Цифровизация: от концепции – к практическим решениям

Развитие цифровых технологий говорит о стремительных переменах , который происходят в отрасли

17.05.2018 в 17:28, просмотров: 421

Круглый стол «Цифровые технологии в управлении энергетическими системами», организованный «Энергетикой и промышленностью России» в рамках Российского международного энергетического форума, мы стремились сориентировать на предельно конкретные вопросы.

Цифровизация: от концепции – к практическим решениям
фото: МК в Вологде

В начале мероприятия модератор – главный редактор «ЭПР» Валерий Пресняков отметил, что участникам предоставляется возможность рассказать о своих практических решениях, так или иначе нацеленных на обеспечение надежности российской энергосистемы. Специалисты уверены: развитие цифровых технологий говорит о том, что в отрасли происходят стремительные перемены, инновации минимизируют риски, которые ранее сопровождали энергетику, ведь в цифровом мире вероятность ошибок ничтожно мала – искусственный интеллект не подвержен человеческим просчетам. Однако возникают другие риски: внедрение нового порой вызывает недоверие со стороны ведомств, принимающих решения о дальнейшей судьбе инноваций. Есть и санкционные риски, связанные с поставками оборудования и программного обеспечения. Ведь цифровизация – это не только новая эра в техническом оснащении отрасли, но и работа цифрового мозга, который должен существовать без ограничений в свободном мировом поле.

От цифры к созданию прибыли

Решения подразделения «Сервис в области производства энергии» компании Siemens представил Николай Аржакин, руководитель отдела ремонта компонентов ГТУ ООО «Сименс Технологии Газовых Турбин».

– Типичный прагматический подход западных, особенно немецких, компаний, – создание возможностей для получения реальной прибыли, – рассказал господин Аржакин. – Как из эфемерной цифровизации сделать конкретную прибыль?

Внедряя инструменты цифровизации, мы создаем условия для получения дополнительной прибыли, объединяя виртуальную реальность и материальный мир благодаря глубоким знаниям в области энергетики и владению соответствующими технологиями.

У нас есть все предпосылки, чтобы предлагать уже применяемые решения в области цифровизации. Мы работаем в различных областях промышленности. Например, совместно с компанией «КамАЗ» Siemens внедрил платформу «Индустрия 4.0», которая позволяет оптимизировать и ускорять процессы реализации новых проектов. Siemens участвует в разработке «КамАЗом» новых средств передвижения на гибридных двигателях.

Еще одна референция – это сотрудничество с Maserati, позволившая сократить время от внедрения до производства непосредственно новых моделей на 30 %.

В области энергетики мы обладаем богатым портфолио. Это, в первую очередь, информационная безопасность, оптимизация рабочих характеристик электростанций и эксплуатации парка установок. Благодаря нашим наработкам можно одновременно мониторить не одну, а сразу многие электростанции, активно используя методы искусственного интеллекта для автоматической диагностики турбины.

По результатам внедрения таких методик срок эксплуатации электростанций был повышен на 30 %, затраты на обслуживание снижены на 13 %, стабильность давления пара – на 32 %, время запуска и использование топлива при запуске было снижено на 25 %. Снижение негативного влияния на окружающую среду составило около 34 %, снижение аварийной ситуации – 80 %, снижение вмешательства оператора в работу системы – около 80 %.

Николай Аржакин остановился на отдельных направлениях и функциях системы, созданной Siemens в рамках проектов цифровизации. Спикер отметил, что модель визуализирована и позволяет непосредственно оператору или регулирующему органу полностью мониторить все процессы, происходящие на электростанции.

При этом большое количество данных должно быть защищено от кибератак, ведь всегда могут найтись охотники для несанкционированного использования этой информации.

– Методика, которую мы используем, предусматривает, в первую очередь, открытость, – подчеркнул господин Аржакин. – Открытость Siemens для работы непосредственно с заказчиками, начиная от разработки и создания программ по требованию заказчика и заканчивая обратной связью, позволяет нам и далее совершенствовать свои продукты.

