CC BY
235
ИНТЕГРИРОВАННЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ: ВЫЗОВЫ, ТЕНДЕНЦИИ, ИДЕОЛОГИЯ
Создание энерготехнологической метасистемы, объединяющей системы электро-, тепло-, хладо-, газоснабжения на интеллектуальной основе - проявление новой парадигмы, формирующейся в энергетике. Интегрированные интеллектуальные системы энергоснабжения сочетают многокомпонентность, интеллект, эффективность, надежность, управляемость, гибкое использование технологий преобразования, транспорта, хранения энергии и предполагают активного потребителя.
Современная энергетика представляет собой сложный инфраструктурный комплекс, в состав которого входят системы топливоснабжения, электроснабжения, теплоснабжения, холодоснабжения. Их общей целью является создание комфортных условий труда и быта населения, а также эффективное содействие развитию экономики страны. Для выполнения функций каждая из них имеет свою производственную, транспортную и распределительную структуру, объединяющую их с потребителями. Зачастую они пересекаются и конкурируют на действующем рынке энергетических услуг. В частности, это относится к системам электро-, тепло-, газоснабжения. Обладая определенной функциональной независимостью, эти системы тем не менее могут взаимодействовать в нормальных и аварийных режимах функционирования, а также на уровне использования и взаимозаменяемости первичных энергоресурсов и энергоносителей. Все это свидетельствует о естественной их интеграции, которая еще более усиливается по мере формирования интеллектуальной, информационной, телекоммуникационной среды. Совместно они образуют новую конструкцию в виде энерготехнологической метасистемы. В этой конструкции сочетается определенная самостоятельность входящих в нее систем с координированным их участием в обеспечении социальной и экономической деятельности. Согласованное взаимодействие осуществляется информационной системой, представляющей инфраструктурную основу метасистемы.
Ситуация в энергетике. Ситуация, сложившаяся в российской энергетике, характеризуется обострением организационного и технологического несоответствия в развитии и функционировании ее систем. Свидетельством этому являются крупные аварии с серьезными последствиями, происходившие в последние годы не только в нашей стране, но и во всем мире. Высветившаяся проблема заключается в том, что технические системы были выстроены по технологическому принципу, а управление осуществляется не соответствующими ему организационными структурами и механизмами. Ярким примером этого может служить энергетика России. Все было построено под централизованное вертикально интегрированное управление и территориальное размещение производительных сил. С начала реформирования энергетики иными стали отношения собственности, претерпела изменение система управления энергетикой, вместе с тем философия управления, технические системы остались прежними. Принципы управления и технологии их функционирования, как и ранее, направлены на существование энергетических систем ради самих систем. Они не были ориентированы ранее и не ориентированы сейчас на потребителя, не учитывают его интересы, не формируют равноправные отношения. Приватизация, либерализация в энергетике, организация оптового, розничного рынков не способствовали демократизации отношений на энергетическом рынке, не обеспечили должного уровня развития и управления энергетикой.
Это привело к множественным противоречиям между поставщиками энергоресурсов и их потребителями. Ситуация усугубляется тем, что тарифы растут, качество не улучшается, для поддержания крупных компаний Правительство РФ увеличивает тарифы, например, через механизм договоров на поставку мощности, ЯЛБ-регулирование (метод контроля доходности инвестированного капитала) в электроэнергетике, предлагаемую модель альтернативной котельной в теплоснабжении, через индексацию и др. Всю эту дополнительную нагрузку, зачастую, несут население, бюджет и малый бизнес. Конкуренция внутри отдельных систем не обеспечивает должного эффекта: технологического, экономического, инвестиционного и др.
Вместе с тем растет конкуренция между различными типами систем энергетики, которая обусловлена тем, что все они работают на одном потребительском рынке, конкурируют за ресурсы на топливном рынке и нередко пересекаются в других сферах деятельности. Значительно усиливается конкуренция между централизованным и децентрализованным энергоснабжением, между крупной и распределенной генерацией энергии. Растет конкуренция за дешевые энергоресурсы, платежеспособного потребителя, интеллектуальный ресурс, инвестиции и т. п.
Вызовы нового времени. В сложившейся ситуации, с одной стороны, снижается надежность, качество, доступность энергоснабжения, а с другой - повышаются требования к качеству и надежности энергоснабжения, возрастает активность потребителя к выбору вида энергоснабжения, типа энергоносителя, регулирования своего спроса и т. п. Для разрешения этого противоречия необходима новая энергетика, построенная на других принципах, соответствующих концепции постиндустриального общества с высоким качеством жизни, интеллектуализацией всех сфер деятельности и инновационной экономикой, основанной на знаниях и высокоразвитом человеческом капитале.
