Понятие интеллектуальных или «умных» сетей постоянно развивается, включая в себя все новые компоненты. Если изначально под «умными» сетями понималась система автоматизации электрических сетей, то в настоящее время концепция Smart Grid включает в себя целый набор различных элементов: «умный» дом, «умный» автомобиль, «умный» прибор. В этой связи изменилось не только понимание интеллектуальных сетей, но и осмысление «базы» для развития Smart Grid. В настоящее время подобной «базой» является телекоммуникационная инфраструктура, а ее формирование становится одним из ключевых вопросов создания интеллектуальных сетей. Рассмотрим эволюцию «умных» сетей:
- Этап 1 – электрические сети односторонней направленности, по сути, физическая платформа доставки электроэнергии конечным потребителям на унифицированных условиях. Сети вчерашнего дня.
- Этап 2 – создание более сложных сетей двусторонней направленности с возможностью автоматизации, удаленного контроля и мониторинга, возможностью для потребителей контролировать свое потребление и расходы. Вариант сетей сегодня.
- Этап 3 – сети «будущего», определенная эко-система, включающая в себя не только собственно интеллектуальные сети, но и «умные» дома, «умный» автомобиль, «умный» прибор. На этом этапе станет характерным большее вовлечение потребителей (переход от consumer к prosumer), активное внедрение возобновляемых технологий и развитие наложенных услуг.
Если на первом и втором этапах ключевым компонентом системы являлись приборы управления электрической сетью, то при переходе со второго этапа важнейшей составляющей становится выбор телекоммуникационной платформы. Наиболее актуальным это является в контексте наложенных услуг, к которым, прежде всего, должны быть отнесены системы безопасности и мониторинга окружающей среды. Например, компания Elenia Verkko (Финляндия) в рамках модернизации электросетевого хозяйства интегрировала комплексное решение по безопасности и мониторингу окружающей среды в единую систему автоматического удаленного контроля электрической инфраструктуры. После зимних штормов в 2011 году Elenia Verkko удалось в несколько раз снизить свои издержки на восстановление ЛЭП. Компания сделала вывод: успешная интеграция наложенных сервисов с системой управления сетями невозможна без телекоммуникационного решения.
Пилотные проекты по созданию сетей третьего поколения уже готовятся в различных странах. Так, в Республике Корея к маю 2013 года планируется запуск тестовой системы в районе Чеджу, которая будет включать в себя компоненты «умного» жилья (Smart Place), «умного» транспорта (Smart Transport) и возобновляемой энергетики (Smart Renewable), объединенные Smart Grid. Пилотный проект рассчитан на 6 тыс. домохозяйств на территории 185 км2 с совокупным бюджетом 200 млн долларов. И снова ключевой задачей является создание именно телекоммуникационного решения, которое позволит эффективно свести все компоненты в единую экосистему.
В Европе также активно реализуются проекты по наиболее эффективному использованию ICT для электросетевого хозяйства. Например, Web2energy project объединяет ряд небольших производителей электроэнергии, а также их клиентов, которые при помощи удаленных терминальных устройств (RTU) и общего ситуационного (контрольного) центра, а также интеллектуальных счетчиков присоединены к сети и могут выбирать наиболее оптимальные тарифы для снижения своих платежей за электроэнергию. Одновременно система позволяет сгладить пики потребления.
Другими примерами подобных проектов являются Lastbeg project, E-telligence и ряд прочих. Все они рассматривают ICT-решения не только как основу для автоматизации, диспетчеризации и удаленного мониторинга энергосетей, но и как путь создания новой рыночной архитектуры в электроэнергетике. Телекоммуникационная платформа превращает средство доставки электроэнергии в проактивную систему с двусторонней связью, в которой трансформируются стандартные отношения «производитель-потребитель». Клиент получает возможность не только управлять своим потреблением, но и включаться в рыночные отношения в качестве продавца. Проиллюстрировать это можно следующей схемой:
Источник: artemis-ioe.eu
В настоящее время ключевая проблема развития телекоммуникационной платформы для электрических сетей – это выбор между построением собственной сети и использованием существующих публичных сетей сотовых операторов. У каждой компании есть свой подход. Среди сторонников использование публичных сетей помимо упомянутой Elenia Verko, выделяется американский гигант Duke Energy. В прошлом году компания объявила о дальнейшем развитии «умных» сетей на базе уже существующих сетей мобильного оператора и планах инвестирования в свой проект более 1 млрд долларов. Видение компанией своей сети представлено на схеме ниже.
Ключевым стало желание перевести на аутсорсинг непрофильный вид бизнеса.
Среди других причин компания выделила следующее:
- бизнес сотовых операторов базируется на уже существующих и активно используемых стандартах связи;
- сотовые операторы будут продолжать инвестировать в развитие коммуникационных сетей, что, безусловно, выгодно для электросетевых компаний.
Весьма интересно выделение в качестве основного элемента сети коммуникационного узла связи (Communication Node) на трансформаторах. По мнению представителей компании, именно на базе подобных устройств будет организовываться связь различных элементов будущей системы.
В то же время, многие другие американские компании, такие как PG&E, Florida Power & Light, предпочитают строить собственные телекоммуникационные сети. Ключевым стимулом для них стало опасение, что сотовые операторы не смогут предоставить им необходимый уровень надежности.
Опыт введения технологии позволяет сделать вывод, что в среднесрочной перспективе доминирующим стандартом станет использование публичных сетей. Это значительно удешевляет стоимость внедрения и позволяет вывести на аутсорсинг непрофильные виды бизнеса при сохранении необходимого уровня безопасности и надежности связи.