Интеллектуальные энергетические системы городов с активно-адаптивной сетью (Smart Grid): настоящее и будущее. Интеллектуальные энергетические системыИнтеллектуальные энергетические системы — Олимпиада НТИФинальное задание олимпиады включает в себя проектирование и управление умными сетями на специально разработанном стенде. Стенд включает в себя модель небольшого поселения с объектами генерации (электростанции, ветрогенераторы и т.п.), потребителями разного уровня (дома, больницы, промышленность) и соединяющей сетью. Стенд воссоздает реальные условия — изменения освещенности, ветра и т.д. Команды участников работают в двух режимах — подготовка и испытание на стенде. Во время подготовки команды за столами рассчитывают и конструируют свою умную сеть, программируют ее работу (работа за компьютерами, сборка схем и т.п.) Во время испытания на макете они проверяют работу своих алгоритмов. Во время испытания команды фактически играют друг против друга, побеждает та команда, которая собрала более качественную сеть и написала лучший алгоритм управления. Игра выглядит так: Этап «Аукцион» Разыгрываются объекты генерации и потребления энергии: дома, заводы, больницы, ветрогенераторы, дизель-аккумуляторы, солнечные панели и т.д. Объекты потребления платят вам за поставки электроэнергии, а за объекты генерации вы платите определенную сумму (как за аренду оборудования). Задача команды: продумать свою стратегию энергетического бизнеса. Какие объекты потребления и генерации и по каким ставкам приобрести, чтобы спроектировать оптимальную энергосеть и заработать максимальное число баллов. Победа зависит не только от аукциона, но и от того, как вы спроектируете сеть, и, какую программу напишите для диспетчеризации этой системой в сложных погодных условиях, и, возможно, даже в режиме аварии.После аукциона каждая команда собирает топологию своей сети. Этап сборки Собрав свою энергосистему, участникам трека предстоит продумать математическую модель ее потребления, учитывая разные факторы (время суток, солнце, ветер, режим аварии и т.д.). И на основе этой модели нужно доработать и усовершенствовать стандартный скрипт (программа управления энергосистемой), предоставленный разработчиками трека. У каждой команды есть множество интересных возможностей, например продажа излишек энергии своим конкурентам. Победа Победит та команда, у которой будет наибольшее количество очков-денег по итогам финальной игры – управления спроектированной энергосистемой, которое сложится из экономических решений принятых командой и технической реализации этих решений.В 2018 году в стенде появится много интересных нововведений, например объекты, использующие технологию умного энергопотребления «Smart grid». Такие объекты могут и получать, и отдавать электроэнергию. Например, когда электроэнергия дешевая (например, ночью), дом покупает электроэнергию у управляющей Компании по ночным тарифам. Этот же дом может вырабатывать электроэнергию сам, тогда он продаёт ее в сеть своей же управляющей и обеспечивающей компании по максимально выгодной цене. Будет возможность продавать электроэнергию конкурентам (другим командам, играющим одновременно с вами) и поставлять электроэнергию. nti-contest.ru Интеллектуальная энергетикаГлавная » Интеллектуальная энергетика В контексте Энергетической стратегии России, предусматривающей последовательную трансформацию отраслей ТЭК, в «современную высокотехнологичную и эффективную инфраструктуру, обеспечивающую как количественный, так и качественный экономический рост», переход к новой, клиентоориентированной парадигме развития электроэнергетики, которая все чаще именуется интеллектуальной энергетикой, является естественным этапом эволюции систем энергообеспечения экономики страны, исходя из адаптации к новым требованиям потребителей к качеству и стоимости используемой ими электроэнергии. Интеллектуализация электроэнергетики, создание интеллектуальной энергетической системы России (ИЭСР), рассматривается как один из ключевых инструментов механизмов реализации, как минимум, четырех из шести обозначенных в Энергетической стратегии приоритетов государственной энергетической политики и, таким образом, предопределяет актуальность развития еще одного направления научных исследований ИНЭИ РАН.В течение последних лет Институт занимается различными вопросами комплексного анализа перспектив создания и оценки эффективности интеллектуальной энергетики в России: от концепции и принципов организации интеллектуальной энергосистемы, оценки эффектов для участников и экономики страны в целом, до разработки и внедрения пилотных проектов. При этом особое внимание уделяется взаимодействию технологического и экономического контуров интеллектуальной энергетики, созданию нового качества рыночных отношений, которое смогут обеспечить интеллектуальные технологии, формирующие новые классы рыночно-активных потребителей, в том числе и просьюмеров. Центральное место в исследованиях Института занимают вопросы методов оценки экономических эффектов при изменении технологической и хозяйственной среды в электроэнергетике, детальной технико-экономической оценки приоритетов развития интеллектуальной энергетики в России.В 2010 - 2011 гг. Институт совместно с другими организациями академической и отраслево науки участвовал в подготовке для ОАО «ФСК ЕЭС» «Концепции развития интеллектуальной электроэнергетической системы России с активно-адаптивной сетью (ИЭС ААС)» и последующей разработки в 2012 г. «Общих требований на создание интеллектуальной энергетической системы с активно-адаптивной сетью». С 2012 г. ИНЭИ РАН является участником Технологической платформы «Интеллектуальная энергетическая система России». Эксперты ИНЭИ РАН входят в состав созданной в 2014 г. Рабочей группы и Проектного комитета Минэнерго России по внедрению интеллектуальных энергетических систем. В 2010 - 2011 гг. Институт совместно с другими организациями академической и отраслево науки участвовал в подготовке для ОАО «ФСК ЕЭС» «Концепции развития интеллектуальной электроэнергетической системы России с активно-адаптивной сетью (ИЭС ААС)» и последующей разработки в 2012 г. «Общих требований на создание интеллектуальной энергетической системы с активно-адаптивной сетью». С 2012 г. ИНЭИ РАН является участником Технологической платформы «Интеллектуальная энергетическая система России». Эксперты ИНЭИ РАН входят в состав созданной в 2014 г. Рабочей группы и Проектного комитета Минэнерго России по внедрению интеллектуальных энергетических систем.Исследования по данному направлению осуществляются в рамках Отдела научных основ развития систем энергетики (руководитель - к.э.н. Ф. В. Веселов). www.eriras.ru Статьи Инновационные технологии. Интеллектуальная энергетикаИнновационные технологии. Интеллектуальная энергетика
Интеллектуальная энергетика: как стать интеллектуальным потребителем. Потребители играют важнейшую роль в оптимизации рынков электрической энергии. Каждый человек является потребителем электроэнергии, и поэтому каждый должен задаться вопросом: каким образом я могу содействовать развитию интеллектуальной энергетики, и как это повлияет на мою повседневную жизнь? Энергетические компании готовятся к существенным реформам. В число актуальных современных вопросов входит проблема оптимизации процессов производства и распределения электроэнергии. Настоящая статья расскажет о том, как в связи с этим может измениться жизнь рядового потребителя и какие изменения ожидают сферу коммунального хозяйства. Сальвадор находится в аэропорту; он ждет своего рейса, и тут к нему на смартфон приходит электронное письмо-уведомление от энергетической компании. В уведомлении говорится, что у него дома, в Италии, через 4 часа наступит период действия пикового тарифа на электричество. Лето 2015 года. Либерализация европейского рынка коммунальных услуг привела к жесткой конкуренции среди поставщиков электричества. Контролирующие органы увеличили давление на энергетические компании, стремясь добиться значительных изменений в поведении как частных, так и корпоративных клиентов. Поставлена цель – к 2030 году получать 40% электричества из возобновляемых источников. Либерализация европейского рынка коммунальных услуг привела к дальнейшей консолидации игроков, и в области производства электричества, его распределения, розничных услуг появилось несколько общеевропейских компаний. Системы электросетей переживают значительные изменения и превращаются в интегрированную Европейскую интеллектуальную энергосистему (European Smart Grid). А что же Сальвадор? Он стремится внести свой собственный вклад в ответственное природопользование. Кроме того, его привлекает и финансовая выгода. Недавно Сальвадор