Интеллектуальная система электроснабжения на базе персональных энергоблоков

В соответствии с целями национальной технологической инициативы EnergyNET, нашими сотрудниками была разработана интеллектуальная система управления электроснабжением поселения. Эта система предназначена для решения проблемы электрификации отдаленных районов или покрытия части нагрузки при дефиците мощности, получаемой от энергосистемы.

Интенсивное развитие возобновляемых источников энергии и широкое использование ветряной и солнечной энергии в системах электроснабжения выявили ряд проблем, связанных с управлением, интеграцией таких источников электроэнергии в распределительную сеть, организацией рынка электроэнергии.

В свою очередь, традиционные распределительные сети имеют некоторые недостатки, связанные с непрерывностью производства и потребления электроэнергии, т.е. невозможностью хранения электроэнергии и отсутствием ценозависимого потребления, которое могло бы вносить существенный вклад в сглаживание графика потребления и позволило бы накапливать энергию в часы «дешевой» электроэнергии, что экономило бы деньги потребителя. Также при наличии множества источников энергии, принадлежащих разным собственникам, на среднем и низшем напряжении возникают сложности управления перетоками мощности в распределительных сетях, а также с функционированием РЗА.

Для решения указанных проблем предлагается создание интеллектуальной сети электроснабжения на базе Персональных Энергоблоков.

Персональный Энергоблок – это энергоинформационное устройство потребителя электроэнергии, в котором осуществляется накопление электроэнергии, к которому подключаются ВИЭ, а также другие персональные энергоблоки. Между персональными энергоблоками прокладываются электрические линии связи для передачи электроэнергии и цифровые линии связи для функционирования интеллектуальной системы управления. Персональный энергоблок состоит из накопителя электроэнергии, зарядно-подзарядного устройства, инвертора, блоков ввода-вывода ЭЭ и интеллектуального блока управления.

Наличие электрических связей между узлами системы и применение накопителей электроэнергии позволяет обеспечить надежность электроснабжения потребителей. Распределённое накопление электроэнергии позволяет разнести во времени процессы производства, купли-продажи электроэнергии и её фактического потребления. Таким образом достигается возможность внедрения ценозависимого потребления электроэнергии в узлах системы. Каждый персональный энергоблок является самодостаточным узлом энергосистемы – агентом, который способен обмениваться информацией (общаться) с другими агентами сети. Поскольку передача электроэнергии между персональными энергоблоками осуществляется по принципу «точка-точка» (P2P) без использования традиционных распределительных сетей, осуществление расчётов и ценообразование также проводится в рамках небольших локальных рынков электроэнергии. Данный принцип позволяет существенно упростить релейную защиту и определение места повреждения, так как в каждый момент времени задействована одна линия связи, а не древовидная сеть, как в случае с традиционными распределительными сетями.

Управление системой электроснабжения должно осуществляться без использования центрального узла принятия решений. Саморегулирование системы при этом достигается путем применения мультиагентной системы (МАС) управления взаиморасчётами между узлами. МАС – это система, состоящая из двух и более интеллектуальных агентов. Под понятием агент понимается «экземпляр программного обеспечения или элемент программно–технического комплекса, который существует в некоторой окружающей среде и может автономно реагировать на изменения в этой среде».  Среда – это всё, что находится вне агента. [1]. В свою очередь интеллектуальный агент– это агент, обладающий «гибкой автономностью» т.е. свойствами реактивности, проактивности и социальным взаимодействием [1]. В такой системе каждый узел является агентом МАС, осуществляющим свою деятельность для достижения целей свойственных своему типу агентов: агенты потребителей стремятся обеспечить бесперебойное электроснабжение в соответствии с графиком нагрузки по наименьшей цене, агенты производители ЭЭ стремятся произвести и реализовать на локальном рынке как можно больше энергии по наибольшей цене. Рыночные механизмы торгов между агентами позволяют сбалансировать спрос и предложение ЭЭ при её равновесной цене в полностью автоматическом режиме.

Разработка проекта ведется при финансовой поддержке ФГБУ «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере».