Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

МЕТОДЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ЭНЕРГОРЕСУРСАМИ НА БАЗЕ ЦИФРОВОЙ ПЛАТФОРМЫ

П. В. Илюшин, С. П. Ковалев, А. Л. Куликов, А. А. Небера, Ф. С. Непша

Аннотация


Представлены основные принципы реализации энергетического перехода, включающие внедрение шестого технологического уклада, адаптацию технологий Четвертой промышленной революции и реализацию дорожной карты "Энергетика 4.0", в целях формирования цифровой децентрализованной малоуглеродной энергетической инфраструктуры. Рассмотрены особенности и проблемы управления разнородными распределенными энергоресурсами (РЭР), интегрируемыми в распределительные сети на среднем и низком напряжениях в системы электроснабжения активных потребителей. Представлены результаты анализа исторических особенностей энергосистем России, выполнена оценка текущего положения и сформулированы перспективные вызовы при массовой интеграции РЭР. Подробно описаны основы платформенного подхода к управлению РЭР, приведены основные архитектурные представления цифровой платформы (функциональная, информационная, программная и техническая архитектуры), а также реализованные сценарии управления. Кроме того, в монографии очерчены принципы организации интеллектуального управления РЭР на базе цифровых двойников, а также приведены практические примеры применения цифровой платформы для управления РЭР. Представлены цели, которые планируется достичь при создании автоматизированных систем управления РЭР, и эффекты, которые планируется получить за счет применения цифровой платформы нового поколения. Монография рассчитана на широкий круг читателей, включающий руководителей и специалистов распределительных сетевых и энергосбытовых компаний, проектных и инжиниринговых организаций, разработчиков и исследователей в области систем управления, а также предприятий различных отраслей промышленности, эксплуатирующих РЭР.

Ключевые слова


распределенные энергоресурсы; интеллектуальное управление; цифровая платформа; автоматизированная система управления; цифровой двойник

Полный текст:

PDF

Литература


А-Платформа- Российская программная платформа управления распределённой энергетикой. https://a-platform.ru/(дата обращения: 31.05.2021).

Андрюшкевич С. К., Ковалёв С. П., Нефедов Е. И. Разработка цифрового двойника энергетической системы на основе онтологической модели // Автоматизация в промышленности. 2020. № 1. С. 51-56.

Аристова Н. И., Чадеев В. М. Виртуальные электростанции - идеи и решения // Автоматизация в промышленности. 2019. № 11. С. 9-13.

Архитектура интернета энергии (Internet of Distributed Energy Architecture). М.: Инфраструктурный центр EnergyNet, 2018. URL: https://idea-go.tech/IDEA-whitepaper-ru.pdf(дата обращения: 31.05.2021).

Воропай Н. И. Надежность систем электроснабжения. Новосибирск: Наука, 2006.

Гелисханов И. З., Юдина Т. Н., Бабкин А. В. Цифровые платформы в экономике: сущность, модели, тенденции развития // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Экономические науки. 2018. Т. 11. № 6. С. 22-36.

ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Стандартинформ, 2014.

ГОСТ Р 53905-2010. Энергосбережение. Термины и определения. М: Стандартинформ, 2011.

Илюшин П. В. Комплексное моделирование электрических режимов в сетях внешнего и внутреннего электроснабжения предприятий с собственной генерацией // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018. Т. 22. № 4 (135). С. 122-135.

Илюшин П. В. О свойствах энергоустановок с газопоршневыми двигателями //Электрические станции. 2009. № 11. С. 42-46.

Илюшин П. В. Опыт эксплуатации и причины повреждений газотурбинных установок на объектах распределенной генерации // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2020. № 5. С. 64-72.

Илюшин П. В. Перспективы применения и проблемные вопросы интеграции распределенных источников энергии в электрические сети: монография// Библиотечка электротехника. 2020. № 8 (260).

Илюшин П. В. Требования к разгрузке при вынужденном отделении от сети электростанции с собственными нуждами и нагрузкой на напряжении 6-10 кВ // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2011. № 6. С. 23-27.

Илюшин П. В., Березовский П. К. Подходы к формированию технических требований по участию объектов распределённой генерации в регулировании напряжения в энергосистеме // Энергетик. 2019. № 3. С. 12-18.

Илюшин П. В., Гуревич Ю. Е. О специальном воздействии на систему возбуждения автономно работающих генераторов при больших набросах нагрузки // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2016. № 2. С. 2-7.

Илюшин П. В., Гуревич Ю. Е., Куликов А. Л. О влиянии параметров систем возбуждения и уставок защит генераторов на обеспечение надежного электроснабжения потребителей // Энергия Единой сети. 2020. № 3 (52). С. 54-63.

