Способы управления энергетическими процессами

Энерджи-менеджмент (управление энергией)

От переводчика. Предлагаю вашему вниманию статью Скотта Янга с одноименного блога. Я решил оставить термин «энерджи-менеджмент» без перевода, поскольку существенной мыслью автора является противопоставление его тайм-менеджменту.
Приятного чтения!

Моё первое знакомство с коллегой-блоггером по имени Phil Gerbyshak состоялось, когда я опубликовал весьма подробный комментарий о том, что воспринимаю энерджи-менеджмент (управление энергией) и тайм-менеджмент (управление временем) как независимые друг от друга вещи, обе из которых следует использовать полноценно. Я также дал понять, что склонен считать подход тайм-менеджмента превосходящим энерджи-менеджмент по части пиковой производительности.

Я был неправ. Признаю это. Должен сказать, я тогда потихоньку перемещался в лагерь тех, кто считает обязательное планирование времени и расстановку приоритетов критическим фактором общей производительности и эффективности. Тайм-менеджмент становился набирающей популярность областью со множеством различных техник, цель которых была помощь в упорядочении времени таким способом, чтобы выкладываться на все сто процентов. Тщательная организация своих целей, задач и приоритетов дает здесь возможность спланировать свой день максимально эффективно.

К несчастью, в реальности это работает не совсем так. Хоть тщательная организация приоритетов и планирование времени производило ощутимый эффект, меня все еще грызло чувство, что мой реальный день никогда вполне не оправдывает те надежды, которые я возлагал на него предыдущей ночью. Казалось, какое-то особое влияние, какая-то сила, не поддающаяся осознанию, воздействует на мой предстоящий день. Сейчас я разобрался, что это была за сила. Это была энергия.

Недавно я прочитал книгу «Сила полной самоотдачи» («The Power of Full Engagement») Тони Шварца и Джима Лоэра. Эта прекрасная книга на деле показала мне тот упущенный параметр, что изо дня в день не давал мне реализовывать скрытые в этих днях возможности. Два автора этой книги замечают, что от большинства людей требуется поддерживать пиковый уровень умственной и творческой производительности по восемь часов каждый день, в то время как понятно, что это попросту невозможно. В результате люди подвержены беспрерывным выгораниям и стрессам и работают намного хуже своей пиковой эффективности.

Книга, в сочетании с некоторыми из моих собственных экспериментов и поисков, подарила мне множество новых идей относительно достижения пика работоспособности и наибольшей продуктивности. Ключевым моментом книги является осознание, что именно энергия, а не время, есть основная валюта производительных сил. Авторы также обращают внимание, что циклы максимальной нагрузки и глубокого восстановления позволяют использовать ресурсы на полную мощность на постоянной основе.

Я всегда знал, что в вопросах производительности энергия играет важную роль. Будучи фанатом здорового образа жизни, я стремился увеличить уровень и качество повседневной энергии посредством тренировок, программ мотивации и тщательного контроля питания. Процесс максимизации энергетического капитала позволял мне неуклонно наращивать энергию для все большей и большей производительности. По итогам своих недавних изысканий, я убежден, что для обеспечения максимальной продуктивности можно было бы использовать несколько ключевых областей.

Циклы энергии

Моей первой ошибкой было то, что я не до конца понимал: энерджи-менеджмент, в отличие от тайм-менеджмента, — процесс циклический, а не линейный. Будучи линейным, тайм-менеджмент — это просто процесс организации и расстановки приоритетов, с целью получения большей стоимости за меньшее время. Другими словами, цель тайм-менеджмента — эффективно упаковать, организовать и приоритизировать действия ради наибольшей эффективности.

Энерджи-менеджмент работает не так. Энергия работает в системе наподобие валютной, выполняя функцию денег. Другими словами, энергию, потратив, нужно восстановить, прежде чем пытаться тратить снова. В противном случае вы кончите ее нехваткой. Нехватка энергии не самая приятная вещь. Если человек испытывает утомление, раздражение, напряжение, расстроен и начисто лишен энтузиазма, он понимает, что у него энергетический дефицит. В конечном счете, возникает необходимость в системе сдержек и противовесов. Когда тело, разум, эмоции и дух окончательно объявляют себя банкротами, человек ломается и выгорает. Такова возможная плата за плохой энерджи-менеджмент.

