Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ SMART GRID Профессор П.И. Бартоломей Кафедра АЭС УрФУ

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» Smart Grid В мировой практике наблюдается повышенное внимание к проблеме, обозначаемой как Smart Grid. В России чаще всего используются смысловые трактовки типа Интеллектуальные сети, Умные сети и др. Применительно к электрическим сетям часто остаётся неясным, о каких сетях идёт речь (англ. grid – сеть). Электрическая сеть и её элементы не могут быть ни глупыми, ни умными или интеллектуальными. А ведь в докладах и некоторых статьях обсуждаются «умные трансформаторы», «умные электропередачи» и т.д. Smart – модный, толковый, умный, находчивый, разумный, проницательный, сообразительный, развитый, рациональный, (в бытовой технике, механизмах и т.д.) – с развитой логикой, интеллектуальный, с компьютерным управлением, эффективный и др. 2

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» Умный дом, умная сеть (Smart Grid) 3

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» Потребители сейчас все больше задумываются о том, как наиболее эффективно с точки зрения энергосбережения использовать электроэнергию. Усложняется управление нагрузкой сети в зависимости от спроса э/э и от того, с какими источниками электроэнергии они работают. Поскольку потребитель (или группа потребителей) соединен с сетью и может включать или отключать собственные источники э/э, тем самым менять режимы загрузки от сети, то появляется и необходимость оперативно и технологически безопасно согласовать их работу с сетью. Все это предопределяет и новую интеллектуальную идеологию управления сетью. Главная тема, связанная с развитием Smart Grid, отношения потребителя и сети. 4

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» SMART GRID и АСДУ Толкование на более высоких уровнях управления SMART – System Monitoring and Analysis in Real Time. В ЭЭС России это АСДУ нового поколения - автоматизированная система диспетчерского управления (аналог SCADA/EMS), интегрированная с АСКУЭ Существует трактовка SMART Grid как Активно-адаптивная сеть (ААС), исходя из предположения, что элементы ЭЭС (ЛЭП, трансформаторы и т.д.) становятся не пассивными, а активными, что позволяет осуществлять адаптацию к внешним воздействиям. Однако на наш взгляд, более предпочтительно говорить обАвтоадаптивных (auto-adaptive) сетях (ААС). В таком термине подчеркивается автоматизированная, или даже автоматическая адаптация. 5

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» ААС – это: WAMS (Wide Area Measurement System) – широкомасштабная система измерения на основе фазоров PMU - Phasor Measurement Unit ВЕКТОРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ на основе синхронизированных векторных измерений FACTS (Flexible Alternating Current Transmission System) – гибкие передачи переменного тока (дистанционное управление продольной и поперечной компенсацией) РГ - Распределенная генерация на уровне крупных электропотребителей СМПР - Системы мониторинга переходных режимов 6

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» ААС – это: Новые типы силового оборудования подстанций, воздушных линий электропередачи, УШР, УПК, СТАТКОМ и др. с встроенными цифровыми измерительными и управляющими органами Системы измерения электроэнергии и параметров режима электрической сети Системы информационной коммуникации и управления оборудованием и режимом сети 7

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» 8

Векторное управление режимом Отечественные достижения по измерению фазы обеспечивают погрешности: Зарубежные системы GPS 9

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» Векторное управление режимом ij ll ij U t δ ij t 0 U j M U i M 0,01 с 0,02 с=1/50 10

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» Source of Phasor Measurements 11

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» Оптические ТТ и ТН 12

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» Важнейшие направления исследований Системный подход в формировании и реализации ААС. Решение основных задач создания информационного и программного обеспечения ААС. Модернизация ССПИ ЭЭС на основе модели открытого информационного взаимодействия 13

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» Выводы 1.SMART Grid как ААС – новый этап совершенствования АСДУ в ЭЭС. 2.Smart Grid как интеллектуализация управления - новое направление развития распределительных сетей, охватывающих потребителей, включая «Smart дома» и распределенную генерацию средней и малой мощности. 3.Необходимо обратить внимание на проблему подготовки кадров в области электроэнергетики, т.к. «человеческий фактор» стал причиной многих аварий и катастроф в техногенной сфере. 4. Электроэнергетика одна из наиболее сложных систем в этой области, в которой научно-технический прогресс невозможен без инженерного образования и без инженерной деятельности.

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» ЭФФЕКТИВНОСТЬ БОЛОНСКОГО ПРОЦЕССА В ОБЛАСТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ СОМНИТЕЛЬНА Кризис: Россия уже сейчас в огромных масштабах покупает оборудование за границей. Катастрофа: Россия начнет покупать ещё и специалистов для обслуживания оборудования и технологических процессов, тем более, что уже сейчас увеличивается закупка иностранного оборудования без передачи прав на «ноу-хау». 15

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» НУЖНЫ ЛИ ИНЖЕНЕРЫ И БАКАЛАВРЫ В РОССИИ? Мнение Министерства – инженеры нам не нужны! Понятие и слово ИНЖЕНЕР должны исчезнуть из лексикона системы подготовки специалистов. Традиционная пятилетняя подготовка инженеров электроэнергетиков с 2011 года прекратила свое существование. 5 лет 4 года 6 лет И Б М а) б) 1 2 Рисунок 1. а – сложившаяся практика подготовки инженеров (И); б – результат реформы : подготовка бакалавров (Б) и магистров (М); -естественный отсев студентов

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» Странно, но факт! Президент России Д.А. Медведев в марте 2011 года сделал ряд заявлений: 23 марта. Мытищи. Совещание на тему обеспечения промышленности инженерными кадрами. «Заметна нехватка инженерных кадров. Как вернуть почет инженерам?» 29 марта. МЭИ. «Необходимо поднять престиж инженера!» 30 марта. Магнитогорск. «Необходимо совершенствовать инженерное образование в России». 17

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» НТВ. Поздний разговор Участники - три ректора: 1.МГТУ им. Баумана – доктор технических наук И.Б. Федоров 2.Финансовая академия при Правительстве России –доктор экономических наук М.А. Эскиндаров 3.МГИМО – доктор политических наук А.В. Торкунов 18

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» НТВ. Поздний разговор Единодушное мнение: Если нужен эксплуатационник технического оборудования – бакалавр Если нужен разработчик – инженер Если нужен исследователь и педагогический работник в ВУЗе – магистр. 19

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» НУЖЕН ЛИ ПРЕЖНИЙ ОБЪЕМ ВЫПУСКА ИНЖЕНЕРОВ? Очевидно, объем выпуска раньше был завышен. Нужно поломать сложившийся стереотип, в котором путают инженерную должность и инженерную деятельность. 2 Предлагаемая модель трехуровневой подготовки специалистов для электроэнергетики 2 года2 года Б Б Б И М 3,5 (отбор на И и М) 4 5 6

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Кафедра «Автоматизированные электрические системы» Спасибо за внимание! 21