Формированию новой парадигмы в энергетике способствуют внутренние и внешние факторы, включая такие, как:
- Развитие доступного рынка технологий и оборудования, технических и проектных решений.
- Формирование высокого уровня информационного обеспечения, телекоммуникационных технологий.
- Ценовая дифференциация производимой энергии (как одного вида, так и различных видов) и возможность выбора типа энергоносителя для удовлетворения различных нужд.
- Инфраструктурная общность, прежде всего в информационном и телекоммуникационном обеспечении энергетических систем, проявляющаяся несмотря на их раздельное существование.
- Общность территории обслуживания, рынка сбыта, доступность близких услуг, использование одних и тех же первичных энергоресурсов.
- Единство главной задачи, состоящей в надежном, качественном, безопасном, экологически чистом и доступном обеспечении энергетическими услугами социальной сферы и экономической деятельности.
- Развитие научных исследований и разработок в области технологической и технической интеграции систем энергетики.
Неустойчивость функционирования рынков газа, электроэнергии и тепла, активность потребителей в управлении собственным энергопотреблением вызывает существенную неопределенность режима работы электроэнергетической, газовой и теплоснабжающей систем. Возрастающая доля распределенной генерации электроэнергии и тепла, прежде всего на базе возобновляемых источников энергии, в том
числе непосредственно у потребителей, ведет к существенному изменению свойств энергетических систем и усилению их взаимосвязи.
Рост числа применяемых технологий жизнеобеспечения (отопление, вентиляция, кондиционирование, электроснабжение, системы охраны и безопасности, водоснабжение, рольставни, электрифицированные шторы и приводы окон, современное аудио- и видеооборудование, системы доставки информации, охранно-пожарной сигнализации и многое другое), усиление взаимосвязей отдельных систем, увеличение объема обмениваемой информации, усложнение управления системами, приводят к значительным рискам анормальных ситуаций, поэтому для преодоления этих проблем в передовых странах начался процесс интеграции и интеллектуализации энергетических систем.
Объединение разрозненных систем разного уровня в единый технологический комплекс может обеспечить реализацию новых функциональных возможностей, применение более совершенных технологий в эксплуатации и создание интегрированных централизованно-распределенных систем с координированным управлением их режимами и активным участием потребителей в процессе энергоснабжения.
Интеграционные тенденции в энергетике. Активное проявление глобализации в энергетике требует пересмотра принципов построения энергетических систем и систем энергоснабжения, в том числе на уровне потребителей, а также управления их режимами на основе интеграции этих систем. Необходимость такого структурно-технологического преобразования очевидна и обусловлена теми процессами, которые уже имеют место в энергетике, среди них следует отметить следующие:
1. Традиционные и современные технологии функционально интегрируют системы электро- и тепло(хладо)снабжения городов и промышленных центров, локальных территорий, в частности: теплоэлектроцентрали (когенерационные установки) - на стороне производства электроэнергии и тепла(холода); альтернативные приборы использования различных видов энергии у активных потребителей, управляющих собственным энергопотреблением.
2. Интеграция при производстве и потреблении обусловливает необходимость совместного рассмотрения электрических, тепловых, газовых сетей, их взаимосвязанных режимов, особенно аварийных, и управления этими режимами.
3. Развиваемые в мире концепции Smart Grid, Smart metering актуальны и для российских систем электро- и тепло(хладо)снабжения городов и промышленных центров, локальных территорий, требующих модернизации, реконструкции и развития на основе инновационных технологий.
4. Возрастает актуальность применения распределенной генерации энергии, формирования идеологии виртуальной электростанции применительно к интегрированным системам электро- и тепло(хладо)снабжения.
Создание и управление интегрированными системами уже получили развитие за рубежом. Европейские страны: Германия, Дания, Нидерланды, Финляндия, Франция, Швеция [1-8], а также Китай [9] определили полигоны в виде отдельных городов, где реализуются пилотные проекты интегрированных интеллектуальных энергетических систем (ИИЭС) [1; 2; 10]. Наиболее масштабным является пилотный проект «Объединенные эффективные крупномасштабные интегрированные городские системы» по созданию интеллектуальных систем электро-, теп-ло(хладо)снабжения, который реализуется в пяти крупных городах Европы: Гете-борге, Женеве, Кельне, Лондоне, Роттердаме [11-13]. В последние годы к этому проекту подключились еще несколько десятков городов Европы [14].
