Дмитрий Холкин - Люди цифры. Шесть взглядов на новую энергетику

Есть ли в твоем подходе какая-то «особенность национальной науки»?

В Америке компетенция работы с индустрией развита сильнее, потому что там в принципе комьюнити более живое и там активно организуются новые компании на базе университетов. В России в этом смысле все похуже. С другой стороны, мне представляется, что в мире будет усиливаться тренд, связанный с тем, что академическая наука будет больше отдавать предпочтения работам, которые напрямую связаны с индустрией. И тогда востребованность в людях, которые являются «мостиками» между наукой и приложением, будет больше. Я надеюсь, что сам таким «мостиком» являюсь.

Насколько я понимаю, в Сколтехе для этого есть все условия. И ты эту практику хочешь там развивать?

Безусловно. Это всегда было моей целью. Но большую уверенность придал мне семинар, который я у вас в EnergyNet провел. Я, честно говоря, не ожидал такого приема. Ну, я думал, что придут какие-то люди, посидят, покивают головами. Реально пришли люди вполне прикладные. И они поняли, что я рассказывал. Это очень для меня было важно.

Януш Биалек (первый директор Центра по энергетическим системам Сколтеха)

Какая основная идея Центра прикладных исследований (ЦПИ), созданием которого ты занимаешься в Сколтехе?

Нужно организовать центр, который занимается R&D, получает со-финансирование от индустрии, грантовое финансирование от Сколково при условии прохождения необходимой экспертизы, организует кооперацию с университетами, в том числе как минимум с одним зарубежным университетом. Идея хорошая! Нельзя при организации ЦПИ прийти просто с идеей теории или даже лабораторных экспериментов. Нужно, чтобы была заявлена логика коммерциализации. Это существенная часть.

Здесь для меня есть одна развилка. При постановке целей подобного R&D-центра можно идти вслед за бизнесом, а можно делать опережающий ход, а потом предложить бизнесу последовать за вами. В первом случае вы имеете более гарантированную поддержку индустрии, во втором – больше возможностей найти прорывные варианты использования новых технологий. Как вы проходите эту развилку?

Здесь, как всегда, необходимо находить баланс. Нужно делать хороший, здоровый микс из вещей вполне приземленных, понятных, и вещей на перспективу. Большая часть программы посвящена микрогридам, применению накопителей и ВИЭ. Эти задачи представляют уже практический интерес для индустрии и содержат в себе еще большое количество наукоемких задач. Обычно в каждом случае использования нового устройства в энергосистеме возникают сложности согласованной работы этого устройства с множеством других устройств, уже работающих в энергосистеме, их совместной устойчивой работы, и эти проблемы не учитываются разработчиками отдельных устройств.

Наша задача выявлять эти проблемные ситуации, искать компромиссные решения, доводить их до прикладных технологий.

Например, сейчас уже стандартно используются инверторы с солнечными панелями, это коммодити, их все клепают. Никто сейчас уже не задумывается, что когда-то была проблема подстройки фазы выходного сигнала солнечной генерации с фазой электроэнергии во внешней сети. Сейчас это решается при помощи phase-locked loop, это центральная часть управления инвертором. Проблема снята технологией.

А какие технологические задачи ты считаешь фронтиром современной энергетики?

Есть задачи построения микроэнергосистем, где в принципе вся генерация интегрирована через устройства силовой электроники. Тут много вопросов подключения и функционирования в существующей системе огромного количества солнечной генерации и накопителей. Исследования и разработки в сфере управления устройствами силовой электроники для электросетей – серьезный тренд сейчас в мире.

Семинар Петра Воробьева в IC EnergyNet: проблематика создания микрогридов

Дальше есть круг задач, которые связаны так или иначе с информационными технологиями и математическими методами. Я решаю, например, довольно приличное количество задач, связанных с методами идентификации (System Identification). Классическая постановка задачи – это по данным измерения определить режимы работы оборудования. При этом речь идет не просто об обработке данных, а о формировании на основе этого хороших моделей.

Это получается идентификация каких-то состояний, не объектов?

И объектов тоже. Я простой пример приведу. Есть такие ситуации, устанавливаю я солнечные панели и получаю под это субсидии за ту мощность, что передал в сеть, и субсидии эти могут быть довольно приличные. Ну и начинаю я хитрить, ставлю рядышком дизель, и с дизеля начинаю закачивать в сеть. Вот простой пример. На самом деле, отличить дизель от панели очень легко по флуктуациям напряжения.

Смежная задача – это идентификация характера нагрузки. На самом деле, довольно важно, какая нагрузка подключена, ведь это влияет на границу устойчивости сети и понимание, где эти границы в данный момент находятся, что позволяет гораздо в более экономичном режиме работать сети. Есть задача определить, сколько за подстанцией сидит распределенной солнечной генерации, она ненаблюдаемая, она просто понижает общую нагрузку. Но принципиально важно различать нагрузку и солнечную генерацию. Это нужно для планирования резерва в системе.

Второе направление понятно. Ещё что?

Третье направление – я довольно много занимаюсь новыми методами режимного регулирования в энергетических системах. Одна из идей, которая сейчас много обсуждается, это применение накопителей для регулирования частоты. Оказывается, довольно интересно, что если будем сейчас считать применение накопителей по экономике, то получится, что накопители пока не выгодно применять. Но плохая экономика происходит от того, что мы считаем примитивно. Как обычно думают про использование накопителя? Когда дешево – запасать, когда дорого – продавать. Но это не единственное применение. Как раз более важное применение нишевое. Вот регулирование частоты, фактически балансировка мощности, это хорошее нишевое применение, где накопители все свои преимущества могут продемонстрировать. Оказалось, что это экономически уже сейчас выгодно. Такое применение развито на рынках США (PJM) и в Великобритании. Накопители участвуют в этом рынке так же, как генераторы, только их скорость отклика быстрее, и сам отклик резче. Эта возможность определяется специфической природой накопителей. И требования регулятора по более резкому отклику не приводит к неустойчивостям. Это простая иллюстрация, но даже это еще сильно далеко от того, что реально можно сделать с помощью накопителей.