С 2018 года в программу развития электроэнергетики Свердловской области включены планы по цифровизации отрасли. Уральские компании в предыдущие годы присматривались к возможностям Индустрии 4.0, в 2018-м развертывали свои digital-проекты. На сетевых объектах и мощностях электростанций активно внедряют математические модели, возможности интернета вещей. Интеллектуальные приборы позволяют снизить затраты — и временные, и финансовые.
Фото: Пресс-служба ОАО «МРСК Урала»
Фото: Пресс-служба АО «РОТЕК»
Фото: Пресс-служба ОАО «МРСК Урала»
Три трети
В 2018 году правительство Свердловской области утвердило новую программу развития электроэнергетики в регионе, документ рассчитан на период 2019–2023 годов. Как отмечает заместитель министра энергетики и ЖКХ Игорь Чикризов, одна из ключевых задач на ближайшие пять лет — цифровизация отрасли. «В период с 2010-го по 2017 год в энергокомплексе области было введено более 3,3 ГВт высокоэкономичных и экологически чистых генерирующих мощностей. Сегодня перед нами стоит следующая задача — за счет внедрения цифровых технологий вывести энергетику на качественно новый уровень и за счет оптимизации внутреннего управления сделать ее более надежной, безопасной и конкурентоспособной»,— заявлял господин Чикризов.
Генерирующие компании и сетевые организации в течение 2018 года разворачивали масштабные программы цифровизации, рассчитанные на несколько лет. Например, ОАО «Межрегиональная распределительная сетевая компания Урала» (МРСК Урала) анонсировало и реализует сразу несколько инициатив. В начале года стратегия цифровизации была в первую очередь утверждена на уровне материнской компании — ПАО «Россети», в середине года старт digital-проектам был дан на уровне региона. Цифровую трансформацию сети в компании понимают как оптимизацию и изменение логики технологического процесса в результате внедрения цифровых технологий. Единая цифровая среда технологических данных позволит проводить аналитические исследования в целях принятия оптимальных решений по технологическому управлению.
МРСК Урала (входит в Группу компаний «Россети») собирается инвестировать значительные средства в реализацию программы. Цифровая трансформация коснется трех регионов присутствия сетевой компании: Свердловской и Челябинской областей, Пермского края. «Речь идет о повышении эффективности как производственных, так и корпоративных процессов. Цель всего проекта заключается в том, чтобы люди совсем не чувствовали наличие аварийных ситуаций в сети. Очевидно, что это колоссальная работа, в которой будет задействована наша компания в ближайшие несколько лет»,— почеркнули в пресс-службе МРСК Урала. Снижение потерь электрической энергии, повышение эффективности капитальных и операционных затрат (OPEX/CAPEX), надежности электроснабжения, внедрение дополнительных сервисов для потребителей —всех этих эффектов в конечном итоге планируют добиться специалисты электросетевого холдинга «Россети» после завершения цифровой трансформации в электроэнергетике.
«В ближайшие годы МРСК Урала планирует сосредоточиться на внедрении интеллектуальных систем учета, совершенствовании оперативно-технологического управления, на создании единых IT-продуктов, которые усовершенствуют функционирование электросетей и повысят эффективность работы распределительной электросетевой инфраструктуры и т.д.», — рассказали в компании.
Защита от вмешательства
В Свердловской области в планах распределительной компании установка нескольких сотен тысяч интеллектуальных приборов учета. Например, уже в 2019 году в регионе заработает почти 30 тыс. современных точек учета. «Это необходимый шаг для построения цифровой сети. Защищенные от постороннего вмешательства и негативных погодных условий, современные приборы учета максимально точно учитывают количество потребленной электроэнергии и автоматически передают данные в ресурсоснабжающую компанию для дальнейших коммерческих расчетов с абонентами. Таким образом, потребителям электричества не надо будет дополнительно сообщать показания для выполнения расчетов, а энергетикам — проводить контрольные списания»,— уточнили в пресс-службе распределительной сетевой компании.
Такая работа уже, к примеру, запущена на территории присутствия дочерней структуры МРСК Урала — АО «Екатеринбургская электросетевая компания». В микрорайонах и пригороде Екатеринбурга было установлено 3 тыс. умных счетчиков, в 2019 году будет внедрено еще 5,5 тыс.