Одно из самых масштабных решений – организация центра управления парком установленного оборудования. Это многоуровневая модель. На первом уровне – электростанции, которые могут использовать разноплановые источники, начиная от газотурбинных установок и заканчивая возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ). Несмотря на разноплановость источников, в процессе используются одинаковые инструменты для генерации, трансформации электроэнергии. В связи с этим мы можем использовать эффекты синергии между ними, собирать параметры и обрабатывать самые обширные массивы данных. Из статистики известно, что чем больше данных, тем точнее работает модель. Мы разрабатываем системы, которые позволяют на следующем уровне диагностировать работу оборудования, а значит, избегать аварийных выходов систем из строя. Система выполняет диагностику рабочих показателей и предлагает варианты для оптимизации режимов работы с учетом приоритетов конечного потребителя. На этом уровне прорабатываются особенности потребления в зависимости от времени суток, погодных условий, что немаловажно для ВИЭ, и нагрузок в сети. Эти решения позволяют не только сэкономить реальные деньги, но и понять и тем самым дать возможность усовершенствовать комплексные энергетические системы.

Цифровые сервисы жизненного цикла – это одна из составляющих информационной безопасности. Вспомните, как несколько кибер­атак на промышленные объекты и ИТ-структуры нанесли компаниям серьезный ущерб. Чем больше данных используется, чем больше интерфейсов между ними, тем больше возможностей для атак мы создаем. И эти атаки формируют негативные последствия не только для непосредственного производителя электроэнергии, но и для конечного пользователя. Например, кибератака трояна системы SCADA привела к отключению 225 тысяч клиентов. Мы разработали четырехшаговую методику, включающую предварительную оценку надежности системы, внедрение защиты системы, ее тестирование, мониторинг и обслуживание. Кстати, Siemens работает не только с ведущими отраслевыми институтами: компания нередко привлекает к сотрудничеству специалистов в области кибербезопасности.

Наша конечная цель – обеспечение безопасности и защищенности критически важной инфраструктуры на уровне отдельных объектов, одного предприятия или целой цепочки.

Приведу реальный пример в рамках направления по оптимизации рабочих характеристик. На нашем предприятии «Сименс Технологии Газовых Турбин» работает Удаленный мониторинговый центр (УМЦ), где мы отслеживаем работу ряда электростанций по всем показателям, что позволяет давать своевременные рекомендации по обеспечению надежности и по оптимальной работе для наших заказчиков. Эксплуатационные данные с определенной периодичностью анализируются при помощи специально разработанных математических моделей, сравниваются с ожидаемым статистически обоснованным поведением, и в случае отклонений заказчик немедленно получает соответствующую информацию. Кроме того, мы предлагаем относительно недавно разработанный продукт, обеспечивающий удаленное сервисное обслуживание оборудования на площадке заказчика. По сути, удаленный сервис или обслуживание – это некий консилиум экспертов, подключенный к конкретному объекту по удаленной связи. Используя наши экспертные знания в области работы турбин, мы можем продиагностировать и помочь решить какие‑то проблемы, не выезжая на объекты, a при необходимости подключить ведущих экспертов по определенной проблематике со всего мира. Эта услуга начинает пользоваться все большей популярностью у наших клиентов.

По словам господина Аржакина, его компания успешно осваивает проекты цифровизации по всему миру, хотя в России этот опыт пока невелик. В перспективе помимо уже работающего УМЦ при поддержке своих заказчиков и партнеров Siemens планирует разработку и внедрение и других своих цифровых продуктов в России. Возможно, это будет «цифровой близнец» нового цеха по восстановлению лопаток, который начинает работу в мае.

– Цифровизация должна помочь избежать негативных последствий за счет полной прозрачности тех систем и процессов, которые будут созданы. У нас есть хороший опыт работы по всему миру, и мы предлагаем решения, которые могут быть успешно внедрены на площадке заказчиков, с которыми у нас сложились доверительные деловые отношения, – заключил представитель СТГТ.

Нет единого фронта

На пути внедрения цифровых технологий в российской энергетике стоит немало барьеров. Михаил Смирнов, президент Ассоциации инновационных предприятий в энергетике, предложил преодолеть некоторые из них.

– Новый цифровой мир в экономике уже наступил, и перед Россией стоит вызов: успеть на этот уходящий поезд или опоздать, – отметил спикер, выделив основные проблемы, стоящие перед процессом цифровизации. По его мнению, это проблема санкций, противодействие различных организаций и структур, неработающие механизмы реализации проектов, отсутствие единого фронта инноваций в энергетике.

