Цифровой журнал «Компьютерра» 2013 № 40 (193) (Журнал «Компьютерра») - страница 51

Чтобы представить сложность задачи, стоящей перед энергетиками, вообразите сеть из сотен узлов: одни потребляют электричество, другие его выдают. Каждый узел хоть и связан только с ближайшими соседями, естественно, в некоторой степени зависит и от функционирования даже самых отдалённых узлов сети: ведь если где-то рвётся линия, выходит из строя генератор, то нагрузка на другие линии и узлы моментально меняется — и где-то может банально не хватить толщины проводов, где-то окажутся недостаточно мощны трансформаторы на районных подстанциях, где-то электростанции не смогут покрыть локальных потребностей. Задача эта настолько сложная и многоуровневая, что энергетики низводят её до пресловутого «сферического тела в вакууме»: узлы представляют точками, линии — графами, у каждого элемента свой набор параметров — и получается матрица чисел, обсчитываемая на компьютере. (Интересно? Электротехнические факультеты ждут вас!)

Но появление значительного объёма альтернативных генерирующих мощностей усложняет задачу ещё на порядок. И в США, и в Европе сейчас запущены большие государственные программы изучения тех эффектов, которые возникнут в энергосетях при расширении доли альтернативной генерации хотя бы до одной трети. Конечная цель — гарантировать, во-первых, что потребители не останутся без электроэнергии, а во-вторых — что обычные электростанции смогут работать и будут заинтересованы в этом. Таким образом, задача разбивается на две — и обе в значительной степени ложатся на плечи компьютерных систем и айтишников.

Что касается первой, то она возникает оттого, что альтернативные генераторы производят электроэнергию в зависимости не от текущих потребностей (как угольные или газовые станции), а от капризов погоды и времени суток. Кроме того, даже места установки «чистых» электростанций сложно увязать с нуждами потребителей (понятно: ветру и солнцу нет дела до того, как много электричества нужно жителям данного района). Всё это требует передачи электроэнергии сравнительно дальше и, соответственно, пересчёта/перестройки существующих линий электропередач. Но это требует и более точного контроля состояния электросетей в каждый отдельный момент.

Представьте, во что превратится вышеупомянутая матрица, если в сети появится значительное количество альтернативных источников электроэнергии. Каждый дом сможет переходить от потребления к генерации, отдавая избытки электричества в сеть. И если раньше генерация шла только в отдельных узлах (собственно на электростанциях), то здесь всплески мощностей будут непредсказуемы ни во времени, ни географически! Так что мало спроектировать электросеть, которая выдержит такие нагрузки, нужно ещё научиться перетоками энергии управлять, а это требует очень быстрой реакции.