Методические принципы построения ИИЭС. Процессы интеграции систем в метасистему повышают уровень ее целостности и организованности, при этом уве-
личиваются объем и интенсивность взаимосвязей и взаимодействия между отдельными элементами. Целеполагающими установками технологической интеграции и интеллектуализации энергетических систем являются: достижение высокого уровня комфорта в жилых, общественных и производственных зданиях, включая количественный и качественный рост комплекса энергетических услуг (по электро-, те-пло(хладо)снабжению, газоснабжению) при доступной их стоимости; обеспечение управляемости, надежности, безопасности и экономичности; снижение негативного воздействия на окружающую среду, в том числе выбросов парниковых газов.
В соответствии с целевыми установками построения ИИЭС предполагается создание самоорганизующихся взаимосвязанных энергетических систем с несколькими видами энергоносителей для обеспечения качественного соответствия потребительских услуг в области энергоснабжения, существенного расширения их сферы согласно возросшим и постоянно трансформирующимся требованиям потребителей, включая уровень комфорта, технологические инновации в производственной сфере и в быту, увеличение разнообразия и мощности энергоприемников, радикальные изменения их свойств и др. Для этого требуется организовать скоординированный процесс развития и эксплуатации систем, включая технологические, организационные, финансовые, нормативно-правовые вопросы. Здесь речь пойдет только о технических и технологических аспектах проблемы интеграции энергетических систем. Другие аспекты не менее важны, но они должны рассматриваться отдельно.
Интеграция систем электро-, тепло(хладо)-, газоснабжения осуществляется на уровне производства (источников генерации энергии), транспорта (электрических, тепловых, газовых и др. сетей) и потребления. Объединение в единую энерготехнологическую метасистему функционально различающихся систем (технологических, телекоммуникационной, информационной, кибернетической (интеллектуальной) и др.) формирует синергический эффект обеспечения надежности, безопасности, экономичности, экологичности энергоснабжения.
Важными принципами создания ИИЭС должны стать:
- Переход от нескольких моносистем к единой метасистеме при решении вопросов управления их развитием и функционированием, т. е. от раздельного существования к совместному взаимосвязанному интегрированному управлению.
- Комплексное синергическое взаимодействие отдельных систем, совместное влияние которых на результат значительно превышает эффект каждой системы и превышает результат их простого суммирования.
- Эмерджентность, выраженная в приобретении метасистемой новых свойств, не присущих ее элементам.
- Взаиморезервирование в процессе реализации нагрузок различными типами систем, которое отсутствует при их раздельном функционировании.
- Переход от вертикально-подчиненного управления к мультиагентному управлению (от вертикали к горизонтали), когда каждая система, ее элемент, имеет своего агента, который принимает воздействие от внешней среды и осуществляет реакцию на это воздействие. Решения принимаются и реализуются независимыми центрами.
- Интеграция управления режимами ИИЭС посредством сетевой (распределенной) координации мониторинга.
- Использование новых средств автоматизации, основанных на искусственном интеллекте, а также современных информационных и телекоммуникационных технологиях.
- Наличие общей стратегии реализации текущих и перспективных решений.
- Высокая степень самоорганизации, когда без целенаправленного воздействия извне формируется пространственная, временная, информационная или функциональная структура системы.
- Распределение ответственности за обеспечение безопасности жизнедеятельности между всеми элементами метасистемы.
Реализация перечисленных основополагающих принципов позволит создать ИИЭС с многомерной функциональной структурой в сочетании с многокомпонентностью, интеллектом, высокой эффективностью, надежностью, управляемостью, гибким использованием технологий преобразования, транспорта, хранения энергии, включающую активного потребителя [15]. По существу она представляет собой новую энерготехнологическую конструкцию, основные характеристики которой отражены на рис. 1. Формируемая энерготехнологическая метасистема должна обладать тремя наиболее важными и взаимосвязанными между собой свойствами: клиентоориентированностью - качественным и своевременным энергоснабжением потребителей по доступной цене и способностью принимать вырабатываемую ими энергию и мощность; активностью в участии управлением как самих систем, так и потребителей; адаптивностью с высоким уровнем самоорганизации и киберзащищенности.
