компетенций на базе информационных технологий (soft). Ясно, что мониторинг и принятие решения в ИЭС должно осуществляться «умным» активно – адаптивным центром управления. В основе такого управления лежит концепция минимизации транзакционных издержек. Для решения всех проблем реализации целевых функций необходимо разработать ее математическую модель, разработать и исследовать алгоритмы решений и составить программные продукты.
Одной из основных задач, возникающей в сети, является поставка электрической энергии потребителям по минимальной цене с учетом затрат на транспорт. Так, в активно-адаптивной интеллектуальной сети (далее – умная сеть) автоматизированная система по требованию потребителя ведет поиск источников заданного количества электроэнергии по минимальной цене в сети во всех ее узлах и уровнях и определяет минимальную плату за транспорт от источников к потребителю по участкам сети, используя плату за передачу одной единицы ресурса на единицу расстояния передачи. Помимо спотовых биржевых цен, могут использоваться прямые договора поставки между отдельными потребителями и поставщиками по договорным ценам. Плата за транспорт на каждом уровне сети может определятся различными способами от договорного до регулируемого независимым антимонопольным органом. Наиболее эффективным способом решения сформулированных задач развития системы является, по нашему мнению, представления сетевой системы в виде пространства Конторовича с решением задач ценообразования с помощью методов линейного программирования [212]. Необходимым условием постановки задачи линейного программирования являются ограничения на наличие ресурсов, величину спроса, производственные параметры поставщиков и потребителей. Сущность линейного программирования в нашем случае состоит в нахождении точек наименьшего значения целевой функции F = f(x)→mine – стоимости потребляемого ресурса при определенном наборе ограничений, налагаемых на аргументы и образующих систему ограничений.
Отметим, что в комплексе всю систему можно рассматривать как энергетический хаб. Энергетический хаб – энергетическая инфраструктура ИЭС на основе распределительной энергетики. Хаб в случае наличия электрической связи с энергосистемой должен быть субъектом оптового рынка энергии, осуществляя функции розничного рынка, то есть происходит совмещение опта с розницей на биржевой площадке минуя всех посредников. Алгоритм работы микробиржи хаба закладывается в АСУ SmartGrid, которая связана с АСУ НП СР и сетевых организаций региона, а также поставщиками топлива. Цены на энергию могут быть договорными или биржевыми, формируемыми в результате биржевого ценообразования в реальном масштабе времени.
Динамическое ценообразование позволяет доводить до потребителей стоимость покупки электрической энергии, которая может быть ими реализована при снижении от договорного количества в случае договорного энергоснабжения, а также от собственных источников энергии и аккумуляторов. Это позволит регулировать оптимальный график потребления в хабе, в том числе и на предмет продажи энергии на внешнем оптовый рынок электрической энергии. Основой работы хаба является информационно-операционный центр – центральная информационная система ИЭС (далее – ЦИС) – платформа для организации розничного рынка всех продавцов и покупателей энергоресурсов. Технологическая основа для организации биржи. Потребителями услуг ЦИС являются все элементы ИЭС и диспетчерские организации. Функции ЦИС – мониторинг и контроль параметров и переменных всех систем и элементов ИЭС, регулирование и управление всеми процессами в ИЭС, в том числе организация и функционирования рынка электроэнергии, начиная с генерации и заканчивая потребителями. Необходимо отметить, что на ЦИС также возлагаются функции биллинга и учет долгосрочных и среднесрочных договоров между продавцами и покупателями электрической энергии на розничном рынке.
При этом одной из главных задач, которые решает ЦИС, является мониторинг и диагностика всех технических средств и программных продуктов сети с целью: во-первых, контроля переменных, параметров и слежение за состоянием и их соответствия техническим требованиям в заданном паспортном диапазоне изменений в процессе эксплуатации в реальном масштабе времени; во-вторых, анализа результатов мониторинга и диагностика для определения работоспособности и остаточного ресурса; в-третьих, принятия решения по ремонту или замене дефектных элементов сети в автоматическом режиме или лицами, принимающими решение.
Для этого в ЦИС имеется несколько контуров информационного обеспечения функционирования ИЭС:
1) технологический контур, осуществляющий мониторинг, контроль и самодиагностику всех параметров и переменных систем и элементов ИЭС, а также регулирование и управление всеми процессами. Информационная система этого контура должна быть защищена от не санкционированного доступа и хакерских атак;
2) рыночный контур – микробиржа, к которой может иметь свободный доступ любой субъект торговой системы;
3) потребительский контур, который осуществляет информационное обслуживание отдельных потребителей и поставщиков энергии (узлы системы), в том числе имеющих свойство активно – адаптивных интеллектуальных (умных) узлов ИЭС. Доступ к отдельным узлам контура возможен только для их владельцев или уполномоченных лиц.
Для успешной реализации ИЭС, необходимо начать с пилотного проекта, который можно реализовать на Северном Кавказе. Для этого необходимо создать в ПАО МРСК «Северный Кавказ» подразделение с отделениями в регионах СКФО с единым административным и методическим управлением.
Реализация технологии интеллектуальных электрических сетей ИЭС (Умные сети – SmartGrid) позволит существенно повысить надежность и качество энергоснабжения, эффективность использования первичных энергоносителей, снизить издержки производственных процессов и воздействие на окружающую среду за счет использования возобновляемых источников энергии (далее – ВИЭ) и систем аккумуляции. Проект «Интеллектуальная Электроэнергетическая Система (далее – ИЭС) ПАО МРСК «Северный Кавказ» это комплексный проект для электроэнергетики северокавказского региона имеет большое социально – экономическое значение. Его реализация позволит надежность электроснабжения потребителей, повысить уровень платежей, резко снизить потери в электрических сетях региона до величины 8–10 %, создаст дополнительно несколько десятков тысяч рабочих мест высокой оплатой труда в различных отраслях народного хозяйства, требующих высоко квалифицированных работников, для чего станет необходимым организация соответствующей профессиональной подготовки местных кадров. Помимо этого, необходимо будет организовать производство высокотехнологического оборудования и материалов для интеллектуальной энергетики начиная от нетрадиционных источников энергии до электроавтомобилей, что существенно повысит качество жизни на равнине и в горной зоне Северного Кавказа.
В заключении отметим, что в качестве главного бенефицианта процесса переформатирования российской электроэнергетики должно стать ПАО «Россети». Реализовать технологии интеллектуальных электрических сетей ИЭС (Умные сети – SmartGrid) позволит существенно повысить надежность и качество энергоснабжения, эффективность использования первичных энергоносителей, снизить издержки производственных процессов и воздействие на окружающую среду за счет использования ВИЭ и систем аккумуляции. Практически этот процесс по своей значимости и объему работ можно назвать: план ГОЭРЛО – 2.
«Энергия правит миром», так можно сформулировать сущность сегодняшнего состояния мировой политики и понимания того, что существующие энергоносители являются основой сегодняшней цифровой экономики [213]. В до коронавирусный период успех «золотого миллиарда», опирался, на так называемую, огневую энергетику, основанную на ископаемом углеводородном топливе. Это более 90 % всех энергоресурсов, потребляемых сегодня в мире. То есть, сжигание миллионов тонн топлива ведет к загрязнению окружающей среды, и как полагают многие политики и ученые, способствует росту концентрации парниковых газов в атмосфере и глобальному потеплению.
То есть аномальные погодные явления в мире обосновываются концентрацией
