«Умные сети» электроснабжения, именуемые также Smart Grid, что в свою очередь расшифровывается как Self Monitoring Analysis and Reporting Technology, получили известность относительно недавно, хотя начало исследований возможностей создания и внедрения подобных технологий в СССР, США и Европе приходится на 70-е годы, когда речь шла, прежде всего, о самодиагностике. Основными же задачами были повышение надежности работы оборудования и обеспечение возможности дистанционного контроля над его исправной работой.
Сегодня под «умными сетями», как правило, понимают модернизированные сети электроснабжения, которые включают использование как информационных, так и коммуникационных технологий (ИКТ) с целью сбора информации и о производстве электроэнергии, и об ее потреблении, что позволяет автоматически повышать надежность, эффективность, экономическую выгоду, а также обеспечивает устойчивость производства и корректного распределения электроэнергии.
Новшества, связанные с электронными технологиями, позволили уже в начале XXI века начать устранять недостатки электрических сетей, а также оптимизировать их с экономической точки зрения.
К примеру, технологические ограничения потребления около пиковой мощности сказывается на всех потребителях в равной степени. Плюс ко всему, росла озабоченность относительно экологического ущерба, причиняемого сжиганием ископаемого топлива, что в итоге привело к решению использовать больше возобновляемых источников энергии.
Солнечная энергия и энергия ветра - ресурсы в этом плане полезные, но крайне непостоянные, и поэтому возникает потребность в сложных системах управления, чтобы облегчить подключение этих альтернативных источников к управляемой электрической сети. Более того, получаемая от солнечных батарей мощность (и в меньшей степени – от ветрогенераторов) в некоторых странах ставит под сомнение использование крупных централизованных электростанций.
Налицо тенденция к переходу от централизованной топологии сети на сильно распределенную, когда производство и расход электроэнергии происходит в пределах локальных сетей.
Террористическая угроза в некоторых странах привела к призывам создать более надежную энергетическую систему, которая была бы менее зависима от централизованных электростанций, выступающих потенциальными мишенями для атак.
Так термин Smart Grid получил более широкий смысл и ассоциируется теперь с новом масштабным направлением в энергетике, позволяющем, с одной стороны, решать проблемы, касающиеся энергоэффективности, - сокращать энергопотери, уменьшать затраты ресурсов и снижать объемы выбросов в атмосферу.
С другой же стороны - жизнь современного человека делается более удобной и комфортной, например, при помощи этих технологий можно управлять электроснабжением дома и электроникой в нем.
В 1980 году в США для мониторинга потребления энергии крупными клиентами, было применено автоматическое считывание показаний счетчиков, и эта технология превратилась в Интеллектуальный счётчик 1990-х годов, который сохранял информацию об использовании электроэнергия в разное время суток.
Интеллектуальный счётчик непрерывно связан с производителем энергии, что позволяет вести мониторинг в режиме реального времени, а это, по сути, делает его интерфейсом для устройств быстрого реагирования на спрос и для так называемых «умных розеток». Самые первые формы управления спросом представляли собой устройства, которые пассивно определяли нагрузку на энергосистему, контролируя изменения частоты источника питания.
Так бытовые и промышленные кондиционеры, а также холодильники и обогреватели могли корректировать свой рабочий цикл во избежание запуска в периоды пиковой нагрузки сети. В 2000 году был запущен в работу итальянский проект Telegestore, обеспечивающий сеть из почти 30 миллионов домов с применением смарт-счетчиков соединённых через цифровую сеть посредством самой линии электропередачи.
Где-то был использован широкополосный доступ по линии электропередачи, в иных случаях - беспроводная ячеистая топология для надежного подключения к различным устройствам в доме, а также для поддержания учета других коммунальных услуг, включая газ и воду.
Настоящую революцию в сфере мониторинга и синхронизации глобальных сетей произвело в начале 1990-х американское агентство Bonneville Power Administration, которое расширило исследование умных сетей датчиками быстрого анализа аномалий качества электроэнергии в значительных географических масштабах.
В результате работы агентства, в 2000 году заработала первая система измерений на широких площадях (WAMS). Китай и ряд других стран сразу переняли новую технологию.
В рамках пилотных проектов «Умные сети» реализуется во многих странах мира: в Республике Корея, в Китае, в США, в Индии, в Японии, в Канаде, и в Евросоюзе. В инновационном развитии электроэнергетического комплекса, путем внедрения «Умных сетей», заинтересована и Россия, где решением задачи занялась компания ФСК ЕЭС, активно вкладывающая средства в разработку интеллектуальных сетей начиная с 2010 года. Эксперты считают, что в случае успеха, потери в электрических сетях России снизятся на 25%.
