Запровадження розумних енергосистем як складової розумного міста з використанням великих даних:сучасні виклики та тенденції

Abstract

У статті проаналізовано концептуальні основи розумного міста, великих даних, розумних енергосистем та їхній взаємозв'язок. Розумне місто розглядається як місто, яке має на меті сприяти досягненню цілей сталого розвитку за допомогою сучасних інформаційно-комунікаційних технологій, насамперед з використанням технологій інтернет речей, аналітики даних та штучного інтелекту для задоволення існуючих та виникаючих потреб громадян, заохочуючи заходи участі та громадянську участь. Досліджено роль великих даних у цих процесах. Розкрито сутність розумних енергосистем як складової розумного міста. Виокремлено основні підходи щодо запровадження розумних енергосистем у розумному місті. Проаналізовано досвід розробки відповідних управлінських стратегій із використанням великих даних в Канаді, Данії та Південній Кореї. Зокрема, досліджено канадську "Ініціативу розумного вимірювання" (Smart Metering Initiative, SMI), датський проєкт ринку електроенергії з гнучким споживанням для приватних домогосподарств — EcoGrid 2.0 та південнокорейський проєкт розумної енергосистеми — "Випробувальний полігон на острові Чеджу". Проаналізовано стан розвитку системи розумного вимірювання спожитої електроенергії в містах України. Встановлено, що вона запроваджується не урядовими ініціативами, а приватними — компаніями-постачальниками електроенергії. Зазначено, що в Україні не існує єдиного нормативно-правового підходу до визначення таких понять, як "розумна енергосистема" або "розумні лічильники". Також на законодавчому рівні відсутня затверджена стратегія або план до переходу на розумні системи вимірювання спожитої енергії. В статті виокремлено ризики та загрози, які гальмують розвиток розумних енергосистем. Звертається найбільше уваги на ті, що повязані зі захистом приватності споживачів та їх безпекою внаслідок посилення кібератак. Розроблено практичні рекомендації щодо застосування кращого зарубіжного досвіду в управлінні розумними енергосистемами, а також запропоновані шляхи уникнення кібернетичних загроз в Україні. The article analyzes the conceptual foundations of a smart city, big data, smart grids and their relationship. The essence of a smart grid as a component of a smart city is revealed. The theoretical foundations of a smart city, which is considered to be a city that aims to promote sustainable development through modern information and communication technologies, primarily using Internet of Things technologies, data analytics and artificial intelligence to meet existing and emerging needs of citizens, encouraging activities participation and civic participation. The role of big data in these processes has been studied. Features of big data according to "five conditions" are specified. The main approaches to the use of a smart grid in a smart city are highlighted. Smart grid systems have been identified as upgraded grid systems that use information and communication technologies to automate the collection of available data, such as information on and actions of suppliers and consumers, to add new metrics to the system. The experience of developing management strategies using big data in Canada, Denmark and South Korea is analyzed. In particular, the Canadian Smart Metering Initiative (SMI), the Danish EcoGrid 2.0, a flexible electricity consumption project for private households, and the South Korean Smart Grid Test Project, Jeju, were studied. The state of development of the system of smart metering of consumed electricity in the cities of Ukraine is analyzed. It has been established that it is not implemented by government initiatives, but by private ones — by electricity supply companies. It is noted that in Ukraine there is no single legal approach to the definition of such concepts as "smart grids" or "smart meters". Also at the legislative level there is no approved strategy or plan for the transition to smart energy metering systems. Risks and threats that hinder the development of smart energy systems have been identified. Of these, most attention is paid to those related to the protection of consumer privacy and security due to increased cyberattacks. It is proposed to use the US experience to prevent cyber threats in smart power systems. Practical recommendations for the application of the best foreign experience in the management of smart grid have been developed, as well as ways to avoid cyber threats in Ukraine have been proposed.