Работы были проведены в рамках энергосервисного контракта — договора, предполагающего внедрение энергоэффективных мероприятий для снижения потребления энергоресурсов в многоквартирных домах. «Ключевая цель — минимизировать потери в самых проблемных районах города до допустимого уровня. Для этого устанавливаются “умные” приборы учета электрической энергии на опорах воздушных линий электропередачи 0,4 кВ, от которых подключены частные жилые дома и юридические лица»,— добавили в ЕЭСК.
В МРСК Урала уделяют внимание развитию проектов по другим сквозным digital-технологиям, а также реализуют ряд «пилотных» проектов по цифровизации. В Челябинской области энергетики компании приступили к реализации проекта комплексной автоматизации распределительной сети на территории Сосновского района Челябинской области. Этот район примыкает к городу-миллионнику и динамично развивается. Соответственно, растет и количество потребителей, и нагрузка на распредсети. Задача обеспечения бесперебойного электроснабжения более чем актуальна. Предполагается, что по итогам реализации проекта сеть будет иметь признаки «умной», активно-адаптивной. Ей потребуется минимальное время реагирования на аварийные ситуации, локализацию поврежденного участка сети, с последующим оперативным автоматическим вводом резерва.
Не исключено и то, что на базе МРСК Урала будет реализован «пилотный» проект по созданию цифрового РЭС («район электросетей») совместно со специалистами из Китая. В рамках Российско-Китайского энергетического форума генеральный директор ПАО «Россети» Павел Ливинский подписал стратегическое соглашение с государственной электросетевой корпорацией Китая. Сотрудничество подразумевает совместную работу по внедрению в электросетевом комплексе России технологий цифровых сетей, а также локализацию производства оборудования, необходимого для создания систем цифровых сетей на территории РФ. «На сегодня совместно с нашими коллегами из “Россетей” мы приступили к проработке вопроса нашего сотрудничества с китайскими специалистами. В качестве “пилотной” площадки компания рассматривает один из районов электрических сетей филиала “Пермэнерго”»,— отмечает генеральный директор ОАО «МРСК Урала» Сергей Дрегваль.
Баланс под расчет
Цифровые технологии оказались полезными для генерирующих компаний. Например, в группе «Т Плюс» подтверждают, что digital-проекты помогают лучше контролировать работу подразделений и всей компании в целом, повышать эффективность производства и EBITDA. Так, сотрудники свердловского филиала внедрили программный комплексе «Метамодель» на двух площадках: Ново-Свердловской ТЭЦ и ТЭЦ «Академическая». IT-продукт рассчитан на решение целого пула задач. «Программный комплекс позволяет оперативно управлять энергетическим режимом электростанции — формировать рекомендации по оптимальному изменению текущих нагрузок генераторных групп и отдельных агрегатов»,— рассказали в пресс-службе свердловского филиала.
Данные для «Метамодели» поступают со всех приборов, измеряющих и контролирующих расход электроэнергии станции. За счет программного комплекса обе ТЭЦ ежегодно экономят минимум по 7 млн руб.
Свердловский филиал «Т Плюс» проводит цифровизацию не только генерирующих объектов, но и инфраструктурных. Уральская организация завершает digital-проект на 300 центральных тепловых пунктах (ЦТП). Они являются «связующим звеном» между магистральной сетью, транспортирующей теплоэнергию с ТЭЦ, и распределительными, поставляющими энергоресурс уже непосредственно потребителям. ЦТП также рассчитаны на защиту теплосетей от гидравлических ударов и утечек.
До 2018 года операторам приходилось вручную контролировать параметры температурного графика оборудования: работники дважды в день заходили на тепловой пункт и при помощи задвижек управляли режимом работы ЦТП. Теперь парк оснащен датчиками автоматики, которая контролирует горячее водоснабжение, а также датчиками для отправки информации в диспетчерский пункт.
Затраты на проект составили более 400 млн руб., за работой всей системы следит один человек. «Автоматика обеспечит высокий уровень безопасности и безаварийности технологического процесса. Сократится время, в течение которого необходимо выявить неполадки и отклонения в системе»,— рассказали в пресс-службе «Т Плюс».
Нейросеть для турбины
Цифровизация проникает в энергетику не только на этапе эксплуатации энергетического оборудования, но и на стадии его производства. На Уральском турбинном заводе (входит в промышленный холдинг «РОТЕК» ГК «Ренова»), изготавливающем паровые турбины и парогазовые установки, в течение последних трех лет оцифровывали ряд работ: расчеты, моделирование и проектирование турбин.
