосибирск: Наука, 2006. – 205 с.
5. Прогноз развития энергетики мира и России 2019 / под ред.                   А.А. Макарова, Т.А. Митровой, В.А. Кулагина. – М: ИНЭИ РАН, Московская школа управления СКОЛКОВО. 2019. – 209 с.
6. Филиппов, С.П. Распределенная генерация и устойчивое развитие/ С.П. Филиппов, М.Д. Дильман, П.В. Илюшин // Теплоэнергетика. – 2019. – № 12. – C. 4–17.
7. Самойленко В.О. О стандартизации и унификации принципов построения релейной защиты фотоэлектрических станций / В.О. Самойленко, Д.А. Трапезников, П.В. Илюшин // Релейная защита и автоматизация. – 2020. – № 3 (40). – С. 10–25.