 |
Понятие и назначение ИЭС ААС.
|
|
|
|
Оглавление.
Введение 3
1.1. Понятие и назначение ИЭС ААС. 3
Цели создания ИЭС ААС. 4
Задачи и требования к конечным результатам создания ИЭС ААС. 6
Структура и архитектура ИЭС ААС. 9
Общее описание ИЭС ААС, ее структуры и системы управления. 9
Сегментирование ИЭС ААС и межсегментные связи. 10
Внутрисегментное представление электрических сетей. 11
Общие требования к силовой части ИЭС ААС. 11
Коммерческие отношения на пространстве ИЭС ААС. 12
Организация системы управления ИЭС ААС. 12
Мультиагентные системы управления 13
Структура МАСУ ИЭС ААС. 17
Информационно – технологическое пространство ИЭС ААС. 20
Общие принципы формировании и развития архитектуры МАСУ ИЭС ААС 21
Силовые элементы, оборудование и технологические комплексы ИЭС ААС. 26
Элементы, установки и технологические комплексы ИЭС ААС в генерации 26
Элементы, установки и технологические комплексы ИЭС ААС в ЕНЭС 30
Элементы, установки и технологические комплексы ИЭС ААС в распредсетях. 34
Интеллектуальные системы потребителей. 35
Интеллектуальные системы управления спросом. 36
Технологические элементы для управления спросом на электроэнергию у средних и мелких потребителей. 38
Требования к организации систем связи. 39
4.8. Требования к системе планирования энергообъединений с использованием мультиагентных технологий. 41
Технологии управления ИЭС ААС, как сложным технологическим комплексом. 42
Требования к уровню управляемости всех участников процесса производства, транспорта, распределения и потребления электроэнергии. 42
|
|
|
Новые возможности систем и средств управления ИЭС ААС. 46
Возможные риски при совместном функционировании действующей и новой системы управления при переходе к ИЭС ААС и способы их преодоления. 51
Основные требования потребителей (пользователей) к ИЭС ААС. 52
Общие технические требования к обеспечению надежности и качества электроснабжения клиентов ИЭС ААС 52
Общие требования по надежности электроснабжения. 53
Распределение ответственности за надежность. 54
Общие требования по качеству электроснабжения. 55
Необходимые уточнения законодательной и нормативно – правовой базы при создании ИЭС ААС. 57
Этапы создания и аспекты эффективности при создании ИЭС ААС. 58
Этапы работ. 58
Аспекты эффективности создания ИЭС ААС. 60
Заключение 62
Глоссарий 63
Список сокращений 65
Приложения 66
Введение.
Целью разработки данного документа является описание общих принципов и подходов к созданию современной энергетики, основанной на передовых технологиях в силовой части производства, передачи и распределения электроэнергии, а также использующей принципиально новые информационные технологии и системы управления. Все условия функционирования и развития такой энергосистемы должны расширить возможности потребителей участия в регулировании режимов ее работы на экономических принципах, а также обеспечить эффективное использование электрической энергии во всех сферах деятельности человека. В связи с принятием на научно – техническом совете ФСК ЕЭС Концепции создания ИЭС ААС, данный документ не рассматривает вопросы необходимости развития электроэнергетики в направлении ее интеллектуализации, считая, что этот вопрос решен. Основное внимание при описании уделяется основным функциональным требованиям к будущей энергосистеме.
|
|
|
Понятие и назначение ИЭС ААС.
