«Интернет энергии» и новые методы прогнозирования: как выпускницы КузГТУ меняют подходы к энергетике

Выпускницы института энергетики Анастасия Устюжанина и Елизавета Карташова стали финалистами Всероссийского конкурса выпускных квалификационных работ бакалавров и магистров технических вузов по электроэнергетической и электротехнической тематикам. Свои работы девушки представят на Российской энергетической неделе в Москве.

Анастасия разработала алгоритм ценообразования электроэнергии для объектов микрогенерации – небольших установок, таких как солнечные панели или микро-ГЭС, которые могут использоваться в частных домах. Суть проекта заключается в том, чтобы позволить владельцам частных домов не только продавать излишки своей электроэнергии в сеть, но и обмениваться ею друг с другом внутри концепции «Интернета энергии» (IoE).

Интернет энергии – это система, в которой дома, производящие электроэнергию, могут взаимодействовать и торговать ею между собой по специальному внутрисетевому тарифу, с помощью криптовалюты «е-коины». В рамках такой системы пользователи производят обмен напрямую, минуя традиционные централизованные сети.

На данный момент в России не существует определённого экономического регламента взаимодействия объектов микрогенерации между собой внутри «Интернета энергии». Однако внедрение таких технологий особенно актуально для изолированных территорий страны, для которых тариф на электроэнергию завышен. Мы предложили новую систему внутреннего тарифообразования для продажи электроэнергии между домохозяйствами, – объясняет студентка.

Алгоритм Анастасии рассчитывает цены на электроэнергию для домохозяйств в микрогриде с учётом погодных условий, экономических показателей и особенностей локальной энергосети. Это позволит выбирать оптимальные решения для генерации электроэнергии в зависимости от конкретных условий.

Также Анастасия предложила методику подбора оборудования для малых генераций с учётом местных условий, таких как солнечная активность, скорость ветра или реки. По её расчётам, в Кемеровской области самым выгодным вариантом будет использование микро-ГЭС (низкие тарифы и короткий срок окупаемости в три года).

Елизавета Карташова разработала методику прогнозирования энергопотребления населённых пунктов на примере энергосистемы Кузбасса. Точность прогнозов обеспечивают алгоритмы машинного обучения и структурный подход, который учитывает особенности каждого населённого пункта по отдельности.

Сегодня прогнозирование энергопотребления происходит на основе статистических методик. Населённые пункты рассматриваются в совокупности, что ограничивает точность и скорость анализа. Цифровизация отрасли, ускорение темпов трансформации энергосистем и возможности машинного обучения сегодня позволяют строить индивидуальные прогнозы быстрее и точнее. Также в работе мы использовали структурный метод, – рассказывает выпускница.

В основе структурного метода лежат модели классификационно-регрессионных деревьев, которые анализируют данные и строят прогнозы быстрее и точнее, чем это делалось ранее с использованием традиционных методов. Это особенно актуально для прогнозирования энергопотребления и эффективного управления энергосистемами.

Для молодых учёных важно узнать мнение профессионалов-практиков в области электроэнергетики, услышать рекомендации и замечания. Мне интересно будет вновь оказаться на Российской энергетической неделе спустя два года обучения в магистратуре, обменяться опытом с товарищами из других городов и привезти новые знания в родной КузГТУ. Надеюсь, что результаты наших исследований окажутся интересными для ведущих электросетевых организаций.