подписал новый договор «на электричество по лучшим ценам» для своего дома, расположенного в пригороде Рима. Уровень электропотребления значительно вырос в Южной и Западной Европе в июле-августе, преимущественно из-за работающих систем кондиционирования и использования гибридных автомобилей, заряжающихся от обычной розетки. Европа ввела тарифы с резко вырастающими ценами на энергопотребление в часы пиковой нагрузки, а также обеспечила специальным предложением потребителей, которые сокращают энергопотребление в эти часы. Сальвадор – бизнесмен. У него двое маленьких детей. Он понимает и соглашается, что необходимо разумно тратить природные ресурсы и что каждый участник важен в этих процессах. Но он и не технофрик, ему не интересно тратить свое время на контроль как своего собственного, так и семейного энергопотребления. Поэтому он обрадовался, когда энергетическая компания предложила ему электричество по выгодной цене. В предложение входит и возможность удаленного управления системой кондиционирования дома, и более низкая цена на электричество в часы пиковой нагрузки. В этот пиковый период компания сама управляет кондиционированием дома: обычно управление выливается в повышение температуры в доме на 2-3 градуса, но семья Сальвадора считает повышение терпимым. Вернемся в аэропорт. Ознакомившись с уведомлением, Сальвадор решает проверить работу небольшого электрогенератора, который установлен в его летнем домике на Сицилии. Нажав на иконку на сенсорном дисплее смартфона, он открывает веб-страницу и узнает, что солнечные батареи в данный момент вырабатывают и вводят в систему 6 кВт. Сальвадор тут же уточняет текущую стоимость этого электричества; быть может, он еще немного и заработает на нем. Действия Сальвадора, возможно, и не будут типичными для 2015 года, но очевидно одно: все мы, потребители, будем вынуждены сыграть ту или иную роль в оптимизации рынков электроэнергии. В первую очередь, это означает, что мы должны понять, как мы сегодня потребляем энергию. Во-вторых, нам необходимо научиться использовать энергию более бережливо, изменить свои привычки таким образом, чтобы они соответствовали эффективной энергетической системе. А для этого необходимо стимулировать «разумных» потребителей и наказывать расточительных. Такой переход отнимет у нас силы, усложнит жизнь и, быть может, вызовет ряд неудобств, но мы должны это сделать. Нам помогут технологии. И неважно, какими именно будут нововведения, они должны основываться на более точной оценке объемов потребляемого электричества. Обмен информацией должен происходить в режиме реального времени, и использовать мы должны интеллектуальные разработки (даже те, что не относятся к техническим), чтобы стать разумными потребителями.
Интеллектуальные энергосистемы Интеллектуальные потребители не спасут мир, если они не сумеют воспользоваться услугами интеллектуальных энергосетей. Поэтому ключевой на данном этапе реформы должна стать модернизация, трансформация имеющихся энергосетей в интеллектуальные. Масштабное добавление в сети электричества, вырабатываемого из возобновляемых источников (будут еще и другие технические новинки, например, системы энергообеспечения электромобилей), существенно изменит условия работы энергосистем. Значительная часть электричества будет вырабатываться с помощью небольших удаленных установок по всей сети, таких как летний домик Сальвадора с фотоэлектрической установкой, а не на крупных электростанциях. В некотором смысле и та часть электричества, которую Сальвадор сберегает благодаря выгодному контракту с энергетической компанией, может считаться «виртуальной генерацией». Вместе с тем, распределенная генерация электрэнергии будет влиять на направленность потоков электроэнергии в сети, позволяя им двигаться в разных направлениях. Точно так же электроснабжение от многих возобновляемых источников имеет нестабильный характер (из-за, например, меняющихся погодных условий). Поскольку в настоящее время отсутствуют системы большой емкости для хранения выработанного электричества, всю энергию ветра также нужно продавать тогда, когда этот ветер дует. Пользовательское управление энергопотреблением подразумевает не только сокращение потребления в пиковые часы, но и стремление к тому, чтобы спрос на энергию был в некотором смысле привязан к ее производству. Следствием работы этих механизмов является растущая волатильность энергосистем и соответствующий риск перебоев. Чтобы противостоять всем этим трудностям, энергосистемам придется стать похожими на интернет. Интернет создавался как надежная сеть, опирающаяся на информационные и технические ресурсы, расположенные в разных географических точках. Он обладает мощностями для передачи информации от источника до точки запроса. Идея интеллектуальной сети это та же концепция, но приложенная к энергосистемам: виртуальные электростанции и микросети. Первые представляют собой географически удаленные друг от друга электрогенераторы, работающие как единая станция. Вторые являются частью электрической сети, могут быть выделены в отдельную сеть, способны полностью обеспечить электричеством определенное количество ранее подключившихся потребителей. Подобные системы станут основой надежной работы энергосетей будущего и позволят избежать перебоев.
Интеллектуальные коммуникации Даже лучшие интернет-идеи, приложенные к энергосистемам, и распределенная система не могут быть эффективны, если элементы сети не могут связаться друг с другом или центрами управления. Коммуникационные сети, связывающие элементы энергосистемы, будут играть одну из главных ролей и станут «нервной системой» энергосети будущего. Требования к коммуникационным сетям будут высоки: они должны поддерживать различные типы трафика - от сигналов контроля, которые должны проходить огромные расстояния за считанные секунды (например, при сбое на линии), до широкополосной передачи сигнала видеонаблюдения за наиболее важными узлами системы. Эта система должна работать без сбоев, в противном случае, из строя выйдет вся сеть. Важными останутся вопросы безопасности и резервирования. Энергосистемы будущего должны работать в тяжелых условиях: к примеру, быть устойчивыми к электромагнитным колебаниям. Энергетические компании, делающие столь серьезные инвестиции, могли бы рассмотреть возможность предоставления более широкого спектра услуг по управлению летним домиком Сальвадора. Таким образом, они направят по адресу свои инвестиции. Сальвадор, его семья и все их электроприборы – это активные элементы интеллектуальной сети; а коммуникации с ним, его семьей и электроприборами – это составная часть «нервной системы» энергосети. Центром этого соединения является интеллектуальный учет. Цифровые счетчики дадут семье Сальвадора точную информацию об энергопотреблении и помогут изменить привычки. Технологии обмена информацией в режиме реального времени оповестят его о состоянии дел и обеспечат необходимой информацией. Происходить обмен будет либо при помощи устройств, знакомых Сальвадору и его семье, либо подходящих для определенных условий. Для Сальвадора удобнее всего его смартфон, детям, возможно, понравится игровая консоль, а его родители выберут отделанный деревом стильный дисплей, так подходящий к их обстановке. Не важно, что это будет за устройство, важно, что оно сможет связаться в любой момент со счетчиком, электроприборами или микрогенераторами, собрать нужную информацию и передать ее в режиме реального времени. Цикл обмена информацией замкнется. Интеллектуальные приборы учета станут главным показателем работы всей энергосистемы, они буду собирать данные о состоянии ее здоровья (небольшие перебои, недостаточное или слишком высокое напряжение), тем самым совершенствуя ее работу. Сбор информации будет бесполезен, если на него не будет получена немедленная реакция, которая не будет зависеть от состояния общей сети. Интеллектуальные рынки и новые игроки Что кроется за этими понятиями для энергетических компаний и их акционеров? Современные модели рынка ресурсов, игроки и договорные отношения изменятся. Как показал рынок телекоммуникационных услуг, либерализация ведет к изменению расстановки сил на игровом поле. Старым игрокам бросается новый вызов, появляется творческий подход в поиске новых бизнес-моделей, предлагаются новые схемы работы, вырабатывается новый подход к потребителю. Потребитель выходит на рынок в числе его активных участников. Также необходимость сбалансировать интересы потребителей и поставщиков вызовет к жизни посредника, который будет выяснять запросы одних и анализировать предложения других. Услуги должны стать адресными, автоматизированными; энергосистемы и коммуникационные системы должны управляться интегрировано.