Хороший энерджи-менеджмент — это цикл, при котором полная самоотдача и использование ресурсов по максимуму перемежаются периодами интенсивного восстановления энергии, необходимой для предстоящих задач. Разве это то, что делают большинство людей? Конечно, нет. Большинство людей в сегодняшнем быстро бегущем мире думают, что они могут обмануть восстановительный процесс. Впадая все больше и больше в энергетический дефицит, они каким-то образом верят, что правила энерджи-менеджмента к ним не относятся.

Итак, первый ключевой момент эффективного энерджи-менеджмента заключается во внедрении в свою жизнь привычек, поощряющих циклы полной самоотдачи, перемежающиеся восстановлением. При отсутствии баланса в этом цикле, система становится нестабильной. Под созданием таких привычек подразумевается, что нужно разработать ритуал восполнения энергии. Может быть, просто посидеть в расслабленном состоянии в течение пятнадцати минут, или выполнить какие-то легкие упражнения. Ранее я рассказывал о том, как беру один выходной в неделю. Хоть я и не осознавал это в то время, но это был важнейший инструмент для создания такого позитивного цикла энерджи-менеджмента.

Стресс и забота о физическом состоянии

Ключевая особенность энерджи-менеджмента есть нечто большее, чем просто управление уже имеющейся энергией, она — в приросте энергоснабжения. Главная цель энерджи-менеджмента — способность уделять больше внимания, энергии и увлеченности какой-либо деятельности. Чтобы силы возросли, необходимо напрячь их, выходя за пределы текущих возможностей, а затем восстановить. Такое напряжение возможностей большинству людей знакомо как стресс.

Не хочу ли я сказать, что стресс — это хорошо? Да, именно это я хочу сказать; но только когда такая ситуация временна. Кратковременное напряжение сил, сменяющееся их восстановлением, наращивает мускулы. Большинство людей, однако, оказываются в состоянии перманентного стресса. Перманентный стресс не помогает наращивать мускулы, он убивает. Длительный стресс, с точки зрения медицины, сопряжен с подавлением иммунной системы организма, что увеличивает вероятность разного рода недомоганий и болезней.

Недавно я прочел статью на тему фитнеса, в которой автор заявляет, что, возможно, многие люди, терпящие неудачи в наращивании мускулатуры, занимаются чересчур много, а вовсе не недостаточно. Игнорирование фазы восстановления приводит к тому, что их организм не может адаптироваться к процессу, а следовательно не может улучшить свою форму. Подобное же случается и с людьми, которые не используют цикл постепенно нарастающих нагрузок, чтобы справиться со стрессом. Увеличение энергетической емкости происходит не из-за стресса, а в результате восстановления после стресса.

Поддерживая постепенно нарастающие нагрузки, можно медленно, но верно увеличить способность накапливать энергию. Начните с определения вашей текущей энергетической емкости, а затем подтолкните себя к тому, чтобы чуть-чуть превзойти этот уровень. Например, если вам кажется трудным поддерживать полную сосредоточенность, больше чем тридцать минут, поставьте целью тридцать пять. Только помните: чтобы такое напряжение пошло на пользу, по окончании нужно восстановиться.

Энергия бывает не только физической

Окончательно щелкнуло у меня в голове, когда в ходе чтения книги и последующих изысканий пришло уже известное мне, на самом деле, соображение, которое я, однако, не мог четко сформулировать. Энергия, о которой идет речь, — не только физическая энергия, приходящая в ходе занятий. Есть и другие уровни энергии, проявляющиеся в схожей манере, но при этом не менее важные. Тони Шварц и Джим Лоэр говорят о четырех главных показателя энергии: физическом, ментальном, эмоциональном и духовном. Я не до конца согласен с тем, как конкретно они понимают такое разделение, так что в некоторых местах буду использовать собственную интерпретацию.

