Как «умное» электроснабжение трансформирует повседневное потребление электроэнергии?

Отслеживание потребления энергии в режиме реального времени обеспечивает основу для таких функций, как отслеживание потребления электроэнергии в режиме реального времени, контролируемое с помощью умных счетчиков.

Умные счетчики заменяют традиционные счетчики, фиксируя потребление электроэнергии каждые пятнадцать минут вместо ежемесячного снятия показаний. Такое цифровое измерение позволяет потребителям отслеживать динамику своего энергопотребления и особенности расчётов за электроэнергию. Потребители смогут оценить реальную стоимость энергопотребления даже тех приборов, которые, казалось бы, потребляют мало энергии, например, в режиме ожидания (standby), когда загорается индикатор питания. Эти умные счетчики, используя ИИС (расширенную инфраструктуру учета — Advanced Metering Infrastructure), обеспечивают уникальную двустороннюю связь между энергоснабжающими организациями и потребителями. Энергоснабжающие организации могут передавать команды на активное управление нагрузкой, а потребители — получать информацию в реальном времени о графиках управления нагрузкой, чтобы избежать периодов, когда действует активное ограничение нагрузки. Исследования показали, что домашние хозяйства добровольно снижают потребление электроэнергии примерно на 12 % благодаря обратной связи в режиме реального времени о текущем потреблении. Мгновенная связь устраняет дискомфорт, связанный с управлением спросом. Немедленная обратная связь позволяет контролировать энергопотребление без необходимости прямого управления отдельными приборами.

Формирование аналитических выводов на основе ежемесячных счетов

Исторически сложилось так, что коммунальные компании выставляли клиентам ежемесячные счета, однако в этих счетах указывалось лишь, как часто клиенты пользовались коммунальными услугами, и прозрачность была крайне низкой или отсутствовала вовсе. В целях повышения прозрачности коммунальные компании предоставляют энергетические информационные панели (энергодашборды) с доступом к потоковой передаче и облачному архиву данных об использовании коммунальных ресурсов, а также к круговым и столбчатым диаграммам и т. д. Благодаря использованию энергодашбордов клиенты могут наглядно видеть и понимать реальное влияние своих действий. Например, если клиент, пользующийся энергодашбордом, решит повысить температуру в доме на 2 °C во время жары, он сможет отслеживать своё потребление энергии и, используя энергодашборд, оценить последствия этого решения для энергопотребления. [] Исследования показали, что клиенты коммунальных компаний, применяющих энергодашборды, демонстрируют устойчивую экономию энергии в диапазоне от 8 до 15 процентов. Энергодашборды также обеспечивают клиентам наглядность в отношении их энергопотребления: например, если старый холодильник потребляет чрезмерное количество энергии, клиент может заметить снижение суммы в своём счёте за электроэнергию. Энергодашборды помогают клиентам снизить темпы потребления энергии, что способствует сохранению как их личных финансов, так и здоровья планеты.

Ценообразование по времени использования: умное электроснабжение с интеллектуальным переносом нагрузки

Для применения тарифов по времени использования клиенту начисляются различные суммы оплаты, что помогает энергоснабжающей компании снизить пиковое потребление электроэнергии и тем самым уменьшить нагрузку в часы пик. Снижение тарифов на электроэнергию происходит в периоды низкого потребления. Обычно такие периоды приходятся на ночное время и выходные дни, когда тарифы снижаются на 20–40 %.

Стимулы для использования систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), зарядки электромобилей (EV) и крупной бытовой техники в периоды вне пика нагрузки

Стратегии переноса нагрузки охватывают три основные области:

HVAC: предварительное охлаждение и предварительный обогрев жилых помещений до повышения тарифов на отопление

Зарядка EV: программирование времени зарядки в периоды действия льготных тарифов вне пика нагрузки

Крупная бытовая техника: эксплуатация посудомоечных машин, сушилок и насосов в периоды действия льготных тарифов вне пика нагрузки.

Применение данного поведения в рамках метода сдвига позволяет участникам в среднем экономить от 150 до 300 долларов США ежегодно. Внедрение автоматизированных систем управления энергопотреблением, которые синхронизируют работу бытовых приборов с динамически изменяющимися тарифами, устраняет неопределённость и максимизирует экономию.