По словам господина Смирнова, участники процесса цифровизации пока не понимают, куда будет направлен вектор экономической политики в стране, на что в дальнейшем будет делаться акцент в инновациях и, самое главное, что будет поддерживать государство. Пока нет единого фронта за энергоинновации, за энергоэффективность, за цифровизацию. Выход – системный подход, понимание, что цифровизация – это часть очень большого комплекса, в рамках которого важно развивать накопители энергии нового поколения, энергоэффективность вообще как стратегическую задачу России, технологии обеспечения краткосрочных оперативных резервов, распределенную генерацию, осуществлять переход на газомоторное топливо и при этом не забывать о том, что все это еще и часть решения экологических проблем.

«Цифра» нуждается в общих правилах

О цифровизации начали говорить год назад, когда появилась соответствующая программа правительства РФ. По словам Елены Медведевой, заместителя директора департамента оперативного контроля и управления в электроэнергетике Минэнерго РФ, ведомство не только видит этот процесс, но и предостерегает потребителей от возможных ошибок.

– В программе цифровой экономики заданы ключевые цели и уровни, и хотелось бы обратить внимание, что для всех отраслей имеются сквозные цифровые технологии, – отметила спикер. – В энергетике ключевыми являются большие данные, элементы искусственного интеллекта, система распределенного реестра и промышленный интернет. Это те основные цифровые технологии, которые применимы и востребованы в нашей отрасли для различных задач.

Парадигму цифровой экономики мы для себя видим таким образом: горизонтальная и вертикальная интеграция внутри корпораций, внутри компаний и внутри отрасли между всеми этапами технологического процесса и производственной цепочки, а также межотраслевая интеграция. В частности, для нас, для нашей отрасли востребована межотраслевая интеграция с отраслью машиностроения, со всеми теми, кто производит необходимое оборудование, устройства для наших объектов, с помощью которых и создается тот самый киловатт-час.

В рамках ведомственной программы мы до 2024‑2025 года приняли как цель цифровую трансформацию отрасли, внедрение рискоориентированной модели управления для минимизации совокупной стоимости владения объектами и оборудованием, чтобы снизить себестоимость при заданном уровне надежности и приемлемом уровне тарифной нагрузки.

Госпожа Медведева также рассказала о мероприятиях и задачах в рамках программы отраслевого ведомства. В частности, есть необходимость в отработке и создании модели рисков. Минэнерго РФ разработало методику оценки технического состояния единиц электроэнергетики – цифровой индекс технического состояния. В этом году планируется выпустить методики оценки вероятности отказа и последствий отказа оборудования в зависимости от этого индекса. Совокупно система этих трех методик даст возможность распределять средства при планировании программ технического обслуживания, ремонта и предусматривать возможные риски.

Еще один этап – создание единой системы управления и мониторинга надежности в отрасли. Следующий шаг: сформировать сбалансированный отраслевой заказ для нашей промышленности, чтобы составить сбалансированный по годам заказ для загрузки отечественного производства.

По словам Елены Медведевой, по такой модели уже запущена новая методика оценки эффективности субъектов отопительного сезона. Она стартует в июле 2018 г., и на основе цифровых отчетных данных и построенных моделей чиновники будут рассчитывать индекс готовности.

Важно, что прошлые оценки эффективности уже не оправдываются. Спикер отметила, что нужны новые общие правила игры на уровне энергосистемы, иначе все планируемые эффекты потеряют свою эффективность, находясь в общем процессе.

Универсальность предсказательной аналитики

В 2017 г., по статистике Минэнерго РФ, была зарегистрирована 3801 авария на объектах генерации и сетевого комплекса: это как минимум 15 млрд руб. убытка только на ремонтах, простое оборудования и штрафах с рынка по объектам ДПМ.

Системы предиктивной аналитики могут спрогнозировать 6 из 8 типов аварий на основании сырых данных и углубленного анализа текущей ситуации. Об этом рассказал Максим Липатов, технический директор системы прогностики и удаленного мониторинга ПРАНА АО «РОТЕК».

– Решение ПРАНА – это индустриальное IoT-решение, основанное на прогнозной или предсказательной аналитике, (predictive analytics), – отметил господин Липатов. – Не секрет, что основные цифровые технологии идут с Запада, мы стараемся использовать их опыт, адаптируем под наши реалии. Первые версии системы мониторинга мы создавали еще на платформах иностранных производителей, изучая, как они работают, как происходит сбор и анализ данных. И пришли к выводу, что решения, полностью соответствующего нашим требованиям, пока нет. Так возник собственный проект: в 2012 году в «РОТЕК» было создано подразделение сервиса энергетических газовых турбин. И как раз одним из направлений долгосрочного сервиса стал удаленный мониторинг и контроль технического состояния оборудования. В настоящее время шесть парогазовых и газотурбинных энергоблоков уже полностью подключены к такому мониторингу. Еще шесть блоков мы планируем подключить в этом году.

