СРО НП «МАЭ» — СРО-Э-150
Пилотными проектами энергокомпании в «Россети Урал» по внедрению цифровых решений, в частности, стали интегрированная система поддержки решений на основе единой информационной модели электрической сети в Екатеринбурге, автономные системы накопления энергии для резервирования питания социально значимых объектов, полигон новейших технических решений в Орджоникидзевском районе в Перми.
«Россети Урал» отмечают, что уже сегодня компания совместно с АО «ЭР-Телеком Холдинг» внедряет новые технологические решения, которые используются в программе цифровой трансформации электросетевого комплекса Урала и Прикамья. С начала 2019 года в электросетевом комплексе «Россети Урал» на базе IoT-сети LoRaWAN проходит тестирование компонентов автоматизированных систем сбора данных и контроля технологической информации, а также коммерческого учета электроэнергии.
Кадры для цифовизации
В рамках дискуссии эксперты отметили, что в настоящее время наработана теоретическая база по тематике цифровизации и должны появиться специалисты нового
«Есть вызовы, которые стоят перед нами, и мы не можем их игнорировать. Поэтому и к работникам, которые в будущем станут движущей силой цифровой трансформации предъявляются особые требования. Это открытость к новому, адаптивность к переменам, умение генерировать инновационные идеи», — считает директор по персоналу компании «Россети Урал» Владимир Матюк.
Владимир Матюк также в ходе круглого стола поделился опытом формирования внутренней среды компании, что в конечном итоге приведет к изменению модели компетенций сотрудников.
«Для формирования ядра изменений в нашей организации мы выделили три направления: вовлечение ТОП-менеджмента в определение стратегии, формирование концепции трансформации на основе цифровых технологий, определение ключевых направлений деятельности и приоритетных проектов; формирование кросс-функциональных команд по реализации проектов по цифровой трансформации, вовлечение проактивных и инициативных работников, которые станут нашими инноваторами, движителями изменений; и третий блок – это научно-техническое сотрудничество с ВУЗами – партнерами для реализации задач исследовательской направленности и подготовки будущих работников и развития действующих работников. Есть вызовы, которые, которые стоят перед нами, и мы не можем их игнорировать. Поэтому и к работникам, которые в будущем станут движущей силой цифровой трансформации предъявляются особые требования. Это открытость к новому, адаптивность к переменам, умение генерировать инновационные идеи», — считает Владимир Матюк.
Игбал Гулиев, заместитель директора Международного института энергетической политики и дипломатии, доцент базовой кафедры ПАО «Транснефть»:
«Внешнеэкономическая деятельность в области транспорта энергоресурсов» МГИМО МИД России добавляет: «Подготовка высококвалифицированных специалистов-международников, способных ориентироваться в сквозных цифровых технологиях, а также применять возможности цифровизации ТЭК при реализации конкретных промышленных проектов будет ключевым условием для успешной деятельности как отдельных энергетических компаний, так и всей отрасли в целом.
Цифровые аспекты производственных процессов в топливно-энергетическом комплексе предъявляют дополнительные требования к компетенциям специалистов. Формирование компетентностного подхода к цифровой трансформации отраслей российского ТЭК создает новые вызовы для профильных вузов».
Сергей Кокин, заместитель директора по науке и инновациям Уральского энергетического института УрФУ, член президиума научно-технического совета ПАО «Россети» презентовал в рамках круглого стола возможности своего вуза:
Уральский энергетический институт Уральского федерального университета создан в 2011 году путем объединения двух факультетов, существовавших параллельно с 1964 года: электротехнического и теплоэнергетического. До 30% профессорско-преподавательского состава - профессионалы из отрасли: главные конструкторы, начальники отделов, начальники служб энергетических предприятий региона. ОАО «Россети Урал» и Уральский федеральный университет связывает многолетнее сотрудничество по различным направлениям деятельности. Так, по совместной инициативе и при непосредственной поддержке ОАО «Россети Урал» в УрФУ сегодня успешно функционирует базовая кафедра «Электроэнергетика». Кафедра стала одним из подразделений Уральского энергетического института (далее УралЭНИН УрФУ) для обучения студентов по двум направлениям – «Релейная защита и автоматика» и «Электрические сети».