Вопросы справедливости: устранение разрыва в уровне внедрения среди домохозяйств с низкими доходами

Программы дифференцированных по времени суток тарифов (TOU) потенциально исключают наиболее уязвимые группы населения: у 30 % домохозяйств с низкими доходами отсутствуют интеллектуальные термостаты и таймеры, что делает невозможным перенос потребления энергии на определённые периоды суток; кроме того, лица с гибким графиком работы могут не иметь возможности скорректировать свои графики энергопотребления. Справедливый перенос энергопотребления в домохозяйствах, оснащённых интеллектуальными технологиями, и одновременное повышение устойчивости электрической сети:

Предоставление субсидируемых интеллектуальных термостатов и таймеров

Установление умных, гибких и экономически обоснованных ступенчатых лимитов потребления

Сотрудничество сообщества с местными организациями в реализации образовательных инициатив.

Хотя эти инициативы вселяют надежду на улучшение технологий, доступных домашним хозяйствам, а также на повышение устойчивости электросетей, они также направлены на интеллектуальные технологии, повышающие эффективность систем потребления электроэнергии в жилых помещениях.

Интеграция «умной» электроэнергии с системами автоматизации жилья и искусственным интеллектом

Системы управления энергопотреблением в жилых помещениях на основе искусственного интеллекта (AI HEMS) и график гибкого энергопотребления, адаптируемый к состоянию сети

Системы интеллектуального управления энергопотреблением в жилых помещениях (AI HEMS) кардинально меняют подход потребителей к управлению электроэнергией. Среди новшеств — умные системы, отслеживающие и регулирующие поток энергии между нагрузками, микросетями, солнечными панелями на крышах, системами аккумуляторного хранения энергии и централизованной электросетью. Эти системы анализируют данные о текущем потреблении электроэнергии в реальном времени, используют прогнозы погоды, предвидят изменения тарифов со стороны энергоснабжающих организаций и учитывают расписание и привычки потребления электроэнергии жильцов дома. Системы AI HEMS обрабатывают все эти входные данные для принятия решений, направленных на арбитраж тарифов со стороны энергоснабжающих организаций (например, зарядку электромобилей EV, изменение заданных температур на термостатах и т. д.) и стимулирование переноса нагрузки за пределы пиковых периодов. Большинство экспертов прогнозируют, что к 2025 году такие системы позволят потребителям участвовать в программах реагирования на спрос (demand response), предлагаемых энергоснабжающими организациями: потребители добровольно снижают своё энергопотребление в пиковые периоды, чтобы избежать отключений электроснабжения. Эти системы продолжают обучаться и управлять энергопотреблением без вмешательства пользователя. Это выгодно как для потребителей — поскольку системы переносят нагрузку на вне-пиковые периоды, — так и для электросети, обеспечивая интеграцию возобновляемых источников энергии и откладывая необходимость строительства новых линий электропередачи и подстанций.

Долгосрочные изменения в поведении и повышение эффективности за счет умного электроснабжения

В реальном времени люди начинают по-новому воспринимать электроэнергию. Благодаря мониторингу в режиме реального времени, тарифам, зависящим от времени суток, и автоматизированным системам, потребление электроэнергии может адаптироваться, чтобы более гибко реагировать на запросы потребителей. Технологии адаптивного потребления позволяют потребителям запускать стиральные машины, зарядные устройства и кондиционеры в зависимости от текущих цен и состояния электросети, а не по собственному графику. Эти повседневные решения могут превратиться в устойчивые привычки. Исследования показывают, что при внедрении таких технологий домохозяйства сокращают потребление электроэнергии почти на 20 %. Постоянство поведенческих изменений — это то, что большинство компаний наблюдают у тех пользователей, которые применяют «умные» инструменты в течение наиболее продолжительного времени. Это не просто снижение расходов: это также сокращение выбросов углерода и уменьшение нагрузки на энергосистему. Повышение осведомлённости потребителей о важности заблаговременных действий требовало не только внедрения «умных» инструментов, но и кардинального изменения всего подхода к использованию электросети.

Часто задаваемые вопросы

Что такое «умные» счётчики?

Умные счетчики отслеживают и фиксируют потребление энергии чаще и подробнее, чем традиционные счетчики. Вместо ежемесячной передачи показаний они передают данные о потреблении энергии каждые 15 минут.

Как работает тарификация по времени суток?

Тарификация по времени суток (TOU) направлена на перенос потребления энергии на периоды низкой нагрузки за счёт установления более низких тарифов в эти периоды. Это означает, что если вы выполняете энергоёмкую операцию, её можно провести с меньшими затратами, запланировав на период действия льготных тарифов.

Какие преимущества дают домашние энергосистемы на основе искусственного интеллекта?

Умные энергосистемы используют технологии искусственного интеллекта для обеспечения системного баланса потребления энергии. Это означает, что потребление энергии оптимизируется на основе ранее зафиксированных паттернов потребления системы, включая прогнозы погоды, изменения цен на энергию и бытовые активности.