Виртуальные электростанции для «умных вещей»
Россия, Европейский союз, Великобритания, США, Канада, Япония и многие другие страны разрабатывают свои проекты «Интернета энергии». Их цель — создать принципиально новую систему энергоснабжения, в которой вместе с крупными электростанциями появятся сотни тысяч мелких поставщиков энергии, а потребители станут «интеллектуальными», что в конечном итоге принципиально изменит существующую сейчас систему. Побробнее об этом в материале «Энергии Северо-Запада».
В основе «Интернета энергии» лежит идея создания локальной децентрализованной энергетической инфраструктуры. Ее еще называют микроэнергосистемой или микрогридом. Потоки электроэнергии управляются с помощью интеллектуальных решений, а покупатели получат возможность выбирать поставщиков, учитывая множество критериев, среди которых мощность, надежность и стоимость энергоресурсов.
Традиционная модель «производство — распределение — сбыт — потребление» постепенно уйдет в прошлое. С крупными электростанциями будут конкурировать сотни небольших производителей, находящихся в непосредственной близости от своих потребителей. За счет конкуренции упадут цены, и вырастет качество предоставляемых услуг.
Эта тенденция особенно ярко проявилась в европейских странах, где растет популярность возобновляемых источников энергии. Тысячи жителей уже установили солнечные панели на свои дома, получив избыток электроэнергии, который они захотели продать. В продаже электроэнергии хотят участвовать и промышленные предприятия, которые имеют собственные генерирующие мощности. В рамках «Интернета энергии» небольшие генерирующие мощности соединяются в «виртуальные электростанции». Таким образом оценивается энергетический потенциал общей сети. Причем ее конфигурация может меняться за счет появления новых производителей.
Важную роль в «Интернете энергии» играют накопители. Они будут собирать избыточный ресурс, а потом отдавать его в энергосистему во время пиковых нагрузок. Ученые посчитали, что уже сейчас электрификация за счет построения системы на базе отдельных энергосетей будет на 15 % дешевле, чем создание традиционной единой энергосистемы. К 2030 году разрыв достигнет уже 50 %.
«Интернет энергии» будет управляться за счет интеллектуальных решений. Каждый потребитель получит возможность наращивать электрическую мощность даже минимальными объемами. Если спрос упадет, производители энергии смогут отправить избыточную мощность в другую микросеть через линии электропередачи традиционной энергетической инфраструктуры.
Участниками единой энергосистемы будут даже вещи. Стиральная машина и кондиционер, снабженные искусственным интеллектом, будут совместно выбирать оптимальные варианты работы электросети, чтобы снизить потребление и риски перегрузки системы.
Над «Интернетом энергии» активно работают в России. В рамках национальной технологической инициативы в 2020 году создан инфраструктурный центр, который работает со специалистами МЭИ, МФТИ, Сколтеха и Новосибирского государственного технического университета.
«Энерджинет» — уникальный модельный испытательный комплекс для разработки и тестирования архитектурно-технических решений по проекту создания «Интернета энергии» и других новых направлений для технологического развития российской энергетики. На оборудовании центра проводится цифровое и моделирование сложных электроэнергетических систем. Симулируется полноценный обмен энергией между цифровой и физической частями модели.
Программа исследований «Энерджинет» расписана до 2025 года. Сейчас мощности полигона загружены на 75 %. Директор центра Дмитрий Холкин считает, что в связи с введением санкций для России еще более актуально стало создание собственной модели модернизации энергетики. Бизнес активно интересуется «Интернетом энергии». Сейчас 45 % исследований центра проводится в интересах различных российских компаний.
Для координации и интеграции децентрализованных систем производства и распределения электроэнергии потребуются сложные алгоритмы искусственного интеллекта. Материал об этом читайте в следующих номерах «Энергии Северо-Запада».