Физический — Это первичный и основополагающий источник энергии. Физическая энергия регулируется режимом питания, режимом сна и физическими упражнениями. Эта энергия мобилизуется вне зависимости от того, является ли задача физической или нет. Большинство из нас занимаются работой, не особо требующей физической активности, но физическая энергия продолжает быть крайне важной. Физическая энергия описывает такую характеристику энергии, как объем.

Ментальный — Ментальная энергия — это способность к сосредоточению, анализу и творчеству. Эти способности высшего уровня, по существу, характеризуют качество и четкость вашего мышления. Ментальная энергия необходима всем людям, каковы бы ни были их профессия и их увлечения. Я считаю ментальную энергию основой для таких свойств имеющейся у нас энергии, как концентрация или направленность. Уровень ментальной энергии можно поднять, чередуя нагрузку и восстановление, с помощью умственных занятий и задач, углубленного изучения чего-либо и творческой деятельности.

Эмоциональный — Эмоциональная энергия — это способность управлять своими эмоциями и поддерживать их. Люди, у которых много эмоциональной энергии, будут позитивно настроенными, увлеченными и счастливыми. Низкий уровень этой разновидности энергии проявляется как раздражительность, упадок духа и неудовлетворенность. Если физическая энергия характеризует объем, ментальная — направление, то эмоциональная соответствует качественной оценке. Высокий уровень энергии, но направленный на негативные цели и сопровождающийся эмоциями ненависти или злости, чрезвычайно опустошает и разрушает.

Духовный — Мне действительно нравится, как Тони и Джим определяют духовную энергию. В данном случае, они вводят это понятие не как религиозный или метафизический род энергии, а как энергию, появляющуюся у человека, когда он связывает себя с какой-либо целью. Я уже замечал ранее, насколько важным мне кажется наличие цели в жизни. Безотносительно к религиозным верованиям, цель представляется мне неотъемлемым компонентом успешной жизни. Как указывают два этих автора, жизненная цель и сопутствующая ей духовная энергия — наиболее значимая и наиболее действенная форма энергии. При наличии твердого чувства цели, энергия может возникнуть, даже когда физических, ментальных и эмоциональных возможностей едва хватает. Духовная энергия воплощает силу, или действенность, энергии.

Различия во взглядах на энергию как на элементарную единицу физического действия и как на сложное, многомерное свойство дают нам гораздо больше возможностей управлять последней. Разумеется, улучшение здоровья и повышение физической активности предоставляет огромное количество энергии, но эту энергию невозможно использовать, пока остальные три аспекта не войдут в свою полную силу.

Такое знание позволяет мне обдумывать массу возможностей обеспечить себе больше энергии, а значит, больше результатов и отдачи от жизни. Я, скорее всего, попробую поэкспериментировать с некоторыми из этих идей и займусь в ближайшие месяцы выработкой каких-то новых привычек. Я уже начал по утрам работу по повышению утренней энергии, но вообще есть множество других идей, достойных рассмотрения.

Несколько простых идей, пришедших мне в голову с целью извлечь максимум пользы из новой информации, это, например:

Конструктивная разгрузка — Полная самоотдача использует имеющиеся ресурсы в полном объеме, ее целесообразно поддерживать только для короткого рывка. Экспериментируя с техниками конструктивной разгрузки, есть возможность ускорить процесс восстановления энергии. Под этим может подразумеваться, что разумом или телом вы полностью отдаетесь занятию, которое не имеет никакого отношения к задаче, требующей расхода энергии. Я знаю, что многие люди используют подобные техники с чтением художественной литературы, рисованием или медитацией. У энергии есть одно хитрое свойство: иногда она лучше восстанавливается не когда вы ничего не делаете, а когда делаете что-то совершенно иное.

Укороченные циклы работы — Несмотря на то, что, занимаясь учебной и прочего рода деятельностью, я редко когда работал дольше 90 минут без перерыва, я планировал летом работать по восемь часов в день (главным образом, над этим сайтом). Теперь я задаюсь вопросом, не будет ли метод «работать по 90 минут с отдыхом от 15 до 30 минут» более продуктивным на долгой дистанции.