Совокупные расходы на интеллектуальные приборы учета. Мировой рынок. Прогноз 2010-2015 гг.
Какая роль отводится сегодняшним игрокам энергетического рынка? Они уже имеют выстроенные отношения с клиентами-потребителями, в их руках и кнут (пиковые тарифы), и пряник (скидки и пр.), чтобы направлять нас. Предложат ли они нам усовершенствованные технологии передачи информации, технологии общения, автоматизируют ли услуги, связанные с производством и потреблением электричества (пойдут ли дальше?), чтобы помочь нам справиться со сложным энергетическим будущим? Придут ли на рынок новые игроки? Какую роль сыграют операторы распределительных систем? За ними, естественно, останется энергетическая логистика, они свяжут источники и потребителей в этом дивном, интеллектуальном энергетическом мире. Но им ли управлять тесно интегрированными энергетическими и коммуникационными системами будущего? Многие из них уже вызвались сделать это, но они не рассматривают эти задачи в качестве ключевых, поэтому сегодня операторы отдали их на откуп аутсорсингу, чтобы снизить затраты. Какова роль операторов телекоммуникационных сетей? Смогут ли они обеспечить «разумные» сети должным обслуживанием? Смогут ли они предоставить услуги, через которые производители будут оказывать влияние на наше энергопотребление? Новые рыночные модели вот-вот должны появиться, и сегодня рано еще давать прогнозы, как рынок коммунальных услуг будет развиваться в свете либерализации и включения в энергосети энергии от возобновляемых источников. В сложившейся ситуации есть свои опасности и свои потенциальные возможности, как для старых, так и для новых игроков.
Инвестиционные возможности Ожидается, что инвестиции в интеллектуальные энергосистемы достигнут 6% от оборота энергокомпаний, к 2030 году эта цифра только в Европе может достигнуть отметки в 1 млрд. евро. Однако случится это только в том случае, если законодательно будет обеспечена прозрачность гармонизированных европейских бизнес-моделей и правил рынка. Пока данная составляющая отсутствует. Экономическое обоснование подобных инвестиций сложно, оно возможно только при условии, что в уравнение включены как производители, так и общество. Выгоды для производителей присутствуют на всей протяженности ценностной цепи, но распределяются несколько отличным от инвестиций образом. Необходимо преодолеть эти трудности, чтобы простимулировать дальнейшие вложения. Но вернемся снова к Сальвадору, его образ жизни в 2015 году значительно изменился по сравнению с годом 2010. Давно прошли те дни, когда он просто включал в розетку электроприборы и особо не задумывался над количеством потребляемого ими электричества. Сегодня все сложнее. В 2015 году Сальвадор – энергетически ответственный гражданин, он потребляет и сам производит электричество, уравновешивает свои интересы и интересы общества. Да, это причиняет ему неудобство, но он со всем справляется благодаря автоматизации и улучшению технологии, более гибкой системе связи. Его экослед в 2015 году выглядит «меньше», чем в 2010, тоже благодаря усовершенствованным коммуникационным системам, интегрированным в энергетические системы. Либерализация рынка, новые бизнес-модели могут представлять угрозу для старых игроков, но в них кроются и возможности. Сегодня наступает время, когда энергетические компании, игроки из смежных отраслей (телекоммуникации) и потенциальные игроки (предоставляющие дополнительные услуги) должны осознать свои желаемые позиции, выработать стратегии и запустить пилотные проекты. Как потребители, все мы должны внести свою лепту в вопросы оптимизации электроэнергетики и бережного отношения к окружающей среде. Но это возможно только при надлежащей поддержке со стороны электроэнергетических рынков и их технологий.
Источник: http://www.ericsson.com/, по материалам статьи Дженса Эрлера Скачать эту статью в pdf ( Kb) vprussia.com Интеллектуальные энергетические системы городов с активно-адаптивной сетью (Smart Grid): настоящее и будущее - Энергетика и промышленность России - № 07 (339) апрель 2018 года - WWW.EPRUSSIA.RUГазета "Энергетика и промышленность России" | № 07 (339) апрель 2018 года Несмотря на это, вопросов, связанных с внедрением, архитектурой и актуальностью интеллектуальной энергетики, по‑прежнему много, и в этой связи интересно услышать мнение не только законодателей, но и производителей и интеграторов решений и оборудования.Сегодня мы побеседовали на эти темы с исполнительным директором АО «Электронмаш» Андреем Литвиненко. – Тема интеллектуальных активно-адаптивных энергетических сетей сегодня все чаще поднимается на разных уровнях. Как вы считаете, насколько актуальны и востребованы активно-адаптивные энергетические сети в городах? – Для того чтобы разобраться, что такое интеллектуальные энергетические системы городов с активно-адаптивной сетью, предлагаю для начала взглянуть на вопрос шире: а что такое интеллектуальные системы городов в целом, без привязки только к энергетике? Для этого необходимо представить будущее, в котором все эти системы уже существуют. В этом будущем в городах созданы и работают интеллектуальные электрические сети, интеллектуальные тепловые сети, сети водо- и газоснабжения, интеллектуальный наземный транспорт и метрополитен, интеллектуальные экстренные службы, интеллектуальные услуги, даже здания являются интеллектуальными. Все эти городские сферы в режиме реального времени обмениваются актуальной информацией друг с другом через единую систему управления городом. Например, сбой в работе метрополитена автоматически влияет на схему и интервалы движения наземного транспорта, а отключение линии электропередачи приводит к автоматическому изменению схемы электроснабжения района. Из этой же системы управления городом актуальную информацию получают городские власти и население, первые – для повышения эффективности управления, вторые – для своевременного информирования и получения услуг.
В целом, работа такой системы приводит к существованию саморегулируемой городской сети, в жизни которой участвуют и правительство, и жители, что называется, «в режиме реального времени». Получение обратной связи от населения позволяет своевременно вносить коррективы в алгоритмы работы саморегулируемых систем, тем самым непрерывно повышая эффективность работы городских служб. Непосредственно электрическая сеть такого города также является активно-адаптивной, то есть способной меняться и подстраиваться под процессы, происходящие в ней, с целью сохранения бесперебойного электроснабжения в оптимальных режимах. Взаимно дополняющими участниками такой сети являются источники генерации (как традиционные, так и возобновляемые), магистральные и городские электрические сети со своими подстанциями, а также потребители, как с собственными источниками генерации, способными выдавать в сеть избыток мощности, так и без таковых. Для автоматической работы такой сети, помимо городского центра управления, вносящего управляющие команды на глобальном уровне, необходимы локальные (узловые) центры управления, от которых зависит повседневная работа отдельных сегментов сети. Активно-адаптивная электрическая сеть, или в некоторых источниках Smart Grid, является саморегулируемой системой энергообеспечения города. Она обеспечивает: анализ энергопотребления отдельных потребителей и групп, накопление энергии при избытках выработки и выдачу в сеть при дефиците мощности, автоматическую реконфигурацию сети электроснабжения при нештатных ситуациях, автоматическую реконфигурацию устройств защиты и автоматики в зависимости от режимов, информирование смежных систем о происходящих событиях в сети. – Какие объекты являются участниками активно-адаптивной энергетической сети? Кто из них существует в традиционных сетях и готовы ли они в существующем виде к работе в составе активно-адаптивной сети? – Я бы разделил всех участников активно-адаптивной сети на три группы по степени их присутствия в традиционных сетях и уровню готовности к работе в составе активно-адаптивной сети. Первая группа – это традиционная генерация, межсистемные и магистральные сети. Участники этой группы являются неотъемлемой частью сегодняшней электрической сети и имеют высокую степень готовности для работы в составе активно-адаптивной сети. На объектах этой группы уже достаточно давно и активно работают такие системы, как противоаварийная и технологическая автоматика, телемеханика и АСУ ТП, релейная защита и автоматика.
Вторая группа – это и потребители без источников генерации, и городские сети, питающие этих потребителей, и сюда же можно отнести узловые центры управления. Эта группа также является существующей в сегодняшних сетях, но ее элементы полностью или частично не готовы для работы в составе активно-адаптивной сети. Это связано с тем, что городские электрические сети всегда строились на основе простого и недорогого оборудования. По низкой стороне городских подстанций защита, как правило, строилась на предохранителях, поэтому говорить об удаленном управлении и автоматическом изменении каких‑то параметров работы городских сетей в существующем виде невозможно. Поэтому одним только оснащением городских подстанций интеллектуальными устройствами здесь не ограничиться – требуется комплексная реконструкция с заменой основного электротехнического оборудования на поддерживающее дистанционное и автоматическое управление. Практически та же ситуация и на стороне конечных потребителей: максимум, что сегодня передается в энергоснабжающую организацию в автоматизированном виде, – это показания данных коммерческого учета. Поэтому сегодня у потребителей отсутствует возможность влиять на работу питающей сети в зависимости от тех процессов, которые происходят у самих потребителей. Возобновляемая генерация, потребители, имеющие в своем составе источники мини- и микрогенерации, а также Центр управления городом – это третья группа участников активно-адаптивной сети, которая сегодня практически отсутствует. Солнечные и ветряные электростанции, строящиеся сегодня в России, не оснащаются системами накопления энергии, поэтому не способны в часы пиковой выработки накапливать энергию и выдавать ее в сеть при провалах, а потребители, имеющие небольшие по мощности солнечные панели или «ветряк», не имеют юридической возможности выдавать в сеть излишки выработки. Эти аспекты не позволяют строить децентрализованные активно-адаптивные системы электроснабжения, работающие по технологии энергетического блокчейна – системы, управляющей несколькими торговыми соглашениями между потребителями, которые покупают избытки выработанной электроэнергии непосредственно у изначального производителя без дополнительных затрат и торговой наценки, оперативно меняющей стоимость этой электроэнергии в зависимости от потребностей и объемов излишек. Таким образом, краеугольным камнем в этой группе участников активно-адаптивной сети являются накопители электрической энергии, а точнее их отсутствие в составе возобновляемой генерации. – Какое же оборудование делает пассивную электрическую сеть активно-адаптивной? – В настоящее время функционирование любой действующей энергосистемы базируется на принципе баланса выработанной и потребленной электроэнергии в каждый момент времени, независимо от схемы существующей сети, таким образом, накопление излишков электроэнергии при провалах потребления не предусмотрено. Появление в сетях накопителей электроэнергии позволит стабилизировать режимы работы источников генерации: в часы провалов потребления будет осуществляться накопление, а в часы пикового потребления накопители будут выдавать недостатки электроэнергии в сеть – в идеально сбалансированной ситуации генераторы круглосуточно будут работать в номинальном режиме. Применительно к возобновляемым источникам генерации (ВЭС, СЭС и т. п.) совместная работа с накопителями электроэнергии особенно актуальна, поскольку позволяет обеспечить стабильную выдачу электроэнергии в сеть, в том числе в ночные часы (СЭС) и в безветренную погоду (ВЭС), без необходимости задействовать для покрытия кратковременных небалансов мощности традиционные тепловые электростанции. Еще один важный аспект работы активно-адаптивной сети – это возможность регулирования реактивной мощности. В случае с солнечными или ветряными электростанциями используемый в их составе конвертер напряжения способен практически без задержек времени не только компенсировать реактивную мощность, но и выдавать ее в сеть. А как же остальные сети, работающие от традиционных источников генерации? В существующих сетях для целей компенсации используют УКРМ и шунтирующие реакторы, на электростанциях – синхронные компенсаторы. Каждое из этих устройств имеет свои преимущества и область применения, но недостатками этих устройств являются небольшая зона дискретного регулирования (УКРМ и шунтирующий реактор) или большая инерционность (синхронный компенсатор). Для работы в составе активно-адаптивных сетей целесообразно использовать современные решения – статические компенсаторы реактивной мощности на базе конвертеров (СТАТКОМы). СТАТКОМы способны мгновенно компенсировать реактивную мощность в точке подключения, улучшая показатели статической и динамической устойчивости энергосистемы. Кроме того, применение СТАТКОМов позволяет в автоматическом режиме регулировать уровень напряжения в узлах сети в нормальных и аварийных режимах, обеспечить несинхронную связь двух энергосистем, сократить потери в воздушных линиях.
С целью автоматической реконфигурации сети электроснабжения и / или устройств защиты и автоматики в зависимости от режимов, подстанции, работающие в составе активно-адаптивной сети, должны быть цифровыми. – Обязательно ли подстанции для такой сети должны быть цифровыми? – Это правильный вопрос, который необходимо задавать себе в современном мире, так как утверждение, что для построения активно-адаптивной сети все подстанции должны стать истинно цифровыми, не совсем правильно. Шаги по созданию цифровых подстанций предпринимаются в России на протяжении уже более десяти лет, и созданные в этот период подстанции, безусловно, нельзя считать полностью цифровыми, скорее они являются условно цифровыми, в которых применены МЭК61850 GOOSE и ММS, но тем не менее эти подстанции уже сейчас могут стать полноценными участниками активно-адаптивной сети. Жизненный цикл любой подстанции составляет не менее тридцати лет, по факту – они работают по сорок-пятьдесят лет, а где‑то и больше, в связи с чем очень важно, чтобы идеологические решения, закладываемые при создании сети таких подстанций, позволяли в дальнейшем не только использовать, но и расширять те технологии, которые сейчас находятся в стадии активного развития и апробирования на реальных объектах. Вопрос, строить или нет ту или иную подстанцию в цифровом виде, необходимо решать в комплексе, в рамках сетевого предприятия и с учетом будущего развития сети. К примеру, если в каждом сетевом предприятии вы построите по одной цифровой подстанции, то решите вопрос получения персоналом опыта работы с цифровой подстанцией, но в целом сети этих предприятий не станут активно-адаптивными, так как само понятие сеть предусматривает взаимодействие подстанций, обладающих одинаковым функционалом. В то же время цифровая подстанция заиграет новыми свойствами, как только появится сеть таких подстанций. Ни для кого не секрет, что стоимость цифровой инновационной подстанции сейчас обходится дороже условно цифровой в связи с тем, что инновационные технологии в полном объеме резервируют классическими. При этом условно цифровые подстанции с использованием МЭК61850 GOOSE и ММS уже давно стали привычными, при строительстве таких подстанций уже не перестраховываются и не резервируют эти решения классическими связями. Именно поэтому использование условно-цифровых подстанций позволяет обеспечить цифровизацию технологии на уровне не единичных подстанций, а целых сетевых районов, с целью обеспечения функционирования в режиме реального времени активно-адаптивных сетей без излишнего удорожания строительства. Тут следует отметить и интересный опыт крупных промышленных предприятий, которые в настоящий момент в меньшей степени тяготеют к активно-адаптивным сетям или к построению именно цифровых подстанций в полновесном понимании этого слова. Однако эти предприятия уже сейчас активно закладывают оборудование с возможностью дистанционного управления и поддержкой протоколов МЭК61850 GOOSE и ММS для обеспечения в будущем функций расширенного сетевого управления, внедрения противоаварийной разгрузки технологических установок, всевозможных логических защит, мониторинга состояния оборудования электроснабжения и обеспечения ремонтов по фактическому состоянию. – Какое оборудование может предложить компания «Электронмаш» для цифровых ПС, предназначенных для работы в составе активно-адаптивной сети? – Работая в различных сегментах рынка электротехнического оборудования, от энергетики до нефте- и газодобычи, нефте- и газопереработки, мы разработали и успешно поставляем нашим заказчикам весь спектр оборудования собственного изготовления, способного работать в составе цифровых подстанций, а инжиниринговые услуги, оказываемые при комплексной поставке, гарантируют полную совместимость компонентной базы и оптимальное соотношение требуемого функционала и стоимости оборудования. Залогом любого успешного внедрения при поставках оборудования для цифровых подстанций являются в первую очередь грамотные инженерные решения, включающие в том числе подбор оптимальной компонентной базы, проверенной многолетним опытом эксплуатации, а также тщательно выполненная инжиниринговая работа по созданию рабоче-конструкторской документации. Не менее важным является выполнение всех операций по параметрированию этого оборудования и комплексной наладке в составе цифровой подстанции непосредственно на заводе-изготовителе – это гарантирует заказчику минимальные временные и финансовые затраты на объекте.
Цифровые подстанции накладывают большое количество требований и особенностей к исполнению оборудования, например, существенно возрастают требования к обеспечению собственных нужд подстанций, а именно к системам оперативного постоянного тока. Именно поэтому в 2016 году было уделено особое внимание разработке масштабируемой линейки СОПТ «ExOnSys» с развитой системой диагностики и мониторинга зарядно-выпрямительных устройств и аккумуляторных батарей. Для обеспечения возможностей по автоматической реконфигурации схем электроснабжения на уровне 6-35кВ нами были разработаны полностью моторизированные КРУ 6‑10 кВ «Элтима» и КРУ 35 кВ «Элтима +» с наличием управления приводами выключателей, кассетно-выдвижных элементов и заземляющих ножей. Такие модификации уже сейчас активно востребованы и серийно выпускаются как для установки в составе подстанций заказчика, так и в составе цифрового ЗРУ, когда заказчик получает полностью укомплектованное системами собственных нужд, включая СОПТ, здание с установленными и налаженными на заводе шкафами КРУ 6‑10‑35 кВ и шкафами сетевых коммуникаций. Такой подход обеспечивает интеграцию ЗРУ в состав объекта на уровне обмена файлами данных параметрирования. Таким образом, отвечая на ваш вопрос, мы хотели бы подчеркнуть, что АО «Электронмаш» является предприятием «полного цикла», готовым оказать весь спектр работ по созданию цифровой подстанции «под ключ», включая разработку рабочей документации, изготовление оборудования, монтаж, наладку и сдачу в эксплуатацию заказчику. – Какие риски существуют при переходе энергетики на «цифровые рельсы»? – Вопрос возникновения рисков при переходе энергетики на «цифровые рельсы» достаточно емкий, и им занимаются многие профессиональные организации, работающие в этом направлении, однако в любом случае для внедрения активно-адаптивных сетей в жизнь потребуется провести еще огромную законотворческую работу, усовершенствовать устройства и оборудование, подготовить персонал нового формата, способный проектировать, строить, налаживать и эксплуатировать сети нового поколения и изготавливать оборудование для работы в их составе. Безусловно, в России такая работа ведется в сетевых компаниях и ведущих научно-технических центрах, в рамках профильных комитетов СИГРЭ и, что особенно важно, с привлечением производителей оборудования. Квалификация наших специалистов и их практический опыт позволяют вести активную работу с разработчиками и идеологами стандартов и вносить свой посильный вклад в общее движение в цифровое будущее, а наша материально-техническая база позволяет опробовать эти инновации, интерпретируя их непосредственно в оборудование, типовую документацию, и предлагать их энергетическому сообществу. www.eprussia.ru Интеллектуальные энергетические системы городов с активно-адаптивной сетью (Smart Grid): настоящее и будущее19.04.2018  Темы интеллектуальных энергетических систем городов, активно-адаптивных сетей, цифровизации энергосистем и подстанций все чаще поднимаются для обсуждения на тематических площадках, форумах и заседаниях различного уровня. Важность и перспективность развития интеллектуальных энергетических систем подчеркивают опубликованная «Дорожная карта» «Энерджинет» национальной технологической инициативы и активное строительство в последние годы сетевыми компаниями цифровых подстанций. Несмотря на связанных с архитектурой и это, вопросов, внедрением, актуальностью интеллектуальной энергетики, по‑прежнему много, и в этойсвязи интересно услышать мнение не только законодателей, но и производителей и интеграторов решений и оборудования. Сегодня мы побеседовали на эти темы с исполнительным директором АО «Электронмаш» Андреем Литвиненко. – Тема интеллектуальных активно-адаптивных энергетических сетей сегодня все чаще поднимается на разных уровнях. Как вы считаете, насколько актуальны и востребованы активно-адаптивные энергетические сети в городах? – Для того чтобы разобраться, что такое интеллектуальные энергетические системы городов с активно‑адаптивной сетью, предлагаю для начала взглянуть на вопрос шире: а что такое интеллектуальные системы городов в целом, без привязки только к энергетике?Для этого необходимо представить будущее, в котором все эти системы уже существуют. В этом будущем в городах созданы и работают интеллектуальные электрические сети, интеллектуальные тепловые сети, сети водо‑ и газоснабжения, интеллектуальный наземный транспорт и метрополитен, интеллектуальные экстренные службы, интеллектуальные услуги, даже здания являются интеллектуальными. Все эти городские сферы в режиме реального времени обмениваются актуальной информацией друг с другом через единую систему управления городом. Например, сбой в работе метрополитена автоматически влияет на схему и интервалы движения наземного транспорта, а отключение линии электропередачи приводит к автоматическому изменению схемы электроснабжения района. Из этой же системы управления городом актуальную информацию получают городские власти и население, первые – для повышения эффективности управления, вторые – для своевременного информирования и получения услуг. В целом, работа такой системы приводит к существованию саморегулируемой городской сети, в жизни которой участвуют и правительство, и жители, что называется, «в режиме реального времени». Получение обратной связи от населения позволяет своевременно вносить коррективы в алгоритмы работы саморегулируемых систем, тем самым непрерывно повышая эффективность работы городских служб. Непосредственно электрическая сеть такого города также является активно‑адаптивной, то есть способной меняться и подстраиваться под процессы, происходящие в ней, с целью сохранения бесперебойного электроснабжения в оптимальных режимах. Взаимно дополняющими участниками такой сети являются источники генерации (как традиционные, так и возобновляемые), магистральные и городские электрические сети со своими подстанциями, а также потребители, как с собственными источниками генерации, способными выдавать в сеть избыток мощности, так и без таковых. Для автоматической работы такой сети, помимо городского центра управления, вносящего управляющие команды на глобальном уровне, необходимы локальные (узловые) центры управления, от которых зависит повседневная работа отдельных сегментов сети. Активно‑адаптивная электрическая сеть, или в некоторых источниках Smart Grid, является саморегулируемой системой энерго‑обеспечения города. Она обеспечивает: анализ энергопотребления отдельных потребителей и групп, накопление энергии при избытках выработки и выдачу в сеть при дефиците мощности, автоматическую реконфигурацию сети электроснабжения при нештатных ситуациях, автоматическую реконфигурацию устройств защиты и автоматики в зависимости от режимов, информирование смежных систем о происходящих событиях в сети. - Какие объекты являются участниками активно-адаптивной энергетической сети? Кто из них существует в традиционных сетях и готовы ли они в существующем виде к работе в составе активно-адаптивной сети? – Я бы разделил всех участников активно‑адаптивной сети на три группы по степени их присутствия в традиционных сетях и уровню готовности к работе в составе активно‑адаптивной сети. Первая группа – это традиционная генерация, межсистемные и магистральные сети. Участники этой группы являются неотъемлемой частью сегодняшней электрической сети и имеют высокую степень готовности для работы в составе активно‑адаптивной сети. На объектах этой группы уже достаточно давно и активно работают такие системы, как противоаварийная и технологическая автоматика, телемеханика и АСУ ТП, релейная защита и автоматика. Вторая группа – это и потребители без источников генерации, и городские сети, питающие этих потребителей, и сюда же можно отнести узловые центры управления. Эта группа также является существующей в сегодняшних сетях, но ее элементы полностью или частично не готовы для работы в составе активно‑адаптивной сети. Это связано с тем, что городские электрические сети всегда строились на основе простого и недорогого оборудования. По