Основные положения концепции интеллектуальной энергосистемы с активноадаптивной сетью
 Скачать 0.5 Mb.
|
|
9. Дорожная карта реализации концепции ИЭС ААС в России Дорожная карта реализации концепции ИЭС ААС разработана с целью выявления и систематизации технологий и научных исследований, направленных на внедрение и развитие интеллектуальной энергетики в России. Данный документ обобщает мнение экспертного сообщества о важнейших технологиях, относящихся к интеллектуальной энергетике, уровне 36 их развития в мире, а также привязывает его к проектам программы инновационного развития ОАО «ФСК ЕЭС». Дорожная карта также описывает эффекты от внедрения тех или иных технологических компонентов, обобщает информацию об участниках. С точки зрения управленческих решений дорожная карта будет использоваться ОАО «ФСК ЕЭС» как инструмент для ориентирования и организации деятельности других участников процесса реализации ИЭС ААС в России и формирования инвестиционных проектов. Дорожная карта представляет собой набор трех связанных документов: 1. Дорожная карта реализации концепции ИЭС ААС – представляет этапы реализации концепции на период с 2011 до 2020 (2025) гг. 2. Дорожная карта развития технологий ИЭС ААС содержит обобщающую информацию о пяти технологических компонентах ИЭС ААС, а также развитии нормативно-методической базы ИЭС ААС. 3. Карты технологических компонентов ИЭС ААС дают более детальную информацию об указанных технологических компонентах ИЭС ААС, их отражении в программе инновационного развития ОАО «ФСК ЕЭС». В приложении №3 даны слайды, комплексно отображающие информацию о дорожной карте реализации концепции ИЭС ААС. 10. Пилотные проекты В рамках создания ИЭС ААС отрабатываются отдельные пилотные проекты, часть из которых приведена ниже, а также в Приложении 4. 10.1. Московская энергосистема Переход к интеллектуальной энергосистеме, управляемым электрическим сетям, сопровождающийся внедрением инновационных технологий как в силовой части энергосистемы, так и в системах технологического управления позволяет решить многие из указанных проблем энергосистем мегаполисов. При этом в таких системах могут быть эффективны практически все рассматриваемые технологии: создание и применение глубоких вводов на основе газоизолированных линий и компактных подземных элегазовых подстанций, применение кабелей постоянного тока, применение в дальнейшем кабельных линий переменного и постоянного тока на базе высокотемпературных сверхпроводников, оснащение ответственных потребителей и подстанций накопителями электроэнергии, переход на современные цифровые подстанции, широкое внедрение систем диагностики оборудования, 37 применение ситуационного управления нагрузкой для повышения энергоэффективности, развитие распределенной генерации, оснащение электрической сети энергосистемы устройствами FACTS, создание системы мониторинга режимов работы сети и энергосистемы в целом, интеллектуализация локальных комплексов и устройств ПА, переход на современные информационные технологии и технические средства в системах контроля и управления. В целом речь идет о поэтапном переходе на современные технологии генерации, передачи и распределения энергии, а также контроля и управления этими процессами. 10.2. ОЭС Северо-Запада Для ОЭС Северо-Запада на текущем этапе развития и на период до 2020 г. определены следующие пилотные проекты: 1. Карельская энергосистема - сооружение 2-й ВЛ 330 кВ Лоухи – Путкинская – Ондская – Петрозаводск – Тихвин для обеспечения резервирования и повышение качества электроэнергии в условиях длинного транзита с реализацией проекта интеллектуальной сети для обеспечения надежного электроснабжения. Технологии ААС на ПС 330 кВ Лоухи, Путкинская, Ондская, Петрозаводск, Тихвин и ЛЭП 330 кВ. 2.Энергосистема Республики Коми и Архангельская энергосистема. 2-ая ВЛ 220 кВ Печорская ГРЭС – Ухта – Микунь для повышения уровня надежности электроснабжения и качества электроэнергии. Технологии ААС на ПС 220 кВ , Ухта, Микунь и ОРУ 220 кВ Печорской ГРЭС, а также на ЛЭП 220 кВ Применяемые технологии: элементы цифровой ПС, системы мониторинга и диагностики оборудования, управляемые сетевые устройства: СТК (СТАТКОМ), АББМ для с.н., устройства синхронизированных измерений (PMU) для WACS/WAPS технологии, в т.ч. с использованием для ПА, высокотемпературные провода, изоляционные подвески, система мониторинга состояния ВЛ. 3.Электрические сети г. Санкт-Петербурга «Большое кольцо» Сооружение воздушно-кабельной ППТ ЛАЭС-2 - Выборг 330 кВ мощностью 1000 МВт с реконструкцией ПС Выборгская, при использовании тех же технологий и, дополнительно, устройства КВПУ 500 МВт; 38 4.