«Умные» электросети — тренд ближайших десятилетий

Учёный из австрийского университета Клагенфурт, Вулфрид Элменрейч (Wilfried Elmenreich) уверен, что наше ближайшее будущее в деле электроснабжения — это «умные» электросети (Smart Grid), способные самостоятельно реагировать на всё происходящее и обеспечивать хороший баланс между спросом и предложением. Более того, некоторые государства уже активно работают над внедрением таких решений.

Исторически сложилось, что электрические сети строились как системы с односторонней передачей, от одного или нескольких мощных источников к потребителю. Однако сегодня всё чаще и чаще потребители сами владеют собственными дополнительными источниками электроэнергии. Например, на крышах домов устанавливаются солнечные батареи. А это означает, что односторонняя передача электроэнергии уже не оправдывает себя. Теперь электричество может не только поставляться к потребителям, но и передаваться в обратном направлении. Каждый узел сети становится активным.

«За последние 50 лет наша энергосистема практически не изменилась, но теперь она должна стать умной», — утверждает ученый, — «Число участников сети постоянно растёт и управление системой становится все более сложным. А следовательно, просто необходимо разработать новые механизмы и алгоритмы самоорганизации».

Но дело в том, что «классические» системы управления для этого не подходят, и сегодня разрабатываются принципиально новые «умные» методы, используя которые коммунальные службы уже должны не просто передавать электричество, а и информацию для оценки спроса и подстройки под него предложения.

Smart Grid – возможность динамического управления электрическими сетями

Специальные счётчики будут не просто учитывать потребление электроэнергии в домах, но и сообщать эти данные в реальном времени. На основе полученной информации будет выстраиваться оптимальная схема распределения энергии. Более того, счётчик сможет управлять не менее «умными» бытовыми приборами, оптимизируя их потребление электроэнергии. А у компаний появляется возможность быстро выявить кражу электроэнергии.

Однако далек не каждую автоматизированную сеть можно назвать «умной». Как считают энергетики из США и Европы, «настоящая» Smart Grid должна:

  • Обеспечивать ощутимое повышение эффективности всей системы, гарантировать экономичность, снижение негативного воздействия на окружающую среду;
  • Быть открытой для участия в работе всей системы со стороны пользователей, быть доступной для новых пользователей;
  • Отличаться способностью к самовосстановлению, в случае сбоев подачи электричества;
  • Обладать умением обеспечивать синхронную работу источников и узлов хранения электроэнергии;
  • Быть устойчивой к вмешательству со стороны злоумышленников, в том числе и кибернетическому.

Для построения Smart Grid нет необходимости полностью перестраивать существующую инфраструктуру. Но её необходимо будет дополнить активными элементами, которые позволят менять при необходимости топологию сетей, а также большим количеством различных датчиков и программно аппаратных систем сбора, обработки и оценки информации. Важными составляющими будут также и системы управления электроустановками потребителей.

Как показывают расчёты, существующих систем энергоснабжения более чем достаточно для удовлетворения всех нужд потребителей, да ещё и с хорошим запасом. Не хватает только хорошей системы управления. Сегодня сети строятся с очень большим запасом, что подчас обходится слишком дорого. А использования Smart Grid, по заверению учёного, позволит оптимизировать процесс, избежать ненужных трат на эксплуатацию избыточных мощностей.

Ну, и, конечно же, значительно повышается безопасность. Ведь «умная» система сама постоянно следит за собой и всегда готова сообщить о возникновении тех или иных неполадок.

Кстати, о безопасности. При построении Smart Grid она является далеко не самой последней проблемой. Дело в том, что разрабатывая такие системы, необходимо учитывать и тот факт, что всегда может найтись злоумышленник, который пожелает перехватить управление тем или иным узлом. Раз по сети передается информация, значит, всегда найдется тот, кто захочет её перехватить.