Инфраструктура Smart Grid перенесет мировые сети электропередач из XIX в XXI век

Перед энергетическими компаниями стоит масса проблем: изношенные и все более ненадежные сети электропередач, устаревшая система односторонней передачи энергии, изменение характера спроса и предложения, к тому же нужно искать новые, более эффективные способы удовлетворения растущего спроса на электроэнергию. В то же время потребители требуют снижения тарифов, повышения надежности услуг, прозрачности методов доставки энергии и более широкого выбора ее поставщиков.

В разных странах структура электрических сетей может быть самой разной. К примеру, в Соединенных Штатах рынок электроэнергии сильно фрагментирован. На нем работает почти 3.000 компаний, каждая из которых обслуживает свою территорию. В Европе ситуация совсем иная -там энергетических компаний совсем немного. Азия и многие развивающиеся страны находятся где-то посередине. Однако, независимо от своего местоположения, стратегические электрокомпании все чаще обращаются к идее Smart Grid, то есть к созданию интеллектуальной сетевой инфраструктуры, учитывающей все аспекты спроса и предложения, актуальные для сетей электропередач. "Коммунальные службы понимают, что они не могут успешно работать без полной перестройки своих сетей, - заявил главный технический директор отдела новых технологий Cisco Гидо Журе (Guido Jouret). - Они понимают, что пора строить Smart Grid".

Вместе с экосистемой своих партнеров Cisco строит интеллектуальные сети, чтобы удовлетворить растущие требования в области производства, распределения, хранения и потребления электричества. Преимущества стратегии Cisco Smart Grid определяются сочетанием технологий, услуг и партнерских отношений, которые оптимизируют связь, повышают надежность, уменьшают текущие расходы и сокращают сложность сетей электропередач. "Мы верим в будущее инфраструктуры Smart Grid, построенной на принципах совместимости и открытых стандартов и основанной на интернет-протоколах, - говорит Гидо Журе. - Мы решили эту задачу в сетях для данных, голоса и видео, и настало время реализовать те же управляющие протоколы в сетях электропередач".

Требуется нервная система

"Сегодня сеть электропередач напоминает мускулы и кости без нервной системы. Наша задача - создать такую систему, - поясняет главный технический директор отдела новых технологий Cisco. - Нам необходим двусторонний поток информации, обеспечивающий динамичную и эффективную связь между всеми компонентами сети".

Электрическая сеть всегда строилась как система односторонней передачи. Она состояла из одной или нескольких очень мощных генерирующих станций, связанных с потребителями энергии. Переход к возобновляемым источникам энергии и появление новых интеллектуальных устройств требуют иного подхода - строительства интеллектуальной одноранговой сети. К примеру, сегодня на крышах домов часто устанавливаются солнечные батареи, а многие домовладельцы пользуются собственными небольшими генераторами. Это значит, что энергия и информация должна идти не только к потребителям, но и в обратном направлении.

Таким образом, коммунальные службы должны превратиться в информационные компании и передавать не только электричество, но и данные. Они должны в реальном времени оценивать спрос и адаптировать к нему свое предложение. При этом они могут в реальном времени передавать пользователям ценную информацию, чтобы регулировать спрос. Для этого им нужно модернизировать центры обработки данных (ЦОД) и развернуть безопасную коммуникационную инфраструктуру, подключающую к ЦОДам все элементы энергетической сети.

Интеллектуальные сетевые функции позволят энергетическим компаниям предоставлять более качественные и надежные услуги и повысить надежность и эффективность собственной работы. "Если мы будем работать не только с устройствами, имеющими два положения: "включено" и "выключено", - а сможем настраивать и программировать эти устройства, то перед нами откроются возможности тонкой настройки процессов и доставки энергии туда, где она нужна в данный момент, - говорит аналитик из компании Pike Research Алан Веббер (Alan Webber). - К примеру, если установить интеллектуальное устройство в современной сети, вы сможете действовать в упреждающем режиме, то есть принимать решения до возникновения проблем и гораздо лучше управлять своими расходами".

Smart Grid

Технология Smart Grid решает множество проблем, стоящих перед энергетическими компаниями. Smart Grid - это интеллектуальные счетчики, динамическое управление электросетями, регулирование спроса, повышение безопасности и экономия расходов.

Интеллектуальные счетчики (Smart Metering)

"Умный счетчик", установленный у вас дома, может передавать данные о потреблении энергии практически в реальном времени, помогая потребителю принимать обоснованные решения о том, сколько энергии использовать и в какое время суток. В будущем счетчики станут отслеживать потребление энергии каждым домашним устройством и поддерживать определенные правила поведения в часы пиковой нагрузки и в другое время суток. К примеру, вечером, вернувшись домой, вы сможете подключить электромобиль к розетке, настроив его так, чтобы аккумулятор начал заряжаться ночью, когда стоимость электроэнергии минимальна.

Такой подход даст преимущества не только потребителям, но и энергетическим компаниям, которые повысят эффективность своих процессов (за счет удаленного управления счетчиками) и смогут лучше бороться с кражами электроэнергии (сегодня 10-20 процентов потребленной энергии не оплачивается).

Динамическое управление электросетями (Dynamic Grid Management)

Сегодня энергетическая компания узнает о перебоях с электричеством, только когда ей звонит разгневанный пользователь. Других способов мониторинга "последней мили" у нее нет.

"Smart Grid позволит подключить к интеллектуальной сети все наше оборудование, от электрических генераторов до пользовательских устройств. В результате мы будем видеть текущее состояние всех устройств в любой момент времени", - отмечает Тодд Арнольд (Todd Arnold), старший вице-президент по системам Smart Grid и потребительским устройствам из американской энергетической компании Duke Energy.

Регулирование спроса (Demand Response)

Мировые сети электропередач проектируются для удовлетворения пикового спроса, но строительство и эксплуатация избыточных мощностей на случай, если в час пик кому-то понадобится лишний киловатт, обходятся очень дорого. К тому же появляются огромные генерирующие мощности, которые большую часть времени простаивают.

Smart Grid позволяет регулировать спрос, сдвигая его по времени. Вместо того, чтобы использовать всю энергию в дневное время, мы можем запускать целый ряд устройств: посудомоечные и стиральные машины, сушилки, зарядные устройства для электромобилей, - в часы минимальной нагрузки (как правило, ночью). "Расчеты показывают, что генерирующие мощности в США достаточны для замены 70 процентов автомобилей на электромобили. Для этого не потребуется ни одной новой электростанции - достаточно сдвинуть спрос на часы минимальной нагрузки", - говорит Гидо Журе.

Повышение безопасности

Интеллектуальная IP-сеть решает многие вопросы информационной и физической безопасности. Передавая контрольную информацию по сети любого типа, мы должны быть уверены, что эту информацию никто не перехватит, не исказит и что никто не отключит наши системы. Физическая безопасность также имеет критически важное значение, тем более, что на "последней миле" наша инфраструктура совершенно открыта и не защищена от вандализма. Технологии сетевого видеонаблюдения и ограничения доступа позволят непрерывно наблюдать за удаленными ресурсами через Smart Grid.