Умные энергетические сети от Cisco

Перед энергетическими компаниями стоит масса проблем: изношенные и все более ненадежные сети электропередач, устаревшая система односторонней передачи энергии, изменение характера спроса и предложения, к тому же нужно искать новые, более эффективные способы удовлетворения растущего спроса на электроэнергию. В то же время потребители требуют снижения тарифов, повышения надежности услуг, прозрачности методов доставки энергии и более широкого выбора ее поставщиков.

В разных странах структура электрических сетей может быть самой разной. К примеру, в Соединенных Штатах рынок электроэнергии сильно фрагментирован. На нем работает почти 3.000 компаний, каждая из которых обслуживает свою территорию. В Европе ситуация совсем иная — там энергетических компаний совсем немного. Азия и многие развивающиеся страны находятся где-то посередине. Однако, независимо от своего местоположения, стратегические электрокомпании все чаще обращаются к идее Smart Grid, то есть к созданию интеллектуальной сетевой инфраструктуры, учитывающей все аспекты спроса и предложения, актуальные для сетей электропередач. "Коммунальные службы понимают, что они не могут успешно работать без полной перестройки своих сетей, — заявил главный технический директор отдела новых технологий Cisco Гидо Журе (Guido Jouret). — Они понимают, что пора строить Smart Grid".

Вместе с экосистемой своих партнеров Cisco строит интеллектуальные сети, чтобы удовлетворить растущие требования в области производства, распределения, хранения и потребления электричества. Преимущества стратегии Cisco Smart Grid определяются сочетанием технологий, услуг и партнерских отношений, которые оптимизируют связь, повышают надежность, уменьшают текущие расходы и сокращают сложность сетей электропередач. "Мы верим в будущее инфраструктуры Smart Grid, построенной на принципах совместимости и открытых стандартов и основанной на интернет-протоколах, — говорит Гидо Журе. — Мы решили эту задачу в сетях для данных, голоса и видео, и настало время реализовать те же управляющие протоколы в сетях электропередач".

Требуется нервная система

"Сегодня сеть электропередач напоминает мускулы и кости без нервной системы. Наша задача — создать такую систему, — поясняет главный технический директор отдела новых технологий Cisco. — Нам необходим двусторонний поток информации, обеспечивающий динамичную и эффективную связь между всеми компонентами сети".

Электрическая сеть всегда строилась как система односторонней передачи. Она состояла из одной или нескольких очень мощных генерирующих станций, связанных с потребителями энергии. Переход к возобновляемым источникам энергии и появление новых интеллектуальных устройств требуют иного подхода — строительства интеллектуальной одноранговой сети. К примеру, сегодня на крышах домов часто устанавливаются солнечные батареи, а многие домовладельцы пользуются собственными небольшими генераторами. Это значит, что энергия и информация должна идти не только к потребителям, но и в обратном направлении.

Таким образом, коммунальные службы должны превратиться в информационные компании и передавать не только электричество, но и данные. Они должны в реальном времени оценивать спрос и адаптировать к нему свое предложение. При этом они могут в реальном времени передавать пользователям ценную информацию, чтобы регулировать спрос. Для этого им нужно модернизировать центры обработки данных (ЦОД) и развернуть безопасную коммуникационную инфраструктуру, подключающую к ЦОДам все элементы энергетической сети.

Интеллектуальные сетевые функции позволят энергетическим компаниям предоставлять более качественные и надежные услуги и повысить надежность и эффективность собственной работы. "Если мы будем работать не только с устройствами, имеющими два положения: "включено" и "выключено", — а сможем настраивать и программировать эти устройства, то перед нами откроются возможности тонкой настройки процессов и доставки энергии туда, где она нужна в данный момент, — говорит аналитик из компании Pike Research Алан Веббер (Alan Webber). — К примеру, если установить интеллектуальное устройство в современной сети, вы сможете действовать в упреждающем режиме, то есть принимать решения до возникновения проблем и гораздо лучше управлять своими расходами".

Smart Grid

Технология Smart Grid решает множество проблем, стоящих перед энергетическими компаниями. Smart Grid — это интеллектуальные счетчики, динамическое управление электросетями, регулирование спроса, повышение безопасности и экономия расходов.

Интеллектуальные счетчики (Smart Metering)

"Умный счетчик", установленный у вас дома, может передавать данные о потреблении энергии практически в реальном времени, помогая потребителю принимать обоснованные решения о том, сколько энергии использовать и в какое время суток. В будущем счетчики станут отслеживать потребление энергии каждым домашним устройством и поддерживать определенные правила поведения в часы пиковой нагрузки и в другое время суток. К примеру, вечером, вернувшись домой, вы сможете подключить электромобиль к розетке, настроив его так, чтобы аккумулятор начал заряжаться ночью, когда стоимость электроэнергии минимальна.

Такой подход даст преимущества не только потребителям, но и энергетическим компаниям, которые повысят эффективность своих процессов (за счет удаленного управления счетчиками) и смогут лучше бороться с кражами электроэнергии (сегодня 10-20 процентов потребленной энергии не оплачивается).