По словам Максима Липатова, система ПРАНА универсальна, ее можно использовать в разных областях и на разных рынках. Состав оборудования на производственных площадках нефтегазовой и химической промышленности схож, и принципы подхода к мониторингу, контролю, прогнозу состояния оборудования тоже достаточно универсальны. Поэтому внедрение подобных систем возможно как на энергетических машинах, так на и любом другом промышленном оборудовании.

– Эффект от внедрения решения ПРАНА – сокращение сроков ремонта, возможность перевода внеплановых остановов в плановые, пересмотр схем работы оборудования, его состава и режимов. Иными словами, цифровизация и переход на современные методы управления дают большие преимущества, в том числе и для топ-менеджмента, который получает абсолютно объективную и прозрачную информацию о состоянии оборудования: достаточно зайти в приложение, в том числе на мобильном устройстве, посмотреть, в каком состоянии находится актив, и принять решение по его дальнейшей работе. В основу нашей системы положен математический метод MSЕT – техника оценки многомерных состояний, он крайне чувствителен к минимальным отклонениям в работе оборудования, благодаря чему появилась возможность выявлять и прогнозировать отклонения в работе оборудования более чем за два-три месяца до возникновения реальной аварийной ситуации, – отметил Липатов.

– Мы также оказываем услуги по круглосуточной поддержке эксплуатирующих организаций: диспетчер отслеживает техническое состояние подключенного оборудования на станции и при необходимости в режиме реального времени информирует службу эксплуатации о том, какие разладки произошли и каковы их возможные причины. Группа профессиональных экспертов расследует причины отклонений и предлагает меры воздействия на оборудование, которые нужно выполнить, чтобы предотвратить аварию или повреждение оборудования, – добавил он.

Спикер привел пример, когда в компанию обратился владелец оборудования с просьбой выяснить, можно ли было сохранить турбину, руководствуясь системами прогностики. Анализ архивов показал, что как минимум за 12 дней дефект оборудования, который привел к повреждениям, начал проявлять себя в эксплуатационных параметрах. За 7 дней подобная система могла бы выявить разладку и сигнализировать эксплуатационным службам о зарождении дефекта, что позволило бы предотвратить эту аварию или как минимум снизить масштабы ущерба. Затраты, которые понес владелец в данном случае, превысили 1,5 млрд руб.

Примеры мониторинга и прогнозирования состояния оборудования в режиме реального времени, а также возможности прогнозирования работы оборудования в будущем позволяют достаточно гибко эксплуатировать большое количество распределенного оборудования и делать это эффективно.

На следующем этапе развития системы «РОТЕК» намерены использовать подобную информацию для расчетов экономических характеристик, планирования, оптимизации, создания решений смежных задач по инвестиционной составляющей (в частности, замене оборудования, продлению срока службы).

Подобные системы, считает спикер, непременно должны работать в совокупности с производителями оборудования. Известно, что компании мирового уровня, реализуя свое оборудование, по умолчанию устанавливают на нем такие системы, и многие заказчики даже не знают об этом.

– Информация мониторинга поступала зарубежным производителям оборудования, они из этого извлекали собственную выгоду, отслеживали какие‑то моменты для последующего повышения эффективности своего оборудования без уведомления заказчика, – сказал Максим Липатов. – Мы как независимая компания предоставляем все это совершенно открыто. Мы не зависим от производителя оборудования, а предоставляем результаты заказчикам и эксплуатантам оборудования. Надеюсь, что в перспективе поможем повысить качество и эффективность производимого в стране оборудования. Мы участвуем во многих инициативах Минэнерго РФ, например в рамках недавней энергетической недели состоялась дискуссия по разработке подходов к оценке технического состояния оборудования.

Кстати, в рамках круглого стола заместитель директора департамента оперативного контроля и управления в электроэнергетике Минэнерго РФ Елена Медведева отметила большую значимость технологий «РОТЕК» как российской компании с альтернативным решением, актуальным для отрасли.

