Интеллектуальные сети

    Инвестиционные горизонты Smart Grid
    Общая сумма мировых инвестиций в интеллектуальные сети к 2030 г. превысит 378 млрд долл. Но 80% этих средств будет освоено всего десятью странами, как следует из нового отчета британской Обсерватории инноваций (www.innovationobservatory.com).
    В течение следующих пяти лет на Соединенные Штаты придется подавляющая доля мировых капиталовложений в данной сфере, так как стимулирующие программы, финансируемые правительством США, способствуют массовому внедрению интеллектуальных счетчиков и развитию профильной инфраструктуры — к 2030 г. в США на эти цели планируется потрать 60 млрд долл. Помимо интеллектуальных приборов учета, инвестиции будут направлены на разработку инновационных систем автоматизации электросети, коммуникационного сетевого оборудования, устройств системной интеграции для домашних сетей.
    Однако самым крупным рынком, по прогнозам, станет Китай, где годовые капитало­вложения в интеллектуальные сети превзойдут американские уже к 2016 г. «Согласно планам правительства Китая, до 2030 г. в стране будет установлено более 360 млн интеллектуальных счетчиков, — говорит Катерина Виола (Catherine Viola), соавтор отчета. — Мы предполагаем, что суммарные инвестиции Китая в интеллектуальные сети к этому времени достигнут 99 млрд долл. — более четверти от общемировых вложений».
    Еще два развивающихся рынка — Индия и Бразилия — также входят в десятку инвестиционных лидеров в области Smart Grid, расположившись на третьем и шестом местах соответственно. «Обе эти страны анонсировали крупные проекты по развитию интеллектуальной инфраструктуры, — поясняет Виола. — Бразилия намерена к 2021 г. заменить 63 млн старых счетчиков электроэнергии интеллектуальными приборами, Индия планирует установить свыше 130 млн интеллектуальных счетчиков».
    Кроме того, ведущие позиции по объему инвестиций в создание интеллектуальных сетей занимают Франция, Германия, Испания и Великобритания, замыкают мировую десятку Япония и Южная Корея.
    Конкуренция за подписание с энергоснабжающими компаниями контрактов, касающихся этой приоритетной сферы сетевых инноваций, будет ожесточенной, поскольку масштабы инвестиций являются для разработчиков и производителей решений и продуктов огромным стимулом. Они должны будут корректировать свою стратегию в зависимости от региона и менять методы работы сообразно размерам рынка, текущим уровням развития инфраструктуры и тех компаний, для которых предназначены интеллектуальные технологии.
    Совместный демонстрационный проект KCP&L и Siemens
    Компания Kansas City Power & Light (KCP&L) выбрала концерн Siemens для реализации совместного демонстрационного проекта построения интеллектуальной сети. Обе заинтересованные стороны стремятся показать широкие возможности и преимущества комплексного решения в этой области. В общей схеме будут применены конт­роллер Siemens, предназначенный для поддержки функцио­нирования интеллектуальных подстанций, и автоматизированная система распределения электроэнергии (DMS) серии Spectrum Power (также производства Siemens), которая значительно упрощает управление рабочей информацией и обеспечивает безопасность данных.
    Проект является частью демонстрационной программы, осуществляемой в рамках Американского акта о восстановлении и реинвестировании. Разработчики собираются использовать последние научные достижения в сегменте интеллектуальных подстанций, облегчающие контроль и управление распределением электроэнергии, интеграцию в сеть возобновляемых источников энергии и позволяющие абонентам активно управлять своим энергопотреблением. В реализацию вовлечены районы так называемой Зоны зеленых технологий (GIZ) — инициативы, воплощаемой в штате Миссури с целью развития и обновления части города Канзас Сити.
    Проект базируется на четырех основных компонентах: управление системой распределения электроэнергии, автоматизация работы сети, управление распределенными генераторами энергии и управление спросом. Он предполагает построение инфраструктуры счетчиков с двунаправленным обменом данными, системы обработки информации, считываемой приборами учета, а также применение принципа ценообразования в зависимости от времени потребления электроэнергии и инновационных инструментов, используемых конечными потребителями. Кроме того, планируется интегрировать в энергосистему и управлять такими энергоисточниками, расположенными на демонстрационной территории, как устройства зарядки гибридных электромобилей, промышленные аккумуляторы электроэнергии и солнечные батареи, устанавливаемые на крышах домов.
