О том, как меняется структура энергосистем, какие вызовы стоят перед специалистами в областях ВИЭ и технологиях для эффективности энергетики мы поговорили с ведущим инженером-энергетиком ПАО "Запорожьеоблэнерго" – Александром Ролиным.
Какие основные изменения в проектировании и модернизации энергосистем происходят в последние годы?
Сейчас изменения мы видим в цифровизации, децентрализации и в переходе к устойчивым источникам энергии. Объясню на примере: если раньше крупные электростанции генерировали энергию и передавали её потребителям через централизованную сеть, то сейчас мы используем smart grids (интеллектуальные сети) и автоматизированные подстанции. Конечно, большое внимание уделяется и распределенным источникам энергии, как солнечным панелям и ветрогенераторам.
Автоматизация также играет большую роль. Современные подстанции оснащаются интеллектуальными системами управления, которые позволяют дистанционно контролировать и настраивать параметры работы оборудования. Это не только сокращает время реагирования на аварийные ситуации, но и делает энергосистему более устойчивой к внешним воздействиям.
Как возобновляемые источники энергии изменяют структуру энергосистем?
Уже можно сказать, что ВИЭ существенно изменяют подход к генерации и распределению электроэнергии. Например, если раньше энергоснабжение было исключительно централизованным, то сейчас мы видим активное развитие децентрализованных систем: когда энергия вырабатывается на локальных объектах, помимо крупных электростанций – в солнечных панелях на крышах, благодаря ветрякам или небольшим гидроэлектростанциям.
Все это приводит к усложнению процесса управления энергосистемами, потому что изначальные, традиционные электросети попросту не были рассчитаны на такое количество точек генерации. Такие источники в любой момент могут создать много дополнительной нагрузки на сеть из-за нестабильности, например: солнце светит не всегда, а ветер может совсем не дуть, поэтому особое внимание обращено на создание систем предиктивного анализа, которые позволяют прогнозировать выработку энергии на основе погодных условий и адаптировать потребление в реальном времени.
Также изменяется подход к балансировке энергосистемы. Если раньше регулирование спроса и предложения осуществлялось преимущественно за счёт маневренных мощностей, таких как газовые и гидроэлектростанции, то сейчас эту функцию всё чаще выполняют аккумуляторные системы и механизмы “гибкого спроса” – например, автоматическое отключение второстепенных нагрузок в моменты дефицита энергии.
Александр, какие ключевые проекты реализует ПАО "Запорожьеоблэнерго" в области модернизации энергосистем?
В 2021 году Запорожьеоблэнерго активно развивало проекты, направленные на цифровизацию и повышение эффективности энергосетей. Один из значимых проектов связан с автоматизацией подстанций – внедрение интеллектуальных систем управления позволило существенно сократить время реагирования на аварийные ситуации и повысить надёжность электроснабжения.
Также компания участвовала в интеграции возобновляемых источников энергии в существующую энергосистему. Это требовало не только модернизации сетевой инфраструктуры, но и разработки новых алгоритмов балансировки нагрузки, чтобы исключить перегрузку сети в моменты пиковой генерации солнечных и ветряных электростанций.
Другим важным направлением стало внедрение систем мониторинга и управления потреблением энергии на промышленных объектах. Современные решения позволяют предприятиям анализировать энергопотребление в режиме реального времени, оптимизировать работу оборудования и снижать затраты на электроэнергию. Это особенно актуально в условиях растущих тарифов и ужесточающихся экологических норм.
С какими основными вызовами сталкиваются специалисты при интеграции ВИЭ в существующую энергосистему?
Основной вызов при интеграции ВИЭ в существующую энергетическую систему заключается в нестабильности производства энергии. ВИЭ, такие как солнечная и ветровая энергия, зависят от погодных условий, что приводит к флуктуациям в энергопроизводстве. Это создает необходимость в разработке и внедрении надежных систем хранения энергии, таких как аккумуляторные батареи или другие формы энергоаккумулирующих установок, чтобы обеспечить стабильное и непрерывное энергоснабжение.
Дополнительные сложности возникают в необходимости модернизации существующих энергосетей и инфраструктуры для эффективной интеграции новых источников. Это включает строительство новых линий электропередач, расширение и улучшение сетевых систем для управления распределением энергии. Такие проекты требуют значительных капитальных вложений и могут сталкиваться с проблемами в получении необходимых разрешений и согласований, что замедляет процесс интеграции ВИЭ в энергетические системы.
Какие перспективы дальнейшего развития энергетики можно выделить на ближайшие годы?
Говорить про перспективы уверенно можно уже по факту, но ожидаемые варианты развития энергетики в ближайшие годы связаны с несколькими ключевыми направлениями: дальнейшей цифровизацией, развитием накопителей энергии, интеграцией возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и декарбонизацией.
Использование искусственного интеллекта и огромного количества новых данных позволяет сделать энергосистемы "умными". В ближайшие годы можно ожидать широкого распространения автоматизированных систем управления, которые будут прогнозировать спрос и генерацию, оптимизировать потоки энергии и снижать потери в сети.
Помимо того, развитие IoT позволит миллионам устройств взаимодействовать с энергосистемой в режиме реального времени. Это создаст условия для более точного балансирования нагрузки и эффективного использования энергии.
Упоминая экологию – всем интересна водородная энергетика и переход к декарбонизации. В ближайшие годы мы можем видеть активное развитие инфраструктуры для производства, хранения и транспортировки водорода. Особенно перспективен "зелёный" водород, который получают методом электролиза с использованием энергии ВИЭ, а сам энергетический сектор в свою очередь будет двигаться к декарбонизации – сокращения выбросов CO₂.
