Современная электроэнергетика – одна из самых наукоемких и технологичных отраслей промышленности. Одним из перспективных направлений для поиска решений задач управления режимами и коммерческого учета электроэнергии в электроэнергетических системах является применение технологий распределенного реестра, что обусловлено повышением доступности возобновляемых источников энергии, объединяемых в системы с распределенной генерацией [1].
В настоящее время в РФ ввиду законодательных ограничений, налагаемых на операции на розничном и оптовых рынках электроэнергии, применении систем с распределенной генерацией затруднено для энергосистем, работающих параллельно с объединенными энергосистемами. Однако основанные на технологиях распределенного реестра принципы функционирования рынка электрической энергии возможно применить в рамках небольших изолированных энергосистем – микрогридов. На данный момент 2/3 территории Российской Федерации находится в зоне децентрализованного и автономного электроснабжения (рис. 1). На ней проживают 25 млн чел.
В данной работе предлагается использование системы для учета переданной и потребленной в каждом узле сети электроэнергии посредством системы самоисполняемых контрактов, а также осуществляющей функции автоматизированного управления режимами микрогрида.
Целью настоящей работы является обоснование и реализация принципов управления режимами и коммерческого учета электроэнергии в микрогридах с помощью автоматизированной системы. Управление режимом в данном случае направлено на сокращение необходимых резервов мощности с учетом требуемого уровня надежности электроснабжения и качества электроэнергии. При этом рыночный механизм в рамках микросети организован на основе подходов [2–11].
Предлагаемая система предполагает объединение некоторого количества узлов нагрузки (квартир, коттеджей) в небольшую локальную энергосистему. Каждый узел нагрузки – участник внутреннего рынка электроэнергии. Объединение позволяет участникам обмениваться между собой электроэнергией. Если у участника избыток электроэнергии, то он продает ее в локальную сеть за виртуальную внутреннюю валюту, если недостаток, то в зависимости от общей ситуации локальной энергосистемы покупает ее либо из резервного источника за реальную валюту, либо также из локальной сети за виртуальную внутреннюю валюту. Схема электроснабжения 0,4 кВ состоит из некоторого числа узлов нагрузки и одного балансирующего узла (рис. 1). Каждый узел – это дом с собственной генерацией в виде небольшой солнечной электростанции (или иной станции на возобновляемых источниках энергии) в комбинации с аккумуляторными батареями. В качестве балансирующего узла может выступать вторичная обмотка трансформатора 6(10)/0,4 кВ, либо дизель-генераторная установка (ДГУ). Фактически в данной работе рассматривается в некоторой степени распределенная электростанция.