низкой стороне городских подстанций защита, как правило, строилась на предохранителях, поэтому говорить об удаленном управлении и автоматическом изменении каких‑то параметров работы городских сетей в существующем виде невозможно. Поэтому одним только оснащением городских подстанций интеллектуальными устройствами здесь не ограничиться – требуется комплексная реконструкция с заменой основного электротехнического оборудования на поддерживающее дистанционное и автоматическое управление. Практически та же ситуация и на стороне конечных потребителей: максимум, что сегодня передается в энергоснабжающую организацию в автоматизированном виде, – это показания данных коммерческого учета. Поэтому сегодня у потребителей отсутствует возможность влиять на работу питающей сети в зависимости от тех процессов, которые происходят у самих потребителей. Возобновляемая генерация, потребители, имеющие в своем составе источники мини‑ и микрогенерации, а также Центр управления городом – это третья группа участников активно‑адаптивной сети, которая сегодня практически отсутствует. Солнечные и ветряные электростанции, строящиеся сегодня в России, не оснащаются системами накопления энергии, поэтому не способны в часы пиковой выработки накапливать энергию и выдавать ее в сеть при провалах, а потребители, имеющие небольшие по мощности солнечные панели или «ветряк», не имеют юридической возможности выдавать в сеть излишки выработки. Эти аспекты не позволяют строить децентрализованные активно‑адаптивные системы электроснабжения, работающие по технологии энергетического блокчейна – системы, управляющей несколькими торговыми соглашениями между потребителями, которые покупают избытки выработанной электроэнергии непосредственно у изначального производителя без дополнительных затрат и торговой наценки, оперативно меняющей стоимость этой электроэнергии в зависимости от потребностей и объемов излишек. Таким образом, краеугольным камнем в этой группе участников активно‑адаптивной сети являются накопители электрической энергии, а точнее их отсутствие в составе возобновляемой генерации. – Какое же оборудование делает пассивную электрическую сеть активно-адаптивной? – В настоящее время функционирование любой действующей энергосистемы базируется на принципе баланса выработанной и потребленной электроэнергии в каждый момент времени, независимо от схемы существующей сети, таким образом, накопление излишков электроэнергии при провалах потребления не предусмотрено. Появление в сетях накопителей электроэнергии позволит стабилизировать режимы работы источников генерации: в часы провалов потребления будет осуществляться накопление, а в часы пикового потребления накопители будут выдавать недостатки электроэнергии в сеть – в идеально сбалансированной ситуации генераторы круглосуточно будут работать в номинальном режиме. Применительно к возобновляемым источникам генерации (ВЭС, СЭС и т. п.) совместная работа с накопителями электроэнергии особенно актуальна, поскольку позволяет обеспечить стабильную выдачу электроэнергии в сеть, в том числе в ночные часы (СЭС) и в безветренную погоду (ВЭС), без необходимости задействовать для покрытия кратковременных небалансов мощности традиционные тепловые электростанции. Еще один важный аспект работы активно‑адаптивной сети – это возможность регулирования реактивной мощности. В случае с солнечными или ветряными электростанциями используемый в их составе конвертер напряжения способен практически без задержек времени не только компенсировать реактивную мощность, но и выдавать ее в сеть. А как же остальные сети, работающие от традиционных источников генерации? В существующих сетях для целей компенсации используют УКРМ и шунтирующие реакторы, на электростанциях – синхронные компенсаторы. Каждое из этих устройств имеет свои преимущества и область применения, но недостатками этих устройств являются небольшая зона дискретного регулирования (УКРМ и шунтирующий реактор) или большая инерционность (синхронный компенсатор). Для работы в составе активно‑адаптивных сетей целесообразно использовать современные решения – статические компенсаторы реактивной мощности на базе конвертеров (СТАТКОМы). СТАТКОМы способны мгновенно компенсировать реактивную мощность в точке подключения, улучшая показатели статической и динамической устойчивости энергосистемы. Кроме того, применение СТАТКОМов позволяет в автоматическом режиме регулировать уровень напряжения в узлах сети в нормальных и аварийных режимах, обеспечить несинхронную связь двух энергосистем, сократить потери в воздушных линиях. С целью автоматической реконфигурации сети электроснабжения и /или устройств защиты и автоматики в зависимости от режимов, подстанции, работающие в составе активно‑адаптивной сети, должны быть цифровыми. – Обязательно ли подстанции для такой сети должны быть цифровыми? – Это правильный вопрос, который необходимо задавать себе в современном мире, так как утверждение, что для построения активно‑адаптивной сети все подстанции должны стать истинно цифровыми, не совсем правильно. Шаги по созданию цифровых подстанций предпринимаются в России на протяжении уже более десяти лет, и созданные в этот период подстанции, безусловно, нельзя считать полностью цифровыми, скорее они являются условно цифровыми, в которых применены МЭК61850 GOOSE и ММS, но тем не менее эти подстанции уже сейчас могут стать полноценными участниками активно‑адаптивной сети. Жизненный цикл любой подстанции составляет не менее тридцати лет, по факту – они работают по сорок‑пятьдесят лет, а где‑то и больше, в связи с чем очень важно, чтобы идеологические решения, закладываемые при создании сети таких подстанций, позволяли в дальнейшем не только использовать, но и расширять те технологии, которые сейчас находятся в стадии активного развития и апробирования на реальных объектах. Вопрос, строить или нет ту или иную подстанцию в цифровом виде, необходимо решать в комплексе, в рамках сетевого предприятия и с учетом будущего развития сети. К примеру, если в каждом сетевом предприятии вы построите по одной цифровой подстанции, то решите вопрос получения персоналом опыта работы с цифровой подстанцией, но в целом сети этих предприятий не станут активно‑адаптивными, так как само понятие сеть предусматривает взаимодействие подстанций, обладающих одинаковым функционалом. В то же время цифровая подстанция заиграет новыми свойствами, как только появится сеть таких подстанций. Ни для кого не секрет, что стоимость цифровой инновационной подстанции сейчас обходится дороже условно цифровой в связи с тем, что инновационные технологии в полном объеме резервируют классическими. При этом условно цифровые подстанции с использованием МЭК61850 GOOSE и ММS уже давно стали привычными, при строительстве таких подстанций уже не перестраховываются и не резервируют эти решения классическими связями. Именно поэтому использование условно‑цифровых подстанций позволяет обеспечить цифровизацию технологии на уровне не единичных подстанций, а целых сетевых районов, с целью обеспечения функционирования в режиме реального времени активно‑адаптивных сетей без излишнего удорожания строительства. Тут следует отметить и интересный опыт крупных промышленных предприятий, которые в настоящий момент в меньшей степени тяготеют к активно‑адаптивным сетям или к построению именно цифровых подстанций в полновесном понимании этого слова. Однако эти предприятия уже сейчас активно закладывают оборудование с возможностью дистанционного управления и поддержкой протоколов МЭК61850 GOOSE и ММS для обеспечения в будущем функций расширенного сетевого управления, внедрения противоаварийной разгрузки технологических установок, всевозможных логических защит, мониторинга состояния оборудования электроснабжения и обеспечения ремонтов по фактическому состоянию. – Какое оборудование может предложить компания «Электронмаш» для цифровых ПС, предназначенных для работы в составе активно-адаптивной сети? – Работая в различных сегментах рынка электротехнического оборудования, от энергетики до нефте‑ и