Перерывы в целеполагании — Целеполагание для меня постоянная привычка. Постановка целей — мощный инструмент для достижения фокуса и результативности, но, замечу также, требующий уймы энергии. Может оказаться полезным действовать в долгосрочном цикле целеполагания и затем осмотра на месте и зондирования почвы. Я упоминал ранее, как, по моим ощущениям, временный отход от постановки целей может увеличить горизонтальный рост, но сейчас я размышляю, не мог бы этот подход, кроме того, укрепить долговременные источники энергии.

Итак, энерджи-менеджмент продолжает быть привлекательной для меня темой, особенно с последней прибавкой новой информации. Поняв концепцию циклов энергии, можно оставаться с полным ее запасом и при этом избежать выгорания. Совершая циклы поддержания и постепенного увеличения нагрузки, чередующиеся глубоким восстановлением, можно еще и увеличить емкость нашего энергетического хранилища. Наконец, приняв многомерный подход к энергии, можно получить реальный контроль над силой, направляющей нашу жизнь.

Источник

Управление локальной энергетикой: распределенное vs централизованное

Сравнение возможностей мультиагентных и централизованных автоматических систем управления энергосистемами

Ветер перемен дует в неизвестном направлении — никогда не знаешь куда он тебя унесёт!

М. Митчелл, «Унесенные Ветром»

Ветер в романе Маргарет Митчелл является символом бурных и непредсказуемых изменений, постоянно преследующих главных героев и все американское общество той эпохи. Острый конфликт по вопросу вектора исторического развития страны, а потом и война с Севером привели к радикальным изменениям устоявшегося патриархального строя жизни в южных штатах.

Ветер перемен дует сегодня и в российской энергетике. При сохранении традиционного вектора развития централизованной энергосистемы и сложившихся отношений субъектов в рамках отрасли усиливается влияние глобальных перемен, навеянное новыми технологиями, которые, словно тот самый ветер, врываются на просторы российской энергетики. Технологии повышения эффективности энергоснабжения, распределенная генерация, системы накопления энергии, микрогриды и новые организационно-правовые механизмы на рынке, такие как управление спросом и активные энергетические комплексы, являются главными драйверами этих перемен. Другие драйверы — общемировые тренды: глобальная декарбонизация, освоение и электрификация удаленных и изолированных территорий, увеличение доли возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в энергобалансе.

Эти факторы оказывают существенное влияние на состояние энергосистемы: изменяется характер спроса потребителей, растет количество активных субъектов, увеличиваются трансакционные издержки. Хаотичное и плохо организованное внедрение новых технологий и бизнес-моделей может значительно повлиять на эффективность энергосистемы, буквально превращая ветер технологических перемен в разрушительный ураган, создающий препятствия эффективному и надежному функционированию и развитию ЕЭС. Но ветер можно и нужно обуздать и подчинить, и сделать это можно с помощью инструментов, позволяющих эффективно интегрировать новые технологические решения в энергосистему.

Основными интеграционными «парусами» для укрощения ветра технологических перемен являются автоматические системы управления энергосистемами.

Эти системы развиваются сегодня в рамках двух принципиально различных парадигм:

• Децентрализованное управление, основанное на самоорганизации и взаимодействии цифровых представителей объектов энергосистемы — агентов. Соответственно, так построены мультиагентные системы управления (МАС).
• Централизованное управление — составление, расчет и оптимизация целевой функции для всей управляемой системы. Так построенные системы управления часто называются Energy Management System (EMS).

Децентрализованный подход. Мультиагентные системы

Мультиагентные технологии — сравнительно новый подход к реализации сложных систем, построенный на принципах самоорганизации и эволюции основных элементов системы. В рамках такой системы управленческие решения принимают программные агенты на основе информации о себе и о внешнем мире. Автономность, реактивность и проактивность программных агентов, на основе которых выстраиваются МАС, делают их очень актуальными и востребованными не только в электроэнергетике, но и в ряде других отраслей, начиная от промышленности и заканчивая сферой услуг.

Использование распределенного мультиагентного управлениz энергосистемами разного масштаба предусмотрено в архитектуре Интернета энергии (IDEA). В рамках архитектуры IDEA управление осуществляется за счет энергетических трансакций между цифровыми агентами пользователей, например, просьюмеров или потребителей.