– Мы знаем, как создавалась эта система, насколько это трудоемкие и инвестиционноемкие процессы, а также дорогостоящие продукты, – подчеркнула госпожа Медведева. – И когда мы планировали единое информационное пространство, то учитывали опыт коллег. Мы хотим создать основу, которая позволит создавать быстрые и более дешевые решения в этом направлении. Мы хотим сформировать единые подходы по созданию репозитария метаданных, чтобы все сведения, которые собираются в электроэнергетике, обладали нужными атрибутами для подготовки аналитики.

Далее будет строиться модель развития текущих параметров и модель оценки и прогнозирования. Суть единого информационного пространства в том числе – создать единые подходы, чтобы такие продукты максимально быстро могли появляться в качестве сервиса для наших компаний.

Цифровизация в действии

Участники из Санкт-Петербурга рассказали о масштабных проектах, связанных с автоматизацией и успешно реализованных на Северо-Западе.

Интересное решение по использованию электронных моделей энергетических систем представил Эдуард Лисицкий, заместитель генерального директора по развитию ПАО «ТГК-1».

Известно, что ТГК-1 производит электроэнергию и тепло, реализуя первую на оптовом рынке и продавая вторую в четырех субъектах РФ: Петербурге, Ленинградской области, Карелии и Мурманской области. Господин Лисицкий рассказал о проектах, имеющих отношение к цифровизации.

– Мы разрабатываем документ «Схема теплоснабжения муниципалитетов» и являемся заказчиком схем теплоснабжения таких крупных городов, как Санкт-Петербург и Петрозаводск, – сказал он. – Эти документы публичны, но потребители тепловой энергии редко туда заглядывают. И мы искали способ, как потребителям использовать этот документ. Пока нашли применение другой части схем теплоснабжения – электронной модели, или математической модели системы теплоснабжения, которая включает в себя источники тепловой энергии, конфигурацию тепловых сетей от источника до конкретного здания.

Как пояснил спикер, в Санкт-Петербурге существует проблема низкой надежности тепловых сетей. Аварии случаются часто, особенно в отопительный сезон, и оперативно решать проблемы очень сложно.

– Мы организовали в районных администрациях Санкт-Петербурга рабочие места для диспетчеров, где они могут открыть электронную модель и, например, если произошел разрыв трубопровода, выбрать эту точку, поставить галочку «Произошел разрыв», после чего электронная модель достоверно просчитает, какие дома попадают под отключение, – рассказал Эдуард Лисицкий. – Аварийные бригады направляются в эти дома, чтобы произвести там слив теплоносителей из системы отопления, не разморозить дома. Это частный случай, но для Санкт-Петербурга такое решение очень важно.

Электронная модель применяется и при разработке систем теплоснабжения в новостройках. Руководствуясь моделью, можно найти оптимальные варианты строительства теплосети или увеличить диаметр существующей магистрали.

– В этом году мы начали проект по оценке надежности оборудования наших электростанций по индексу технического состояния и решили разработать систему управления производственными активами в рискориентированной системе на базе данного индекса, – отметил Лисицкий. – До конца года разработаем регламентирующие методику документы, а в следующем хотим внедрить эту систему.

Наконец, ТГК-1 планирует создать цифровой клиентский сервис в Петербурге и Петрозаводске.

В инвестпрограмме компании заложен почти миллиард рублей на проекты по цифровизации, в основном касающиеся развития инфраструктуры передачи и обработки данных.

Денис МатинДостичь высоких технических результатов можно при эксплуатации автоматизированных систем управления энергосистемами. Об этом рассказал Денис Матин, главный инженер АО «Газпром теплоэнерго». Хотя спикер также отметил и риски процесса цифровизации: современные технологии зачастую опережают квалификацию сотрудников.

АО «Газпром теплоэнерго» (ГПТЭ) – крупнейшая компания по производству тепловой энергии, входящая в группу «Газпром межрегионгаз». Ее деятельность охватывает 22 региона Российской Федерации и объединяет 24 дочерних общества. Это 1051 энергетический объект общей установленной мощностью более 9000 Гкал. Входящее в состав ГПТЭ «Петербургтеплоэнерго» – ведущая теплоснабжающая компания Санкт-Петербурга, включающая 257 энергетических источников общей установленной мощностью более 2200 Гкал в час и более 500 км тепловых сетей в двухтрубном исчислении. За время существования «Петербургтеплоэнерго» была создана высокоэффективная система теплоснабжения в пяти административных районах Санкт-Петербурга: Петроградском, Курортном, Петро­дворцовом, Центральном и Адмиралтейском.

