IoT в российской энергетике

Эксперты:
Армен Бадалов, вице-президент по стратегии, инновациям и региональному развитию Schneider Electric в России и СНГ 
Михаил Лифшиц, председатель совета директоров и совладелец компании «РОТЕК»
Геннадий Носенко, директор департамента IIOT-решений компании First Line Software 
Светлана Савельева, руководитель департамента развития отраслевой экспертизы группы компаний Softline

IoT используется во всех сегментах электроэнергетики: генерация, передача и распределение, сбыт, потребление. Применение компонентов интернета вещей совместно с другими цифровыми технологиями (большие данные, нейронные сети, периферийные вычисления, беспроводные сети) дает такие неоспоримые преимущества как управление активами в режиме реального времени, уменьшение потерь и повышение точности учета и распределения.

- Как в последние два года развиваются технологии Интернета вещей в российской энергетике?

Михаил Лифшиц: До последнего времени цифровизация генерирующих мощностей затрагивала, в основном, единичные энергоблоки, в первую очередь – построенные в рамках программы договоров на поставку мощности (ДПМ). Внедрялись автоматизированные системы управления (АСУ ТП), технологии мониторинга. Следующим шагом, уже в рамках компаний, стало создание единых систем трейдинга электроэнергии. В последний год мы видим активное внедрение систем прогностики состояния оборудования, лидерами здесь стали Т Плюс, Мосэнерго, Татэнерго.

В сетевом комплексе внедрением технологий IoT активно занимаются Россети. В Москве уже введена первая в стране цифровая электроподстанция «Медведевская», полностью укомплектованная оборудованием отечественного производства.

Светлана Савельева: В последние два года в энергетической отрасли реализуется все больше проектов в области цифровизации, повышения энергоэффективности и энергосбережения. Крупные компании рассматривают диджитализацию как инновационный инструмент управления энергетической инфраструктурой и инвестируют в нее огромные средства: внедряют «цифровые подстанции», «цифровые сети» и «цифровые двойники» энергообъектов. Среди лидеров цифровизации – СО ЕЭС, «Россети», ФСК ЕЭС и др.

В прошлом году президент РФ поручил Правительству подготовить нормативную базу, обязывающую приобретать российское программное обеспечение и электронные компоненты при внедрении интеллектуальных систем управления электрическими сетями. Благодаря государственной поддержке отечественных производителей оборудования и программного обеспечения для ТЭК, российские разработки получают все большее распространение на рынке.

Широко используются сети интеллектуального учета энергоресурсов на основе LPWAN-технологии, системы прогнозного мониторинга энергетического оборудования и другие продукты отечественных вендоров. Ожидается, что в ближайшие 2-3 года стартует ряд пилотных проектов по созданию российского «Интернета энергии» в рамках реализации «дорожной карты» Национальной технологической инициативы «Энерджинет».

- Каковы основные сценарии использования IoT в российской энергетике?

IIOT для управления производственными активами

Геннадий Носенко: Датчики, контроллеры, RFID-метки позволяют трансформировать инфраструктуру предприятий в цифровую среду, в которой каждый объект обладает «цифровым интеллектом» и может «рассказать» историю своего жизненного цикла. Компании применяют или задумываются о применении концепций IIOT для мониторинга своих активов и более тонкого хозяйственного планирования и управления; выстраивают системы онлайн-диагностики для предиктивного анализа оборудования. Лидеры по внедрениям IIOT-платформ - РусГидро, Россети, МРСК Урал и др.

Умное производство

Геннадий Носенко: Реальные кейсы полностью автоматизированных производственных линий на базе передовых информационно-коммуникационных технологий, способных учитывать контент и помогать персоналу и оборудованию в решении их задач, в России пока редкость. В качестве позитивных примеров - реализация умного месторождения Газпромнефтью в Ханты-Мансийском автономном округе, в рамках которого Artificial Intelligence, совместно с IIOT и Machine Learning помогает персоналу людям решения о наиболее качественном извлечении нефти, разработке месторождения, повышении коэффициента извлечения.

Предиктивная аналитика

Армен Бадалов: В первую очередь, это решения для предиктивной аналитики. Они позволяют оптимизировать ремонтно-эксплуатационные работы, снижают остановы энергетического оборудования, что особенно заметно в сфере электрогенерации. Также все шансы стать важным инструментом работы энергетиков есть у дополненной реальности — например, для подготовки кадров. Наконец, активно развиваются технологии цифрового моделирования и управления электрическими сетями. Я вижу здесь огромный потенциал для России в вопросах снижения потерь, повышения качества передаваемой энергии и оптимизации работы генерирующих станций.