Рис. 1. Инновационный стиль построения ИИЭС
Концепция интегрированнъш интеллектуальнъх энергетических систем. Интегрированные интеллектуальные энергетические системы имеют многомерную струк-
туру функциональных особенностей и свойств развития. Интеграция осуществляется в трех аспектах: системном, пространственно-масштабном и функциональном.
В рамках системного аспекта ИИЭС представлена ключевыми инфраструктурными энергетическими системами электро-, тепло(хладо) и газоснабжения, которые могут быть глубоко интегрированы по функциональным задачам, взаиморезервированию, наличию технологических взаимосвязей на разных иерархических уровнях и т. п.
В рамках пространственных структур (масштабов) выделяются следующие взаимосвязанные системы:
- суперсистемы: традиционные системы централизованного энергоснабжения в составе крупных электро- и теплоисточников, месторождений газа, подземных хранилищ газа, электрических, газовых и тепловых сетей;
- минисистемы: децентрализованные (распределенные) системы в составе мини-источников электрической и тепловой энергии (в том числе, нетрадиционных и возобновляемых), подключаемых к распределительным электрическим, тепловым и газовым сетям, и сами эти сети;
- микросистемы: индивидуальные системы с нетрадиционными и возобновляемыми электро- и теплоисточниками, а также внутридомовые электрические, тепловые и газовые сети.
Функциональные аспекты ИИЭС включают следующие составляющие:
- энергетические: производство, транспорт, распределение и потребление электроэнергии, тепла(холода), газа по всем уровням и масштабам;
- коммуникации и управление: измерение, обработка, передача, обмен и представление информации, управление режимами и развитием метасистемы;
- выработка решений: это модели и методы обоснования решений о развитии интегрированных энергетических систем, а также настроек систем управления ими.
Все функциональные свойства ИИЭС тесно взаимосвязанны по входным и выходным параметрам режимов, структуре прогнозов, как в плане функционирования, так и в плане развития. Они формируют абсолютно новую технологическую архитектуру метасистемы, которая реализует конструктивные решения ее элементов, их взаимоотношения между собой и с внешней средой, а также принципы эволюционного развития такой многосвязной конструкции.
Технологическая архитектура интегрированных систем. Объединение в единую информационно-технологическую платформу всех функциональных технологий обусловливает необходимость перехода к новым принципам построения как отдельных систем, так и их интегрированных конструкций. Структура построения интегрированных систем энергоснабжения значительно изменяется, она переходит от традиционной иерархической концепции к преимущественно горизонтальному, сетевому построению. Существующая технологическая структура энергетических систем слабо ориентирована на потребителя, отличается низкой эффективностью, громоздкостью, дублирующими функциями. В новых условиях она не может обеспечить требуемой гибкости, простоту координации технологических процессов, диверсификацию энергоносителей, клиентоориентированность, направленную на учет интересов потребителей, расширение сферы и обеспечение нового качества услуг [16-19].
Горизонтально сетевой принцип построения ИИЭС должен быть реализован как в самой технологической метасистеме на физическом уровне, так в системе управления ею (на логическом, информационном и управленческом уровнях). В основу формирования ИИЭС положена новая архитектура энерготехнологической метасистемы (рис. 2), обеспечивающая ей новые свойства и новые возможности.
/^"Сет
Сетецентриче управлени
Рис. 2. Технологическая структура ИИЭС
Сложившаяся жесткая технологическая структура: «генерация - сети - потребитель» переходит в более гибкую, в которой каждый узел сети может являться активным элементом (как потребителем, так и поставщиком энергии). Такая ИИЭС становится самонастраивающейся системой и в зависимости от складывающихся внешних и внутренних воздействий автоматически осуществляет свою реконфигурацию, обеспечивающую ей адаптацию к изменившимся условиям. Изменение структуры системы (подключение либо отключение отдельных элементов, изменение соединений между ними или схемы их соподчинения) происходит путем генерации управляющих воздействий на регулирующие устройства с последующим их функциональным исполнением. Обмениваясь сообщениями между собой, узлы-потребители через своих агентов сами определяют состояние сети, вырабатывают согласованные решения по ее реконфигурации и реализуют эти решения.