На предприятии внедряют проект «Цифровой макет изделия» (ЦМИ): технические и эксплуатационные документы, чертежи переводят в электронный вид с бумажных носителей, модели изделий разрабатывают в 3D-формате. За счет этого IT-решения сотрудникам удалось в два раза сократить сроки на разработку изделий. «Проект ЦМИ включает в себя как работы по приобретению и внедрению нового программного обеспечения, так и разработку технологии и новой методологии проектирования. После окончания проекта на УТЗ будет полностью действовать цифровой макет изделия»,— сообщил главный конструктор УТЗ Тарас Шибаев.
Более того, паровые турбины и парогазовые установки, выпускаемые заводом, снабжают инновационной IT-разработкой холдинга «РОТЕК». Оборудование при запуске в эксплуатацию подключают к системе «ПРАНА» — проекту интернета вещей (IoT). IT-решение рассчитано на диагностику промышленного оборудования и прогнозирование его дальнейшего состояния.
Персонал и руководители на предприятиях с помощью математических моделей, подготавливаемых «ПРАНА», могут получать прогнозы, на каких участках ожидаются те или иные дефекты, как оптимизировать производственные процессы и т.д. «Система выявляет дефекты в работе оборудования за 2–3 месяца до того, как они смогут привести к аварии. Она автоматически строит эталонную модель работающего оборудования, с которой впоследствии сравнивают показания датчиков оборудования. “ПРАНА” находит отличия между цифровым образом и реальным состоянием установки, а также определяет причины, которые к нему привели»,— рассказали в компании. В работу IoT-решения с 2018 года внедрена нейросеть для локализации дефектов.
Так, например, прошедшим летом к системе «ПРАНА» были подключены две новые парогазовые установки мощностью 230 МВт для АО «Татэнерго» в Татарстане.
Сеть для академиков
Госкорпорация «Росатом» планирует запустить цифровой научный проект, для этих целей выбрана площадка в Свердловской области — Институт реакторных материалов (ИРМ). Организация намерена совместно с региональными вузами запустить так называемый «сетевой научный центр», система будет подготовлена за один год. «Это будет кооперация предприятий, причем не только отраслевых: мы планируем взаимодействие с Курчатовским институтом, вузами, академическими институтами. Информационная оболочка центра — цифровая платформа, позволяющая понять, что делает и что может делать кооперация, какой экспериментальной базой и кадрами располагает»,— цитирует корпоративное издание «Страна Росатом» заявление директора ИРМ Кирилла Ильина.
К пилотному проекту подключатся Уральский федеральный университет, Институт высокотемпературной электрохимии, Институт физики металлов и Институт промышленной экологии Уральского отделения РАН. «Платформа поможет отслеживать ход работы по совместным проектам. Также она будет действовать как коммуникационная площадка, где исполнители из разных организаций смогут согласовать свои действия. У нас уже запущены совместные с вузами проекты и есть идеи на перспективу»,— добавил господин Ильин.
Силовая энергия
По прогнозам Центра стратегических разработок (ЦСР), в течение ближайших пяти лет на отечественном рынке будет сформирован базовый пакет новых smart-технологий, востребованных в энергетике. Речь идет о разработке и производстве силовой электроники, технологий в области хранения электроэнергии, распределенной энергетики, автоматизации распределенных сетей и интеллектуального управления.
Зачастую в российских регионах цифровизация осложнена тем, что инфраструктура труднодоступна для модернизации. «При внедрении точечных цифровых решений на существующую изношенную инфраструктуру эффективность будет значительно ниже, чем при капитальной модернизации (капитальном ремонте, замене изношенных объектов)»,— предупреждают эксперты ЦСР.
Что касается глобального рынка, то в 2017 году по всему миру было продано на $20,83 млрд отраслевых smart-устройств и услуг, до 2022 года показатель может ежегодно расти на 19,4%, до $50,65 млрд. Таковы прогнозы аналитиков Markets and Markets. «Повсеместного перехода к технологиям smart grid к 2025 году ожидать не следует, однако спрос на технологии распределенной энергетики вырастет в связи с развитием решений в области автоматизации сетей, анализа больших объемов данных и регулирования спроса на электро-энергию»,— отмечают в ЦСР. По подсчетам экспертов Indigo Advisory Group LLC., интеллектуальные технологии позволяют повышать эффективность операций, а также анализировать неструктурированные данные, составляющие сейчас до 80% информации в компаниях.