«Умные», «интеллектуальные» и/или надежные силовые сети – приоритеты текущего времени.

Анонс: «Smart Grid» и «Intelligent Grid» без купюр. Что же такое «умные» «интеллектуальные» сети в системах электроснабжения. Как обеспечить высокое качество электроэнергии в текущем состоянии отечественной экономики.

В текущих сложных условиях блокирования поставок импортных комплектующих, оборудования, программного обеспечения для электросетей в нашей стране из-за недопонимания рядом иностранных государств политики России, становится проблематичной реализация планов и целей новой энергетической стратегии страны, во всяком случае, в аспекте перехода на цифровые сети, декларируемые, как «умные» и «интеллектуальные».

Вместе с тем, и «Smart Grid» (умные сети) и их более «современная» интерпретация «Intelligent Grid» (интеллектуальная сеть в терминологии ПАО «Россети») de facto немногим отличаются от наших «традиционных» силовых сетей под управлением АСУ ТП (или автоматической системы другого формата) и, по сути, являются своеобразным «техническим политиканством», намеренно или невольно (из-за ограниченности того же intellectus) скрывающего ключевые критерии пригодности силовой сети не только и даже не столько к цифровизации, сколько к эффективной, безопасной и экономичной эксплуатации.

Что же такое «умные» «интеллектуальные» сети в системах электроснабжения.

Концепция «умной сети», формируемая в разных странах мира с 2010-2011 гг. (у нас с 2016-2017 гг. после Послания Президента Федеральному Собранию, Указов № 203, № 204, целевой программы и измененных стратегий) за последние годы вызвала большой ажиотаж, причем различные «эксперты и специалисты» буквально дошли «до ручки», заявляя, что в smart grid умным должно быть все вплоть до «умного болта» в опоре ЛЭП. В целом то, что на старте считалось «интеллектуальной сетью» (и, возможно, изначально подразумевало (технически) слишком много), теперь интерпретируется сотнями «экспертов» и различным образом, хотя по факту определяет оптимальные изменения в производстве, доставке и использовании электроэнергии с решением вопросов спроса на энергию, безопасности, надежности электросетей и экологических проблем.

Глобально концепция интеллектуальных сетей имеет множество определений и интерпретаций, которые зависят от конкретной страны и региона, однако предпочтительным взглядом на «Smart Grid» или «Intelligent Grid» должно быть не то, что она из себя представляет, а то, что она делает и какую пользу приносит коммунальным службам, потребителям, окружающей среде и экономике. Европейская технологическая платформа (European Technology Platform) определяет «умную сеть [как] электрическую сеть, которая может разумно интегрировать действия всех подключенных к ней пользователей — производителей, потребителей … для эффективного обеспечения устойчивого, экономичного и надежного электроснабжения». В Америке два из наиболее распространенных определений интеллектуальных сетей сформированы Министерством энергетики (Department of Energy - DOE) и Исследовательским институтом электроэнергетики (Electric Power Research Institute - EPRI), у нас максимально возможно корректное (в техническом аспекте) определение Интеллектуальной Сети (ИС) введено Положением «О единой технической политике в электросетевом комплексе» 2017 года ПАО «Россети».

Так, согласно определению:

• Department of Energy умная (интеллектуальная) сеть «представляет собой полностью автоматизированную и надежную сеть подачи электроэнергии, которая отслеживает и контролирует каждого потребителя и узел, обеспечивая двусторонний обмен информацией и электричеством между электростанцией и устройством, а также между всеми промежуточными точками»;
• Electric Power Research Institute сам «термин «Smart Grid» относится к модернизации системы подачи электроэнергии для того, чтобы она контролировала, защищала и автоматически оптимизировала работу взаимосвязанных сетей…»;
• ПАО «Россети» ИС – это «качественно новый вид электрической сети, позволяющий осуществлять в реальном времени мониторинг и управление сетью, осуществлять коммуникации между потребителями и поставщиками, предоставляя возможность оптимизации потребления, сокращая стоимость электроэнергии, тем самым обеспечивая новый уровень надежности и экономичности энергоснабжения».

Если внимательно проанализировать определения, то видно, что они базируются на концепции автоматического управления силовой сетью для обеспечения надежности и эффективности электроснабжения, т.е., по сути, тех же АСУ ТП (возможно с расширенными возможностями обработки информации, контроля, управления), которые просто не могут быть эффективными в системах с низким качеством электроэнергии.

Значит и в конце прошлого-начале текущего века, и в условиях бума «умных», «интеллектуальных», «цифровых» электросетей приоритетом и даже прерогативой любых мероприятий должно быть обеспечение высокого качества поставляемой и потребляемой электроэнергии на всех уровнях от электростанций до силовых сетей объектов низкого напряжения.

Как обеспечить высокое качество электроэнергии в текущем состоянии отечественной экономики.

Наиболее эффективными, экономически ощутимыми способами повышения качества электроэнергии, стабилизации, надежности силовых сетей были, остаются и, безусловно, будут в дальнейшем организационно-технические мероприятия по нивелированию перетоков реактивной мощности и эмиссии, трансмиссии гармонических искажений.

Пока, к сожалению (а возможно и «к счастью» в аспекте усиления независимости отечественной энергетики и страны в целом), тиристорные конденсаторные установки компенсации реактивной мощности (УКРМТ) ограничены в поставке и практически недоступны активные фильтры гармоник (АФГ), импортируемые из ЕС, причем в целом проблемы обусловлены отсутствием программно-логических контроллеров на полупроводниковых ключах.

Наряду с этим, следует понимать, что:

• для нивелирования перетока реактивной мощности можно использовать релейные УКРМ, которые (при исполнении в модульном формате ККУ) легко модернизируются до уровня «интеллектуальных» «цифровых» путем интеграции контроллера, причем de facto очень оперативно «по месту» и без остановки производственного процесса;
• нивелирование эмиссии и блокирование трансмиссии гармонических искажений порядков до 17-19 эффективно с помощью недорогих шунтирующих пассивных фильтров гармоник, комплектующие для которых пока есть на отечественном рынке и, вполне вероятно, будут в будущем в случае организации поддержки правительством российских предприятий по производству конденсаторов, реакторов.