От потребителя к участнику рынка. Какому бизнесу нужен модуль EMS после инвестиций в аккумуляторы и солнечные панели

Все больше украинских компаний инвестируют в солнечные панели, промышленные аккумуляторы и генераторы. Однако установка оборудования — это лишь первый шаг. Второй, менее очевидный, заключается в тонкостях настройки взаимодействия между всеми элементами. Что такое система энергоменеджмента (EMS) и когда предприятиям стоит в нее инвестировать?

Что такое ЭМС

Система энергоменеджмента — это программный модуль, который одновременно управляет работой нескольких энергетических систем предприятия: генерацией, накоплением и потреблением.

В любой такой конфигурации один элемент является ведущим, а остальные — подчинёнными.

Распространенный пример ее применения приводит в беседе с редакцией энергетический эксперт Александр Визир. По его словам, если во время блэкаута в работу включаются солнечная станция и генератор, то ведущую роль автоматически берет на себя генератор. Визир уточняет: EMS — это одновременно и программа, и физический модуль (встроенный в контроллер) ведущего устройства — чаще всего аккумуляторной батареи, — который передает команды остальному оборудованию.

Когда EMS становится не опцией, а необходимостью

Самый простой уровень задачи — балансировка между генератором, аккумулятором и потреблением в пределах одного объекта: когда системе достаточно обеспечивать собственные энергетические нужды предприятия. Это можно делать даже в ручном режиме. Ситуация меняется, когда бизнес хочет не просто покрывать собственное потребление, а взаимодействовать с рынком — например, заряжать аккумулятор в часы, когда электроэнергия дешева, и использовать или продавать ее в часы пиковых цен.

В таком случае система управления энергопотреблением (EMS) должна ежедневно анализировать рынок «на сутки вперед» (РСВ), сопоставлять цены с графиком потребления объекта и определять оптимальные часы заряда и разряда собственных систем накопления энергии компании.

По словам Визира, технически человек может выполнять этот анализ самостоятельно, «но делать это нужно вручную каждый день» — и чем сложнее конфигурация, тем менее реалистичным становится ручное управление. Визир выделяет несколько уровней, на которых задача переходит из разряда простых в разряд тех, что требуют использования EMS:

Количество объектов. Одна батарея — это один уровень сложности. Когда объектов становится десяток, управлять ими вручную уже нецелесообразно, а когда их нужно объединить в рамках балансирующей группы или агрегации — это уже третий, значительно более сложный уровень.

Совмещение несовместимого оборудования. Например, сетевой гибридный инвертор и генератор технически не взаимодействуют друг с другом напрямую. Для таких случаев существуют промежуточные решения — в частности, система N-Комби, которая выполняет роль адаптера и позволяет установить программный комплекс, объединяющий оборудование, которое иначе не могло бы работать совместно. В данном варианте система EMC позволяет объединить эти устройства в единый энергоузел.

Несколько сценариев работы одного объекта. Визир приводит пример, когда владелец аккумуляторной системы предоставляет ее третьей стороне для обеспечения гарантированного базового потребления, а сам зарабатывает на арбитраже. При отключении электроэнергии приоритеты меняются: потребителю необходим резерв питания, а не арбитражная стратегия. Переключение между такими сценариями вручную — путем перепрограммирования — становится неудобным при регулярном использовании. Система управления энергопотреблением (EMS) позволяет заранее запрограммировать несколько сценариев работы и переключаться между ними без ручного вмешательства в настройки.

Технически система может получать данные о стоимости электроэнергии напрямую через открытые API оператора рынка, используя информацию рынка «на сутки вперед» (РСВ). Это позволяет принимать решения о заряде или разряде на основе актуальной цены, а не оценок, сделанных задним числом.

Аналитика вместо ручного управления

По словам Визира, главный эффект внедрения ЭМС — не только автоматизация, но и изменение роли персонала. Иными словами, вместо операторов, переключающих оборудование вручную, предприятию целесообразнее нанять специалиста, который анализирует рынок, спрос и собственные графики потребления.

По словам Визира, этот анализ часто выявляет неочевидные вещи. В качестве примера он приводит муниципальные водоканалы: их насосы традиционно работают ночью и утром, исходя из устаревшего представления о том, что электроэнергия ночью дешевле. На самом же деле летом дневная электроэнергия в сети может стоить даже меньше.

Когда предприятиям объясняют, в какие часы работа оборудования действительно выгоднее с финансовой точки зрения, они начинают перестраивать графики. Визир называет это повышением уровня «энергетической грамотности» бизнеса — пониманием собственного потребления не просто как технического процесса, а как экономической переменной.

Практика внедрения подобных систем подтверждает, что ручной анализ рынка нереализуем при сложной конфигурации оборудования. Даниил Бондаренко, соучредитель ETL Group и разработчик системы энергоменеджмента SVIT.EMS, приводит конкретный пример: объект в Ровенской области, оснащенный системой накопления энергии емкостью 4 МВт·ч и мощностью 2 МВт, а также солнечной электростанцией мощностью 2 МВт.