газодобычи, нефте и газопереработки, мы разработали и успешно поставляем нашим заказчикам весь спектр оборудования собственного изготовления, способного работать в составе цифровых подстанций, а инжиниринговые услуги, оказываемые при комплексной поставке, гарантируют полную совместимость компонентной базы и оптимальное соотношение требуемого функционала и стоимости оборудования. Залогом любого успешного внедрения при поставках оборудования для цифровых подстанций являются в первую очередь грамотные инженерные решения, включающие в том числе подбор оптимальной компонентной базы, проверенной многолетним опытом эксплуатации, а также тщательно выполненная инжиниринговая работа по созданию рабочеконструкторской документации. Не менее важным является выполнение всех операций по параметрированию этого оборудования и комплексной наладке в составе цифровой подстанции непосредственно на заводе‑изготовителе – это гарантирует заказчику минимальные временные и финансовые затраты на объекте. Цифровые подстанции накладывают большое количество требований и особенностей к исполнению оборудования, например, существенно возрастают требования к обеспечению собственных нужд подстанций, а именно к системам оперативного постоянного тока. Именно поэтому в 2016 году было уделено особое внимание разработке масштабируемой линейки СОПТ «ExOnSys» с развитой системой диагностики и мониторинга зарядно‑выпрямительных устройств и аккумуляторных батарей. Для обеспечения возможностей по автоматической реконфигурации схем электроснабжения на уровне 6‑35кВ нами были разработаны полностью моторизированные КРУ 6‑10 кВ «Элтима» и КРУ 35 кВ «Элтима +» с наличием управления приводами выключателей, кассетно‑выдвижных элементов и заземляющих ножей. Такие модификации уже сейчас активно востребованы и серийно выпускаются как для установки в составе подстанций заказчика, так и в составе цифрового ЗРУ, когда заказчик получает полностью укомплектованное системами собственных нужд, включая СОПТ, здание с установленными и налаженными на заводе шкафами КРУ 6‑10‑35 кВ и шкафами сетевых коммуникаций. Такой подход обеспечивает интеграцию ЗРУ в состав объекта на уровне обмена файлами данных параметрирования. Таким образом, отвечая на ваш вопрос, мы хотели бы подчеркнуть, что АО «Электронмаш» является предприятием «полного цикла», готовым оказать весь спектр работ по созданию цифровой подстанции «под ключ», включая разработку рабочей документации, изготовление оборудования, монтаж, наладку и сдачу в эксплуатацию заказчику. – Какие риски существуютпри переходе энергетики на «цифровые рельсы»? – Вопрос возникновения рисков при переходе энергетики на «цифровые рельсы» достаточно емкий, и им занимаются многие профессиональные организации, работающие в этом направлении, однако в любом случае для внедрения активно‑адаптивных сетей в жизнь потребуется провести еще огромную законотворческую работу, усовершенствовать устройства и оборудование, подготовить персонал нового формата, способный проектировать, строить, налаживать и эксплуатировать сети нового поколения и изготавливать оборудование для работы в их составе. Безусловно, в России такая работа ведется в сетевых компаниях и ведущих научно‑технических центрах, в рамках профильных комитетов СИГРЭ и, что особенно важно, с привлечением производителей оборудования. Квалификация наших специалистов и их практический опыт позволяют вести активную работу с разработчиками и идеологами стандартов и вносить свой посильный вклад в общее движение в цифровое будущее, а наша материально‑техническая база позволяет опробовать эти инновации, интерпретируя их непосредственно в оборудование, типовую документацию, и предлагать их энергетическому сообществу. Все публикации www.electronmash.ru BigData и Интеллектуальные энергетические системы / ХабрЗаключительный этап: индивидуальная и командные частиА это школьники, которых неоднократно побеждал в футбол встречал в лагерях GOTO и на хакатоне. Заключительный этап олимпиады состоит из двух частей: индивидуальное решение задач по предметам (математика, информатика) и командное решение инженерное задачи. На индивидуальное решение задач дается по 2 часа на один предмет. Задачи по математике и информатике общие на параллели 9 и 10-11 класс. Решение каждой задачи дает определенное количество баллов (см. критерии оценки далее). По математике за каждую задачу можно получить от 0 до указанного количества баллов в соответствии с описанными критериями. Баллы по информатике зачисляются в полном объеме за правильное решение задачи. Решение задач по информатике подразумевало написание задач на языке Python. Участники получают оценку за решение задач в совокупности по всем предметам данного профиля (математика и информатика) — суммарно от 0 до 24 баллов. Задание по математике 3.1.1в (2 балла). Группа психологов разработала тест, пройдя который, каждый человек получает оценку — число Q — показатель его умственных способностей (чем больше Q, тем больше способности). За рейтинг страны принимается среднее арифметическое значений Q всех жителей этой страны. Группа граждан страны А эмигрировала в страну Б, а группа граждан Б — в страну В. В результате этого рейтинги каждой страны оказались выше первоначальных. После этого направление миграционных потоков изменилось на противоположное — часть жителей В переехала в Б, а часть жителей Б — в А. Оказалось, что в результате рейтинги всех трех стран опять выросли (по сравнению с теми, которые были после первого переезда, но до начала второго). (Так, во всяком случае, утверждают информационные агентства этих стран.) Может ли такое быть (если да, то как, если нет, то почему)? (Предполагается, что за рассматриваемое время Q граждан не изменилось, никто не умер и не родился.) Задача по математике 3.1.2 (6 баллов) Администрация социальной сети ВКонтакте решила создать сообщество «Всех тех, у кого меньше половины друзей состоит в этом сообществе». Для этого им нужно включить в сообщество пользователей так, чтобы в итоге:
Решение есть тут на странице 191. Задача по информатике 3.2.4 «Итоговая аттестация» (3 балла) Конец года — беспокойное время не только для школьников, которые готовятся к экзаменам, но и для составителей экзаменационных заданий. Составляя любой тест, необходимо учитывать, насколько сложной будет задача для школьников, и определить, сколько учащихся сдадут тест успешно. В этом году было решено провести тестовый экзамен, пригласив 100 учеников разных школ решить 5 задач. Каждая задача оценивается в ai баллов. Задача либо решена на полный балл, либо не решена совсем, а значит за нее не начисляются баллы. Частичные решения проверяющие не учитывают. После экзамена составители получили результаты школьников. Для каждого школьника известны результаты проверки всех задач. Необходимо посчитать, сколько школьников получит не менее K баллов, если экзамен будут сдавать 1000000 школьников. Обратите внимание, что невозможно достаточно надежно найти вероятность решить определенный набор задач, но будем считать, что возможно достаточно надежно оценить вероятность решить одну задачу. Формат входных данных: В первой строке дано число K — число баллов, необходимое для успешной сдачи теста. Во второй строке 5 натуральных чисел — баллы за задачи. Первое число соответствует баллам за первую задачу, второе — за вторую и так далее. Далее следует 100 строк. В каждой строке 5 чисел, обозначающих, решена ли соответствующая по номеру задача или нет. На первом месте в строке указано решена ли первая задача, на втором решена ли вторая, и так далее. Если задача решена, то в строке будет указана 1, если нет — 0. Формат выходных данных: В единственной строке выведите ожидаемое число людей, которые успешно сдадут тот же тест если решать его будет 1000000 школьников. Решение есть тут на странице 200. Командная частьПостановка задачи. Участникам командной части заключительного этапа было необходимо решить серию задач по анализу графа пользователей социальных сетей: предсказать возраст пользователей, не указавшего его в своем профиле; предсказать регион проживания пользователя; предположить, кто из других пользователей социальной сети является знакомым пользователя. Участники должны были писать программы на языке Python. Продолжительность командной части заключительного этапа — 3 дня (всего 18 астрономических часов). Участники имели доступ к сети Интернет и могли пользоваться своими телефонами и ноутбуками. Всего командам предлагалось 3 задачи — по одной на каждый день. Условие задачи становилось известно участникам утром соответствующего дня. Для каждой задачи было подготовлено два подграфа реальной социальной сети «Одноклассники»:
