ПОИСК
ВЫБЕРИТЕ НОМЕР
         
Показать все
статьи из этой
рубрики
Показать все
статьи этого
автора
Показать все
статьи по этой теме
НАШИ ИЗДАНИЯ
Connect! Мир Связи
Каталог-справочник
НАШИ ПРОЕКТЫ
Наши авторы о важном
СОТРУДНИЧЕСТВО
Выставки и конференции
Connect Conferences
РЕКЛАМА



Яндекс Цитирования





Rambler's Top100 Rambler's Top100


Отрасль
Smart Grid – как мы будем потреблять электроэнергию через десять лет   Алексей Шалагинов

Алексей Шалагинов
директор по решениям Huawei Enterprise
регионального отделения Huawei
по России, Украине и Белоруссии

Немало лет минуло с тех пор, как Томас Эдисон в 1882 г. обернул джутом медную проволоку и поместил ее в трубу, заполненную битумом. Так выглядела первая в мире линия электропередач, по которой получали электроэнергию жители нескольких домов Нью-Йорка в конце ХIХ в. В то время население Земли составляло 1,5 млрд человек, и лишь немногие из них имели возможность пользоваться электричеством. К 2020 г. нас станет 7,5 млрд, и потребление электроэнергии должно увеличиться на 75% по сравнению с 2000 г. Это означает повышение энергопотребления на 37,5% каждые десять лет.

Все больше заявляет о себе новый источник спроса на электроэнергию – компьютерная и бытовая электроника, которая также создает огромную нагрузку на электросеть. Повышение нагрузки, обусловленное увеличением количества станков с числовым программным управлением и автоматизацией производства, достигло 40%, а к 2015 г. этот показатель превысит 60%. Промышленная автоматизация, Интернет, банковские операции в режиме «онлайн», бытовая электроника требуют все больше и больше электричества.

Такой экспоненциальный рост увеличивает нагрузку на существующие сети электроснабжения, которые становятся все более взаимосвязанными... и уязвимыми. Должны быть построены новые мощности генерации и распределения электроэнергии, с сочетанием традиционных видов топлива и возобновляемых источников энергии, кроме того, новый уровень технологии должен быть встроен в энергетическую систему, чтобы гарантировать эффективность, надежность и безопасность, гибкость и экологичность линий электропередач и распределения.

Концепция Smart Grid, что можно с известной долей приблизительности перевести как «умная электросеть», предназначена для того, чтобы:

  • повысить надежность и стабильность сетей электроснабжения;
  • сделать распределение электроэнергии более экономичным, а работу сетей – «интеллектуальной»;
  • модернизировать генерацию электроэнергии с целью предотвратить, с одной стороны, образование излишков энергии, с другой – ее недостаток там, где случаются эти нежелательные явления;
  • делать учет потребления интеллектуальным и «прозрачным», чтобы, с одной стороны, предотвратить мошенничество и кражу электроэнергии, с другой – искоренить ошибки в учете электроэнергии и начислении оплаты за ее использование.

Уже сейчас все развивающиеся страны делают интенсивные инвестиции в энергетику и в Smart Grid как самую передовую технологию отрасли. В 2010 г. китайское правительство вложило более 7,3 млрд долл. в развитие технологий Smart Grid, в то время как США выделило на эти цели «только» 7,1 млрд. Ежегодные инвестиции в эту технологию в Европе оцениваются в 5 млрд евро. 

Что же такое Smart Grid?

Вряд ли можно найти два одинаковых определения Smart Grid. Если вы спросите инженера-метролога, скорее всего, он ответит, что Smart Grid – это развитая инфраструктура автоматизированных измерений (AMI). Инженер по системам управления скажет, что это система автоматизации для подстанций и распределительных узлов. Оператор в диспетчерской сфокусируется на преимуществах распределения устройств и управления сроком их службы. Ответы каждой группы будут на 100% правильны для ее области деятельности, что лишь демонстрирует широкий спектр требований к новой технологии.

