С развитием инфраструктуры современных городов, энергетики фиксируют устойчивый рост электропотребления. Как следствие, возникает необходимость в повышении мощности и числа электросетевых объектов.
По данным статистического анализа энергопотребления международной компании BP на июнь 2012 года – за 2011 год Россия потребила 1051.6 ТВт·ч электроэнергии. Потребление возросло по сравнению с предыдущим годом на 1,5 % и составило 4,8 % от общемирового потребления электроэнергии. [1]
ОАО «ФСК ЕЭС» прогнозирует среднегодовые темпы роста на электроэнергию в период до 2020 годах в размере 2,4%. Так, суммарная протяженность ЛЭП в период с 2010 по 2011 год увеличилась с 121 700 км до 125 500 км и в 2012 году планируется ввести в эксплуатацию ещё 4 500 км ЛЭП [2].
Всё это приводит к формированию устойчивого электромагнитного фактора загрязнения окружающей среды. Помимо негативного воздействия на корректную работу высокоточных электроприборов, электромагнитное поле (ЭМП) так же оказывает сильное влияние на здоровье и качество жизни современного человека и может являться причиной техногенных катастроф.
В связи с этим, в 1995 году Всемирной Организацией Здравоохранения (ВОЗ) был официально введен термин "глобальное электромагнитное загрязнение окружающей среды", а соответствующая проблема включена в перечень приоритетных для человечества. В числе немногих всемирных проектов ВОЗ реализует Международный электромагнитный проект (WHO International EMF Project), что подчеркивает актуальность и значение, придаваемое международной общественностью этой теме. [3]

Так же значимость проблем контроля и прогнозирования среды пребывания человека по электромагнитному фактору подчеркнута Решением Коллегии Федеральной службы Роспотребнадзора от 27 ноября 2009 г., в котором определены задачи и приоритетные направления по детальному изучению электромагнитной обстановки в населенных пунктах, инвентаризации источников электромагнитных излучений, предусматривающие планомерное снижение электромагнитной нагрузки на население и создание баз данных. [4]

Если решение проблем расчетного прогнозирования ЭМП излучающих технических средств телекоммуникаций найдены, то решению проблем загрязнения окружающей среды и контроля экологической безопасности ЭМП промышленной частоты (ПЧ), создаваемых элементами энергетических комплексов и систем, уделялось достаточно малое внимание.
Вводимые в эксплуатацию современные объекты электроснабжения, по сравнению с объектами предыдущих лет, весьма энергоемки. Это приводит к тому, что энергетическое оборудование сосредотачивается на сравнительно малых площадях, линии электропередач проходят в непосредственной близости местам, где человек проводит достаточно много времени в течение дня (например, дачные участки рядом с высоковольтной ЛЭП).

Многих проблем, а так же временных и финансовых затрат удастся избежать, если у населения появится простой, недорогой и доступный в эпоху Интернета инструмент прогнозирования и визуализации электромагнитного поля.
В рамках работы предполагается создать CAE (Computer-aided engineering) систему, предназначенную для решения инженерных задач, возникающих у населения для оценки электрического и магнитного полей с точки зрения их экологического воздействия на живые организмы. Решение этой задачи реализовано в виде системы отраслевых облачных вычислений в концепции SaaS.

Такое решение будет актуально и важно также в любой области, использующей электроэнергетику, в частности, визуализация полезна при выборе местоположения волоконооптических линий связи, прокладываемых по опорам ЛЭП.

Преимущество данной идеи по сравнению с наиболее близкими аналогами заключается в формировании простого и очевидного решения задачи расчета поля, понятного с точки зрения нормативных требований СанПиН (2.2.4.1191-03, № 2971-84) [5] и гигиеническому нормативу (ГН 2.1.8/2.2.4.2262-07) [6], решением задачи в двумерной постановке в плоскости, поперечной проводам, а так же моделированием и оценкой эффективности применяемых мер по снижению ЭМП.

Конкурентоспособность и инновационность решения создается за счет использования вычислительной платформы третьего поколения, включающую сеть Интернет, вычислительные ресурсы, функции виртуализации и систему управления сети. Так же данное решение позволяет сократить стоимость физической инфраструктуры и поддержать обработку больших объемов данных и доступность решений.

С помощью данной программы, население и рядовой инженерный персонал получает возможность оценить уровень и распределение полей, произвести экспресс-оценку экологического воздействия (что в частности, приведет к снижению стрессовых ситуаций у населения, в связи с широким распространением страшилок о вредном уровне полей ЛЭП), а так же выбрать при необходимости средства снижения уровня до предельно допустимого. При этом время расчета и объёмы памяти для проведения оценок сокращены до минимальных путем выбора несложных, но достаточно адекватных задаче моделей, обладающих наглядным и негромоздким интерфейсом, соответственно, обеспечивается низкая стоимость и широкая доступность программы для пользователей Интернета.

Предлагаемый подход реализован с использованием математического аппарата, содержащего в своей основе классические методы теоретической электротехники: зеркального отражения для квазистационарных электрического и законом полного тока в интегральной форме - для магнитного полей.

Список использованных источников:

1. Интернет-ресурс http://bp.com/liveassets/bp_internet/globalbp/globalbp_uk_english/reports_and_publications/statistical_energy_review_2011/STAGING/local_assets/pdf/electricity_section_2012.pdf

2. Интернет-ресурс http://fsk-ees.ru/about/facts_and_figures/

3. Интернет-ресурс http://who.int/peh-emf/project/en/

4. Интернет-ресурс http://72.rospotrebnadzor.ru/documents/ros/14677/print/

5. Интернет-ресурс http://vrednost.ru/2241191-03.php

6. Интернет-ресурс http://ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_normativ/51/51257/index.php