В рамках реализации проекта ФЦП «Разработка концепции создаваемого ПТК ЦПС» в УрФУ создана лабораторная база для тестирования ПТК ЦПС и его элементов, для моделирования сложных электроэнергетических систем и технологических возмущений в них, тестирования новых алгоритмов противоаварийного и режимного управления. Такая лаборатория позволит заниматься не только реализовывать проект, проводить научные исследования, но и используется для подготовки современных специалистов для электроэнергетической отрасли. На созданной лабораторной базе студенты УрФУ выполняют выпускные квалификационные работы, посвященные построению цифровых сетей и цифровых подстанций, разработке алгоритмов противоаварийного и режимного управления, релейной защиты с учетом новых устройств и возможностей.
В ходе учебы в магистратуре все студенты кафедры «Автоматизированные электрические системы» изучают различные дисциплины, в рамках которых учатся создавать математические модели сложных энергосистем, использовать программно-аппаратный комплекс реального времени, тестировать различные устройства и алгоритмы на этой базе (то есть учатся применять новые подходы и цифровые технологии на лабораторной базе, созданную в рамках проекта ФЦП). Важно отметить, что обучение по части дисциплин ведется с помощью технологий проектного обучения: группа студентов получает задание смоделировать алгоритм работы устройства релейной защиты и (или противоаварийной автоматики), реализовать его на устройстве и протестировать на программно-аппаратном комплексе реального времени (с созданием модели сложной энергосистемы). При этом каждый обучающийся имеет свою задачу, но вынужден разбираться во всех вопросах дисциплины, защита работ проходит по результатам испытаний на лабораторной базе и включает в себя как групповой, так и индивидуальный этапы.Созданная лабораторная база позволяет моделировать различные подстанции, сети в результате чего открывается возможность проводить курсы повышения квалификации, на которых работники отрасли смогут обучаться компетенциям, умениям, навыкам, необходимым в цифровой энергетике, причем фактически на примере любой подстанции, используя самое современное оборудование.
Кроме того, Уральский федеральный университет стал участником проекта «Establishing smart energy system curriculum at Russian and Vietnamese universities» (ESSENCE, «Разработка образовательной программы в области интеллектуальных энергетических систем в российских и вьетнамских вузах»). В рамках грантовой программы Европейской комиссии Erasmus + Capacity Building in Higher Education консорциум, состоящий из 3 европейских, 5 российских и 2 вьетнамских университетов, разработал магистерскую программу по подготовке специалистов для современной «умной» электроэнергетики. Веб-сайт проекта
Выгоды цифровизации
Участник круглого стола, генеральный директор ООО «Прософт-Системы», Александр Распутин считает, что на данный момент для сетевого распределительного комплекса существуют цифровые технологии, на базе которых можно решить следующие необходимые задачи:
- Тотальная наблюдаемость и мониторинг подстанций 110/35 кВ ( в данный момент в России не все ПС данного типа наблюдаемы) , а в перспективе и трансформаторных подстанций 6(10) кВ, в том числе за счет внедрения умного учета.
- Телеуправление и телематическое регулирование подстанций должны быть не обслуживаемое человеком, без оперативного персонала но у ЦУС должна быть возможности удаленно производить коммутацию и регулировать ( или авторегулировать на ПС ), например, уровень напряжения.
- Возможность быстро определить место повреждения на линии (все виды КЗ и обрыв) . Наладить автоматизированное выделение аварийного участка , его изоляцию и восстановление сети.