Электроэнергетика также активно развивается в направлении применения мультиагентных решений. В ряде европейских стран, таких как Нидерланды, Франция, Германия, Дания, Италия, а также в России реализуются проекты построенных на базе МАС систем управления для интеллектуальной энергетики. Мы рассмотрим три примера таких проектов.

Mas2tering [1] — мультиагентная система, представляющая собой платформу информационно-коммуникационных решений для мониторинга и оптимального управления локальными сообществами потребителей в интеллектуальной электросети.

В системе Mas2tering развернуты следующие типы программных агентов:

• EnergyBox, или просьюмер — агент на уровне домохозяйства;
• Агрегатор локальной гибкости (LFA) — агент на уровне сообщества нескольких домохозяйств;
• Оператор распределительной системы (DSO).

Модель рынка имеет многоуровневую архитектуру: просьюмеры торгуют с LFA, а те в свою очередь — с DSO, торгующими между собой. Взаимодействие просьюмеров друг с другом осуществляется с помощью LFA. Модель построена на многоуровневой оптимизации, осуществляемой в соответствии с расчетами и прогнозами от вышестоящего агента.

Основным функциональным компонентом системы, обеспечивающим работоспособность системы на уровне домохозяйств, является агент EnergyBox, который коммуницирует с интеллектуальными устройствами и получает от них информацию, необходимую для оптимизации. EnergyBox использует ресурс энергетической гибкости пользователя, чтобы сократить счета за электроэнергию за счет переключения на собственную генерацию или накопитель в часы, когда тарифы на электроэнергию дорогие.

Помимо этого, EnergyBox подключается к службе прогнозирования для составления прогноза потребления электроэнергии на сутки вперед и прогноза собственной генерации просьюмера на основе прогнозов погоды и персонализированной модели, созданной на основе исторических данных потребления и генерации.

EnergyBox также подключается к LFA, который представляет собой совокупность просьюмеров, принадлежащих к одному локальному сообществу. LFA имеет договоры с просьюмерами и может управлять их гибкостью и продавать ее тем участникам рынка, которые в этом нуждаются. В Mas2tering LFA позволяет локальному сообществу коллективно оптимизировать потоки энергии внутри локальной зоны, выступая в качестве оператора местного рынка обмена энергией и гибкостью.

Оператор распределительной системы (DSO) отвечает за распределение электроэнергии среднего и низкого напряжения на уровне района. Его роль заключается в поддержании постоянного и бесперебойного обеспечения конечных потребителей электроэнергией. Консолидируя предварительные планы LFA, DSO может прогнозировать перегрузки (например, пики потребления, которые могут превысить возможности сети).

PowerMatcher [2] — программно-аппаратный комплекс, представляющий собой универсальный координационный механизм для балансирования спроса и предложения в больших кластерах распределенных энергетических ресурсов, подключенных к распределительной сети. К таким кластерам относятся электрические сети с высокой долей распределенной генерации.

Благодаря интеллектуальной кластеризации многочисленные мелкие устройства, производящие или потребляющие электроэнергию, работают как единое очень гибкое генерирующее устройство. Взаимодействие на рынке внутри платформы PowerMatcher происходит между несколькими типами интеллектуальных агентов:

• Агент устройства (Local Device Agent);
• Аукционист (Auction Agent);
• Концентратор (Concentrator Agent);
• Агент целеполагания (Objective Agent).

В рамках модели рынка PowerMatcher взаимодействие конечных пользователей осуществляется через аукциониста или концентратора (агента, имитирующего взаимодействие с аукционистом, в случае отсутствия непосредственных связей с аукционистом). Рынок построен на базе использования закона Вальраса: оператор рынка стремиться установить такую цену, при которой предложение полностью обеспечивается спросом.

Агент устройства является представлением конечного устройства в интеллектуальной распределенной сети электроснабжения. Это своего рода контролирующий агент, который управляет процессами работы устройства максимально оптимальными с экономической точки зрения способами.

Аукционист является агентом, ответственным за процесс ценообразования. Он собирает заявки всех агентов, которые напрямую с ним связаны, и формирует единую заявку. На основании единой заявки он рассчитывает равновесную цену и сообщает об обновлении цены каждый раз, когда происходит ее значительное изменение.

