Ускорение создания интеллектуальных сетей и микросетей 

Интеллектуальная сеть (Smart Grid) представляет собой жизненно важный компонент энергосистемы нового типа и служит физической основой для обеспечения условий, необходимых для стремительного развития возобновляемых источников энергии с высокой долей проникновения. Она охватывает магистральную сеть передачи электроэнергии, распределительную сеть и микросети (включающие распределенные источники энергии, накопители энергии и другие элементы) и характеризуется высокой степенью цифровизации, автоматизации и интерактивности. Ускорение создания интеллектуальных сетей и микросетей, а также достижение многоуровневой скоординированной интеграции магистральной сети, распределительной сети и микросетей обеспечивают ряд ключевых преимуществ: это способствует дальнейшему повышению способности энергосистемы интегрировать, распределять и регулировать потоки чистой энергии, тем самым гарантируя более безопасную, надежную, экономически эффективную и высокопроизводительную работу сети; это стимулирует комплексное и взаимодополняющее развитие различных источников энергии, а также конвергенцию процессов генерации, сетевой инфраструктуры, потребления нагрузки и накопления энергии; наконец, это служит драйвером трансформации и модернизации смежных отраслей (как вышестоящих, так и нижестоящих по технологической цепочке), что ведет к всестороннему повышению стандартов в области энергетических технологий и оборудования. На практике для реализации этих задач необходимо эффективно решать следующие три ключевые задачи.

Во-первых, следует планомерно продвигать интеллектуальную трансформацию энергосистемы. Интеллектуализация сети представляет собой критически важный путь для обеспечения условий для широкого внедрения возобновляемых источников энергии и гарантирования энергетической безопасности. Крайне важно повышать уровень цифровизации и интеллектуализации на каждом этапе жизненного цикла энергосистемы, включая присоединение источников генерации, передачу электроэнергии, работу подстанций, распределение, накопление энергии и потребление у конечных пользователей. Мы должны непрерывно совершенствовать магистральную сетевую инфраструктуру, чтобы обеспечить ее способность поддерживать оптимизацию энергетических ресурсов в масштабах всей энергосистемы и гибкое диспетчерское управление ими, тем самым укрепляя фундамент для цифровизации сети. По мере продвижения работ по созданию энергосистемы нового типа распределительная сеть постепенно трансформируется: из простого канала для приема и распределения электроэнергии среди конечных потребителей она превращается в динамичную сеть, характеризующуюся комплексным взаимодействием элементов генерации, сетевой инфраструктуры, нагрузки и накопителей, а также гибкой связью с вышестоящей магистральной сетью передачи электроэнергии. Необходимо усилить скоординированное планирование развития распределительных сетей с целью создания сетевых архитектур, способных обеспечивать прием крупномасштабных обратных перетоков электроэнергии от распределенных источников генерации и справляться с колебаниями двунаправленных потоков мощности; одновременно с этим следует укреплять процессы сквозного управления для всестороннего повышения качества обслуживания и надежности функционирования распределительной сети. Кроме того, крайне важно укрепить основы безопасной эксплуатации энергосистемы и устранить существующие уязвимости в сфере безопасности. Нам необходимо принять комплексный подход, объединяющий меры реагирования как на штатные эксплуатационные ситуации, так и на чрезвычайные происшествия, с целью усиления защитных механизмов на всех критически важных этапах — включая планирование, проектирование, строительство, эксплуатацию и техническое обслуживание, а также диспетчерское управление энергосистемой. Это позволит повысить способность энергосистемы к мониторингу, реагированию и адаптации в условиях экстремальных стихийных бедствий.

Во-вторых, следует создавать интеллектуальные микросети, адаптированные к местным условиям. Микросети характеризуются наличием встроенных функций самобалансирования и самозащиты, а также такими свойствами, как модульность малого масштаба, экологичность, цифровизация и возможность совместного использования ресурсов. Следовательно, создание микросетей имеет огромное значение для обеспечения безопасности, стабильности, экономической эффективности, а также «зеленого» и низкоуглеродного развития энергосистемы нового типа. К разработке и строительству интеллектуальных микросетей необходимо подходить с комплексной точки зрения, учитывающей общую эволюцию энергосистемы в целом. Это подразумевает обеспечение совместимости и возможности сосуществования интеллектуальных микросетей с магистральной энергосистемой, а также обеспечение их эффективной координации с распределительными сетями. Кроме того, данная задача направлена ​​на содействие гибкому взаимодействию и самобалансированию таких ресурсов, как распределенные источники генерации, электромобили, новейшие системы накопления энергии и управляемые нагрузки, тем самым способствуя локальному потреблению распределенной возобновляемой энергии. Следует стратегически реализовать серию демонстрационных проектов по созданию интеллектуальных микросетей; в частности, проекты, объединяющие ветровые и солнечные источники энергии, а также системы накопления энергии, должны быть развернуты на периферии энергосистемы и в регионах, которые в настоящее время не охвачены магистральными сетями. В то же время проекты, акцентирующие внимание на скоординированном взаимодействии элементов генерации, сетевой инфраструктуры, нагрузки и систем накопления, должны быть реализованы в сельских районах, богатых возобновляемыми ресурсами, а также в промышленных парках, энергоснабжение которых осуществляется преимущественно за счет возобновляемых источников. Микросети следует использовать для оптимизации распределения ресурсов и обеспечения возможностей гибкого управления на периферии энергосистемы; это требует проведения целенаправленных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области ключевых технологий, касающихся планирования, строительства, оперативного управления и бизнес-моделей, с конечной целью повышения присущих микросетям возможностей самобалансирования и саморегулирования.

В-третьих, необходимо ускорить разработку интеллектуальной системы диспетчерского управления. Передовые системы диспетчеризации и управления энергосистемой играют ключевую роль в эффективном повышении способности сети интегрировать возобновляемые источники энергии — такие как ветровая и солнечная энергетика — и осуществлять их гибкое диспетчерское управление. Крайне важно оптимизировать механизмы диспетчеризации и оперативного управления энергосистемой, создав многоуровневую, интеллектуальную и современную операционную структуру. Кроме того, необходимо разрабатывать и внедрять инновационные модели диспетчеризации для активных распределительных сетей; в регионах, где наблюдается стремительный рост объемов распределенной возобновляемой энергетики, систем накопления энергии на стороне потребителя и инфраструктуры зарядки электромобилей, следует существенно повысить потенциал распределительной сети в части локального балансирования, а также ее способность оказывать активную поддержку магистральной энергосистеме. Необходимо усилить оперативное управление распределенными фотоэлектрическими (ФЭ) системами, обеспечив подчинение этих активов диспетчерским командам энергосистемы, их участие в системном регулировании, а также справедливое распределение ответственности за сглаживание пиковых нагрузок. Наконец, следует создать единую агрегирующую платформу для рыночной торговли распределенными ресурсами; это позволит облегчить выход на рынок новым субъектам — таким как виртуальные электростанции, электромобили и системы накопления энергии на стороне потребителя, — тем самым используя рыночные механизмы для формирования конструктивного и синергетического взаимодействия между ресурсами управления спросом и источниками возобновляемой энергии.