В целом это даст, на его взгляд, повышение качества электроснабжения для потребителей, уменьшение в разы показателей перерывов электроснабжения и средней частоты технологических нарушений (SAIDI , SAIFI); поддержание напряжения в удаленных узлах, уменьшение коммерческих потерь ( с учетом внедрения «умного учета» ) в разы. А также уменьшение эксплуатационных затрат за счет уменьшения количества ремонтов и обслуживанию электросетевого комплекса по состоянию.
«Однако сегодня пока существуют проблемы: готовность и состояние первичного оборудования – бессмысленно ставить новые «мозги» на старое оборудование, прилаживать их к трансформаторам и выключателям, которые требуют замены или не годятся для удаленного управления.
Технологии коммуникаций между контроллерами, сенсорными датчиками и ЦУС – ключевой технологический вопрос – нужны надежные, но приемлемые по цене. Допустим, ПС 110 кВ можно посадить на оптоволокно, а дальше что?», — задает вопрос участникам дискуссии Александр Распутин и отвечает на него.
«Затем надо учесть резкое увеличение количества контроллеров , терминалов, сенсоров в эксплуатации . Возрастет нагрузка на персонал. Возникнут дополнительные требования к квалификации персонала».
Андрей Бондин, начальник отдела сертификационных испытаний программных и аппаратных средств, «НПП «Гамма» при Министерстве промышленности и торговли РФ воспринимает цифровизацию как новый тренд мирового общественного развития, пришедший на смену информатизации и компьютеризации:
«Она обеспечивает повышение эффективности экономики и улучшение качества жизни людей. Однако, цифровизация, как для России в целом, так и для электросетевого комплекса, в частности, имеет целый ряд возможных отрицательных последствий и рисков, например таких, как угрозы прекращение штатного функционирования объектов цифровизации в результате компьютерных атак или деструктивного на них воздействия.
Многие знают, к каким катастрофическим последствиям могут приводить аварии на электросетевых объектах. Можно, например, вспомнить крупнейшую аварию, произошедшую 25 мая 2005 года в Московском регионе, когда без света остались миллионы людей, не работали сотни магазинов и офисов, была парализована работа транспорта, включая московскую подземку. Но даже эта авария меркнет в сравнении с самыми масштабными инцидентами, некоторые из которых переходят в разряд глобальных катастроф, например, 14 августа 2003 года в крупнейших городах США и Канады или 5 ноября 2006 года в нескольких странах Западной Европы.
Сегодня, наряду с физической безопасностью, одним из основных вопросов становится защита объектов электросетевого комплекса от проведения целенаправленных кибератак.
В открытом доступе периодически появляются отрывочные сведения о компьютерных атаках на объекты критической информационной инфраструктуры (КИИ). Одной из последних кибератак в конце 2015?г. стало нарушение работы части энергосистемы Украины, в результате которого свыше 600 тысяч жителей остались без электричества.
В узких кругах специалистов по информационной безопасности известно о той критической ситуации, которая возникла с электроснабжением на Зимних Олимпийских играх 2014 в г. Сочи.
Совершенно не случайно, что вопросам информационной безопасности, как в целом по всей России, так и в ПАО «Россети», уделяется серьезное внимание. Например, в мае 2017 г. вступило в силу Распоряжение ПАО «Россети» № 282р «Об утверждении требований к встроенным средствам защиты информации автоматизированных систем технологического управления электросетевого комплекса Группы компаний «Россети», а в июле этого же года был принят Федеральный закон N187-ФЗ «О безопасности критической информационной инфраструктуры Российской Федерации».
Любая электросетевая (распределительная) компания должна помнить, что как российское юридическое лицо, которому принадлежат информационные системы, информационно-телекоммуникационные сети, автоматизированные системы управления, функционирующие в сфере энергетики и топливно-энергетического комплекса, она является субъектом КИИ. Поэтому решая вопросы цифровизации, необходимо учитывать и выполнять требования Федерального закона N 187-ФЗ, Постановления Правительства РФ N 127 (в редакции от 13.04.2019), а также требования нормативных и методических документов ФСБ России и ФСТЭК России, относящихся к объектам КИИ. Кроме того, внедряя новые объекты цифровизации необходимо обеспечить наличие в них встроенных средств защиты информации, прошедших оценку соответствия в форме сертификации ФСТЭК России.