Описание исходных данных Во всех задачах участникам предоставлялся граф пользователей (связи между пользователями) и файл с демографией (анонимизированные данные по каждому пользователю). Граф пользователей Граф сохранен в формате разреженной матрицы, где по каждой связи есть информация о ее типе (родственник, друг и т.д.) в виде битовой маски. Каждая строка матрицы соответствует друзьям одного пользователя и имеет формат: ID_пользователя1 {(ID_друга1, маска1), (ID_друга2, маска2),…} Матрица партиционирована по ID пользователя на 16 файлов, каждый из которых сжат стандартным протоколом сжатия GZip. Пары в списке связей отсортированы по ID друга (по возрастанию). Пример записей из графа: 102416 {(5362439,0),(7321627,0),(7345280,0),(9939258,0),(9976393,0),(11260492,0), (11924364,0),(16498676,0),(16513827,0),(21716731,0),(21826340,0),(23746537,0), (23751503,0),(24412936,0),(24423533,0),(30287856,0),(32321147,0),(34243036,0), (37592142,0),(39485706,0),(41505243,0),(42791620,0),(52012206,0),(52671472,0), (54652307,0),(57293803,0),(59242794,0),(59252048,0),(62535397,0),(62563866,0), (62567154,0),(64588902,0)} 102608 {(4167808,32784),(6019974,32),(6152844,16),(9570536,64),(10699806,33), (13290514,0),(15064491,128),(16432948,512),(24473204,0),(24655822,0), (25833075,256),(28000951,64),(30834507,2048),(34567533,16),(35766667,0), (37385121,0),(40123805,512),(43134386,1024),(45439608,0),(45484652,0), (47562525,0),(52378153,256),(52403136,512),(52493894,1024),(53483990,0), (54048767,0),(54286279,2048),(57401158,0),(57956631,0),(58183281,0), (61117236,32),(61898065,0),(61936634,0),(64512205,512),(65014849,0), (65112662,0),(65259449,0)} В маске связи могут быть установлены следующие биты:
Данные были подготовлены с использованием инструмента для хранения больших данных Apache Pig и содержат два соответствующих файла с заголовками, позволяющие участникам использовать этот инструмент и для предварительной обработки/фильтрации данных. Демография пользователей Данные о демографии предоставлены для того же миллиона пользователей, что и информация о социальных связях в формате списка атрибутов: userId create_date birth_date gender ID_country ID_Location loginRegion где:
Пример данных: 44053078 1166032023073 3067 1 10414533690 2423601 99 12495764 1177932393270 1138 2 10405172143 188081 25646929 1165304175170 3756 2 10414533690 3953941 22 25646999 1160728984480 3884 2 10414533690 241372 120 12495833 1176909723643 3363 2 10414533690 2724941 11 Демография партиционирована по той же схеме, что и граф, но не сжата (передается в виде открытых текстов). Так же может быть обработана с помощью стандартного инструмента хранения больших данных Apache Pig или любого другого инструмента, поддерживающего CSV. ЗадачиЗадача 4.2.1 «Дата рождения» Представленный для анализа фрагмент социального графа включает информацию о связях 100 тысяч пользователей, попавших в двухшаговую окрестность сотни случайно выбранных пользователей. Участникам предоставляются файлы графа социальной сети со всеми связями и файл демографии, в котором указан данные по пользователям, включая возраст, однако возраст указан не для всех пользователей.По пользователям которые присутствуют в графе, но не присутствуют в демографии необходимо установить значение их атрибута birth_date (дату рождения). Данные записываются в файл в формате: (<id_ползователя>\t(знак табуляции)<birth_date>) Посчитанные результаты участников принимаются в файле формата txt и сравнивается с полными данными специально написанной программой, которая считает расхождение между данными участников и настоящими данными. Чем меньше расхождение, тем выше оценивается результат команды. Базовое решение задачи на стр 208. Задача 4.2.2 «Регион» Представленный для анализа фрагмент социального графа включает информацию о связях 100 тысяч пользователей, попавших в двухшаговую окрестность сотни случайно выбранных пользователей. Участникам предоставляются файлы графа социальной сети со всеми связями и файл демографии, в котором указан данные по пользователям, включая регион, однако регион указан не для всех пользователей. По пользователям которые присутствуют в графе, но не присутствуют в демографии необходимо установить их аттрибут ID_Location (регион). Ответ записывается в текстовый файл в формате: (<id_ползователя>\t(знак табуляции)<ID_Location>) Посчитанные результаты участников принимаются в файле формата txt и сравнивается с полными данными специально написанной программой, которая считает расхождение между данными участников и настоящими данными. Чем меньше расхождение, тем выше оценивается результат команды. Базовое решение задачи на стр 213. Задача 4.2.3 «Поиск связей» Представленный для анализа фрагмент социального графа включает информацию о связях 1 миллиона пользователей, попавших в двухшаговую окрестность сотни случайно выбранных пользователей. Участникам предоставляются файлы графа и демографии по пользователям. Часть связей в предоставленном социальном графе скрыта и задачей участников является максимально полно и точно раскрыть их. Сокрытие связей коснулось только пользователей из исходного миллиона, остаток от деления аттрибут ID которых на 11 равен 7 (id % 11 == 7), сокрытию подверглось порядка 10% связей для каждого из этих пользователей. Были скрыты только ведущие в исходный миллион связи. В прогнозе достаточно восстановить наличие связи, ее тип не важен. Результаты прогноза нужно представить в формате CSV файла вида:ID_пользователя1 ID_кандидата1.1 ID_кандидата1.2 ID_кандидата1.3 ID_пользователя2 ID_кандидата2.1 ID_кандидата2.2 Записи в файле отсортированы по ID пользователя (по возрастанию), а затем по предсказанной релевантности кандидатов (по убыванию, саму релевантность при этом в файл писать не надо). Пример результатов: 5111 178542 78754 18807 982346 1346 57243 Результаты участников оцениваются с помощью метрики Нормализованной скидочной совокупной выгоды (Normalized Discounted Cumulative Gain, NDCG), используемой в индустрии для оценки точности работы алгоритма для этой и аналогичных ей задач. Метрика рассчитывается отдельно по каждому из пользователей, для которых есть скрытые связи, а затем усредняться. Записи в файле результата, не имеющие отношения к пользователям со скрытыми связями, при оценке результата учитываться не будут. Если по какому-то пользователю не будет предложено ни одного кандидата, то значение метрики для него будет считаться за 0. Базовое решение задачи на стр 216. habr.com «Российское энергетическое агентство» - Технологическая платформа ТП ИЭСТехнологическая платформа ТП ИЭС
Технологическая платформа «Интеллектуальная электроэнергетическая система России» Технологическая платформа является коммуникационным инструментом, направленным на активизацию усилий по созданию перспективных коммерческих технологий, новых продуктов (услуг), на привлечение дополнительных ресурсов для проведения исследований и разработок на основе участия всех заинтересованных сторон (бизнеса, науки, государства, гражданского общества), совершенствование нормативно-правовой базы в области научно-технологического, инновационного развития. В рамках ТП «Интеллектуальная электроэнергетическая система России» РЭА осуществляет следующую деятельность:
Контактная информация Конев Алексей ВикторовичДиректор по инновациям (495) 789-92-92,моб. 8 (916) 196-55-01 [email protected]
rosenergo.gov.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
