Переход от традиционной энергетики к альтернативной немыслим без современных цифровых решений. Эксперты рассказали «ЭПР» о перспективных технологиях, условиях внедрения и недостатках цифровизации.

Цифровизация топливно-энергетического комплекса («дорожная карта» «Энерджинет» Национальной технологической инициативы) еще в 2016 году была объявлена в России, заметно отстающей от других стран по цифровизации экономики в целом и энергетики в частности, одним из государственных приоритетов.

Крупные нефтегазовые корпорации и многие компании энергетического сектора сделали цифровую трансформацию частью своих стратегий. Правда, в большинстве случаев все сводится к промышленной автоматизации ради снижения затрат и повышения эффективности бизнес-процессов.

Перспективные цифровые технологии (к примеру, блокчейн) еще практически не получили развития в энергосекторе страны. Если же оценивать ситуацию в целом, то цифровизация энергетики пока не способствует энергетическому переходу в России во многом из-за ограниченных амбиций РФ в сфере развития возобновляемой энергетики и сопряженных отраслей (накопители энергии, электротранспорт и так далее).

Значение цифры

По мнению директора по продаже сервисов в электроэнергетике ГК Softline Александра Бочарова, благодаря развитию интеллектуальных систем и цифровых технологий электроэнергетика находится на рубеже фундаментальных преобразований уже последние десять лет.

«Влияние цифровых инноваций на энергетическую сферу стало все более ощутимым и послужило основой для разработки таких концепций, как интеллектуальные сети (smart grid), включая управление спросом на электрическую энергию (demand response), поставка электроэнергии в сеть от электромобиля (vehicle to grid) и т.д. Одним из примеров применения цифровых технологий в энергетической отрасли является концепция умного дома. С помощью этой технологии возможно управлять потреблением энергии в домашних условиях и снижать его в пиковые часы.

Однако развитие розничного рынка электроэнергии в России ограничено. Текущая законодательная база позволяет передавать электрическую энергию от частных домохозяйств лишь до 15 киловатт, в то время как в Европе уже существуют возможности для реализации более гибкой и эффективной системы функционирования розничного рынка», — подчеркнул Бочаров.

Наглядный пример

«В энергетике цифровые технологии уже сейчас играют важную роль в оптимизации распределения и использования энергии, повышении эффективности работы предприятий и контроле за состоянием энергосистемы», — отметил сотрудник Центра компетенций Национальной технологической инициативы по направлению «Технологии транспортировки электроэнергии и распределенных интеллектуальных энергосистем» НИУ «МЭИ» Антон Иванов.

Он привел яркий пример успешного применения цифровых технологий в управлении энергетическими системами. Речь идет об интеллектуальной системе учета электроэнергии, используемой в Москве и Московской области.

«Эта система позволяет контролировать потребление электроэнергии в режиме реального времени, что дает возможность оптимизировать ее распределение и снизить потери. Также сейчас ведутся разработки по созданию системы управления энергоресурсами в микросистемах, которая использует мультиагентную систему. Она позволяет выстраивать режим в сети оптимальным образом как технологически, так и экономически.

Но для того, чтобы цифровые технологии стали основой управления энергетикой в России, необходимо провести серьезную работу. Прежде всего, модернизировать инфраструктуру, чтобы обеспечить возможность внедрения новых технологий. Кроме того, обучить персонал работе с новыми технологиями и обеспечить безопасность», — считает эксперт.

---

В ближайшее десятилетие спрос на цифровые технологии в энергетике может вырасти в 13 раз.

---

В рамках «Энерджинет», например, разрабатывается теория полуавтономных энергетических систем для управления потреблением и производством электроэнергии в небольших энергосистемах.

«Если домохозяйства объединены малыми источниками генерации энергии и одновременно управляют своим потреблением, то возможно обеспечить большую стабильность и устойчивость системы», — говорит Бочаров.

Плюсы, минусы, проблемы

Цифровизация позволяет обеспечить единую модель энергосистемы, прогнозировать спрос и 
предложение для оптимизации совместной работы электростанций и возобновляемых источников электроэнергии в единой сети. По оценке технического директора Департамента автоматизации энергетики АО «Искра Технологии» Дениса Зубова, это приводит к снижению потерь энергии и повышению надежности энергоснабжения.

«Стандартизация подходов и использование единых протоколов передачи данных между устройствами распределенных систем и диспетчерскими центрами — основа для бесшовного и оптимального взаимодействия всех элементов энергосистемы, которая должна содержать автоматизированные алгоритмы управления. Основными направлениями являются:

• управление спросом: автоматическое регулирование потребления энергии;
• управление распределенной генерацией: оптимизация работы ВИЭ-генераторов и классических станций;
• восстановление энергосистемы: автоматическое переключение на резервные источники.

При этом для достижения энергоперехода стремление к цифровизации не должно повлечь за собой полную замену еще не выработавшего свой ресурс оборудования. Локальная модернизация с внедрением цифровых решений уже сейчас может повысить эффективность существующих систем с минимальными затратами», — резюмировал Зубов, добавив, что цифровизация играет ключевую роль в энергопереходе, обеспечивая оптимизацию потребления и выработки электроэнергии, переход к устойчивой и децентрализованной энергосистеме.

К плюсам цифровизации относятся и экологические аспекты. Цифровые технологии позволяют более эффективно использовать возобновляемые источники энергии, такие как солнце и ветер, что снижает выбросы вредных веществ в атмосферу.

«Стоит отметить, что цифровизация энергетики может способствовать развитию экономики страны. Например, создание новых рабочих мест в сфере IT и разработка новых технологий могут стимулировать развитие экономики», — считает Антон Иванов.

В рамках управления спросом на электрическую энергию был создан новый вид компаний — агрегаторы спроса на электрическую энергию.

«Эти компании заключают сделки с крупными потребителями, например с холодильными компаниями или складами, о снижении потребления электроэнергии в определенный период времени без ущерба для их производственного процесса. Взамен агрегаторы получают бонусы с оптового рынка электроэнергии в виде материального вознаграждения за сокращение энергопотребления», — сообщил Бочаров.

Внедрение в энергетику технологии big data, с помощью которой легко отслеживать техническое состояние оборудования, прогнозировать риски и обслуживать его, основываясь на полученных данных, тормозят несколько факторов. Один из них — небольшое количество ЦОДов (центр обработки данных) — платформы для накопления и сохранения больших данных.

Проблемой является разрозненность баз и ограниченность доступа к ним из-за отсутствия мотивации у игроков рынка делиться информацией. Итог неутешителен — фрагментация данных препятствует бесперебойной и слаженной работе всех сегментов энергетики.

Цифровизация имеет и свои недостатки. Так, она может привести к увеличению киберугроз.

«Цифровые системы управления являются мишенью для хакеров, которые могут попытаться получить доступ к конфиденциальной информации или нарушить работу системы. Для эффективного использования цифровых решений сотрудникам потребуется дополнительное обучение, а это время и затраты. Впрочем, эти проблемы решаемы при правильном подходе.

В целом, можно сказать, что цифровые технологии имеют все шансы стать основой управления энергетическими системами, если будут выполнены три главных условия: модернизация инфраструктуры, обучение персонала и обеспечение безопасности», — подвел итог эксперт.