Smart Grid, умные сети – что это такое?

? Smart Grid, умные сети – что это такое

Е. А. Волошин, МЭИ:

Существующие подходы к созданию умных сетей (microgrid, smartgrid, цифровой РЭС) сконцентрированы на внедрении технологий цифровизации с точки зрения повышения наблюдаемости и управляемости сетей электроснабжения, в том числе с погружением до уровня потребителей электроэнергии. Такой подход, хотя и является необходимым для решения многих задач цифровизации электроэнергетики, не является достаточным для перехода на по-настоящему «умные» электрические сети.

С ростом объема наблюдаемого и управляемого оборудования при сохранении применяемых на данный момент систем управления, характеризующихся централизованными или иерархическими системами управления, приведет к необходимости создания крупных, защищенных центров управления, способных обрабатывать огромные массивы данных измерений и вырабатывать большое количество управляющих воздействий. Кроме того, в условиях развития распределенной генерации (в том числе на основе возобновляемых источников энергии) при использовании централизованной системы управления возникает конфликт интересов собственников генерации и потребителей. Производителям электроэнергии требуется её реализация по как можно более высокой стоимости, наименьшей себестоимости (с учетом режимов работы оборудования) и в наибольшем объеме, потребителю же необходимо снизить затраты на электроснабжение при сохранении или увеличении качества и надежности получения электроэнергии. Таким образом, централизованная система управления должна будет соблюсти диаметрально противоположные интересы отдельных субъектов системы электроснабжения, что невозможно сделать в рамках решения классической задачи оптимального управления режимами работы электрических сетей. Изменение состава и свойств участников таких «умных» сетей приводит к необходимости адаптации алгоритмов централизованной системы электроснабжения к постоянно изменяющимся параметрам объектов управления.

Альтернативой сложившемуся подходу, позволяющей увеличить степень самостоятельности и адаптивности сетей электроснабжения, является применение распределенных систем управления. Мультиагентные системы управления являются одним из перспективных направлений создания систем управления для, по настоящему, «умных» сетей. В такой системе каждый субъект обладает своей локальной системой управления на основе агента мультиагентной системы, обладающей свойствами слабого искусственного интеллекта. Такой агент способен анализировать условия внешней среды (измерения), приоритезировать цели своего субъекта (снижение затрат на покупку электроэнергии, повышение выработки электроэнергии и др.), вырабатывать план достижения этих целей на основе доступных агенту действий (зарядить или разрядить накопитель, купить или продать электроэнергию, перейти в островной режим и др.) и прогнозов генерации, потребления электроэнергии, метеорологическим данным.

Помимо этого применение мультиагентной системы управления электрической сетью позволит отдельным агентам субъектов сети вступать в коллаборации или коалиции для совместного достижения общих целей, обеспечивая определенный уровень оптимизации в рамках кластеров агентов. Большая надежность и гибкость мультиагентных систем управления позволит создать по настоящему «умные» сети, способные к самонастройке и адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды и параметрам энергосистемы.