Электрическая энергия в силу своей универсальности и простоты использования в сегодняшнем мире становится все более востребованным энергоресурсом. Использование различных видов первичных энергоресурсов для получения электроэнергии, в том числе органического происхождения, имеет серьезные недостатки, в первую очередь - это ухудшение экологии и ограниченность запасов, исчерпание которых, грозит ограничениями получения и использования электроэнергии. Во всех развитых странах мира (и развивающихся тоже) все больше внимания уделяется экономному использованию ресурсов, а также развитию способов получения электроэнергии из возобновляемых и нетрадиционных источников энергии. Современные технологии предлагают достаточно компактные и экономичные решения для этих видов источников энергии, с возможностью приближения их к местам потребления электроэнергии, существенно снижая потери при передаче электроэнергии по электрическим сетям. Действующие системы электроэнергетики, в большинстве стран мира (Россия не исключение), созданы достаточно давно, технологически и морально устарели, и не соответствуют современным требованиям потребителей по доступности использования электроэнергии, надежности ее получения, качеству и экономичности. По этой причине, в ряде передовых стран мира поставлен вопрос реконструкции энергосистем на основе новых технологий, принципов построения и систем управления. Российской электроэнергетике также необходимо обновление технологической базы с одновременным построением ее нового облика: клиенто - и социальной ориентированной системообразующей инфраструктуры страны. Этим условиям соответствует энергосистема, получившая название – «Интеллектуальная электроэнергетическая система с активно-адаптивной сетью (ИЭС ААС)».
Создание ИЭС ААС позволяет достигнуть трех наиболее значимых эффектов:
§ В секторе потребления – относительное снижение затрат на энергоснабжение (в отношении к традиционному развитию электроэнергетики), с возможностью участия потребителей (через механизм системных услуг) в процессах повышения надежности и качества энергоснабжения;
|
|
|
§ В сфере энергетики – снижение потребности в капитальных вложениях за счет повышения эффективности генерации и пропускной способности сетей, снижения уровня необходимых резервов без снижения надежности;
§ В целом по стране - улучшение экологических характеристик энергосистемы в целом, в том числе за счет серьезного вовлечения в энергобаланс нетрадиционных и возобновляемых источников энергии.
Интеллектуальная электроэнергетическая система с активно-адаптивной сетью (ИЭС ААС) - это энергосистема нового поколения, основанная на мультиагентном принципе управления ее функционированием и развитием. Цель ИЭС ААС - обеспечение эффективного использования всех видов ресурсов (природных, социально-производственных и человеческих) для надежного, качественного и эффективного энергоснабжения потребителей энергии за счет гибкого взаимодействия ее субъектов (всех видов генерации, электрических сетей и потребителей) на основе современных технологических средств и единой интеллектуальной системы управления.
Переход от действующей энергосистемы к ИЭС ААС, требует современных подходов не только в использовании нового оборудования и технологий в силовой части энергосистемы, но и создания и освоения принципиально новых систем управления электроэнергетической системой.
Эффективное управление современной энергосистемой России на основе технических и программных средств действующих систем управления не может быть обеспечено из-за сложности объекта управления, наличия огромных потоков информации, требующих большого времени на ее передачу в центр, обработку и принятия обоснованных решений. Необходимо обеспечить комплексное решение задач повышения экономичности, надежности и качества в режиме текущего функционирования и развития энергосистемы, что возможно только при использовании многоуровневой и многосвязной системы управления, обеспечивающей решение многокритериальных задач в условиях неопределенности.
В систему управления ИЭС ААС должны быть заложены возможности снижения потенциального негативного влияния человеческого фактора, за счет информационного обмена не только данными, но и знаниями. Отдельно следует отметить развитие средств адаптации к изменениям среды, включая возможность модификации ее структуры и параметров непосредственно в процессе функционирования, применение динамического моделирования в реальном времени с прогнозированием состояния энергосистемы на основе использования данных распределенной информационно-технологической среды, реализующей синхронизированный информационный обмен и оптимизацию управления между различными подсистемами. В условиях, когда вся информация и ресурсы ее обработки распределены по различным узлам сети и отдельным подсистемам, необходимо применять параллельные вычисления, что позволяет на порядок экономить вычислительные ресурсы и резко повысить быстродействие. Такой новый уровень концептуализации и интеллектуализации энергосистемы способен осуществлять управление состоянием электроэнергетических комплексов на основе распределенных сетевых информационных систем, гибкой инфраструктуры вычислительных компонентов.
|
|
|
Цели создания ИЭС ААС.