Концентратор является представителем отдельного суб-кластера, состоящего из агентов устройств, которые не связаны напрямую с аукционистом. Он консолидирует рыночные заявки агентов устройств, которых он представляет, в единую заявку и направляет ее аукционисту. В обратном направлении от аукциониста он получает и сообщает агентам устройств обновленную цену.

Агент целеполагания отвечает за постановку специальной цели для определенного кластера. Он является опциональным элементов в системе. В отсутствие агента целеполагания задача каждого кластера состоит в том, чтобы сбалансировать себя, то есть установить равное значение спроса и предложения внутри кластера.

В рыночной модели PowerMatcher общение между участниками, потребляющими электроэнергию, и участниками, которые предоставляют электроэнергию на рынок, организовано не напрямую, а через посредника — аукциониста. Все покупатели и продавцы электроэнергии общаются только с ним.

Процесс аукциона начинается с того, что аукционист оглашает цену. Затем все покупатели и продавцы указывают аукционисту объем электроэнергии, которую они желают приобрести или продать по этой цене. Аукционист суммирует все заявки, чтобы рассмотреть их на предмет отсеявшихся игроков, которые отказались приобретать или покупать по предложенной цене.

Плюсом такой модели является то, что с ее помощью возможно избежать дополнительных транзакционных издержек, связанных с контрактацией агентов, поскольку данную функцию на себя берет аукционист, обладающий более полной информацией.

Интеллектуальная система электроснабжения на базе персональных энергоблоков (ИСЭ ПЭБ) — мультиагентная система, использующая специальные энергоинформационные устройства на стороне потребителей электроэнергии для реализации механизмов ценозависимого энергопотребления. ИСЭ ПЭБ является решением для электроэнергетики на основе МАС, разработанным российской компанией Интеллектуальные электроэнергетические системы (ИЭЭС) [3].

Рыночный механизм взаимодействия агентов реализован через проведение аукциона и последующих торгов между агентами, представляющих узлы системы электроснабжения.

К таким узлам относятся:

• узлы потребителей электроэнергии;
• узлы генерации на основе ВИЭ;
• узлы связи с понижающим трансформатором системы электроснабжения верхнего уровня.

Любые устройства в рамках этой сети являются равноправными участниками локального рынка электроэнергии, стоимость которой определяется в каждый момент времени текущим спросом и предложением.

Агентная модель ИСЭ ПЭБ является одноранговой, все пользователи в системе представлены одним единственным типом агента, спецификации которого зависят от набора устройств, подключенных к его персональному энергоблоку — пользовательской станции системы. Такая конфигурация МАС позволяет существенно упростить алгоритмы взаимодействия и процесс коммуникаций внутри системы, что в свою очередь позволяет агентам более оперативно договариваться и осуществлять транзакции.

Когда тот или иной агент принимает решение начать аукцион, он отправляет приглашение соседним агентам принять участие в аукционе. Получив от каждого агента подтверждение или отказ от участия в аукционе, агент-инициатор аукциона принимает решение о старте торгов или о повторе аукциона через некоторый промежуток времени. После подтверждения участия в аукционе начинаются торги, в ходе которых каждый агент, исходя из своих возможностей, снижает цену относительно последней предложенной, отправляя предлагаемую цену всем участвующим в аукционе. Агент, который не может дальше снижать цену, выходит из торгов. Победителем аукциона является тот агент, который предложил наименьшую цену.

Централизованный подход. Системы управления энергопотреблением (EMS)

Отлично от мультиагентных систем работают централизованные системы управления энергоснабжением (EMS), в рамках которых решения принимается на основе расчета целевой экономической функции одним центром принятия решений.

EMS представляют собой технологические системы, позволяющие пользователю осуществлять мониторинг и оптимизацию работы своих систем генерации, накопления, передачи энергии и работы энергопотребляющих устройств.

Одним из основных методов, которые используются для достижения экономического эффекта от использования EMS, является сглаживание пиковых нагрузок. Стоимость мощности составляет около 20–35% общих затрат на электроэнергию, а расходы на мощность напрямую зависят от энергопотребления в часы пиковой нагрузки.