Илюшин П. В., Куликов А. Л. Особенности реализации автоматики управления режимами энергорайонов с объектами распределительной генерации // Релейная защита и автоматизация. 2019. № 3 (36). С. 14-23.

Илюшин П. В., Шавловский С. В. Механизмы окупаемости инвестиций в системы накопления электрической энергии при их использовании для снижения пиковых нагрузок и затрат на мощность // Релейная защита и автоматизация. 2021. № 1 (42). С. 12-20.

Ковалёв С. П. Заинтересованные стороны цифровой децентрализованной малоуглеродной энергетики // Энергобезопасность и энергосбережение. 2019. № 2. С. 49-55.

Ковалёв С. П. Методы теории категорий в модельно-ориентированной системной инженерии // Информатика и ее применения. 2017. Т. 11. № 3. С. 42-50.

Ковалёв С. П. Применение онтологий при разработке распределенных автоматизированных информационно-измерительных систем // Автометрия. 2008. Т. 44, № 2. С. 41-49.

Ковалёв С. П. Проектирование информационного обеспечения цифровых двойников энергетических систем // Системы и средства информатики. 2020. Т. 30, № 1.С. 66-81.

Ковалёв С. П., Небера А. А., Губко М. В. Цифровая платформа для реализации автоматизированных систем управления распределенными энергоресурсами // Проблемы управления. 2020. № 6. С. 57-70.

Куликов А. Л., Илюшин П. В., Лоскутов А. А., Севостьянов А. А. Обеспечение гарантированного высокого быстродействия автоматической частотной разгрузки в условиях отклонения показателей качества электроэнергии на основе процедуры последовательного анализа Вальда // Электрические станции. 2021. № 4 (1077). С. 41-50.

Куликов А. Л., Лоскутов А. Б., Илюшин П. В., Севостьянов А. А. Обеспечение когерентности цифровой обработки сигналов токов и напряжений электроэнергетических систем при снижении частоты дискретизации //Электричество. 2020. № 8. С. 5-16.

Куликов А. Л., Шарыгин М. В., Илюшин П. В. Принципы организации релейной защиты в микросетях с объектами распределённого генерирования электроэнергии // Электрические станции. 2019. № 7 (1056). С. 50-56.

Небера А. А., Вериго А. Р., Непша Ф. С. Цифровая платформа как основа для разработки систем интеллектуального управления децентрализованной распределенной энергетикой // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2020. № 8. С. 34-40.

Непша Ф. С., Андриевский А. А., Красильников М. И. Онтология как основа для создания цифровых двойников объектов управления интеллектуальной распределенной энергетики // Автоматизация в промышленности. 2021. №1. С. 27-33.

Ньюмен С. Создание микросервисов. СПб: Питер, 2016.

Осмоловская А. С. Смарт-контракты: функции и применение // Бизнес-образование в экономике знаний. 2018. №2(10). С. 54-56.

Постановление Правительства РФ от 21 марта 2020 г. № 320 "О внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации по вопросам функционирования активных энергетических комплексов".

Прогноз развития энергетики мира и России 2019 / Под ред. А. А. Макарова, Т. А. Митровой, В. А. Кулагина. ИНЭИ РАН, Московская школа управления Сколково. М., 2019.

Самойленко В. О., Трапезников Д. А., Илюшин П. В. О стандартизации и унификации принципов построения релейной защиты фотоэлектрических станций // Релейная защита и автоматизация. 2020. № 3 (40). С. 10-25.

Симонов А. В., Илюшин П. В. О моделировании ветровых электростанций для выбора состава и параметров настройки устройств релейной защиты при их интеграции в распределительные сети // Энергетик. 2020. № 12. С. 49-54.

Тихонов А. И. Разработка технологии создания цифровых двойников силовых трансформаторов на основе цепных моделей и 2D-моделей магнитного поля /А. И. Тихонов, А. В. Стулов, И. В. Еремин, И. С. Снитько и др.// Южно-Сибирский научный вестник. 2020. № 1 (29). С. 76-82.

Федеральный закон от 27.12.2019 № 471-ФЗ "О внесении изменений в Федеральный закон "Об электроэнергетике" в части развития микрогенерации".

Филиппов С. П., Дильман М. Д., Илюшин П. В. Распределенная генерация и устойчивое развитие // Теплоэнергетика. 2019. № 12. C. 4-17.

Bianco V. D., Myllärniemi V., Komssi M., Raatikainen M. The role of platform boundary resources in software ecosystems: a case study. In: Proc.2014 IEEE/IFIP Conf. Software Architecture // IEEE, 2014. P. 11-20.