Динамическое управление электросетями (Dynamic Grid Management)

Сегодня энергетическая компания узнает о перебоях с электричеством, только когда ей звонит разгневанный пользователь. Других способов мониторинга "последней мили" у нее нет.

"Smart Grid позволит подключить к интеллектуальной сети все наше оборудование, от электрических генераторов до пользовательских устройств. В результате мы будем видеть текущее состояние всех устройств в любой момент времени", — отмечает Тодд Арнольд (Todd Arnold), старший вице-президент по системам Smart Grid и потребительским устройствам из американской энергетической компании Duke Energy.

Регулирование спроса (Demand Response)

Мировые сети электропередач проектируются для удовлетворения пикового спроса, но строительство и эксплуатация избыточных мощностей на случай, если в час пик кому-то понадобится лишний киловатт, обходятся очень дорого. К тому же появляются огромные генерирующие мощности, которые большую часть времени простаивают.

Smart Grid позволяет регулировать спрос, сдвигая его по времени. Вместо того, чтобы использовать всю энергию в дневное время, мы можем запускать целый ряд устройств: посудомоечные и стиральные машины, сушилки, зарядные устройства для электромобилей, — в часы минимальной нагрузки (как правило, ночью). "Расчеты показывают, что генерирующие мощности в США достаточны для замены 70 процентов автомобилей на электромобили. Для этого не потребуется ни одной новой электростанции — достаточно сдвинуть спрос на часы минимальной нагрузки", — говорит Гидо Журе.

Повышение безопасности

Интеллектуальная IP-сеть решает многие вопросы информационной и физической безопасности. Передавая контрольную информацию по сети любого типа, мы должны быть уверены, что эту информацию никто не перехватит, не исказит и что никто не отключит наши системы. Физическая безопасность также имеет критически важное значение, тем более, что на "последней миле" наша инфраструктура совершенно открыта и не защищена от вандализма. Технологии сетевого видеонаблюдения и ограничения доступа позволят непрерывно наблюдать за удаленными ресурсами через Smart Grid.

Сокращение расходов

Итак, Smart Grid повышает эффективность энергетических компаний. Кроме того, она дает значительную экономию потребителям энергии. "Cisco, IBM и Nuon доказали, что мониторинг использования энергии приносит большую пользу потребителям, — говорит вице-президент и генеральный менеджер по продажам датской компании Nuon Кьяртан Скаугволл (Kjartan Skaugvoll). — Участвовавшие в нашем пилотном проекте частные лица сэкономили на электричестве по 200 евро в год".

Партнерство набирает силу

Чтобы облегчить успешный переход к комплексной безопасной коммуникационной инфраструктуре Smart Grid, Cisco, как и всегда в ее истории, строит прочные стратегические партнерские отношения. Компания принимает участие в революционных пилотных проектах, формирует партнерскую экосистему Cisco Smart Grid Partner Ecosystem, чтобы принять открытые коммуникационные стандарты для сетей Smart Grid, создает технический консультативный совет Smart Grid Technical Advisory Board из представителей ведущих новаторских поставщиков и потребителей энергии из разных стран, а также участвует в работе альянса Zigbee, продвигающего на рынок технологии IP-коммуникаций.

Ценность совместной работы в этом направлении подтверждается совместными усилиями. Наглядным примером может служить сотрудничество Cisco с Duke Energy. Эти компании вместе реализуют планы быстрого перехода энергетической системы Duke Energy на цифровые технологии Smart Grid и строят гибкую сеть, дающую существенные преимущества поставщикам энергии и ее потребителям. Компании вместе реализуют целый ряд инициатив. Среди них разработка и оценка комплексной архитектуры Smart Grid, которая будет отличаться открытостью, безопасностью и широкой совместимостью, а также тестирование различных аппаратных и программных коммуникационных средств, включая средства управления домашним потреблением электроэнергии и долговечные, стойкие к атмосферным воздействиям коммуникационные системы для электрических подстанций.

"На протяжении всей своей истории Cisco показывает удивительную компетентность в сфере строительства коммуникационных сетей для передачи данных, а мы продемонстрировали такую же компетентность в области сетей для распределения газа и электричества", — говорит старший вице-президент Duke Energy по системам Smart Grid и потребительским устройствам Тодд Арнольд. По его мнению, одним из важнейших преимуществ совместного подхода может стать общее повышение надежности сетей электропередач: "Smart Grid обеспечит связь между ключевыми рабочими устройствами. Это важнейшее условие повышения общей надежности наших сетей".

Разные регионы — разный подход

В разных странах структура сетей электропередач имеет свои особенности, поэтому при развертывании решений Smart Grid нужно учитывать конкретные потребности каждого региона и рынка. К примеру, в развитых странах будут разрабатываться четкие стратегии эволюции существующих инфраструктур. В развивающихся же странах подход может быть другим. На рынке телефонии эти страны часто "перепрыгивают" промежуточные этапы развития и сразу переходят к сотовой беспроводной связи. Гидо Журе ожидает от развивающихся стран таких же "прыжков" и в области развертывания новаторских приложений Smart Grid: "Интеллектуальная и безопасная сеть Smart Grid открывает поистине безграничные возможности для творчества при решении энергетических проблем в любой стране мира".