На этом сайте используются файлы cookie, что позволяет нам обеспечить наилучшее качество обслуживания пользователей. Информация о файлах cookie хранится в вашем браузере и выполняет такие функции, как распознавание вас при возвращении на наш сайт и помощь нашей команде в понимании того, какие разделы сайта вы считаете наиболее интересными и полезными.
Интеллектуальная сеть на пороге дома
В прошлом стремительное развитие электросетей сопровождалось таким же развитием в области измерения энергии. В разработке электросчетчиков принимали участие такие известные личности, как Томас Эдисон, лорд Кельвин и даже сэр Хайрам Максимизобретатель пулемета.
Консервативная эволюция в распределении электроэнергии
Можно провести еще одну параллель с сетями распределения электроэнергии: почти все последующие разработки были очень консервативными. Этот медленный процесс эволюции был прерван политическим вмешательством с почти фанатичными усилиями по снижению глобального углеродного следа.
Однако анализ последствий этих усилий не был проведен, и авторы политики не учли тот факт, что энергия стоит дорого и ее сложно хранить, а система распределения должна находиться в состоянии равновесия между производством и потреблением. Более того, под предлогом низкой эффективности из системы вытесняются чисто омические нагрузки.
Проблемы современных энергетических систем
В результате, с одной стороны, происходит динамичное, в основном непредсказуемое производство энергии из классических схем распределения, а с другой — современные приборы с высокими показателями обратной сети под влиянием высших гармоник.
Естественные демпферы этих высших гармоник, такие как лампы накаливания, теперь больше не производятся. Не стоит сетовать на такое положение дел. Вместо этого мы должны искать решение, которое позволит контролировать и стабилизировать состояние распределительной сети.
Каковы ограничения существующих систем?
Разработанные системы, основанные на европейской директиве «20-20-20», имеют один основной недостаток: они сосредоточены прежде всего на снижении энергопотребления. Они могут помочь снизить затраты, но остается вопрос, в какой степени и для кого?
Эти дорогостоящие системы (с окончательным сроком развертывания до 2020 года) беспомощны в решении проблем критического состояния. На это есть две основные причины.
Во-первых, они не предназначены для поддержки таких состояний, а во-вторых, контролируются и управляются из одной центральной точки, что обусловливает их высокую латентность. Крупные аварии , независимо от места их возникновения, имеют один общий признак: цепочку (часто) банальных сбоев.
Здесь у нас есть возможность разработать устройство с рабочим названием «электросчетчик«. Помимо очевидной способности измерять энергию, эти устройства имеют одну стратегическую особенность: они расположены в каждой точке нагрузки. Из этого следует, что они должны поддерживать меры по предотвращению аварийных состояний в распределительных системах и минимизации негативных последствий этих состояний.
Дилемма: как работать с большими данными?
Пилотные проекты, основанные на директиве ЕС «20-20-20», выявили феномен «больших данных«. Если мы задумаемся над этой проблемой, то с удивлением обнаружим, что нет смысла тратить время на проблему больших данных. С точки зрения логики, коммунальным службам достаточно одного показания электроэнергии — ежемесячного или ежегодного — и примерно шести раз в день, чтобы переключать тарифы. Таким образом, можно задаться вопросом: почему, собственно, возникла эта проблема?
Ответ довольно прост: у нас двусторонняя связь, поэтому мы, естественно, загружаем дополнительные данные и информацию — например, значения напряжения — каждые 15 минут. Распределительная система трехфазная, мощность активная и реактивная, кроме того, мы учитываем направление. В итоге на каждую фазу приходится по пять значений, а это значит, что каждые 15 минут мы отправляем 15 значений.
Пример: Подсчет данных в Чешской Республике
Возьмем такую небольшую страну, как Чехия. Если предположить, что на один электросчетчик приходится в среднем два человека, то в итоге мы получим пять миллионов счетчиков. Таким образом, описанная выше система будет генерировать 75 миллионов данных каждые 15 минут!
Ежедневно это число достигает более 7,2 миллиарда значений данных, которые практически никому не нужны. Если к этому ужасающему числу добавить неправильно выбранные протоколы, то из мелочи вырисовывается колоссальная проблема.
Это иллюстрация лишь одной из возможных проблем с данными — загрузка слишком большого объема данных для ваших нужд. Как же найти подходящее решение для большой и обширной системы? Вся информация направляется в центральный пункт, где впоследствии принимаются решения.
К сожалению, такое централизованное управление очень дорого и требует очень высоких коммуникационных возможностей для обеспечения пропускной способности. Более того, если каналы медленные и малопроницаемые (PLC, GPRS), большое количество конечных устройств может остаться необслуженным.
Лучшее решение: Распределенное управление
Лучший способ решить эту проблему — передать в централизованное управление только важные и критичные данные. Управление должно быть распределено по месту его осуществления. Центр в этом случае отвечает за создание стратегии.
Такое решение значительно снижает проблему больших данных, поскольку в центр управления поступает только необходимая информация. Таким образом, система динамична (даже если каналы связи медленные), поскольку готова решать аварийные ситуации на месте и эффективно использует массу небольших инструментов, таких как упомянутые выше современные электросчетчики.
Очевидно, что и у этой системы есть свои проблемы, но, к счастью, ее характеристики отличаются и, что очень важно, не влияют на управление системой.
Заключение
Если вы видите привлекательную картину интеллектуальной энергосистемы, полностью основанной на централизованном управлении, и вам говорят, что медлительность каналов связи будет решена, как по мановению волшебной палочки (предпочтительно с помощью сетей 5-го или 6-го поколения), не верьте этому!
Я абсолютно убежден, что для реализации концепции интеллектуальных сетей необходимо использовать распределенное управление. Ограничения по стоимости, временные трудности и технические проблемы не оставляют нам альтернативы.