Cheng M., Sami S., Wu J. Benefits of using virtual energy storage system for power system frequency response // Applied Energy. 2016. Vol. 194. P. 376-385.

Daniele L., den Hartog F., Roes J. Created in close interaction with the industry: the Smart Appliances REFerence (SAREF) ontology. In: Cuel R., Young R. (eds) Formal Ontologies Meet Industry FOMI 2015 // Lecture Notes in Business Information Processing. 2015. Vol. 225. P. 100-112.

ETSI TS 103 410-1 V1.1.1. Smart M2M; Smart Appliances Extension to SAREF; Part 1: Energy Domain. 2017.

Fog Computing: Concepts, Frameworks and Technologies / Ed.Z Mahmood Springer, 2018. 291 p.

Global Energy Transformation: A Roadmap to 2050. IRENA, 2019.

Handbook of Learning and Approximate Dynamic Programming / Ed.J. Si, et al. John Wiley & Sons, 2004.

He X., Ai Q., Qiu R. C., Zhang D. Preliminary exploration on digital twin for power systems: challenges, framework, and applications. arXiv, 2019. URL: https://arxiv.org/abs/1909.06977(дата обращения: 31.05.2021).

Hulshof D., Jepma C., Muldera M. Performance of markets for European renewable energy certificates // Energy Policy. 2019. Vol. 128. P. 697-710.

Kantamneni A., Brown L.An ontology for solar irradiation forecast models. In: Proc. 10th Intl. Conf. Knowledge Engineering and Ontology Development. 2018. P. 263-270.

Kloppenburg S., Boekelo M. Digital platforms and the future of energy provisioning: Promises and perils for the next phase of the energy transition // Energy Research & Social Science. 2019. Vol. 49. P. 68-73.

Knirsch F., Unterweger A., Engel D. Privacy-preserving blockchain-based electric vehicle charging with dynamic tariff decisions // Computer Science Research and Development. 2018. Vol. 33. P. 71-79.

Küçük D. A high-level electrical energy ontology with weighted attributes // Advanced Engineering Informatics. 2015. Vol. 29. Issue 3. P. 513-522.

Lefrançois M. Planned ETSI SAREF extensions based on the W3C&OGC SOSA/SSN-compatible SEAS ontology pattern. In: Workshop on Semantic Interoperability and Standardization in the IoT, SIS-IoT. 2017. URL: https://hal-emse.ccsd.cnrs.fr/emse-01638275/file/Lefrancois-SIS-IoT2017-Planned.pdf.

Mohammad F., Lee K.-B., Kim Y.-C. Short term load forecasting using deep neural networks. arXiv, 2018. URL: https://arxiv.org/abs/1811.03242.

Moura R., De Landa Farias Ceotto L., Gonzalez A., Toledo R. Industrial Internet of Things (IIoT) platforms: An evaluation model. In: Proc. 2018 Intl. Conf. Computational Science and Computational Intelligence (CSCI)// IEEE, 2018. P. 1002-1009.

Rodríguez F., Fleetwood A., Galarza A., Fontán L. Predicting solar energy generation through artificial neural networks using weather forecasts for microgrid control // Renewable Energy. 2018. Vol. 126. P. 855-864.

Santodomingo R., Rohjans S., Uslar M., Rodríguez-Mondéjar J. A., Sanz-Bobi M. A. Ontology matching system for future energy smart grids // Engineering Applications of Artificial Intelligence. 2014. Vol. 32.P. 242-257.

Wood E. California's largest utility seeks 20 microgrids to ward off wildfire-related power outages. Westborough: Microgrid Knowledge, 2019. URL: https://microgridknowledge.com/pge-20-microgrids-wildfire

Wood-Bradley P., Zapata J., Pye J. Cloud tracking with optical flow for short-term solar forecasting. In: Proc. 50th Annual Conf. Australian Solar Energy Society. Melbourne, 2012.

Zeng P., Li H., He H., Li S. Dynamic energy management of a microgrid using approximate dynamic programming and deep recurrent neural network learning // IEEE Transactions on Smart Grid. 2019. Vol. 10. Issue 4. P. 4435-4445.

Zhang Q., Li J. Demand response in electricity markets: a review. In: Proc. 9th Intl. Conf. European Energy Market // IEEE. 2012. P. 1-8.




DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2021.272.8.001

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© 1998 — 2024 НТФ «Энергопрогресс»

Адрес редакции:
129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон: +7 495 234-74-21
E-mail: energetick@mail.ru