Еще лет пять назад никто из нас даже не слышал термин «Smart Grid». Сегодня он порождает свыше 2,5 млн просмотров Google, является предметом законодательства и даже мелькает в телевизионной рекламе. Smart Grid упоминается как одно из возможных решений для предотвращения террористических атак, как метод минимизации изменения климата и как средство стимулирования устойчивого роста в мировой экономике.

Казалось бы, технология, которая имеет столь масштабное влияние на национальную безопасность, окружающую среду и глобальную экономику, должна быть четко определена и понятна. Разночтения в определениях свидетельствуют о том, что Smart Grid – это не одна технология, архитектура сети или интегрированное решение, а экосистема, которая развивается и будет развиваться в течение многих лет. Цель Smart Grid – обеспечение коммуникации, информатизации и управления как можно большего количества пунктов в сети распределения энергии, достижения максимальной эффективности их работы, надежности и безопасности всей системы в целом. Конкретные требования к узлам сети будут меняться, что в значительной степени обусловлено потребностями устройств и приложений, связанных с каждой подсистемой.

Можно выделить четыре характеристики, которые являются общими для всех аспектов Smart Grid:

  • создание устройств и датчиков для сбора информации и обеспечения контроля;
  • построение сетей из коммуникационных устройств, которые обеспечивают подключение к элементам и узлам сети электроснабжения;
  • менеджмент центра оперативного управления сети для управления системой в целом;
  • использование приложений, мониторинг и управление устройствами.

Параметры пропускной способности, задержки прохождения сигнала и стоимость будут существенно отличаться для каждого устройства в сети, но основные характеристики должны быть неизменными. Для промышленности разрабатываются системы, которые обеспечивают актуальную информацию от широкого спектра устройств, а также программные решения, позволяющие заинтересованным сторонам оперативно реагировать на изменяющуюся ситуацию и требования распределительной сети (рис. 1).

Многие коммуникационные решения для различных видов сетей – общего пользования, частных, проводных и беспроводных – обязательно внесут свой вклад в общую экосистему. Каждая технология – это уникальный набор производительности, стоимости и надежности, у каждой – свое предназначение. 

Задача состоит не в определении технологии, подходящей для Smart Grid, а в обеспечении эффективной и безопасной интеграции этих технологий и связанных с ними приложений. Архитектура Smart Grid должна обеспечивать продолжение инноваций таким образом, чтобы решение, запускаемое в 2017 г., могло взаимодействовать с устройствами, развернутыми в 2012 г. 

Как Smart Grid может изменить наш стиль использования электроэнергии? 

Большинство людей хорошо осведомлены о правилах рационального использования одних видов энергии и тем не менее могут быть поразительно безразличны к другим. Если вы спросите человека, каков средний пробег в день у его машины или расход бензина по городскому циклу, он, вероятнее всего, сможет дать вполне конкретный ответ. Спросите о ценах на бензин, и любой автомобилист вновь продемонстрирует поразительную осведомленность, вплоть до того, на каких АЗС лучше заправлять машину. Потребители должны иметь четкое представление о затратах на машину и их влиянии на кошелек. Для этого автопроизводители устанавливают на машинах все более информативные панели, на которых кроме уровня топлива в баке отражаются данные о его потреблении, среднем или в данный момент времени. 

Одна из основных целей Smart Grid – обеспечение возможности для потребителей электроэнергии участвовать в принятии решений относительно ее использования.

Независимо от конкретной задачи – сэкономить деньги или помочь окружающей среде – система должна обеспечивать услугами связи и управления в режиме реального времени. 

На рис. 2 приведен пример панели управления интеллектуальным потреблением электроэнергии. Система предупреждает пользователя, что планируемый счет за электроэнергию в этом месяце – 250 долл. Однако месяц еще не прошел, а пользователь уже «нажег» электричества на 263,73 долл. Если и дальше так пойдет, то к концу месяца счет составит 275 долл., т. е. на 10% будет превышен установленный самим пользователем лимит. 