Основными задачами при реконструкции системы теплоснабжения были: внедрение автоматизированной системы управления технологическими процессами для эффективной эксплуатации оборудования без непосредственного вмешательства оператора, когда функции человека сводятся к онлайн-мониторингу работоспособности системы и контролю параметров всего комплекса устройств, обеспечению потребителя теплоносителем необходимой температуры, которая находится под постоянным контролем; снижение издержек при выработке тепловой энергии; и повышение уровня жизни граждан за счет снижения вредного воздействия источников теплоснабжения на окружающую среду.

Достичь этой задачи можно было только за счет полной автоматизации системы теплоснабжения, а также использования качественного и эффективного современного оборудования и технологий, последних достижений науки, реализации передовых методов и подходов.

– Мы применили автоматизированное погодозависимое регулирование процесса горения и распределения тепла, использовали автоматизированные горелки с широким диапазоном регулирования, частотные приводы, современные автоматизированные установки подготовки и обработки воды, переложили тепловые сети с длительным сроком эксплуатации, – отметил Денис Матин. – В результате нам удалось добиться достаточно высокой эффективности, например снижения расхода условного топлива на выработку тепловой энергии на 11 %. Мы создали комплексную автоматизированную систему управления, состоящую из четырех блоков: системы автономного управления объектами теплоснабжения (котельные, центральные тепловые пункты (ЦТП) без внешнего вмешательства человека); системы оперативного контроля и надежной и безопасной эксплуатации объектов теплоснабжения, куда входит центральная диспетчерская служба, которая собирает и контролирует параметры работы; системы анализа и статистики отказов планирования ремонта в форме электронного журнала, в который собирается информация об отказах и оперативно-ремонтных мероприятиях; автоматизированная система анализа и контроля режимов работы объектов теплоснабжения.

Внедрение и выполнение этих мероприятий позволили улучшить показатели энергопотребления, снизить количество аварий на объектах и сократить отключения источников.

Безусловно, нам приходится корректировать то, что планировалось год-полтора назад. На основании анализа эксплуатации приходим к необходимости менять подход, схемы, алгоритмы сбора данных.

«Газпром теплоэнерго» присутствует в 22 регионах и сегодня активно внедряет ноу-хау, которые уже известны по всему миру, именно на это нацелено развитие компании в перспективе.

Нужны компетенции

Серьезные проблемы цифровизации увидел Алексей Костроминов, региональный руководитель учебного центра компании ABB.

По мнению спикера, если потребитель может не платить за качество электроэнергии, то анализируя, кто виноват в низком качестве, в большинстве случаев энергетики остановятся на самом потребителе.

– Это именно он «гадит» электроэнергию, – считает господин Костроминов. – И эта составляющая должна быть включена в состав мониторинга. Вторая составляющая – само оборудование. Все говорят о том, что надо предсказывать поведение оборудования. На основе нейросетевых технологий можно попытаться решить, как избежать случайного выхода из строя техники. Для этого мы разработали платформенные решения совместно с Microsoft.

Наша компания по всему миру владеет огромным количеством устройств. Парк отдельных из них составляет несколько десятков миллионов единиц. Такой огромный массив данных, находящийся в едином распределенном центре, позволяет достаточно быстро и надежно выстраивать те самые цифровые модели, которые обеспечат правильные предсказания. На эти сведения могут ориентироваться и другие платформы.

Еще одна проблема – компетенции эксплуатирующего персонала. Техника становится лучше и сложнее, а знаний о том, каковы принципы ее поведения, специалистам не хватает.

На мой взгляд, крайне важно вести плановую подготовку специалистов, эксплуатирующих высотехнологичную технику. Оптимальный путь для этого – учебные центры крупных брендов.

Консолидация через договорную модель

Евгений Родин, партнер, руководитель практики по проектам в энергетике компании Vegas Lex, уверен, что внедрение цифровых технологий в энергетике – прогрессивный шаг, и это критически необходимо для нашей экономики.

Если мы сейчас не позаботимся об этом, то можем безнадежно отстать от остального мира.