    По мнению экспертов, проект станет заметным шагом на пути к созданию взаимодействующих и взаимосвязанных компонентов интеллектуальной сети, базирующихся на стандартах Национального института стандартов и технологий.
    «Специалисты KCP&L смогут обосновать и проверить на практике предлагаемые потребителям преимущества, определить необходимые изменения в применяемых решениях, — сказал Майк Деггендорф (Mike Deggendorf), вице-президент отдела поставок компании KCP&L. — Этот проект послужит фундаментом для планирования и изучения возможностей при крупномасштабном внедрении технологий Smart Grid».
    Контроллер производства Siemens, который является информационной платформой интеллектуальной подстанции, обеспечит автоматизированное управление ПС и линиями электропередачи в режиме реального времени, контроль напряжения и реактивной мощности, а также управление потреблением. Это решение, разработанное на основе международного стандарта МЭК 61850, предназначено для объединения разнообразных функциональных блоков отходящих линий различных производителей и поддержания доступности данных, повышенной гибкости и функциональной совместимости компонентов.
    Упомянутая выше система DMS будет интегрирована с множеством других, в том числе геоинформационной системой, системой обработки данных приборов учета (MDMS), системой управления распределенными генераторами элект­роэнергии (DERM).
    Промежуточные результаты оказались многообещающими
    Компания Oklahoma Gas and Electric (OG&E) обнародовала данные, которые были получены от приблизительно 2,5 тыс. бытовых и промышленных потребителей, принимавших участие в первом этапе двухлетнего исследования работы интеллектуальной сети.
    Результаты (в общих чертах) следующие:

  • домохозяйства, установившие интеллектуальный термостат, показали снижение энергопотребления в пиковый период до 57% по сравнению с контрольной группой;
  • количество электроэнергии, израсходованной участниками программы раздельного ценообразования, в непиковые периоды с низкой ценой увеличилось на 1%, а в пиковые с высокой ценой — сократилось на 33%;
  • в зависимости от применяемой технологии интеллектуальной сети средняя доля снижения энергопотребления в пиковые периоды варьировалась от 11 до 33%.
    «Несмотря на многообещающие показатели, мы постоянно напоминаем себе, что они получены только за один год исследования и еще предстоит проделать огромную работу, — сказал Кен Грант (Ken Grant), управляющий директор программы развития интеллектуальных сетей компании OG&E. — Мы надеемся подтвердить и улучшить эти результаты в течение второго этапа исследований».
    На первом этапе, длившемся с июня по сентябрь 2010 г., интеллектуальные устройства и схемы ценообразования в пиковые периоды предлагались бытовым потребителям (чье участие было добровольным) случайным образом. Промышленные потребители участвовали большой целевой группой и могли выбирать модель ценообразования и технологию.
    Кен Грант добавил, что, помимо данных о расходе электроэнергии, OG&E учитывала сведения о том, какая из технологий наилучшим образом обес­печивает абонентов информацией, позволяющей им рационально управлять своим энергопотреблением.
    В 2011 г. планируется подключить к исследованию еще 2,5—3 тыс. бытовых и промышленных потребителей. Результаты будут использованы для разработки новых потребительских программ на 2012 г.
    «Анализ промежуточных итогов ясно показывает, что интеллектуальные технологии совместно с динамическим ценообразованием помогают абонентам снизить величину своего энергопотребления, и этот фактор дает возможность отсрочить строительство новых электростанций на ископаемом топливе как минимум до 2020 г.», — сказал Кен Грант.
    Реализация плана OG&E по комплексному внедрению технологий интеллектуальной сети на обслуживаемой территории находится в середине своего пути. План предполагает оснащение линий распределения электроэнергии интеллектуальными счетчиками, защищенными беспроводными устройствами связи и другим интеллектуальным оборудованием, способным повысить надежность энергоснабжения и сократить эксплуатационные расходы. В июле Комиссия корпораций Оклахомы одобрила компенсацию издержек проекта в размере 360 млн долл., из которых более 100 млн будут выделены в виде гранта в рамках одной из стимулирующих программ Министерства энергетики США.
