«Умные сети»: создание фундамента для энергетической сверхдержавы 

В стремлении обрести статус энергетической сверхдержавы «умные сети» (Smart Grid) призваны кардинально преобразить архитектуру современной энергосистемы. Они помогут сделать всю энергетическую экосистему более безопасной, эффективной, экологичной, низкоуглеродной, гибкой и надежной, тем самым укрепляя национальную энергетическую безопасность и обеспечивая всесторонний «зеленый» переход в сфере экономического и социального развития.

Занимая ключевое место в глобальной промышленной конкуренции и сотрудничестве, энергосеть будет выполнять гораздо более широкие функции, нежели просто служить каналом для передачи электроэнергии. Она станет центральным узлом, связывающим производство энергии с ее потреблением, способствуя многовекторной конверсии различных видов энергии и оптимизации распределения ресурсов; она послужит цифровым и интеллектуальным фундаментом, обеспечивающим эффективное функционирование всей энергетической экосистемы.

По оценкам международных аналитических агентств, мировой рынок «умных сетей» в настоящее время находится на пороге вступления в свою «золотую эру» развития. К 2024 году объем этого рынка уже достиг 25,2 млрд долларов США, демонстрируя уверенную динамику роста. По другую сторону Атлантики — в Бразилии — впервые на международной арене была внедрена китайская технология сверхвысокого напряжения (UHV). В рамках этого проекта была успешно осуществлена ​​передача гидроэлектроэнергии из северных регионов Бразилии в центры потребления на юго-востоке страны — на расстояние 2300 километров, что позволило решить сложнейшую задачу по транспортировке электроэнергии на дальние расстояния. В немецком секторе Северного моря проект морской ветроэлектростанции BorWin6, использующий технологию гибкой передачи постоянного тока (DC), стал крупнейшим в регионе инфраструктурным проектом по подключению морских ветропарков к энергосети (с точки зрения установленной мощности). Это событие ознаменовало собой первый успешный выход китайской запатентованной технологии гибкой передачи постоянного тока на рынки развитых стран Запада.

Академик Инженерной академии Китая Сюэ Юйшэн ранее отмечал, что будущее «умных сетей» неизбежно связано с их эволюцией в «энерго-информационно-физико-социальную систему» ​​— структуру, которая комплексно интегрирует экономическую трансформацию, энергетическую революцию, достижение «двойных углеродных целей» (пик выбросов и углеродная нейтральность), а также участие общества. Как сообщают журналисты издания *China Energy News*, в рамках общей стратегии по созданию энергетической сверхдержавы и построению современной энергетической системы ожидается, что электросеть станет основой для возникновения четырех distinct типов новых сценариев применения: интеграция в сеть крупных баз возобновляемой энергетики, расположенных в «песчаных, засушливых и пустынных» регионах; сценарии, предполагающие комплексную и скоординированную оптимизацию источников энергии, сетей, нагрузки и систем накопления энергии; сценарии, предусматривающие взаимодействие множества заинтересованных сторон в рамках городских распределительных сетей; а также сценарии, связанные с межотраслевой цифровой координацией и управлением.

«Мы должны создать цифровизированную и интеллектуальную систему электросетей, характеризующуюся такими свойствами, как "повсеместное зондирование, интеллектуальное принятие решений, автономное управление и совместная торговля"», — отметил Хуан Тао, профессор Пекинского университета почты и телекоммуникаций и директор Центра сетей будущего в лабораториях Purple Mountain. «С точки зрения архитектурного проектирования нам необходимо создать интеллектуальную архитектуру, обеспечивающую бесшовное взаимодействие по всему спектру "Облако — Периферия — Терминал"». В частности, на облачном уровне будет размещена платформа «цифрового двойника» электросети, позволяющая осуществлять панорамное цифровое картирование физической сети, а также моделирование и предиктивный анализ ее работы. На периферийном уровне развертываются интеллектуальные шлюзы и узлы периферийных вычислений для обеспечения реагирования в реальном времени с задержкой в ​​миллисекунды; на терминальном уровне устанавливается повсеместное подключение для огромного количества интеллектуальных датчиков, формирующее сеть «голографического восприятия». «Наша цель — построить интеллектуальную систему, охватывающую мониторинг состояния, оптимизированное принятие решений и скоординированное управление».

Что касается конкретных сценариев, эксперты из аналитических центров энергетической отрасли отмечают: в сфере системного взаимодействия модернизация «умных сетей» (Smart Grid) будет способствовать интеллектуальной координации и глобальной оптимизации всех ключевых элементов — генерации, передачи, нагрузки и накопления энергии, — тем самым обеспечивая «интеграцию» и «интерактивность» процессов эксплуатации сети. В области использования чистой энергии эта инициатива будет способствовать глубокой интеграции и эффективной взаимодополняемости новых источников энергии — таких как гидроэнергетика, ветровая и солнечная энергетика — с различными регулирующими ресурсами, что сделает возможным крупномасштабное и экономически обоснованное использование чистой энергии. В сфере энергопотребления наша страна сосредоточит усилия на электроэнергетике, создавая комплексную систему энергетического обслуживания, основанную на мультиэнергетическом сопряжении — охватывающем электричество, водород, теплоснабжение, холодоснабжение и газоснабжение. Это позволит достичь высокой эффективности и обеспечить низкоуглеродные показатели в процессе конечного потребления энергии.

Благодаря синергетическому применению энергетических и цифровых технологий, «умная сеть» (Smart Grid) будет активно взаимодействовать с более широким спектром общественных, технологических и отраслевых процессов, стимулируя свою эволюцию в «Энергетический Интернет» — систему, обладающую свойствами «восприятия, познания и саморазвития». В период реализации «15-го пятилетнего плана» ключевым направлением деятельности станут крупномасштабные модели, разрабатываемые предприятиями электросетевого комплекса. На примере модели «Guangming Power Large Model» можно проиллюстрировать следующий этап работы: он предполагает ускоренное и широкомасштабное внедрение данной модели в критически важных сценариях — таких как диагностика неисправностей, прогнозирование нагрузки и интеграция новых источников энергии. Одновременно с этим будет вестись формирование высококачественных наборов данных, объединяющих «общие отраслевые знания» со «специализированной предметной экспертизой», что создаст надежную основу для углубленного применения модели и ее непрерывного совершенствования.