– Например, цифровизация в структуре «Россетей» имеет несколько направлений: автоматизация, интеллектуальный учет, автоматизированная система управления, – пояснил господин Родин. – На выходе должно быть повышение надежности, оперативное реагирование на аварийные случаи, снижение времени на обучение, снижение эксплуатационных затрат, издержек, потерь. Вроде бы ощутимый эффект, но не для потребителей. В основном это связано с тем, что организационно-правовая модель, которая опосредует оборот электроэнергии на рынке, не дает в полной мере ощутить выгод цифровизации. Когда мы говорим про сетевой комплекс, то речь не только о компаниях, входящих в «Россети», – вместе с ними действуют порядка полутора тысяч территориальных сетевых организаций. Недавно на экспертном совете Комитета Госдумы по энергетике как раз обсуждался вопрос консолидации в сетевом комплексе. Пока он движется в направлении дальнейшего ужесточения критериев ТСО, что должно привести к сокращению количества ТСО до 800. Взаимоотношения ТСО с «Россетями» в части цифровизации вызывают вопросы. Предположим, мы внедрим все цифровые технологии в периметр «Россетей», но что делать с другими ТСО? Они тоже обязательно должны у себя это внедрять. А где брать на это деньги?

Консолидация через ужесточение критериев для ТСО порождает еще один проблемный вопрос: что делать с компаниями, которые не подпадают под эти критерии?

Когда мы говорим про консолидацию, то она возможна не только через корпоративные инструменты, но и через более тонкую настройку организационно-договорной модели взаимоотношений внутри электросетевого комплекса.

Правильный вопрос интеллекту

О практическом опыте внедрения технологий, связанных с анализом данных, рассказал Денис Касимов, генеральный директор компании Clover Group. По его мнению, естественный интеллект задает вопросы, а искусственный на них отвечает.

– Применительно к энергетической отрасли нужно задавать правильные вопросы интеллекту, чтобы он правильно на них отвечал, – сказал господин Касимов. – Мы разрабатываем и внедряем платформу для анализа данных – это так называемая платформа искусственного интеллекта, которая способна, например, посчитать health-индекс, или индекс технического состояния для конкретной установки.

И эта модель может быть риск-ориентированной. Спикер привел пример, когда к нему обратился один из клиентов с предложением провести анализ дефектов энергоблока.

– В рамках одного из контрактов по анализу дефектов оборудования мы использовали «сырые» данные по энергоблоку за полтора года, исключив из них все управляющие воздействия, то есть информацию о загрузках энергоблока, плановых и внеплановых ремонтах, – привел пример спикер. – Загрузив эти данные в нашу систему и вооружившись математикой, мы увидели семь существенных дефектов, которые привели к внеплановым остановам оборудования. Некоторые были кратковременными, для того, чтобы поменять фильтр, например. Другие – довольно серьезными. В конечном счете на энергоблоке произошел пробой и выявился серьезный дефект агрегата. Впоследствии их было уже семь, тогда как управляющая компания получила от станции информацию лишь о части дефектов. Таким образом, применение таких технологий, как анализ именно «сырых» данных, просчет настоящего health-индекса, позволяет убрать эту ненужную прослойку решений, когда управляющая компания или Мин­энерго получают искаженные данные о ситуации на объектах.

Искусственный интеллект – это технология ответов на вопросы. Но пока искусственный интеллект не взрослый, а ребенок, он еще не научен отвечать на все вопросы. Для того чтобы наша страна с ее большим энергокомплексом могла быть конкурентоспособной в мире, нужно научить наш интеллект, а значит, всех участников рынка отвечать на вопросы.

Численные модели

Юрий Бабий, генеральный директор ООО «Сигма технология», рассказал «ЭПР» об инструментарии для оптимизации производства энергооборудования, который адаптируется под численные модели производителей.

– Создание и использование математических моделей в области энергетики дает больший эффект, если они интегрированы с инструментариями оптимизации. Один из примеров – повышение рентабельности работы электростанции за счет определения оптимальной загрузки оборудования ТЭЦ со сложным составом оборудования для минимизации расхода топлива в рамках заданных объемов выработки энергии. Например, был реализован программный комплекс моделирования и оптимизации работы ТЭЦ-25, где определены оптимальные условия работы семи энергоблоков для выработки трех видов электрической и двух видов тепловой энергии. Достигнутый эффект – снижение до 0,9 % в часовом и до 0,6 % в суточном интервале времени, что достаточно высокий показатель в переводе на рубли.