    Опубликована окончательная версия стандарта IEEE 1901
    Недавно Institute of Electri­cal  and Electronics Engineers (IEEE) — международная некоммерческая ассоциация специалистов в области электронной техники, мировой лидер в разработке стандартов по радио­электронике и электротехнике — заявила, что окончательная версия стандарта IEEE 1901, утвержденная в декабре 2010 г., опубликована и доступна для приобретения или ознакомления на сайте цифровой библиотеки IEEE Xplore.
    Этот глобальный стандарт широкополосной связи через линии электропередачи (PLC) предназначен для применения в самых различных сферах, включая интеллектуальную энергетику, транспорт, бытовые и промышленные локальные сети.
    Сетевые устройства, полностью соответствующие требованиям IEEE 1901, должны пересылать информацию по локальным сетям со скоростью свыше 500 Мбит/с на расстояние до 1,5 км. Описываемая стандартом IEEE 1901 технология передачи данных через обычные ЛЭП переменного тока любого напряжения использует методы модуляции сигнала с несущими частотами менее 100 МГц.
    В жилых домах, отелях и других многоэтажных зданиях технология PLC может дополнять беспроводную сеть, передавая мультимедийную информацию на более значительные расстояния и увеличивая длину беспроводного канала связи.
    Кроме того, стандарт IEEE 1901 будет полезен энергетическим компаниям, поставщикам услуг и производителям бытовой электроники — всем, кто связан с технологиями интеллектуальной сети, а также разработчикам интеллектуальных счетчиков и бытовых приборов.
    В США подсчитали экономическую выгоду от использования интеллектуальных счетчиков
    Исследование, проведенное экономистами компании Brattle Group под руководством д-ра Ахмада Фаруки (Ahmad Faruqui) для Института проблем энергетической эффектив­ности (IEE), показало, что суммарная экономическая выгода крупной энергоснабжающей организации в США при использовании интеллектуальных счетчиков составит за 20 лет от 96 до 287 млн долл. Ключевые результаты исследования были представлены на совместной сессии IEE и Нацио­нальной ассоциации контролеров коммунальных предприятий (NARUC) в Вашингтоне.
    В ходе исследовательских работ оценивались экономическая эффективность и расходы на внедрение интеллектуальных счетчиков с 2011 по 2030 гг. в четырех модельных энергоснабжающих компаниях (на юге, в центре, на востоке и западе страны). Предполагалось, что каждая из них обслуживает 1 млн потребителей и управляет электростанциями различных типов. Учитывались также прогнозы роста энергопотребления в регионе, затраты на генерацию единицы мощности и объем средств, необходимых для монтажа приборов.
    Установлено, что значительные экономические преимущества можно получить, если потребители будут участвовать в специальных программах, предусматривающих:
  • предоставление данных об энергопотреблении посредством бытовых устройств или веб-порталов в режиме реального времени;
  • применение динамической схемы ценообразования в совокупности с такими технологическими дополнениями, как программируемые термостаты, оснащенные дисплеем (или без дополнений);
  • непосредственное управление электропотреблением с измерением и подтверждением данных;
  • использование для подзарядки электромобилей специализированных станций с дифференцированной ценой на электроэнергию в зависимости от времени ее потребления.
    Во всех четырех случаях суммарная экономическая выгода превышала начальные капиталовложения и варьировалась, как уже было сказано, в пределах от 96 млн долл. на востоке США до 287 млн на юге. Разброс величин связан с разной стоимостью приборов, неодинаковыми эксплуатационными преимуществами для энергоснабжающих компаний при замене счетчиков, а также различными сочетаниями программ, в которых участвовали потребители.
    Комментируя исследование, д-р Фаруки заметил: «Мы все знаем, что интеллектуальные счетчики устраняют необходимость в “ручном” считывании показаний. Вместе с тем они предоставляют преимущества и потребителям. Благодаря интеллектуальным приборам энергоснабжающие компании могут предложить абонентам различные программы, способствующие уменьшению счетов за электроэнергию и снижению выбросов парниковых газов. А с учетом схем динамического ценообразования экономическая выгода существенно возрастает».
    Результаты исследования доступны на сайте www.brattle.com.
