Анализ эффективности функционирования технологии Smart Grid в промышленном секторе
ВВЕДЕНИЕ
Сегодня технологический прогресс является главной идеей развития промышленности и, в частности, энергетики в мире и в России. Современное общество стремительно прогрессирует, в первую очередь, из-за развития и внедрения новых технологий во все сферы деятельности человека. Развитие и внедрение технологии Smart Grid в работу является актуальной задачей для многих электросетевых компаний по всему миру, так как данная система полностью автоматизирует работу сети и может обеспечить надежную защиту от обрывов, скачков напряжения и коротких замыканий. Технология Smart Grid представляет не только модернизацию оборудования, но и внедрение полного автоматического управления электросетями. В результате чего создается гибкая система, которая поддерживает связь между генераторами энергии и потребителями. Объектом изучения данной работы является реализация технологии Smart Grid. Smart Grid – это, прежде всего, концепция инновационного преобразования электроэнергетики как целостной системы, требований, предъявляемых к этой системе, а также способов осуществления и необходимого технологического базиса для ее реализации. Ключевую роль в реализации концепции Smart Grid играют организационные и технологические аспекты. Организационная сложность связана с интересами большого числа различных заинтересованных сторон и их целями в то время, как технологическая сложность включает производство компонентов, техническую реализацию сетей, надежность, безопасность и конфиденциальность.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РЕАЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ SMART GRID 6
§ 1.1 Общие положения концепции Smart Grid 6
§ 1.2 Элементный состав технологического комплекса Smart Grid 10
ГЛАВА 2. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ SMART GRID В РОССИИ И МИРЕ 22
§ 2.1 Реализация Smart Grid в различных странах 22
§ 2.2 Методы повышения надежности системы электроснабжения 38
ГЛАВА 3. ОЦЕНКА И ВОЗМОЖНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ SMART GRID 44
§ 3.1 Оценка потенциала проекта по внедрению Smart Grid на примере ПАО «МРСК Юга» – «Ростовэнерго» 44
§ 3.2 Перспективы развития концепции Smart Grid в России 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
Список использованных источников 56
Список использованных источников
1. Веселов, Ф.В. Интеллектуальная энергосистема России как новый этап развития электроэнергетики в условиях цифровой экономики / Ф.В. Веселов, В.В. Дорофеев // Энергетическая политика. – 2018. - №5. – С. 43-52.
2. Лахов Ю.А. Методика и средства мониторинга электроинфраструктуры предприятия изготовления микроэлектроники / Ю.А. Лахов, А.В. Фомина – СПб.: ГУАП – 2018. - 169 с.
3. Голов Р.С. Комплексная автоматизация в электроснабжении: учебное пособие / Р.С. Голов, В.Ю. Теплышев, А.А. Шинелёв. – М.: ИНФРА-М, 2017. – 312 с.
4. Борреманс, А.Д. Smart Grid – концепция, заинтересованные стороны и отраслевые решения / А.Д. Борреманс, А.А. Лепехин, И.В. Ильин // Журнал исследований по управлению. – 2019. - № 5 (6). – С. 3-13.
5. Пушкина, О.В. Влияние IoT (интернет вещей) и индустрии 4.0 на процессы снижения затрат и повышение эффективности производства / О.В. Пушкина, Я.П. Молоков // Вестник Московского университета имени С.Ю. Витте. Серия 1. Экономика и управление. – 2020. - № 4 (35). – С. 87-92.
6. Ховалова, Т.В. Эффекты внедрения интеллектуальных электроэнергетических сетей / Т.В. Ховалова, С.С. Жолнерчик // Стратегические решения и риск-менеджмент. – 2018. - № 2 (107). – С. 92-101.
7. Армашова-Тельник Г.С. Энергосбережение и энергоэффективность: экономический аспект: учебное пособие / Г.С. Армашова-Тельник, А.Н. Зубкова, П.Н. Соколова. – СПб.: ГУАП, 2018. - 46 с.
8. Маргаринт, А.О Принципы применения реклоузеров в распределительных сетях / А.О. Маргаринт, Н.И. Цыгулев // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации: Сборник научных трудов XVII Международной научно-практической конференции. – Курск, 2022 – С. 270-272.
9. Макаров А.А. Роль научно-технического прогресса в развитии энергетики России / А.А. Макаров, Ф.В. Веселов; - М.: ИНЭИ РАН, 2019. – 252 с.
10. Методические рекомендации по оценке эффективности и разработке инвестиционных проектов и бизнеспланов в электроэнергетике (с типовыми примерами) / Утверждены приказом ОАО "РАО ЕЭС России" от 31.03.2008 г. № 155.
11. Басараб, М. Требования к инфраструктуре сетей связи в составе Smart Grid / М.Басараб, Р.Бельфер, Е.Глинская, Н.Якушева // Первая миля. – 2018. - №4. – С. 40-46.
12. Федоров, Ю.Г. О нормативном обеспечении и стандартизации для цифровой электроэнергетики / Ю.Г. Федоров // Цифровая энергетика: новая парадигма функционирования и развития. – 2019. – С. 48-54.
13. Об утверждении Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года. / Распоряжение Правительства РФ от 09.06.2020 N 1523-р.
14. Об утверждении схемы и программы развития Единой энергетической системы России на 2021 – 2027 годы. / Приказ Минэнерго России от 26.02.2021 г. № 88.