По словам Бондаренко, до внедрения их системы энергоменеджмента работа объекта полностью зависела от человека: сотрудник вручную формировал прогнозы для трейдера на основе цен рынка «на сутки вперед», а затем так же вручную управлял перетоками электроэнергии. Следствием этого были регулярные небалансы — как положительные, так и отрицательные, — возникавшие из-за ошибок прогнозирования и человеческого фактора в управлении. Эти небалансы напрямую сказывались на финансовом результате объекта и увеличивали срок окупаемости инвестиций.

После внедрения системы управления энергопотреблением (EMS) и настройки ее под параметры конкретного объекта ежемесячный доход вырос на 21%. Бондаренко уточняет, что небалансы не исчезли полностью — на них по-прежнему влияют погрешности прогнозов погоды, а следовательно, и прогнозов выработки солнечной электростанции, — однако их влияние существенно снизилось.

Бондаренко отмечает еще один эффект, о котором говорят реже: распределенное использование накопителя. Когда система самостоятельно распределяет циклы заряда и разряда на периоды экономической целесообразности, вместо того чтобы концентрировать их в короткие промежутки времени, это не только увеличивает доход, но и позволяет более рационально использовать ресурс самого оборудования — а значит, положительно сказывается на сроке его службы.

Как система принимает решения?

Описанная Визиром логика — когда ведущий элемент определяет поведение остального оборудования — на практике реализуется посредством одновременного и непрерывного анализа нескольких уровней данных. Бондаренко поясняет, что базовые конфигурации объектов для системы управления энергией (EMS) могут различаться: это может быть пара «накопитель — сеть», тройка «накопитель — солнечная станция — сеть» или более полная схема «накопитель — солнечная станция — потребление — сеть».

В простейшем случае рыночного арбитража система получает данные о почасовых ценах на рынке «на сутки вперед» и на их основе формирует режим работы накопителя энергии на следующие сутки. Если на объекте установлена солнечная электростанция, в расчет также включаются прогноз ее выработки, погодные условия, а также текущее состояние и доступная емкость накопителя. Бондаренко отмечает, что система учитывает и менее очевидные технические факторы: потери при заряде и разряде, минимально необходимую разницу между ценой покупки и продажи, технические ограничения оборудования, постепенную деградацию емкости накопителя в процессе эксплуатации, а также графики плановых отключений электроэнергии.

Бондаренко отмечает, что система управления энергией (EMS) позволяет генерирующим мощностям и другим элементам системы работать по комбинированному сценарию, одновременно оптимизируя собственное энергопотребление предприятия и его деятельность на рынке. Например, можно заряжать накопитель в часы низких цен, а затем либо использовать эту энергию для собственных нужд в периоды высокой стоимости, либо продавать ее на рынке — в зависимости от того, что в данный момент выгоднее.

Какой объем генерации и накопления энергии делает внедрение EMS оправданным? Бондаренко отвечает, что универсального порога не существует: все зависит от профиля потребления объекта, цен на электроэнергию, мощности и емкости накопителя, а также от наличия на объекте собственной генерации.

Согласно практическому опыту компании, настройка EMC может быть целесообразной для накопителей емкостью от 500 кВт·ч, хотя более заметный экономический эффект, как правило, наблюдается у систем емкостью от 1,5−2 МВт·ч и выше. При добавлении солнечной электростанции возможности для оптимизации расширяются: система одновременно учитывает генерацию, накопление, собственное потребление и рыночные факторы.

Бондаренко добавляет: перед внедрением компания моделирует работу системы на собственном симуляторе — с использованием реальных параметров объекта — и готовит для клиента детальный прогноз прибыли еще до установки оборудования.

Как на это смотрит кредитор?

Расчеты и моделирование, о которых говорит Бондаренко, готовятся прежде всего для клиента — чтобы он мог оценить целесообразность инвестиций еще до установки оборудования и систем управления энергопотреблением (EMS). Прогнозируемость результатов важна и для банка, который может финансировать подобный проект.

Мария Острянко, специалист по развитию бизнеса с корпоративными клиентами «ПроКредит Банка», в комментарии редакции поясняет, что для кредитора важно не только наличие солнечной электростанции или системы накопления энергии, но и то, насколько эффективно они используются. Система энергоменеджмента позволяет управлять всеми энергетическими активами как единым комплексом, оптимизировать генерацию, накопление и потребление электроэнергии, а также получать от них максимальную отдачу.

Поэтому, по мнению Острянко, в будущем наличие такой системы может стать дополнительным фактором при оценке проектов, поскольку оно свидетельствует о более рациональном управлении энергетическими активами и повышает потенциальную эффективность инвестиций.

В то же время она подчеркивает, что наличие системы энергоменеджмента пока не является отдельным критерием оценки кредитоспособности: «Это [система энергоменеджмента] — относительно новое для украинского рынка направление, которое еще не получило широкого распространения в бизнес-среде».

Поэтому банк в первую очередь оценивает финансовое состояние заемщика, параметры проекта и его экономическую целесообразность, а роль ЭМС в процессе оценки, согласно прогнозам, будет возрастать по мере распространения таких решений на рынке.

Острянко поясняет, что для финансового учреждения одним из ключевых критериев является именно прогнозируемость будущих денежных потоков. Система EMC анализирует данные о генерации, потреблении и рыночных ценах на электроэнергию, что помогает снизить влияние рыночной волатильности и оптимизировать баланс производства и потребления электроэнергии — а значит, делает ожидаемые показатели экономии и доходности обоснованными.