Функционирование энергокластеров в условиях концепции Smart Grid

В статье рассматривается декомпозируемый элемент электроинфраструктуры в условиях инновационной технологии. Предложена схема трансформации энергокластера существующей электроинфраструктуры в Smart Grid.

Ключевые слова: электроинфраструктура, smart grid, энергокластер

Согласно определению Института инженеров электротехники и энергетики Европейского союза (IEEE), «умная сеть» (Smart Grid) — это концепция полностью интегрированной, саморегулирующейся и самовосстанавливающейся электроэнергетической системы, имеющей сетевую топологию и включающей в себя все генерирующие источники, магистральные сети (в том числе межгосударственные системообразующие ЛЭП), местные распределительные сети и все виды потребителей электрической энергии, управляемые единой сетью информационно-управляющих устройств и систем в режиме реального времени [2].

Рис. 1. Топология электроинфраструктуры существующей сети [Рисунок с сайта © 2011 www.kennisinbeeld.nl]

Рис. 2. Топология электроинфраструктуры Smart Grid [Рисунок с сайта © 2011 www.kennisinbeeld.nl]

Оценка сценариев развития интеллектуальной электроинфраструктуры — новое направление исследований, и на данный момент представлено крайне малое количество работ, содержащих решения о трансформации малых локальных элементов — энергокластеров.

Требования функционирования в условиях новой концепции определяют, соответственно, применение совершенного нового «интеллектуального» оборудования. Переход энергокластера (декомпозируемый элемент электроинфраструктуры) к новому техническому укладу возможен в двух вариантах: эволюционный, включающий в себя поэтапную модернизацию и замену, а также прорывной — готовое комплексное преобразование. Для принятия решения в выборе сценария трансформации, который будет наиболее приемлем, требуется определить существующий потенциал технического базиса энергокластера.

К основным задачам трансформации энергокластеров в концепцию Smart Grid относятся: выбор рационального исполнения электрических сетей, определение электрических нагрузок, расчет потерь мощности, компенсация реактивной мощности, качество напряжения, выбор числа и мощности трансформаторов, выбор защитных аппаратов, учет потребляемой мощности в электроэнергии, рациональное использование энергии [1]. Ниже представлена схема трансформации энергокластера на основе оценки свойств функционирования с использованием системного анализа и метода экспертных оценок.

Рис. 3. Схема трансформации энергокластера

Задачу трансформации существующей электроинфраструктуры в концепцию «умная сеть» возможно, решить путем выбора степени автоматизации, структуры сети, законов управления, и обработки информации, которые позволяют обеспечить заданные значения отдельных технических показателей. Для этого далее будет предложена методика мониторинга процессов функционирования приборной базы и сети электроинфраструктуры предприятия. Различные методы (инструмент квалиметрии, аппарат нечеткой логики, многокритериальная оптимизация, статистические методы управления) применяются на определенном уровне иерархической структуры (топологии) сети, в декомпозируемых с определенными границами энергокластерах.

Литература:

1. Ioanna Xyngi, An Intelligent Algorithm for Smart Grid Protection Applications. ISBN 978–94–6186–014–9. Document type doctoral thesis. Rights (c) 2011 Xyngi, I.

2. Smart Power Grids — Talking about a Revolution // IEEE Emerging Technology Portal, 2009.
3. Семенова, Е. Г. Моделирование и оптимизация производственных процессов изготовления прецизионных сложнопрофильных конструкций волноводных систем. / Е. Г. Семенова, О. И. Васильев. Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 4–2 (183) 2013 г.