Автоматизированные системы для управления энергетическими сетями

Автоматизированные системы для управления энергетическими сетями

Авторы публикации

Рубрика

Энергетика

Журнал

Журнал «Научный лидер» выпуск # 38 (136), Сентябрь ‘23

Дата публикации 29.09.2023

Поделиться

Автоматизированная система управления (АСУ) представляет собой совокупность технических средств и алгоритмов сбора, обработки и представления информации, которая обеспечивает управление отраслью, производством, предприятием или отдельными процессами на основе методов технической кибернетики.Автоматизированные системы управления энергетическими сетями играют важную роль в повышении эффективности и надежности работы энергетических сетей. Они позволяют управлять энергосистемой с минимальными затратами и максимальной эффективностью, а также улучшить качество энергоснабжения. Автоматизация также позволяет оперативно реагировать на изменения в энергетической системе и предотвращать возникновение аварий и сбоев.

Автоматизированные системы управления энергетическими сетями (АСУЭС) – это комплекс программно-технических средств, предназначенных для автоматизации управления электроэнергетическими сетями и обеспечения их надежной и эффективной работы.

АСУЭС выполняют ряд важных функций, таких как:

 •   Мониторинг и контроль работы оборудования энергосистемы, включая генерацию, передачу и распределение электроэнергии.

 • Распределение нагрузки на энергетической сети, чтобы поддерживать баланс между производством и потреблением электроэнергии.

 •   Управление аварийными ситуациями в энергосистеме, включая быстрое определение и устранение неисправностей.

 •   Прогнозирование спроса на электроэнергию и планирование ее производства и распределения.

 •   Мониторинг и контроль качества электроэнергии.

Автоматизация управления энергетическими сетями осуществляется с помощью сети компьютеров, датчиков, реле, контроллеров и других устройств, которые взаимодействуют между собой посредством сетей передачи данных. Данные отслеживаются, обрабатываются и анализируются с помощью специального программного обеспечения, которое позволяет принимать оперативные решения и управлять работой энергетической сети.

Задачи и проблемы управления энергетическими сетями:

 1. Сбалансировать спрос и предложение энергии: управление энергетическими сетями должно обеспечивать стабильность и надежность энергопотребления, учитывая изменяющийся спрос и предложение энергии. Это может быть проблематично из-за нестабильности и неопределенности в производстве энергии, запасных мощностей и энергосохранении.

 2. Максимизировать эффективность использования ресурсов: управление энергетическими сетями должно обеспечивать оптимальное использование имеющихся ресурсов (например, генераторы, батареи, солнечные панели и др.) для максимизации эффективности производства и потребления энергии.

 3. Обеспечить безопасность и надежность системы: управление энергетическими сетями должно быть способно реагировать на различные аварийные ситуации и обеспечить надежность и безопасность системы. Это может быть вызвано такими факторами, как отказ оборудования, электрические сбои, экстремальные погодные условия и т. д.

 4. Интегрировать возобновляемые источники энергии: с увеличением доли возобновляемых источников энергии (например, солнечная и ветровая энергия) в энергетических сетях возникает задача их успешной интеграции в существующую сеть, обеспечивая стабильность и надежность поставок энергии.

 5. Управлять динамичностью и гибкостью: с ростом спроса на электромобили, энергосистемы для домашнего использования, виртуальные сети между энергопотребителями и другими новыми технологиями, управление энергетическими сетями должно быть гибким и динамичным, чтобы адаптироваться к изменяющимся условиям и потребностям.

Роль и значение автоматизированных систем в управлении энергетическими сетями:

Автоматизированные системы играют важную роль в оптимизации работы энергетических сетей путем повышения энергоэффективности, улучшения надежности и обеспечения более точного управления.

Одним из основных применений автоматизированных систем в энергетических сетях является управление и контроль нагрузки. С помощью таких систем можно оптимизировать распределение энергии в сети, подключать или отключать потребители в зависимости от текущей нагрузки и доступных ресурсов. Это позволяет предотвращать перегрузки сети и обеспечить более эффективное использование энергии.

Другим важным применением автоматизированных систем является управление и мониторинг работы энергетического оборудования, такого как генераторы, трансформаторы, выключатели и т. д. С помощью автоматизированных систем можно анализировать работу оборудования, его состояние и предотвращать возможные сбои или аварии. Более точное и своевременное мониторинг оборудования позволяет предупреждать потенциальные проблемы и проводить профилактические работы на ранних стадиях, что в итоге способствует повышению надежности работы сети.

Также автоматизированные системы могут использоваться для прогнозирования и оптимизации потребления энергии. На основе анализа исторических данных о потреблении энергии, погодных условиях и других факторах можно разрабатывать модели прогнозирования и оптимизировать работу сети, чтобы минимизировать затраты на энергию и обеспечить более эффективное использование ресурсов.