Численные методы моделирования оптимизации позволяют решать задачи не только минимизации расхода топлива, но и оптимального выбора состава генерирующего оборудования, подготовки предложений для выхода на оптовый рынок и выполнения текущего плана выработки тепловой и электрической нагрузок. Решаются две задачи: максимизация прибыли электростанции и минимизация затрат на суммарный расход топлива. Сложность задач достаточно высока, поскольку необходимо варьировать около 14 параметров для энергоблоков, при этом более 25 ограничений накладывается на различные режимы. Аналитически решить задачу оператору не представляется возможным. Сам программный комплекс представляет собой некий цифровой двойник, где есть эквивалентные характеристики оборудования, и модули расчета электрических и тепловых нагрузок интегрированы с модулем оптимизации, который и позволяет решать эти задачи. Если численные методы применять не только к моделированию нагрузок, но и к расходу сетевой воды между установками, это позволит достичь дополнительных показателей эффективности.

Использование методов оптимизации позволяет решать задачи оптимального планирования, что тоже помогает предприятиям минимизировать расходы на эксплуатацию и плановый ремонт оборудования. Цели, которые могут быть решены этими методами: минимизация прямых производственных затрат, максимизация производственной программы, повышение коэффициента использования оборудования и повышение производительности труда.

Численные методы оптимизации – мощный инструмент повышения эффективности работы предприятий.

Сравнение с реальностью

Об интегрированном наборе программных и аппаратных средств, удобных в пользовании и максимально автономных и независимых от других технологий, рассказал Юрий Машинский, начальник сектора технического анализа АО «Элара».

Речь идет о программно-техническом комплексе СУРА, который предназначен для создания комплексных АСУТП электрических станций.

– Мы разработали собственную интегрированную систему по автоматическому проектированию. Данная система позволяет запроектировать целиком комплекс АСУТП как небольшого объекта, так и в целом энергоблоков. Технологическая программа может на своем уровне сравнивать работу имитатора и реального оборудования с тем, чтобы принимать решения о том, правильно ли все идет, либо выдавать предупреждения.

У нас есть решения как для управления паровыми турбинами, так и газотурбинными установками, есть опыт реализации математических моделей турбин, например одной из турбин Уральского турбинного завода, есть решения для управления котлами. Когда мы делаем АСУТП энергоблока, мы, по сути, автоматизируем все, что нам на сегодняшний день может предложить промышленность.

Управление информацией

Неожиданные, но свое­временные умные разработки в сфере стандартизации озвучила представитель ООО «Техэксперт» Татьяна Борисова.

По ее словам, концепция «Умный кодекс» еще вчера состояла из разработки информационно-справочных систем для юристов, кадровиков, бухгалтеров. Это были отличные коробочные решения, в которых тщательно подобраны нормативно-правовые документы, т. е. законодательные акты, приказы, постановления и т. д.

– Понятно, что нами абсолютно не охвачен рынок технических специалистов, то есть строители, проектировщики, конструкторы остались абсолютно беспомощными людьми, и кроме интернета (пусть и развивающегося) и бумажных библиотек у них больше ничего не было. В 2000 году мы выпустили систему «Стройэксперт», далее перешедшую под бренд «Техэксперт». И сейчас информационная сеть «Техэксперт» является не только брендом нашего продукта, но и охватывает все наше программное обеспечение для сторонних организаций. Под брендом «Техэксперт» выпускается система управления нормативной и технической документацией, которая успешно внедряется на крупных российских предприятиях, холдинговых структурах, госкорпорациях.

Достаточно одного модуля

Дмитрий Ивушкин, руководитель отдела разработки ООО «АйСиБиком», предложил авторские решения по модернизации АСКУЭ.

Специалист предложил проводить модернизацию существующих систем своими силами, добавляя определенный коммуникационный модуль в оборудование вместо устаревших GSM-модемов.

– Мы разработали и внедряем так называемую «умную крышку», в которую встраиваем наши разработки и коммуникационный модуль. Что дают новые технологии? Например, 3G, 4G – в первую очередь это высокая скорость передачи данных. LoRaWAN удобен с точки зрения простоты развертывания, не требует никаких вложений в части трафика.

Мы предлагаем проводить ретрофит, реинжиниринг, по сути, новую жизнь для старого оборудования. Учитывая 16‑летний межповерочный интервал для счетчиков электроэнергии, мы даем счетчикам вторую жизнь, меняя канал передачи данных. Этот канал передачи данных сейчас инновационный, завтра он устареет. Достаточно смены крышки, и счетчик электроэнергии будет продолжать работать. По информации сайта Энергетика и промышленность России.




Партнеры