В типовой энергокомпании существует только одна физическая электрическая сеть, однако у этой электрической сети есть десятки представлений в различных подразделениях энергокомании. Каждая модель используется для разных целей и в разных программных обеспечениях (например, для проведения расчетов сети, диспетчеризации, управления активами, в системе учета). Несоответствия данных модели в разных подразделениях могут приводить к неточностям в представлении сети, неоптимальной производительности системы и чрезмерному ручному труду по актуализации данных моделей. Энергокомпании в настоящее время прикладывают много усилий, чтобы обеспечить постоянную синхронизацию моделей. И они вкладывают много усилий, чтобы обеспечить легкий обмен данными между этими системами, в том числе с соседними энергокомпаниями. В отрасли существует несколько факторов, которые делают эту проблему все более сложной и дорогостоящей».
Ренат Габдуллин, региональный директор по продажам подразделения «Системы распределения электроэнергии» ООО «Сименс» уверен, что знает решение проблемы:
«Цифровой двойник – это связующее звено, которое объединяет все данные в современной энергокомпании. Он автоматически обеспечивает синхронизацию данных, таким образом, что одна цифровая модель соответствует одной физической электрической сети. Цифровой двойник, как правило, построен на единой базе данных. Такой базой для магистральных сетей может выступать база данных, в которой модель сети хранится в формате CIM (например, с использованием ПО Siemens ODMS). Для распределительных сетей в качестве единого источника информации подходит связка расчетного ПО (например, PSS SINCAL) с геоинформационной системой. Из преимуществ использования цифрового двойника можно назвать: повышение точности и согласованности модели (единого источника информации) для проведения расчетов и эксплуатации. Снижение вероятности серьезных эксплуатационных / плановых ошибок, вызванных некорректными данными в модели. Отслеживание изменений модели с возможностью воссоздания случаев после изменений («контрольный журнал»). Возможность взаимодействия с ключевыми источниками данных и функциями, например, системой управления активами, ГИС. А также устранение существующих дублирующих процессов (совместное использование модели сети при планировании и эксплуатации). Автоматизация процессов (например, автоматическое построение модели распределительной сети). Обеспечение более простой интеграции подсистем в будущем и возможность более эффективного использование ресурсов сети ближе к возможным предельным значениям. Использование адаптивных установок релейной защиты. Управление производительностью активов (благодаря связи топологии, оперативной информации и данных об активах сети). Все это позволит избежать или отсрочить необходимость усиления сети».
На внедрение цифровизации оказывает большое влияние клиентский опыт. Использование стандартных инструментов взаимодействия с клиентом недостаточно, необходимы приложения в привычном для пользователя виде.
Александр Щеканов, руководитель центра экспертизы «Энергетика и ЖКХ», SAP CIS уверен, что к концу 2019 года, 85% крупнейших энергетических компаний создадут новые обособленные бизнес-подразделения для ускорения внедрения инноваций и цифровой трансформации:
«Начиная с 2020 года рост ВИЭ будет стимулировать внедрение ИТ-систем управления распределенной генерацией и расширение существующих систем управления сетями не менее чем на 50%. Начиная с 2020 года начнётся рост рынка микросетей, формируя рост доходности не менее чем для 25% предприятий энергетики за счет предложения на рынок нового тнеда «Микросети как услуги». К 2021 году, 50% энергетических компаний, уже пилотирующих решения на основе распределенного реестра (Blockchain), перейдут к коммерческому развертыванию как минимум одного решения. SAP предлагает комплексный подход и поддержку предприятий на каждом этапе цифровой трансформации. Приведу примеры удачно реализуемых в мире цифровых проектов в энергетике: «Цифровые обходы» ветроэлектрических установок. Подключение к потребительским системам хранения электроэнергии в моменты пикового потребления (AGL, один трех крупнейших энергетических ретейлеров Австралии). Вывод потребителей на энергорынок как генераторов. Отключение потребителем некритичного оборудования при пиковой нагрузке (железные дороги Швейцарии) На Цифровая трансформация компаний меняет подход к управлению компаниями, появлению новых направлений бизнеса внутри компаний и экспоненциальный рост данных.