Основу этих трансформаций может обеспечить создание ячеистой архитектуры ИИЭС, образующей распределенную (ячеистую) сеть, узлы которой самостоятельно порождают и формируют путь энергоснабжения. Каждый из узлов такой системы связан с одним или несколькими узлами сети. Наличие избыточных связей в распределенной сети гарантирует энергоснабжение по множеству динамически формируемых альтернативных путей, что позволяет системе функционировать даже в условиях выхода из строя большинства ее узлов. Это обеспечивает самовосстановление и самоадаптацию системы к любым внешним и внутренним возмущениям. Потребители здесь защищены не только от одиночных отказов элементов, но и от одновременных отказов нескольких элементов системы.
Неотъемлемым свойством такой системы является ее «интеллектуальность», в основе которой лежит агент-ориентированная парадигма: каждый потребитель, получая информацию через своих интеллектуальных агентов о всех других участниках процесса энергоснабжения, формирует свое поведение. В связи с тем, что координирующий центр не может знать всех аспектов технологического процесса, имеющего место у потребителя (прежде всего, сложного производственного процесса), интеллектуализация энергетической системы должна начинаться с потребителя. Только он, обладая необходимыми технологическими знаниями, может обоснованно оптимизировать свой процесс энергопотребления. Именно с потребителей за рубежом и начинался данный процесс, активизированный появлением возобновляемых источников энергии со стохастическим режимом функционирования.
Новой становится и технология функционирования интеллектуальной метасистемы, так как в ней однонаправленное движение энергетических потоков от ис-
точника к потребителю внутри системы превращается в многонаправленное (симметричное), распределенное по множеству узлов с переменными потоками из системы (от источника к потребителю) и в систему (от потребителя-генератора энергии). Инфраструктура ИИЭС должна обеспечивать поставку, транспорт и потребление различных по видам энергетических потоков (энергоносителей).
В связи со сложной структурой, возможными конфликтами, конкуренцией в ИИЭС классическая иерархическая схема построения и управления системами не может выполнить общих целевых установок. Новая системная конструкция должна сочетать определенную самостоятельность множества центров принятия решений и их скоординированность в обеспечении устойчивого энергоснабжения потребителей. Она должна строиться по принципам субсидиарности и саморегуляции, в соответствии с которыми управление осуществляется путем не воздействия на регулируемую систему извне, а формирования в ней самой. Реализация этого принципа предполагает организацию взаимодействия агентов друг с другом, в результате возникают внутренние управляющие факторы. При этом системы имеют свое собственное управление, цели, задачи и работают независимо, координируясь с другими системами в рамках выполнения единых целевых установок. Органичным дополнением этому может быть организация сетецентрического управления, во многом аналогичного субсидиарному и предполагающего передачу большинства полномочий и прав самостоятельного принятия решений от централизованных органов, наделяемых дополняющими функциями, к периферическим центрам, обладающим высокоадаптивными свойствами.
Эти положения предопределяют сетевую модель отношений, в основе которой лежит принцип комплементарности, когда действия одного участника, связанные с решением его задач, одновременно способствуют решению определенных задач других участников. Сетевая организация является системой более высокого порядка относительно действующей иерархически подчиненной структуры российской энергетики. Она подразумевает ослабление вертикальных связей, дебюрократизацию и развитие горизонтальных связей с делегированием наверх только тех полномочий, которые невыполнимы на горизонтальном уровне. Координация систем осуществляется единым центром через логично выстраиваемые горизонтальные связи на принципах, аналогичных изложенным в [16].
Среди наиболее значимых свойств ИИЭС - такие, которые направлены на качественное и своевременное обеспечение запросов потребителя:
- Гибкость - адаптация к любым внешним возмущениям и, что очень важно, соответствующим текущим запросам потребителей.
- Интеллект - способность системы своевременно и адекватно реагировать на запросы потребителей.
- Интеграция - вписывание в территориальную инженерную инфраструктуру.
- Эффективность - соответствие требованиям энергетической эффективности.
- Конкурентоспособность - сочетание экономической эффективности и доступности энергоресурсов потребителям.
- Надежность - удовлетворение растущего спроса на энергию, устойчивость к аварийным ситуациям.
- Взаимодополнение при выполнении общей задачи.
- Единство принципов организации, функционирования и самостоятельность при реализации локальных функций.
* Под субсидиарностью здесь понимается возможность делегировать управляющие функции на удаленные от центра уровни системы.
Направления исследований ИИЭС. Переход к ИИЭС представляет сложную многоаспектную проблему, включающую технологические, организационные и другие преобразования систем, а также их методическое переоснащение. При этом, если в техническом отношении многое подготовлено, то методические разработки находятся только на уровне постановок.
