Современная техническая мысль шагает настолько быстро, что технологически трудно согласовать необходимость реконструкции с экономической целесообразностью. Потому, только успел установить новое оборудование, как оно уже морально устарело. Особенно это касается огромных хозяйственных структур. Тем не менее, современная энергетика планирует за ближайшие пять лет провести полную замену отживших свое устройств. Все энергокомплексы будут оснащаться сверхсовременными "умными" системами.

Устаревшие, времен советской эпохи, электрические сети исчерпали не только моральный, но эксплуатационный ресурс. Результатом такого плачевного состояния стала авария, произошедшая в последней декаде мая 2005 года на одной из электроподстанций Москвы. Огромное количество потребителей электричества, от частных квартир до промышленных объектов, пережили энергетический коллапс. Оказывается, жизненно важное устройство произведено было в 1958 году. Включение же в работу интеллектуальных структур позволит обеспечить автоматическое управление всеми технологическими процессами.

Другой причиной отсутствия электрического тока могут быть стихийные бедствия. В начале зимы 2010 года произошло отключение электроэнергии в одном из московских аэропортов. Причиной стал дождь. Вследствие чего, все предметы покрылись ледяным налетом, под весом которого произошел обрыв подводящих проводов. Питающие подстанции и трансформаторы отключились. Аэродром перестал обслуживать пассажиров, система управления воздушным движением была парализована. Аэровокзал закрыли, прием, и выпуск самолетов отложили до ликвидации аварийной ситуации. Несколько тысяч человек оказались заложниками погоды и несовершенной системы энергообеспечения. Экономические потери в таких непредвиденных ситуациях исчисляются цифрами со многими нулями. Даже при отсутствии форс-мажорных обстоятельств, в спокойные дни, российские электрические сети попадают под характеристику, как находящиеся в небезопасном состоянии.
По статистическим данным самой электрообеспечивающей организации около 20% подстанций содержатся в малоудовлетворительном состоянии, а до половины всех переключателей отслужили установленное время. Болезненная тема для страны - непредусмотренные траты электричества при доставке потребителю - стала настоящим камнем преткновения. Уже надоевшие сравнения с Европой и другими развитыми странами все больнее бьют по самолюбию. Ну почему у них потери составляют до 8%, а в России - до 30 %?

Практически все электрические сети нуждаются в замене. И дело не только лишь в большой степени изношенности и временного разрыва между находящимися в эксплуатации устройствами и современными. К сожалению, старая Европа впереди и по технологическим параметрам, и по долговечности, безопасности, прочности и т. д. Но и за границей также случаются аварийные ситуации. В августе 2003 года в США остались без света около 50 млн. человек, что послужило толчком к переосмыслению структуры энергосистемы с акцентом на изменение способа и схемы передачи электрического тока.

Стремление и общие попытки представителей энергокомпаний, научных кругов и государственных структур изменить ситуацию, привело к выработке новой стратегии развития энергетики. На первый план выходят энергетические интеллектуальные комплексы или умные электрические линии.

В Европе и Северной Америке в положение об умных структурах электрических сетей включают идею объединения энергетических комплексов с восстанавливаемыми очагами ресурсов и создания динамических и самоприспосабливающихся элементов сортировочных систем, таких как автотестирование и самовозобновление. Большое внимание уделяется контрольно-измерительной автоматике, интегрированной в совместную структуру оповещения и выбор наилучшего варианта по минимизации затрат мощностей по времени суток.

Для России с ее обширными территориями более подходит определение "умная" электрическая сеть, причиной этого является повышенная степень ветхости энергетических компонентов. Заявленное руководителями государства движение на введение новшеств и полное преобразование еще более усиливает значение данного момента. Смысл программы таков: в России под умными электрическими сетями понимают совокупность электрических устройств (подстанции, трансформаторы, надземные линии), подсоединенные к очагам генерации и помещений пользователей, что подразумевает введение новых схем организации, передачи и администрирования процессом эксплуатации. Происходит интеграция сетей, которые объединяют компании и клиентов в одну самодействующую структуру.

Одними из определяющих способностей динамической адаптивной линии являются автоматическая самопроверка и автовозобновление (при обледенении линий электропередач). Электрические сети будут в состоянии самостоятельно определять отклонение от установленной технологической карты и трансформировать параметры работы для недопущения разрушения системы. В задачи, выполняемые интеллектуальными устройствами, будет входить и обязанность по экономии ресурсов при возможных инцидентах, и аккумулирование временного перевеса энергии, возвращая ее при увеличении потребления.

Интеллектуальные электрические сети планируют ввести в строй поэтапно. Начальный период находится в процессе завершения: отработана модель использования умной линии в общей государственной электросети до 20-го года.

Следующие два этапа осуществляются совместно: процесс создания системы, поиска методов и способов взаимовлияния и взаимодействия генерирующих объектов и клиентов решается параллельно с апробированием на основе опытных разработок новых технологических образцов умной электросети. И даже больше, некоторые технически развитые новинки успешно выполняют свои функции уже в настоящее время.

Перспективные электрические сети используют сортировочные газово-электрические приборы, обеспечивающие наиболее приемлемую степень надежности и защищенности энергоконструкций, и значительно уменьшающих возможность возникновения каскадных происшествий. Всеобщая установка аппаратуры, в основе которой находится электронная техника, обеспечивает переключение больших мощностей, регулирование различных электродвигателей, приборов освещения, средств защиты, автоматизированного контроля и учета электричества. Так, уже есть примеры строительства закольцованных энергосистем. Подобные конфигурации предусматривают употребление не одного, а многих точек подключения к источнику энергии у каждого компонента схемы - проводных линий, трансформаторов, существенно увеличивающих сохранность элементов кольца. В случае же аварийной или любой другой технологической проблемы, возникающей в круговой системе, такая схема выключит ограничительное и экономное распределение электричества. Предусмотрено, что интеллектуальные электрические сети, в частности подстанции, переходят на цифровые технологии. Вся элементная база при организации структур учета, защищенности и координации, накапливающих и перерабатывающих весь поток сведений, осуществляет руководство устройствами в цифровой системе. Замысел создания умных устройств рассматривает необходимость применения на закольцованных схемах цифровых оптических датчиков и установки совокупности аппаратуры на цифровой элементной основе новейшего поколения. Опытные электрические системы уже введены в эксплуатацию. Основная задача, предусмотренная в проекте тестирования, - это определение и устранение недостатков, подготовка технического персонала перед применением новейших систем и установкой их на уже использующихся электрических сетях. Инновационные устройства позволят проводить и измерять параметры системы с необходимой точностью, а автоматическое управление максимально уменьшит несанкционированное вмешательство персонала, что повысит ее безопасность и снизит расход энергии при доставке к потребителю. Все принятые меры значительно улучшают экономические показатели работы всего комплекса энергообеспечения, уменьшая потери и траты на эксплуатирование.

Цифровые, высокого напряжения трансформаторные электрические сети оборудуются оптиковолоконными датчиками, меряющими и учитывающими основные показатели работы подстанций, элементов согласования, визуальной индикации и автоматизации процессов.

В следующей части статьи будет более детально рассказано об организационных и технологических проблемах, возникающих в работе энергетического комплекса страны при внедрении новейших технологий.