Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В результате выполнения работ по проекту «Повышение эффективности систем энергоснабжения территории опережающего развития» в отчетном периоде выполнены все запланированные работы и получены научные результаты, которые были апробированы в научном сообществе. Выполнен анализ современного состояния генерирующего и сетевого комплекса ЕЭС России с позиций энергоэффективности производства энергии, энергосбережения при транспортировке энергии и надежности электроснабжения, выявлены причины снижения экономической доступности и технической надежности электроснабжения конечных потребителей. Основными причинами является недостаточная эффективность систем централизованного энергоснабжения, что обуславливает целесообразность энергетического перехода к распределенной энергетике. В исследовании в качестве варианта рассматривалась локальная интеллектуальная энергосистема, включающая распределенную генерацию, где основной источник энергии находится в непосредственной близости от потребителей, что повышает доступность и надежность электроснабжения (https://elibrary.ru/item.asp?id=49488030). В результате выполнения работ доказана приоритетность формирования коммунальных однородных и гибридных ЛИЭС в составе систем электроснабжения, обеспечивающих в зоне своей деятельности электрической энергией население и приравненных к нему потребителей, а так же предприятия малого и среднего бизнеса. ЛИЭС – это сбалансированная энергосистема, включающая в себя распределенную генерацию, распределительную сеть среднего и низкого напряжения и электроприемники потребителей, которая может рассматриваться как самостоятельный и самодостаточный энергорайон. Их включение в состав региональных систем электроснабжения сопровождается получением значимых и полезных локальных и системных эффектов, в основе которых лежат свойства ЛИЭС и выполняемые функции. Максимальные значения эффектов достигаются при создании коммунальных ЛИЭС в дефицитных энергорайонах региональный системы электроснабжения, а также в удаленных жилых районах, где затраты на технологическое присоединение к системам централизованного электроснабжения превышает затраты, связанные с созданием ЛИЭС. Включение сбалансированных ЛИЭС в состав региональных энергосистем, меняет архитектуру систем электроснабжения. Переход систем централизованного электроснабжения на кластерную, ячеистую структуру позволяет обеспечить повышение бесперебойности, управляемости, устойчивоспособности (http://les.sei.irk.ru/media/uploads/books_2022.pdf). Повышается гибкость систем электроснабжения при включении в ее состав ЛИЭС и возрастает множество нормальных схемно-режимных состояний, что сопровождается требованиями к росту интеллектуализации децентрализованной режимной и противоаварийной автоматики, формированию к ней требований по быстродействию отделения и восстановления синхронной работы с энергосистемой. Формирование коммунальных ЛИЭС повышает доступность и бесперебойность электроснабжения населения, субсидируемого промышленными предприятиями, что позволяет снизить негативное влияние нерыночных надбавок и перекрестного субсидирования. Выполнение ими функций по выравниванию графиков нагрузки в ЕЭС России повышает эффективность работы генерирующего оборудования, что отражается на цене электрической энергии на оптовом рынке электроэнергии и мощности. Снижение неравномерности графика работы сетевого комплекса районных подстанций, включающих центры питания, позволит повысить долговечность сетевого оборудования. Создание ЛИЭС в дефицитных энергорайонах снизит объем капиталовложений в развитие распределительного электросетевого комплекса, что будет отражаться на снижении темпов роста тарифов на передачу электроэнергии(http://les.sei.irk.ru/media/uploads/books_2022.pdf). Рекомендация использовать в качестве распределенной генерации в ЛИЭС мини-ТЭЦ основана на наличии в системах теплоснабжения средних и крупных котельных. Для выбора котельных для трансформации в мини-ТЭЦ разработана многокритериальная методика отбора трансформируемых в мини-ТЭЦ котельных, учитывающая различные факторы, включая экономические (https://ieeexplore.ieee.org/document/9855090 ; https://ieeexplore.ieee.org/document/9854873). Показано, что в качестве основных технический решений по применению генерации на возобновляемых источниках энергии и систем накопления энергии в составе коммунальных гибридных ЛИЭС определенные технические и экономические преимущества имеют гибкие солнечные панели и проточные накопители энергии. Развитие гибридных коммунальных ЛИЭС позволит привести их в соответствие с ESG стандартом и тем самым повысить их инвестиционную привлекательность. Практическая деятельность по созданию ЛИЭС в регионах и городах сталкивается с рядом барьеров и препятствий, в том числе нормативно-правового характера. Обоснована необходимость создания благоприятной институциональной среды для перехода к распределенной энергетике и снижения инвестиционных рисков, повышения инвестиционной привлекательности интеллектуальных энергосистем для частных инвесторов. Рекомендуется на уровне регионов выполнение программ развития распределенной энергетики, основой которых может стать создание гибридных ЛИЭС. Основные научные результаты работы апробированы в научном Основные научные результаты работы апробированы в научном сообществе - обсуждались на семинарах и конференциях различного уровня: Международный научный семинар им. Ю.Н.Руденко «Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики»; Международная конференция молодых специалистов в области электронных приборов и материалов (IEEE 23rd International Conference of Young Professionals in Electron Devices and Materials (EDM)); Международная научно-техническая конференция «Проблемы и перспективы развития энергетики, электротехники и энергоэффективности»; Международная конференция «Проблемы информатики, электроники и радиотехники» (International Conference «Problems of Informatics, Electronics and Radio Engineering (PIERE)»); Всероссийская научная конференция молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации»; По результатам выполнения работ опубликовано 8 статей, включая 2 индексированных Scopus, 1 ВАК, 6 РИНЦ.