Представленные концептуальные основания интегрированных интеллектуальных энергетических систем позволяют рассматривать проблему с разных позиций и более системно формулировать задачи исследований. В общем виде комплекс задач, требующих проведения научно-практических исследований, может быть представлен в следующем составе:
- Разработка технологических принципов построения интегрированных систем энергоснабжения в сочетании с интеллектуальными средствами и системами управления ими.
- Формирование технических решений по технологическим схемам источников энергии и транспортным комплексам систем энергоснабжения.
- Разработка методических и технологических основ создания интеллектуальных систем управления энергоснабжением городов и промышленных центров.
- Разработка методов мониторинга состояния оборудования и режимов его работы в системах энергоснабжения.
- Разработка моделей и методов анализа и расчета систем электро-, теп-ло(хладо)- и газоснабжения.
- Разработка методов и программных комплексов нового поколения для расчета и оптимизации интегрированных систем энергоснабжения и их элементов.
- Разработка универсальных информационно-вычислительных технологий для компьютерного моделирования, расчета и оптимизации ИИЭС.
- Подготовка практических рекомендаций и предложений по созданию интеллектуальных интегрированных систем электро-, тепло-, хладоснабжения потребителей.
Это лишь небольшой укрупненный перечень задач, возникающих в процессе интеграции и интеллектуализации систем энергоснабжения. В дальнейшем они могут быть дифференцированы по различным аспектам рассматриваемых систем.
На уровне систем для отдельных их типов имеется методический и вычислительный инструментарий в части расчета и оптимизации, который позволяет получать раздельные решения и затем интегрировать их в рамках единой ИИЭС. Однако, во-первых, они ориентированы на суперсистемы и в какой-то мере на мини-системы, во-вторых, они требуют привлечения аппарата искусственного интеллекта, обеспечивающего обучение, формирование и реализацию управляющих воздействий, в-третьих, они должны учитывать многонаправленное движение энергоносителя, обусловленное вовлечением в энергоснабжение распределенной генерации энергии. Практически новым объектом для исследования представляется уровень микросистем.
Использование интеллектуальных технологий и средств может коренным образом изменить свойства энергетических систем и инициировать новые проблемы, требующие решения.
Проблемы, связанные с физическими взаимосвязями между энергетическими системами разного уровня, достаточно изучены. Они характеризуются ординарными условиями и ситуациями и соответствуют традиционной парадигме построения энергетических систем. С использованием интеллектуальных технологий и устройств на всех уровнях энергетических систем и принципиальным изменением их свойств потребуется разработка нового методического обеспечения, выполнение дополнительных исследований по корректировке требований к интерфейсу и соз-
дание соответствующих программных средств, аппаратной части для вычислительных, управляющих и измерительных систем.
Моделирование многоуровневых энергетических систем различного масштаба в условиях развитого компьютерного оснащения может осуществляться в их исходном виде, однако более эффективным является использование агрегированных моделей смежных уровней при рассмотрении модели исследуемого уровня. Это реализует иерархический подход и соответствует физическому пониманию многоуровневых систем.
В исследовании технологических функций ИИЭС принципиально важными являются проблемы коммуникаций и управления. Функции коммуникаций и управления реализуются посредством интеллектуальных информационных и компьютерных технологий, быстродействующих и точных средств измерения, обработки, передачи и представления информации, интеллектуальных технологий и методов управления. Информационная обеспеченность соответствующих задач достигается обоснованным размещением необходимого количества измерительных устройств. Важно уметь их правильно расставить, чтобы иметь возможность оценивать состояние системы и наблюдать за ее режимами.
Эффективность управления достигается не только информационными технологиями и компьютерными моделями. Не менее важное значение имеют современные высокоэффективные физические устройства, на которых интеллектуальные информационные технологии и модели реализуются. Эти два аспекта систем управления неразрывны, и их необходимо рассматривать совместно. Разработка методологии и методов такого интегрированного управления режимами совместно работающих энергетических систем является важнейшей задачей исследований.
Формирование системы моделей и методов выработки решений по управлению функционированием ИИЭС и обоснованию их развития предполагает адаптацию существующих и разработку новых моделей и методов с учетом всех особенностей, связанных с неопределенностью информации, многокритериальностью и несовпадением интересов субъектов отношений.