Мало того что система автоматически контролирует расход у потребителя, она может дать ему добрые советы. Например, справа от цифр перерасхода мы видим, что система Smart Grid предлагает два варианта для снижения расхода электричества: закрутить термостат на два деления – это позволит сэкономить 12 долл. до конца месяца; приглушить яркость света на 10%, что сбережет еще 4 долл. Пользователь также может проконтролировать расход энергии по дням, он отображается как в табличной, так и в графической форме. 

Конвергенция различных решений и сетевых технологий выполняет главную задачу Smart Grid – сбор данных о потреблении энергии. Передаются ли эти данные по мощной линии электропередачи, по оптоволокну, через сеть сотовой или ведомственной связи – целью является определить, сколько энергии используется, и что более важно – когда! Если поехать на работу в час пик, мы сожжем гораздо больше бензина, чем в середине дня или рано утром. Поэтому мы стараемся оптимизировать график своих поездок, чтобы сэкономить и время, и бензин. То же самое делает и Smart Grid для потребления энергии. В электрический час пик стоимость производства и доставки электроэнергии будет значительно выше, так как мощности генерации и передачи перегружены. Однако в большинстве случаев существующие системы пока не в состоянии переложить эти дополнительные расходы на потребителей, которые нерационально расходуют энергию.

Smart Grid является первой широкой инициативой, которая позволит более адекватно соотнести расходы на производство электроэнергии с ее ценой, что, в свою очередь, будет способствовать оптимизации потребления электричества. Иначе говоря, руководство металлургического комбината будет думать, прежде чем планировать включение мощной плавильной печи в час пик, и, скорее всего, перенесет время плавки на ночную смену, что позволит более равномерно загрузить сеть электропитания. 

Еще раз уточним, что решение этих проблем определяет не конкретные сетевые технологии для Smart Grid, а лишь способы обработки информации и управления экосистемами. В системах Smart Grid будет использоваться много сетей, как проводных, так и беспроводных, что будет способствовать созданию интерактивных, надежных и эффективных сетей электроснабжения. 




Заказать полную PDF-версию свежего номера Connect!



Показать все статьи по теме Измерительная техника

Поставьте свою оценку:
   1   2   3   4   5   

< Предыдущая статья

  
Следующая статья >

НАШИ ПРОЕКТЫ
ПРОСМОТР ПО ТЕМАМ
IP-телефония
Беспроводная связь
Бизнес-аналитика
Биллинг и OSS/BSS решения
Видеоконференцсвязь
Измерительная техника
Инфокоммунникации регионов
Информационная безопасность
ИТ-услуги
КИС (Корпоративные информационные системы)
Контакт-центры
КСПД (Корпоративные сети передачи данных)
Мобильная связь
Облачные технологии
Профессиональная радиосвязь
Серверные решения
Системы бесперебойного питания
Системы хранения данных
Ситуационные центры
Спутниковая связь
УПАТС
Фиксированная связь
Цифровое телевидение
TOP 20 СТАТЕЙ
Роль государства в обеспечении информационной безопасности
Консолидация телекоммуникационных ресурсов отраслей топливно-энергетического комплекса
Реквием по SoftSwitch
Трехсайтовая архитектура – реальная защита от катастроф
В Тулу за кальяноваром, или Что такое адаптивный call-центр
Ненадежность IP-телефонии: мифы и реальность
Четвертым будешь?
Путеводитель по рынку OSS-решений
В жизни все бывает, поэтому сделайте резервную копию…
Оптимизация энергопотребления в современном ЦОД
VSATизация России – промежуточные итоги
Современные программные телефоны
Аккумуляторные батареи для современных ИБП
Особенности информатизации телекоммуникационных компаний в России
Отечественные производители телекоммуникационного оборудования
Проблемы нормативно-правового, организационно-технического и программного обеспечения защиты информационных систем
Смена поколений в стандартизации СКС
Проблемы и перспективы формирования мобильной медиасреды в России
Принципы организации сетевой инфраструктуры ООО «ЛУКОЙЛ-ИНФОРМ»
Модульные отказоустойчивые системы бесперебойного питания: за и против
Все ТОПовые статьи >>