Цифровые двойники

Геннадий Носенко: Цифровые двойники производства (или отдельных блоков) - большой сложный пласт технологий на базе интернета вещей и решений по обработке Больших Данных. Такие цифровые модели помогут предсказать неудачи, снизить затраты на обслуживание, предотвратить незапланированные отключения оборудования. В России проекты по строительству виртуальных прототипов производственных мощностей реализует один из цифровых лидеров страны Росатом. При этом есть несколько аспектов, делающих создание цифровых двойников весьма непростой задачей. Во-первых, необходимо агрегировать очень много данных, поэтому нужна по-настоящему надежная стратегия сбора и обработки. При этом нужно помнить о том, что использовать неочищенные или неполные данные нельзя – их качество отразится на качестве прогноза.

Умные сети и цифровизация отрасли

Михаил Лифшиц: Модернизация без цифровизации сегодня равна технологическому отставанию. Самое очевидное окно для цифровизации и интеллектуализации российской энергетики - стартующий ДПМ-2. Внедрение современных интеллектуальных систем и аналитических инструментов логично будет начать с оборудования, которое характеризуется высокой ценой аварии и простоя. Внедрение умных сетей в энергетике приведет к значительному снижению технологических рисков, повысит операционную эффективность, предоставит возможность автоматизированного контроля большого распределенного парка генерирующего оборудования, увеличит управляемость и снизит издержки крупных технологических комплексов.

Цифровизация электросетей и создание систем промышленного хранения энергии увеличат гибкость российской энергосистемы и позволят приблизиться к автоматической распределенной диспетчеризации.

Мониторинг потребления ресурсов

Светлана Савельева: Среди наиболее готовых к цифровизации направлений в российской энергетике я бы назвала мониторинг потребления и управление спросом, мониторинг и прогнозирование состояния генерирующих мощностей и электросетей. Например, применение системы мониторинга и диагностики в реальном времени позволяет обнаруживать большую часть самых распространенных отказов критичного и дорогостоящего оборудования (газовых и паровых турбин, трансформаторов, насосов, котлов и компрессоров). Среди перспективных направлений: распределенная электроэнергетика, управление профилем потребления, выявление несанкционированных подключений.

Какие факторы влияют на рост применения IoT в российской энергетике?

Михаил Лифшиц: Развитие распределенной энергетики способствует децентрализации отрасли, меняется роль потребителей, которые теперь могут сами для себя производить энергию и продавать излишки. Все возрастающая потребность в эластичной и надежной электросети стимулирует внедрение «умных» сетей, базовым элементом которых является технология IoT.

Масштабное применение технологий прогностики и переход с их помощью к ремонтам «по состоянию» позволит высвободить значительные ресурсы, грамотно и эффективно формировать сервисный бюджет. А главное - надежность оборудования станет управляемым параметром.

Но у развития IoT решений есть и противники, я бы назвал их «цифровыми луддитами». Это тот персонал, кому прозрачность – а машину нельзя обмануть – попросту не нужна. К счастью, у собственников и топ-менеджеров бизнеса иной взгляд на цифровизацию.

Армен Бадалов: В своем нынешнем виде российская энергетика по большей части излишне централизована, из-за чего представляется далеко не самой эффективной системой. Современные цифровые технологии и Интернет вещей, на мой взгляд, способствуют повышению эффективности работы системы на всех этапах — от генерации до конечного потребления. Они также позволяют лучше контролировать расходы и стимулируют развитие новых источников энергии (возобновляемая энергетика, когенерация, переход на индивидуальные тепловые пункты и т.д.). При этом положительного эффекта можно достичь с помощью относительно небольших инвестиций.

Светлана Савельева: Внедрение IoT в энергетике стимулируется на федеральном уровне. В ноябре 2017 года правительством были внесены изменения в Стратегию развития электросетевого комплекса РФ в части постепенного перехода от системы планово-предупредительного ремонта к организации ремонта по фактическому техническому состоянию с учетом последствий отказа основного технологического оборудования (рисков). Такие инициативы Минэнерго России как утверждение весной 2018 года паспорта программы «Цифровая трансформация электроэнергетики России», а также проработка пилотного проекта развития системы удаленного мониторинга и диагностики парогазовых установок безусловно являются драйверами роста применения интернета вещей в энергетике.

Распространению IoT в российской энергетике будут способствовать также национальные стандарты в сфере «умной энергетики», принятый закон от 27.12.2018 года № 522-ФЗ, направленный на регулирование вопросов внедрения интеллектуальных систем учета электрической энергии (мощности), а также стремительное снижение стоимости датчиков и облачных сервисов.