15. О схемах и программах перспективного развития электроэнергетики (с изменениями на 10 марта 2022 года) / Постановление Правительства РФ от 17.10.2009 года N 823.
16. Врублевских, А.А. Технология Smart Grid в борьбе с блэкаутами / А.А. Врублевских, Е.В. Горемыкин // StudNet. – 2021. - №6. – С. 1480-1487.
17. Рябов, Б.А. План мероприятий («дорожная карта») «Энерджинет» / Б.А. Рябов, А.Л. Текслер // Национальная технологическая инициатива. – 2020. - 141 с.
18. От аналога к цифре, или как работают умные сети // iot.ru URL: https://iot.ru/energetika/ot-analoga-k-tsifre-ili-kak-rabotayut-umnye-seti (дата обращения: 18.04.2022).
19. Агапитов, А.Е. Перспективы развития умных энергосистем в процессе реструктуризации генерирующих мощностей электростанций промышленных предприятий / А.Е. Агапитов, В.Н. Михайловский // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России. – 2017. - №18. – С. 10-13.
20. Загидуллина, А.С. Снижение потерь электроэнергии в распределительных сетях с использованием технологии Smart Grid // Новое слово в науке: стратегии развития: материалы IV Всерос. науч.-практ. конф. с международным участием. – 2018. – С. 157-160.
21. Армашова-Тельник Г.С. Экономика и организация производства в промышленном сектор: учебное пособие / Г.С. Армашова-Тельник, П.Н. Соколова. – СПб.: ГУАП, 2020. - 179 с.
22. Smart Grid. Умные Сети. Интеллектуальные сети электроснабжения [Электронный ресурс]. – Режим доступа https://www.tadviser.ru/index.php/ (дата обращения: 02.04.2022).
23. Уразова, Н.Г. Условия внедрения Smart Grid / Н.Г. Уразова, В.А. Холодилова // Проблемы повышения эффективности научной работы в оборонно-промышленном комплексе России: материалы 2-й Всероссийской научно-практической конференции. – 2019. – С. 239-241.
24. Афанасьев, Н.И. Анализ существующего алгоритма работы программы Smart Grid и разработка нового с учетом анализа ошибок существующего алгоритма / Н.И. Афанасьев, Д.В. Гусаков // Мавлютовские чтения: XV Всероссийская молодежная научная конференция. – Уфа: УГАТУ, 2021. - № 3. – С. 164-170.
25. Усова, М.А. К вопросу об использовании системы Smart Grid на основе возобновляемых источников энергии / М.А. Усова, В.И. Велькин // Даниловские чтения: Энерго- и ресурсосбережение. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Атомная энергетика. – Екатеринбург: УрФУ, 2018. – С. 754-759.
26. Шилова, Л.А. Интеграция цифровых технологий как ключевой фактор развития российской энергетики / Л.А. Шилова, А.О. Адамцевич А.О. // Энергетическая политика. – 2020. - №9 (151). – С. 60-73.
27. Сальников, Н.А. Перспективы внедрения Smart Grid в России / Н.А. Сальников, И.А. Кормако, А.О. Каманов // Синергия наук. – 2021. - № 60. – С. 256-264.
28. Беляевский, Р.В. Разработка механизмов активно-адаптивного управления реактивной мощностью на основе интеллектуальных электрических сетей / Р.В. Беляевский, А.А. Герасименко А.А. // Энергетика XXI века: устойчивое развитие и интеллектуальное управление. Международная конференция. – Иркутск, 2020. – С. 14-15.
29. Рахматуллин, С.С. Современные решения обеспечения кибербезопасности интеллектуальных электроэнергетических систем / С.С. Рахматуллин // Производственные технологии будущего: от создания к внедрению. V международная научно-практическая конференция. – Комсомольск-на-Амуре, 2021. – С. 156-158.
30. SCADA [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.tadviser.ru/index.php/SCADA (дата обращения: 28.04.2022).
31. Дайджест. Передовые цифровые и производственные технологии №1 (9-10). – СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2021. - 98 с.
32. Бебновская, И.С. Мировой опыт внедрения технологий Smart Grid / И.С. Бебновская, К.А. Черченко // Программа I Российской национальной научной конференции с международным участием. – Благовещенск, 2017. – С. 50-52.
33. Автоматика [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.spbet.narod.ru/studies/rz6.htm (дата обращения: 30.04.22).
Рассматривая комплекс технологических решений Smart Grid с точки зрения повышения надежности системы, необходимо также сказать, что одним из наиболее эффективных способов повышения надежности электроснабжения в воздушных распределительных сетях является реализация автоматического подхода к управлению аварийными режимами, при котором обеспечивается полная независимость работы пунктов секционирования от внешнего управления. Этот подход также получил название децентрализованного. Каждый отдельный аппарат, являясь интеллектуальным устройством, анализирует режимы работы электрической сети и автоматически производит ее реконфигурацию в аварийных режимах, т.е. локализацию места повреждения и восстановление электроснабжения потребителей неповрежденных участков сети. Аппаратом, отвечающим всем требованиям децентрализованного подхода, является вакуумный реклоузер, представляющий собой совокупность вакуумного коммутационного модуля со встроенной системой измерения токов и напряжения и шкафа управления с микропроцессорной системой релейной защиты и автоматики.