Электрические сети г. Санкт-Петербурга «Малое кольцо». С целью снижения токовой загрузки и резервирования существующих линий электропередачи планируется: - сооружение ВТСП КЛ постоянного тока 10 кВ на одном из выбранных объектов. 10.3. ОЭС Востока 1.В настоящее время ОЭС Востока работает изолированно, протяженные электрические связи между ОЭС Сибири и ОЭС Востока по двум электропередачам 220 кВ, идущим вдоль Транссиба и БАМа, работают в разомкнутом режиме. Принято решение о присоединении ОЭС Востока к ЕЭС России на постоянном токе. Выполнено ТЭО такой связи на напряжении 220 кВ на основе Забайкальского преобразовательного комплекса (ЗБПК) на ПС 220 кВ Могоча (в состоянии строительства) Читинской энергосистемы ОЭС Сибири и на ПС 220 кВ Хани (в перспективе) ОЭС Востока. Этот комплекс должен обеспечить параллельную несинхронную работу ОЭС Сибири и ОЭС Востока по существующим сетям 220 кВ, идущим вдоль Транссиба. Объединение энергосистем обеспечит: снижение вероятности перерывов электроснабжения тяговых подстанций Забайкальской железной дороги на участке Холбон – Могоча – Сковородино; возможность оперативного обмена аварийным резервом мощности между ОЭС Сибири и ОЭС Востока; повышение стабильности и качества напряжения в зоне влияния ЗБПК; более полное использование пропускной способности существующей электрической сети 220 кВ. Разрабатывается вставка на базе двух СТАТКОМ, имеющая следующие технические характеристики: проходная мощность 200 МВт; установленная мощность основного оборудования 450 МВА; автоматический перевод в режим работы на выделенную нагрузку; возможность работы в условиях низкой мощности короткого замыкания в месте включения, искажения формы кривой напряжения, несимметрии напряжения сети; независимое автоматическое регулирование напряжения в объединяемых энергосистемах. 2. На территории ОЭС Востока предполагается создать три проекта ААС: − «Эльгауголь» – транзит ВЛ 220 кВ Призейская – Эльгауголь, включая подстанции 220 кВ «Призейская», «А», «Б» и «Эльгауголь»; 39 − «Ванино» – транзит ВЛ 220 кВ Комсомольск-Селихино-Ванино, включая подстанции 500/220 кВ Комсомольск, ПС 220 кВ Селихино и ПС 220 кВ Ванино; − «Приморье» – связи Приморская ГРЭС – Юг Приморского края. 40 12. Основное содержание Концепции ИЭС ААС 1. Проведен анализ зарубежного опыта построения интеллектуальных сетей, ориентированных в первую очередь на развитие интерфейса с конечным потребителем и распределенной генерацией (на основе использования энергии ветра, солнца и др.) построением интеллектуальных микросетей, обеспечивающих устойчивую работу электроприемников потребителей и местных источников питания, как в изолированном от внешней ЭЭС, так и в синхронном с ней, режимах работы. 2. Сформулирована идеология и принципы развития ИЭС ААС, как клиенто-ориентированной энергосистемы системы нового поколения, основанные на последовательном повышении качества управления в ЕЭС/ЕНЭС достигаемом за счет применения образцов прорывной техники, новых информационных технологий и технологий управления. Работа представляет концептуальную основу инновационного развития ЕНЭС и охватывает иерархию задач управления от режимов функционирования ЕЭС, до уровня управления качеством и надежностью электроснабжения потребителей, учета особенностей электроснабжения крупных городов и мегаполисов, распределенной генерации, управления спросом, построения интеллектуальных микросетей. 3. Рассмотрены устройства новой (прорывной) техники. Новые виды техники, такие как гибкие электропередачи, элементы постоянного тока, ВТСП, цифровые подстанции и др. создают в перспективе качественно новые возможности для повышения надежности и качества функционирования ЕЭС/ЕНЭС. 4. Сформулированы направления применения и исходные предложения по местам установки новой техники. 5. Рассмотрена существующая система управления режимами работы ЕЭС РФ. Намечены пути развития современной АСДТУ. Даны предложения по использованию новых алгоритмов анализа и управления режимами в ИЭС ААС. 6. Проанализированы возможности использования информационных и коммуникационных интерфейсов между различными элементами в ИЭС ААС. Поставлена задача по организации киберзащищенности всей системы управления в ИЭС ААС. 7. Рассмотрено участие потребителей в сглаживании графиков нагрузки. Проработаны предложения по активизации и мотивации участия потребителей в этом процессе. 