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В результате выполнения работ по проекту «Повышение эффективности систем энергоснабжения территории опережающего развития» в отчетном периоде выполнены все запланированные работы и получены научные результаты, которые были апробированы в научном сообществе. Создание ЛИЭС и их включение в состав региональных энергосистем сопровождается одновременным повышением надежности, экономичности и экологичности систем электроснабжения, что позволяет считать такое направление развития региональной электроэнергетики соответствующим критерию эффективности по Парето и, следовательно, предложенный процесс преобразований направлен к достижению оптимального состояния. Наличие экономических эффектов в сочетании с ростом бесперебойности электроснабжения и сокращением объема вредных выбросов в атмосферу от сжигания углеводородного топлива позволяют говорить о преимуществах создания и интеграции локальных интеллектуальных энергосистем в состав региональных систем электроснабжения. На примере первой интегрированной коммунальной ЛИЭС исследованы основные системные эффекты. Их получение обеспечивается свойствами данной ЛИЭС и использованием децентрализованной автоматической системы управления, разработанной для присоединения ЛИЭС к распределительной сети региональной энергосистемы. Интеграция ЛИЭС позволила повысить бесперебойность электроснабжения, получить дополнительные экономические эффекты, что послужило основанием для инвестиций в развитие региональной системы энергоснабжения (https://ieeexplore.ieee.org/document/10138987). Наличие энергоэффективных газотурбинных и газопоршневых технологий обуславливает возможность осуществлять преобразование котельных в мини-ТЭЦ, что позволит получать топливные эффекты и обеспечить снижение энергоемкости производства тепловой и электрической энергии. В статье (https://ieeexplore.ieee.org/document/10017102) предложен критерий топливной эффективности для оценки и сопоставления вариантов энергоснабжения для обоснования целесообразности реконструкции котельной. Для повышения обоснованности принимаемых решений по созданию и интеграции локальных интеллектуальных энергосистем в региональные разработан методический инструментарий, включающий технико-экономическую модель ЛИЭС, математическую модель мини-ТЭЦ, как основного источника энергоснабжения локальной территории, а также модели и методики расчетов системных эффектов от интеграции (https://www.nts-ees.ru/sections-map/section-51/section-73.html). Для учета соотношения годовых нагрузок тепловой и электрической энергии разработана методика построения годовых графиков по продолжительности, учитываемых при выборе структуры силового оборудования. Выполнение системных функций при включении ЛИЭС в состав региональной электроэнергетики, в особенности коммунальных ЛИЭС, сопровождается значимыми для региона системными эффектами, в числе которых: повышение доступности электроэнергии для потребителей по общественно приемлемым ценам, ослабление перекрестного субсидирования, увеличение гибкости энергоснабжения на основе применения интеллектуальных технологий, создание благоприятных условий для функционирования малого и среднего бизнеса. Однако коммерциализация указанных системных эффектов ограничена, в исследовании выявлены присущие институциональной среде недостатки, которые сдерживают развитие распределенной энергетики и стимулирование создания однородных и гибридных локальных интеллектуальных энергосистем на территории регионов страны. В частности, сформулированы рекомендации по совершенствованию действующих правил работы оптового, розничного и рынка системных услуг (https://elibrary.ru/item.asp?id=54713941). На основе комплексного рассмотрения свойств и характеристик ЛИЭС выявлено, что получение полезных экономических эффектов обеспечивает повышение инвестиционной привлекательности и формируют условия устойчивого социально-экономического развития регионов. Изменения в системах организационно-технологических, организационно-экономических и организационно-правовых отношений позволят снизить инвестиционные риски для частных инвесторов в развитие региональной энергетики. (https://economyofregions.org/ojs/index.php/er/article/view/517/192). В части технико-технологических особенностей функционирования интегрированных ЛИЭС исследованы ограничения на величину прерывистой генерации, влияющей на режимы работы генерирующего и сетевого оборудования ЛИЭС, при условии локализации стохастической электроэнергии и минимизации ее влияния на работу региональной энергосистемы. Обоснована возможность применения микрогенерации, использующей ВИЭ, в составе ЛИЭС с учетом схемно-режимных ограничений, вносимых прерывистой генерацией. Верификация разработанных моделей и методов была проведена при исследовании эффективности создания коммунальной ЛИЭС на территории опережающего развития «Наукополис» «СмартСити-Новосибирск». Основные научные результаты работы апробированы в научном сообществе — обсуждались на семинарах и конференциях различного уровня: совместное заседание Секций «Активные системы распределения электроэнергии и распределенные энергетические ресурсы», «Возобновляемая энергетика и гибридные энергетические комплексы» НП «НТС ЕЭС» и Секции по проблемам НТП в энергетике Научного совета РАН по системным исследованиям в энергетике; Международный научный семинар им. Ю.Н.Руденко «Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики»; Международная научно-техническая конференция «Пром-Инжиниринг»; Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2023» Региональная площадка «Вернадский – Новосибирская область». По результатам выполнения работ в 2023 году опубликовано 5 материалов, включая 3 статьи, индексированных Scopus, WoS.