Формирование интеллектуальных микросетей и их интеграция с энергосистемой


Формулировка

Формирование интеллектуальных микросетей и их интеграция с энергосистемой. Тема трека "Технологии прорыва"

Задача для конкурсантов

Очевидные успехи технологий малой генерации и накопления электроэнергии приводят сегодня к тому, что привлекательность, а главное перспективность создания микросетей, включающих в себя различные, в том числе генерирующие активы относительно малой мощности, существенно выросла. С высокой вероятностью первыми ласточками в создании таких сетей станут военные объекты и базы, коттеджные поселки, логистические центры и гибкие промышленные предприятия нового типа, выпускающие одновременно энергоемкую, но не сырьевую, высокотехнологичную продукцию, и не обладающие ни масштабом, ни преференциями алюминиевых гигантов. Микросети – это очевидный и более естественный, чем простое энергосбережение, перспективный способ повышения энерговооруженности экономики населения в условиях растущих тарифов и дешевеющих энергетических технологий. Но формирование микросетей сталкивается с рядом сложнейших технических и организационных проблем, основная из которых состоит в том, что микросети сегодня невозможно эффективно реализовать ни в «островном» режиме полной изоляции от распределительных сетей ЕНЭС, ни эффективно и адекватно особенностям и потребностям микросети подключить к сетям ЕНЭС. Балансировка полностью изолированных микросетей наталкивается на очевидную необходимость содержать избыточные или генерирующие, или накопительные мощности, а сама логика «островов» противостоит известному факту о повышении совокупной эффективности расходования топливо-энергетических ресурсов при увеличении масштабов возможных перетоков мощности. Но подключение к «большой» сети сегодня может быть реализовано только в качестве своеобразного «большого» потребителя, и не обеспечивает необходимой гибкости режимов взаимодействия с этой сетью. При этом возможность взаимодействия микросетей друг с другом без наличия аналога системного оператора возникающей энергосистемы пока что технологически не решена. Таким образом, решение проблемы построения микросетей сводится к решению этих двух задач – обеспечению эффективного интеллектуального подключения к действующим распределительным (а в перспективе – и магистральным) сетям и реализации возможности объединения микросетей между собой вне логики централизованного управления и распределения потоков мощности, фактически, объединение «снизу» с выстраиванием своего рода «горизонтальных» связей между микросетями. Не менее существенным является вопрос интеллектуализации сетей «сверху» – со стороны магистральных электрических сетей – и повышения их готовности к переходу на новую логику и технологии децентрализованного полностью автоматического управления. Магистральные сети должны включать в себя принципиально новые технические элементы, позволяющие подключать к ним микросети, крупные сетевые накопители, обеспечивать управление потоками мощности как в сторону микросетей, так и от микросетей к магистральным сетям и крупным потребителям. В этой теме мы принимаем к рассмотрению оригинальные технические решения по созданию киберфизических устройств и систем, позволяющих создавать микросети и реализовывать все их возможности и преимущества, а также интегрировать микросети и с магистральными сетями Особый интерес вызывают разработки в области энергетических роутеров – устройств управления направлением потоков мощности и параметрами электроэнергии – позволяющих интегрировать устройства и подсистемы внутри микросети, а микросети между собой. Большой интерес в рамках темы вызывают решения в области цифровых подстанций – функционального аналога энергетического роутера в высоковольтных сетях. Также большое внимание будет уделено различным интеллектуальным устройствам, приборам и датчикам для микросетей и магистральных сетей, интеграции в сети малой генерации и накопителей, технологиям дешевой и быстрой интеграции в микросети как старого оборудования предыдущих укладов, так и нового, только возникающего оборудования.