8. Приведены стоимости установки элементов и эффекты от внедрения ИЭС ААС. 9. Даны предложения по уточнению нормативно-законодательной базы при создании ИЭС ААС. 41 10. Кратко охарактеризованы пилотные проекты по созданию интеллектуальных энергокластеров в ЕНЭС. 11. Приведена дорожная карта создания ИЭС ААС. 42 Приложение 1 О работе в области Smart Grid за рубежом В последнее десятилетие во всем мире интенсивно развивается направление научно-технологического инновационного преобразования электроэнергетики на базе новой концепции, получившей за название Smart Grid, интерпретированное в различных переводах, в основном, как – «интеллектуальная (умная) сеть (энергосистема)». Основными идеологами разработки такой концепции выступили США и страны Европейского Союза (ЕС), принявшие ее как основу своей национальной политики энергетического и инновационного развития. В последующем концепция Smart Grid получила признание и развитие практически во всех крупных индустриально развитых и динамично развивающихся странах, где развернут широкий спектр деятельности в этом направлении. Наиболее масштабные программы и проекты разработаны и реализуются в США и странах Евросоюза, Канаде, Австралии, Китае и Корее: так, например, в США такая программа имеет статус национальной и осуществляется при прямой поддержке политического руководства страны, а в странах Европейского Союза для координации работ и выработки единой стратегии развития электроэнергетики в 2004 году создана технологическая платформа Smart Grids – «Европейская энергетическая система будущего», конечной целью которой является разработка и реализация программы развития Европейской энергетической системы до 2020 года и далее. Smart Grid рассматривается за рубежом, прежде всего, как концепция инновационного преобразования электроэнергетики на основе целостной системы видения ее роли и места в современном и будущем обществе, определяющем требования к ней, подходов к обеспечению этих требований, принципов и способов осуществления и необходимого технологического базиса для реализации, в которой новым технологиям и устройствам отводится роль одного из основных способов и инструментов осуществления этой концепции. В основу концепции положена разработанная целостная и всесторонне согласованная в обществе система взглядов (видения) на роль и место электроэнергетики на перспективу, целей и требований к ее развитию, подходов к их осуществлению, принципов и способов реализации и создания необходимого технологического базиса. Наиболее отчетливо и полно это сформулировано в основополагающих материалах, представленных государственными структурами ЕС и США. Причины возникновения новой концепции связаны, в первую очередь, с тем, что последние десятилетия прогнозируемое развитие во всем мире характеризуется возникновением целого ряда факторов, определяющих необходимость кардинальных преобразований в электроэнергетике: постоянное повышение стоимости электроэнергии во всем мире; 43 необходимость повышения энергетической и экологической эффективности электроэнергетики; рост требований потребителей к надежности и качеству электроснабжения появление прогрессивных технологий в результате НТП, не нашедших должного применения в современной электроэнергетике; снижение надежности энергоснабжения; изменение условий функционирования рынков электроэнергии и мощности. Исходя из этого, за рубежом был проведен глубокий анализ возможных путей развития электроэнергетики, результаты которого показали наличие серьезных ограничений возможностей развития отрасли, в рамках прежней экстенсивной концепции, основанной преимущественно на улучшении отдельных видов оборудования и технологий, обладающих даже более совершенными по сравнению с достигнутыми на сегодня функциями и характеристиками. В качестве наиболее значимых факторов рассматривались: ограниченность возможности дальнейшего наращивания, как объемов, так и повышения эффективности генерирующих мощностей, в т.ч. и в силу исчерпаемости в долгосрочной перспективе не возобновляемых видов топлива, а также и появления существенных экологических ограничений, сдерживание развития сетевой инфраструктуры, в первую очередь, в районах с высокой плотностью населения, все более возрастающими техногенными и инфраструктурными рисками развития; низкий потенциал повышения эффективности использования ресурсов: существующая технологическая база энергетики практически исчерпала возможности повышения производительности оборудования; ограниченность инвестиционных ресурсов для строительства новых энергетических объектов и развития сетевой инфраструктуры. Результаты исследований за рубежом показали, что учет всех факторов