При создании клиенто - ориентированной электроэнергетики России в качестве основной цели должны быть определены возможность обеспечения потребителю:
доступности вне зависимости от временных, территориальных и иных факторов, в соответствии с экономически обоснованным спросом, использования электрической энергии и услуг технологической и коммерческой инфраструктур: подключения, передачи, получения электроэнергии, режимного обеспечения, информационно – расчетного характера и торгово - биллинговых операций;
достаточности для использования в соответствии со своими потребностями электрической энергии (мощности) надлежащего качества в любой интервал времени суток, сезона и года;
допустимости технологической и социально-экологической возможности выбора по надежности (при поддержании необходимого уровня резервирования) и качеству поставки, а также совместной работы систем централизованного и децентрализованного электроснабжения, при готовности потребителя к оплате, как за базовый производственный ресурс или уровень комфорта жизни.
Для обеспечения возможности реализации основной цели, ИЭС ААС должна обладать принципиально новыми качествами, включающими:
§ возможность совокупности генерирующих источников ИЭС ААС, обеспечить гибкое реагирование на изменение платежеспособного спроса на электроэнергию с поддержанием баланса в реальном времени;
|
|
|
§ эффективное использование электроэнергии потребителями за счет реализации алгоритмов ситуационного (на основе рыночных сигналов) регулирования нагрузки, учитывающих характер использования электроэнергии потребителями;
§ сетевую топологию, обеспечивающую возможность регулирования параметров энергосистемы за счет управления активными элементами ААС и объектами генерации;
§ возможность сбора и обработки больших объемов информации о текущем состоянии энергосистемы и ее элементов (обеспечение наблюдаемости) и о внешней среде (освещенность, осадки, гололед, ветровые нагрузки и другие метеофакторы), с ее использованием в современных системах управления реального времени;
§ возможность адаптивной реакции на текущую ситуацию в энергосистеме в режиме реального времени, предупреждая возникновение и развитие аварийных ситуаций за счет использования автоматических систем управления и взаимного оказания широкого спектра услуг субъектами рынка и инфраструктурой, используя рыночные возможности;
§ возможность максимальной самодиагностики элементов ИЭС ААС с использованием ее результатов в алгоритмах функционирования автоматических систем режимного и противоаварийного управления;
§ применение высокопроизводительных вычислительных ресурсов и алгоритмов управления, как для выработки автоматических управляющих воздействий, так и для предоставления рекомендаций диспетчерскому, оперативно - технологическому и ремонтному персоналу для реализации управления и проведения необходимых работ;
§ организацию стандартизованного высокотехнологичного гибкого интерфейса на всех технологических и информационных (в том числе и в объединенных информационно-технологических) сечениях: «генератор - сеть», «потребитель-сеть» с выходом на системы технологического управления и коммерческой координации;
§ освоение новых информационных ресурсов и технологий для оценки ситуаций, выработки и принятия оперативных и долговременных решений;
§ решение задач, обеспечивающих в реальном масштабе времени согласование на рыночных принципах экономических интересов всех участников рынка;
§ обеспечение надежного и качественного энергоснабжения потребителей в нормальных режимах функционирования энергосистемы за счет использования цифровых информационных систем, автоматизированных систем управления и автономных систем;
§ обеспечение системной надежности функционирования энергосистемы в целом и ее частей в нормальных режимах;
§ сохранение живучести энергосистемы, при возникновении аварийных ситуаций, в том числе каскадного типа, с возможностью привлечения потребителей к противоаварийному управлению, обеспечение возможности самовосстановления частей и энергосистемы в целом.
§ обеспечение высокого уровня информационной безопасности, за счет встраивания элементов систем безопасности во все технологические системы и операции, защиты информационного пространства и частной информации всех структур системы, включая потребителей, во всех режимах функционирования энергосистемы.
§ обеспечение электромагнитной совместимости вторичных систем и их защиты от внешних электромагнитных и других воздействий, включая кибератаки.
|
|
|