При решении перечисленных выше задач возникают проблемы моделирования ИИЭС как новых объектов исследования с новыми свойствами и особенностями, вытекающими, прежде всего, из межсистемной распределенности и множественности центров принятия решений. Они включают:
- Согласование общей цели с множеством целевых установок по системам.
- Выработку и реализацию оптимальной стратегии в целом и по системам в частности.
- Разрешение межсистемных конфликтов.
- Согласование интересов поставщиков и потребителей.
- Координацию множества центров принятия решений.
- Сопряжение иерархических уровней в каждой системе и горизонтальных связей между отдельными системами.
Выстраивание новой методологии выработки решений для обоснования развития и управления функционированием ИИЭС, разработка соответствующих моделей и методов - это важные задачи дальнейших исследований.
* * *
Современная энергетика находится на этапе смены своей парадигмы развития. Усиливающаяся тенденция активного поведения потребителей, рост масштабов применения распределенной генерации энергии, глубокое проникновение интернет-технологий, интеллектуализация процессов управления ставят новые задачи, решить
которые на базе традиционных структурно-технологических конструкций и моделей управления не представляется возможным. Все более очевидной становится необходимость перехода к новым структурам в виде интегрированных интеллектуальных систем энергоснабжения. Идеология, создание и управление такими системами является важной проблемой, требующей проведения активных исследований.
Литература
1. Linking Heat and Electricity Systems. Co-generation and District Heating and Cooling Solutions for a Clean Energy Future. IEA Publishing, Paris. 2014. 62 p.
2. Режим доступа: http://eu-smartcities.eu (https://eu-smartcities.eu/sites/all/files/Smart%20Thermal%20Grids%20-%20Smart%20Cities%20Stakeholder%20Platform.pdf
3. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.stw-crailsheim.de/stadtwerke-crailsheim/top-themen/projekt-solaranlage.html
4. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://dbdh.dk
5. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ens.dk/
6. [Электронныйресурс]. Режим доступа: http://www.energymonitor.tudelft.nl/
7. Erwin Roijen, Peter Op't Veld, Elianne Demollin-Schneiders. TheMinewaterproject Heerlen — Low Exergy Heating and Cooling in Practice. Режим доступа: http://www.chri.nl/upload/art.%20minewaterproject.pdfPp. 1-8.
8. René Verhoeven, Eric Willems, Virginie Harcouët-Menou, Eva De Boever, Louis Hiddes, Peter Op't Veld, Elianne Demollin. Minewater 2.0 Project in Heerlen the Netherlands: Transformation of a Geothermal Mine Water Pilot Project into a Full Scale Hybrid Sustainable Energy Infrastructure for Heating and Cooling // Energy Procedia 46 (2014). Pp. 58-67.
9. Ran X., Zhou R., Yang Y., Lin L. The Multi-Objective Optimization Dispatch of Combined Cold Heat and Power Based on the Principle of Equal Emission // 2012 IEEE Power and Energy Society General Meeting. San Diego, United States, 22-26 July 2012. Pp. 1-5. doi: 10.1109/PESGM.2012.6345053
10. Celsius Consortium. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://celsiuscity.eu/demonstrator/
11. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://eu-smartcities.eu
12. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://eu-smartcities.eu/sites/all/files/Smart%20Thermal%20Grids%20-%20Smart%20Cities%20Stakeholder%20Platform.pdf
13. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://eu-smartcities.eu/content/celsius-smart-district-heating-and-cooling-solutions
14. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://celsiuscity.eu/new-celsius-cities/
15. Воропай Н.И., Стенников В.А. Интегрированные интеллектуальные энергетические системы // Известия Академии наук. Энергетика. 2014. № 1. С. 64-73.
16. Бушуев В.В., Каменев А.С., Кобец Б.Б. Энергетика как инфраструктурная «система систем» // Энергетическая политика. 2012. № 5. С. 3-15.
17. Борталевич С.И. Сетецентрическая оптимизация схем управления технологическими и экономическими процессами в энергетике ЕАЭС//Экономика и управление. 2015. № 3. С. 74-77.
18. Смородинская Н.В. Глобализация экономики: от иерархий к сетевому укладу. М.: ИЭ РАН, 2015. 344 с.
19. Логинов Е.Л., Логинов А.Е. Повышение качества и надежности управления сложными системами в ЕЭС России //Национальные интересы: приоритеты и безопасность. 2012. № 38. С. 30-37.