развития электроэнергетики в будущем требует изменения принципов и механизмов ее функционирования, способных обеспечить общественное развитие, прорывное повышение потребительских свойств и эффективности использования энергии. Это решение потребовало разработки новой концепции инновационного развития электроэнергетики, которая, с одной стороны, соответствовала бы современным взглядам, целям и ценностям социального и общественного развития, формирующимися и ожидаемыми потребностями людей и общества в целом, а, с другой, максимально учитывала основные тенденции и направления научно-технического прогресса во всех отраслях, сферах жизни и деятельности общества. Такой концепцией и стала Smart Grid. Следует отметить, что публично представленные на сегодня разработанные подходы и варианты концепции не воспринимаются как нечто 44 законченное и нормативно зафиксированное - их развитие, конкретизация и апробация ставится за рубежом как одна из основных задач. Проведенный в рамках исследования анализ зарубежного опыта позволил сформулировать следующие исходные положения, принятые при разработке и развитии концепции Smart Grid за рубежом: 1. Концепция Smart Grid предполагает системное преобразование электроэнергетики (энергосистемы) и затрагивает все ее основные элементы: генерацию, передачу и распределение (включая и коммунальную сферу), сбыт и диспетчеризацию; 2. Энергетическая система рассматривается в будущем как подобная сети Интернет инфраструктура, предназначенная для поддержки энергетических, информационных, экономических и финансовых взаимоотношений между всеми субъектами энергетического рынка и другими заинтересованными сторонами; 3. Развитие электроэнергетики должно быть направлено на развитие существующих и создание новых функциональных свойств энергосистемы и ее элементов, обеспечивающих в наибольшей степени достижение ключевых ценностей новой электроэнергетики, выработанных в результате совместного видения всеми заинтересованными сторонами целей и путей ее развития; 4. Электрическая сеть (все ее элементы) рассматривается как основной объект формирования нового технологического базиса, дающего возможность существенного улучшения достигнутых и создания новых функциональных свойств энергосистемы; 5 Разработка концепции комплексно охватывает все основные направления развития: от исследований до практического применения и тиражирования и должна вестись на научном, нормативно-правовом, технологическом, техническом, организационном, управленческом и информационном уровнях. 6. Реализация концепции носит инновационный характер и дает толчок к переходу к новому технологическому укладу в электроэнергетике и в экономике в целом. В рамках развиваемой концепции Smart Grid разнообразие требований всех заинтересованных сторон (государства, потребителей, регуляторов, энергетических компаний, сбытовых и коммунальных организаций, собственников, производителей оборудования и др.) сведено к группе так называемых ключевых требований (ценностей) новой электроэнергетики, сформулированных как: доступность – обеспечение потребителей энергией без ограничений в зависимости от того, когда и где она им необходима, и в зависимости от оплачиваемого качества; надежность – возможность противостояния физическим и информационным негативным воздействиям без тотальных отключений или высоких затрат на восстановительные работы, максимально быстрое восстановление (самовосстановление); 45 экономичность – оптимизация тарифов на электрическую энергию для потребителей и снижение общесистемных затрат; эффективность – максимизация эффективности использования всех видов ресурсов и технологий при производстве, передаче, распределении и потреблении электроэнергии; органичность взаимодействия с окружающей средой - максимально возможное снижение негативных экологических воздействий безопасность – не допущение ситуаций в электроэнергетике, опасных для людей и окружающей среды. Принципиально новым здесь является то, что все выдвинутые ключевые требования (ценности) предполагается рассматривать как равноправные, и степень их приоритетности, уровня и соотношения не являются общими, нормативно зафиксированными для всех, а могут определяться и осуществляться для каждого рассматриваемого субъекта энергетических отношений (энергокомпания, регион, город, домохозяйство и т.п.) по существу индивидуально. В такой постановке задача развития энергетики из преимущественно балансовой трансформируется в задачу создания, развития и предоставления потребителю и обществу в целом, своего рода, «меню» энергетических |