    Количество интеллектуальных счетчиков в азиатско-тихоокеанском регионе достигнет 350 млн
    Многие энергоснабжающие компании и правительства в азиатско-тихоокеанском регионе реализуют инициативы по развитию интеллектуальных сетей, при этом интеллектуальные приборы учета являются неотъемлемой частью таких программ.
    Инфраструктура интеллектуальных счетчиков (AMI), обладающих возможностью двунаправленного обмена дан­ными, позволяет в режиме ­реального времени контролировать и управлять энергопотреблением в жилых, коммерческих и промышленных зданиях.
    Согласно новому отчету Pike Research, суммарное количество интеллектуальных счетчиков, установленных в азиатско-тихоокеанском регионе, увеличится с 52,8 млн в 2010 г. до 350,3 млн в 2016-м.
    «У правительств и энергетических компаний региона есть четыре основные цели, касающиеся внедрения технологий интеллектуальных сетей, — говорит аналитик Pike Research Энди Бэй (Andy Bae). — Это обеспечение надежности и защищенности сети, повышение эксплуатационной эффективности сетевой инфраструктуры, выравнивание объемов электропотребления и генерации и уменьшение влияния энергетических объектов на окружающую среду. Для достижения заявленных целей ведущие компании отрасли во многих странах активно внедряют интеллектуальные счетчики».
    Энди Бэй добавил, что среди государств региона у Китая самые амбициозные планы в данной сфере. По прогнозам Pike Research, к 2016 г. на долю КНР придется более трех четвертей установленных интеллектуальных приборов учета, при этом правительство Китая заявило, что крупномасштабная программа их внедрения будет продолжаться как минимум до 2020 г.
    Япония, Южная Корея и Австралия также являются крупными игроками рынка интеллектуальных счетчиков.
    Eaton выиграла грант на создание микросети для армии США
    Eaton Corporation заявила о получении в рамках федеральной стимулирующей программы гранта размером 2,4 млн долл. на создание микросети, которая должна помочь военным базам повысить эффективность управления потреблением и аккумулированием электроэнергии, уменьшить выбросы углекислого газа, обеспечить надежное энергоснабжение инфраструктуры, не зависящее от сторонней энергетической компании.
    В течение первого этапа 18-месячного проекта, курируемого Центром инженерных исследований и разработок армии США при Исследовательской лаборатории инженерно-строительной техники (CERL), будут проводиться проектно-конструкторские работы в Технологическом университете Джорджии, Университете Висконсина и инновационных центрах компании Eaton, расположенных в Питтсбурге и Милуоки. Совместные исследовательские группы Eaton и университетов продемонстрируют, каким образом новая микросеть станет функционировать независимо от региональной энергосистемы, регулируя использование солнечных панелей, ветровых генераторов и резервных установок на природном газе, а также аккумулируя электроэнергию для последующего потребления. Второй этап проекта предусматривает разработку и реализацию демонстрационного проекта в Форт Силл (штат Оклахома) в 6-месячный срок.
    «Персонал Eaton гордится тем, что мы выбраны в качестве единственного партнера армии США в проекте, призванном повысить энергоэффективность военной инфраструктуры и уменьшить выбросы парниковых газов, — сказал Джерри Р. Уитакер (Jerry R. Whitaker), президент энергетического сектора компании Eaton в американском регионе. — Как мировой лидер в области систем управления энергопотреблением мы способны реально помочь правительствам и коммерческим структурам в осуществлении похожих инициатив».
    Проект CERL является частью инициативы, реализуемой армией США и подразумевающей возведение новых и модернизацию существующих зданий и сооружений таким образом, чтобы объемы генерации и поставки энергии в сеть равнялись ее потреблению.
    Согласно финансовому отчету Министерства обороны за 2009 г., армия США в 2008 г. потратила 4,1 млрд долл. на закупку электроэнергии и топлива, израсходовав 3,8 млрд кВт.ч, что достаточно для обеспечения электроэнергией 350 тыс. домохозяйств. Ввиду ежегодного роста этих показателей была разработана энергетическая стратегия для наземных объектов, способствующая сокращению расходов и повышению надежности энергоснабжения.
    Микросеть, создаваемая компанией Eaton, предназначена для расширения функциональных возможностей интеллектуальной сети, в частности путем интеграции возобновляемых источников энергии, оптимизации соотношения используемых видов топлива, внедрения новейших систем управления и устройств аккумулирования энергии.