Автор: 
Российские учёные совместно с зарубежными коллегами предложили систему, которая поможет обеспечить надёжное и недорогое электроснабжение удалённых от цивилизации поселений. Авторы предлагают объединить в сеть личные источники энергии жителей посёлков, а управлять распределением электричества будет автоматизированная система с машинным обучением. Такой подход поможет снизить нагрузку на генераторы вдвое, а себестоимость киловатта-час — почти впятеро. Пока что авторы планируют апробировать свою разработку в трёх поселках Бурятии, но не исключают, что в перспективе она будет полезна при создании колоний на Марсе и Луне. Статья опубликована в журнале Renewable Energy.
Жизнь в отдалённых от крупных городов местах, например в тундре, довольно трудна в том, что касается ресурсов. Так, для получения электричества жители глухих посёлков используют собственные источники — солнечные батареи, дизельные генераторы и прочее, потому что тянуть линии электропередач может быть весьма проблематично и неоправданно дорого. Если прибор выйдет из строя, человеку придётся ждать, когда его удастся починить. Вместе с тем, если получится произвести больше энергии, чем можно израсходовать, она просто пропадает, даже если сосед сидит без электричества.
«В этой ситуации хорошим решением будет объединиться в энергетическое сообщество, все участники которого вкладываются в общий электрический «котёл», а затем между ними в равных долях происходит перераспределение. Так можно снизить себестоимость производимой энергии, не заставлять оборудование работать вхолостую и обезопасить жителей от того, что они останутся без света. Но здесь важна грамотная, интеллектуальная система управления, которую мы и предложили в нашей новой работе», — рассказывает участник проекта Никита Томин, старший научный сотрудник ИСЭМ СО РАН.
Такие сообщества организовывали и прежде, но сейчас учёные из Института систем энергетики имени Л. А. Мелентьева СО РАН (Иркутск) вместе с зарубежными коллегами предлагают обновлённый подход к созданию и управлению этих больших энергообъектов с учётом экономики, экологии и социальных особенностей конкретных поселений. Идея заключается в том, чтобы объединить жителей, например, маленького посёлка в единую микросеть, а уже несколько деревень-микросетей — в сообщество. Такими комплексами будет управлять интеллектуальная система на основе собственного программного обеспечения авторов идеи, а помогут ей локальные подсистемы, отвечающие за каждый посёлок.
В основе лежит концепция оператора сообщества микросетей, который способен автоматически перераспределять доходы и расходы между участниками сообщества с помощью двухуровневой оптимизации и машинного обучения. Благодаря алгоритму Монте Карло по поиску в дереве такие локальные автоматики будут не только учиться оптимально управлять своей микросетью, но через справедливый рынок, создаваемый оператором сообщества на основе принципа эффективности по Парето, выгодно для всех «общаться» между собой. Так можно оптимизировать обмен электроэнергией и услугами энергетической гибкости. В случае внедрения предложенный подход позволяет развернуть просчитанную сетевую и аппаратную инфраструктуру (генерирующее оборудование, цифровые контроллеры, рабочие станции, локальную сеть и прочее), которая будет управляться разработанным ПО, реализующим функции интеллектуальной автоматики.
Как предполагают исследователи, так удастся создать «справедливый» рынок электроэнергии, условия которого выгодны всем его членам. Расчёты показывают, что можно почти вдвое снизить максимальную мощность личных источников электричества, а значит, и расходы на их обслуживание. В сравнении с подключением посёлка к внешней сети через ЛЭП, удастся понизить нормированную стоимость электроэнергии с 58 до 12 рублей за киловатт-час.
«Мы рассмотрели возможность внедрения сообщества микросетей в бурятских посёлках Курбулик, Монохово и Катунь. Благодаря нововведению стоимость электроэнергии многократно снизится, а электроснабжение посёлков улучшится. На самом деле, наша концепция окажется полезной и в далёком будущем, например, при колонизации других планет, хотя источники энергии будут уже совсем другие, и систему нужно будет перестроить под них», — подводит итог Никита Томин.