Этапы будут такими: оснащение оборудования датчиками и интеллектуальными измерительными устройствами, формирование озера данных и дальнейшее их применение в прогнозных моделях и в многофакторном анализе.
Система инноваций. Будущее огромных компаний может зависеть от маленьких стартапов, успешного изобретения, внезапно появившейся новой технологии. Предприятия сегодня создают собственные «фабрики инноваций», где тестируют интересные идеи через создание прототипов, работая с большим количеством стартапов. Процесс принятия решений о дальнейшем пилотировании удачных идей и проектов при таком подходе базируется на осязаемых результатах».
Например, разработана абсолютно прозрачная солнечная батарея, которая может использоваться вместо стекол в окнах. Ученые Массачусетского университета сделали первый прототип устройства, которое пока еще имеет очень низкий КПД. Но представьте себе, как сильно это изобретение повлияет на «зеленую» энергетику, если это изобретение станет массовым?
Наконец в Англии есть дорога, где смонтирована полоса для бесконтактной подзарядки электрических автомобилей. Это снимает все препятствия для использования экологически чистого транспорта в городах.
Сегодня мы следуем мировому тренду интеллектуализации. Сейчас мало дать портал потребителю — люди хотят заказать и получить услугу со смартфона. Даже соцсети будут постепенно трансформироваться в социально-промышленные. Потому что и микро-GRID в 75% случаев дает выручку.
«Индекс «цифры» в промышленности у нас пока низкий. Менее 40% предприятий имеют подразделения, которые занимаются цифровизацией и сбором идей от стартапов. В энергетике этот показатель — не менее 80%. Но цифровые подстанции сейчас генерят много данных, а их не используют. Надо, чтобы они не умирали и не хранились мертвым грузом там, где произведены», — говорит Александр Щеканов.
Президент и генеральный директор Omron Robotics Томас Матиас свидетельствует, что в Европе заказчики промышленных роботов становятся все более ответственны за свое потребление:
«Наиболее активно эти процессы идут в Словакии, Чехии, Хорватии, Словении. И есть разные пути для системного оператора страны: снижение цены, регуляция частоты, баланс спроса».
Риски цифровизации:
Борис Бокарев, Директор направления ICEnergynet, ЦСР «Северо-Запад»:
«Да, мы осуществляем внутреннюю цифровую трансформацию, и это помогает сдерживать тарифы. Но в России идет децентрализация, создаются новые объекты ВИЭ, системы накопления энергии.
В июне мы открыли новый рынок управления спроса от 1 кВт. Если потребитель готов снизить уровень потребления в пиковый период и готов получить за это вознаграждение. Иногда это позволяет снизить «капексы» и не строить какой-либо новый объект генерации. 21 июня мы провели эксперимент с семью компаниями. Объем эксперимента — 50 МВт. А общий потенциал для России — 6 ГВт».
Виктор Набойченко, директор по отраслевому регулированию и взаимодействию с органами госвласти ПАО «Энел Россия»:
«Опыт работы в 35 странах с набором клиентов 72 млн человек позволяет нам сделать вывод, что цифровизация сети — это не просто установка счетчиков. Это прежде всего система оптимизации инвестиций плюс система управления персоналом и подготовкой людей.
Регуляторка или что попросить от государства, чтобы программа нашла инвестора, содержит, как правило, четыре условия: во-первых, стабильность, долгосрочность и предсказуемость тарифа на отрезке не менее 10 лет. Это важная часть для гарантий инвестора, которая позволит не перекладывать все на плечи потребителя. В Италии тариф на этом 10-летнем этапе в результате даже снизился на 20-30%.