Кроме того, автоматизированные системы также могут использоваться для управления и оптимизации работы распределительных сетей, включая системы управления напряжением, регулирование мощности и сбалансирование нагрузки. Это позволяет улучшить качество энергоснабжения и обеспечить стабильную работу сети даже при изменяющихся условиях.

Преимущества при внедрении автоматизированных систем управления энергетическими сетями:

 1. Повышение эффективности и надежности работы сетей: Автоматизированные системы управления позволяют быстро оптимизировать режим работы сети в реальном времени, минимизируя потери энергии и снижая вероятность отказов в работе.

 2. Удобство и гибкость в настройке и контроле: Автоматизированные системы управления обеспечивают возможность дистанционного мониторинга и управления сетью, что позволяет быстро реагировать на изменяющиеся условия и принимать решения на основе актуальных данных.

 3. Меньшая вероятность человеческих ошибок: Замена ручных операций автоматизированными системами управления снижает риск ошибок, связанных с неправильным принятием решений или неправильным выполнением операций.

 4. Возможность интеграции с другими системами: Автоматизированные системы управления могут быть интегрированы с другими системами управления, такими как системы управления диспетчерской службы и системы управления климатом, что позволяет создавать комплексные и совместные решения.

Недостатки при внедрении автоматизированных систем управления энергетическими сетями:

 1. Высокие затраты на внедрение и обслуживание: Внедрение автоматизированных систем управления может потребовать значительных финансовых вложений, а также обеспечение непрерывного обслуживания и поддержки таких систем.

 2. Сложность интеграции: Интеграция автоматизированных систем управления с уже существующими сетями и системами может оказаться сложной и требовать дополнительных усилий и времени.

 3. Риск кибератак: Автоматизированные системы управления представляют потенциальную уязвимость для кибератак, поэтому необходимо принимать соответствующие меры безопасности и защиты данных.

 4. Зависимость от технических средств: В случае отказа или неисправности автоматизированных систем управления может возникнуть проблема в управлении и контроле работы энергетической сети.

Автоматизированные системы управления энергетическими сетями могут получить следующее развитие:

 1. Увеличение эффективности: Автоматизация позволяет оптимизировать работу сети, минимизировать потери энергии, улучшать прогнозирование спроса и управлять потреблением энергии более эффективным образом.

 2. Интеграция возобновляемых источников энергии: Автоматизированные системы управления позволяют интегрировать и эффективно управлять производством энергии от возобновляемых источников, таких как солнечная и ветровая энергия. Они могут автоматически отслеживать и оптимизировать генерацию энергии в соответствии с колебаниями возобновляемых источников.

 3. Управление нагрузкой: С помощью автоматизации можно эффективно управлять потреблением энергии, распределять нагрузку и снижать пиковые нагрузки. Это позволяет сократить затраты на строительство новых энергетических мощностей, сделать сеть более устойчивой и улучшить качество энергоснабжения.

 4. Улучшение надежности сети: Автоматизация позволяет быстро обнаруживать и изолировать проблемы в сети, такие как сбои и неисправности, и автоматически осуществлять управление переключением на резервные источники энергии. Это помогает минимизировать время простоя и повышает надежность работы сети.

 5. Расширение уровня интеграции: Автоматизация позволяет интегрировать системы управления энергетическими сетями с другими системами, такими как системы управления зданиями, системы умного дома и системы электромобильной инфраструктуры. Это создает возможности для дополнительной оптимизации потребления энергии и улучшения комфорта пользователей.

Заключение

В заключение, автоматизация управления энергетическими сетями с помощью АСУЭС является неотъемлемой частью современной энергетики. Использование автоматизированных систем в энергетических сетях позволяет оптимизировать работу сети, повысить энергоэффективность, улучшить надежность и обеспечить более точное управление энергоресурсами. В итоге это приводит к более эффективному использованию энергии и снижению экологического воздействия.

Список литературы

  1. Овчаренко Н.И. Автоматика электрических станций и электроэнергетических систем: Учебник для вузов / Н.И.Овчаренко; под ред. А.Ф. Дьякова, 2001.
  2. Беркович М.А. Автоматика энергосистем: Учебн. для техникумов/ М.А. Беркович, В.А. Гладышев, В.А. Семенов. – М.: Энергоатомиздат, 1991.
  3. Автоматизированные системы управления технологическими процессами / В.Б. Вальков. - Л.: Политехника, 1991.
Справка о публикации и препринт статьи
предоставляется сразу после оплаты
Прием материалов
c по
Остался последний день
Размещение электронной версии
Загрузка материалов в elibrary