Применение систем управления энергопотреблением обширно и включает в себя следующие сферы: жилая недвижимость, коммерческая недвижимость, промышленное производство, городское хозяйство, энергетика, также существуют отдельные решения для изолированных систем. Рассмотрим также три примера таких систем.

Schneider Electric EMS

EMS-система французской компании Schneider Electric — это часть системы ADMS (усовершенствованной системы управления распределительными сетями) [4]. Она объединяет в себе модули SCADA, OMS (система управления аварийными отключениями), DMS (система управления распределительными сетями) и EMS (система управления энергией) в едином решении.

Используя приложения для оценки состояния, распределения нагрузки и оптимального перетока мощности, анализа аварийных ситуаций, расчета сбоев и неисправностей, оптимального изменения топологии сети, показателей производительности и стабильности напряжения EMS Schneider Electric предоставляет её пользователям возможность улучшения эксплуатации, оптимизации и обслуживания сети и использования энергетических активов. Это позволяет системе обеспечивать следующий функционал:

• компенсация провалов и скачков напряжения;
• ограничение максимального спроса и сглаживание пиков;
• анализ сбоев и неисправностей;
• оптимизация времени включения оборудования, позволяющая использовать его более эффективно;
• использование накопителей энергии и собственных ВИЭ.

Следствиями применения этого решения являются следующие эффекты: сокращение эксплуатационных расходов на электроэнергетическую систему в среднем на 24–28%, минимизация потерь электроэнергии и количества сбоев, снижение общей нагрузки в пиковые часы.

Данные показатели подтверждаются многочисленными кейсами внедрения системы, например, итальянской компанией Enel, французским предприятием SICAE Somme et Cambraisis и другими компаниями.

Amigo EMS [5] — российская система управления энергопотреблением от компании RTSoft, входящая в семейство решений Amigo для различных сфер деятельности.

Система имеет множество адаптированных решений, которые поделены на три основные группы в зависимости от своего назначения и функциональных особенностей:

• µGRID — для энергосистем потребителей. Этот набор решений используется для зданий и домов, промышленных объектов. Они направлены на получение выгоды потребителями электроэнергии.
• mGRID — для энергосистем с использованием сетей распределительных сетевых компаний, включая “Amigo S” для подстанций, “Amigo V” для оптимизации затрат на энергоресурсы в посёлках и “Amigo A” для управления распределёнными энергоресурсами и нагрузкой множества потребителей, в том числе агрегаторов управления спросом.
• rGRID — для изолированных энергосистем. Такая EMS используется для управления энергопотреблением систем со слабой связью с сетью и изолированных энергосистем. Эта группа решений включает в себя “Amigo M ISL” для моно-островов и “Amigo U ISL” для мульти-островов (кластеров “островных” микрогридов).

Многие из перечисленных решений имеют схожий функционал, в который входят следующие возможности:

• Оптимизация тарифных условий покупки электроэнергии;
• Прогнозирование электропотребления объекта;
• Прогнозирование часов пиковой нагрузки энергосистемы;
• Разработка стратегии управления системой накопления электроэнергии;
• Локализация и отключение повреждённого участка, восстановление электроснабжения;
• Мониторинг технического состояния оборудования;
• Управление в режиме ценозависимого потребления;
• Управление напряжением и реактивной мощностью.

Особенность Amigo — семейство адаптированных решений — позволяет обеспечить применение системы в различных сферах и направлениях, выбрать подходящий вариант и оценить его функционал, сильные и слабые стороны.

Примерами внедрения Amigo EMS являются следующие кейсы:

• Внедрение Amigo R в работу офисного здания S & T RTSoft. Результатами являются компенсация провалов и скачков напряжения, снижение простоев, автоматический анализ неисправностей;
• Автоматизация управления электроснабжением завода по производству аккумуляторов с помощью Amigo I. Это позволило компенсировать провалы и скачки напряжения, снизить простои оборудования, внедрить автоматический анализ неисправностей;
• Управление автономной системой Amigo M ISL в удалённом поселении. В этом случае в результате применения системы управления энергопотреблением было сокращено время простоя, повышена надёжность электроснабжения, реализован автоматический анализ неисправностей, снижены затраты на электроэнергию для потребителей.

Система управления энергопотреблением INSYTE [6] разработана российской компанией INSYTE Electronics как один из основных элементов “умного дома” и представляет собой линейку IoT контроллеров, управляемых облачной платформой с пользовательским интерфейсом. Платформа осуществляет мониторинг расхода и качества энергоресурсов с реализацией проактивного управления потребителями на основе контроллеров и сценариев облачной логики, используя различные аналитические сервисы.

Возможно использование EMS INSYTE в промышленном производстве, энергетике, городском хозяйстве, но INSYTE Electronics специализируется на создании “умных домов”, в рамках реализации которых зачастую и разворачивается EMS INSYTE, поэтому предоставляемый функционал адаптирован для использования в сфере жилой и коммерческой недвижимости. Основные функции и особенности EMS INSYTE таковы:

• Взаимодействие с большим спектром оборудования, датчиков (приводы, задвижки, клапаны, лампы, нагревательные элементы, кондиционеры, ТВ, аудио-, видеотехника), что позволяет добиться наибольшей автоматизации;
• Дистанционное управление по сценариям, распознавание характерных паттернов и нехарактерных анти-паттернов режима энергопотребления, учёт прочих факторов;
• Нормирование в процессах потребления и распределение энергоресурсов.

Внедрение EMS INSYTE позволяет экономить при потреблении около 20–35% тепловой и 30–38% электрической энергии, повысить уровень безопасности и упростить управление системой электроснабжения.

Это подтверждается в уже реализованных проектах, например, в рамках автоматизации многоэтажного гостиничного комплекса TENET и большого количества “умных домов” в частном секторе.

Выводы: условия применения распределенных и централизованных систем управления

Быстродействие и высокая степень прогнозируемости позволяют централизованно работающим EMS наиболее эффективно управлять моно-объектными системами, в которых источник потребления электроэнергии представлен единым участником, а участники энергосистемы не имеют стремления к активному участию в процессе управления. Напротив, способность к быстрой адаптации под изменения внешних и внутренних требований, высокая степень кастомизации характерны для мультиагентных технологий, что позволяет системам такого типа наиболее эффективно встраиваться в много-объектные систем, где присутствует множество участников разного типа (генерация, просьюмеры, потребители).

Среди сфер наиболее эффективного применения централизованных EMS можно выделить коммерческую и жилую недвижимость, здания и объекты промышленности, а также микрогриды, имеющие всего одного поставщика электроэнергии. Централизованный подход целесообразно использовать в системах, требующих решения, построенного на строгих алгоритмах, когда каждый компонент системы оперативно реагирует на изменения физических параметров, существует четкая иерархия. EMS подходят в том случае, если нет необходимости в быстром масштабировании и усложнении энергосистемы, как по уровню мощности, так и по изменению внутренних и внешних правил и требований.

Внедрение распределенных, мультиагентных технологий эффективно для следующих типов энергосистем: предприятия, имеющие большое количество внутренних участников, выставляющих различные требования к процессу энергоснабжения, микрогриды с несколькими генераторами или просьюмерами, включая активные энергетические комплексы, а также изолированные микрогриды. При использовании МАС подразумевается возможность достижения высокой степени кастомизации, быстрая адаптация под изменения правил и требований рынка, например, создание и развитие внутреннего рынка АЭК, локального рынка управления спросом и т.п. МАС способны раскрыть свой потенциал в энергосистемах, в которых влияние вертикальных связей сведено к минимуму, когда присутствует многообразие субъектов с высокой степенью независимости и развитые горизонтальные связи между ними. Так как в основу МАС заложена работа с целеполаганием участника системы, она строится на рыночных отношениях, в рамках которых каждый участник в первую очередь оперирует собственным целями.

При выборе подхода с учётом его особенностей и нюансов становится возможным наиболее эффективно управлять энергосистемой — овладеть ветром новых технологий и двигаться при его помощи нужным курсом.

Подготовлено IC ENERGYNET / Авторы: Адель Хайруллин, Станислав Береснев, Анастасия Дикова / Редактор: Игорь Чаусов

Источник