Второе — массовая и быстрая, широкоформатная реализация в масштабах региона дает больший эффект, чем попытки достигнуть экономии в рамках района или населенного пункта.
В-третьих, необходим, дифференцированный доступ к системам контроля, чтобы не прекращать внедрение инновационных решений, тонкой подкрутки по пути. Надо, чтобы была возможность в пути привлекать сторонние компании с их стартапами в сфере Интеренета вещей.
И четвертое — в систему поощрения сотрудников KPI необходимо закладывать те факторы, которые повлияют на эффективность внедрения цифровизации».
Юлия Лаврикова, директор института экономики Уральского отделения Российской академии наук, усомнилась в выгодах цифровизации:
«Да, снижение тарифов — цель, результат. Хорошо, что программы цифровизации приведут к снижению тарифов. Но на предприятиях уровень затрат в статье расходов «Уязвимость систем информационной безопасности» невысок. Не перекроют ли наши затраты на кибербезопасность финансовые вложения в реализацию концепции цифровизации?»
«Некачественно, но дешево, качественно, но дорого», — парировал Виктор Набойченко, директор по отраслевому регулированию и взаимодействию в органами госвласти ПАО «Энел Россия».
Объемы финансирования статьи на кибербезопасность будут пересматриваться. Это концепт, но не догма.
Затраты на цифровизацию позволят в разы снизить операционные затраты (OPEX) и создадут базу для оптимизации электросетей. Повлияет цифровизация и на капитальные затраты (CAPEX) - позволит автоматизировать систему подбора подрядчиков. Но одной автоматизацией рост тарифов не остановить. Цифровизация электросетей и объектов генерации позволит понять, где есть генерация ненужных издержек. И это серьезный показатель для бизнеса.
Уральский регион стал первым в России по тестированию внедрения цифровых технологий в интеллектуальных системах учета. Финансирование программы цифровизации электросетевого комплекса в Свердловской, Челябинской областях и Пермском крае составит до 2030 года 99 млрд рублей. Как говорит директор по цифровой трансформации «Россети Урал» Андрей Шульгин, основной объем средств – 59 млрд руб. – направляют на интеллектуальный учет. В Пермском крае, Свердловской и Челябинской областях «МРСК Урала» установит 1,3 млн приборов учета. Кроме того. 16 млрд руб. будет направлено на цифровизацию системы диспетчеризации и еще 14 млрд руб. — на внедрение цифровой трансформации в сетевых компаниях районов (РЭС).
«Основная головная боль — сети 6-(10) кВ — это основная масса сельских поселков и малых населенных пунктов. Оптоволоконное туда тащить смысла нет — проблемы не решит, там даже связи сотовых операторов нет», — делится Андрей Шульгин. — Обычный метод для них дорогой. Поэтому во второй половине июля запускаем пилотный проект в Свердловской и Челябинской областях на территории 227 кв. км, где расположены 13 ПС и 375 трансформаторных подстанций, будет внедряться самодиагностика оборудования, управление ПС без участия персонала».
Андрей Кузяев, президент, «ЭР-Телеком Холдинг» поделился с участниками опытом, как ЭР-Телекомом построил первую в России федеральную сеть промышленного интернета вещей в 52 городах России. И внедрил LoRaWAN — инновационный протокол связи, направленный на передачу небольших объёмов информации на большие расстояния, позволяющий быстро и дёшево подключить значительное число электросетевых объектов. На основании соглашения, заключенного с МРСК Урала, в двух регионах и реализуется пилотный проект по автоматизации распределительной сети 6-(10) кВ на базе технологии LoRaWAN.
«Надо понимать, что цифра — это ГОЭЛРО 21 века. Но электрические сети 6-(10 ) кВ не охвачены цифровизацией и не имеют связи, 30-40% подстанций находятся вне зоны покрытия сотовых операторов. Что поможет? Телемеханика. Система LoRaWAN помогает безопасно передавать небольшие объемы данных на большие расстояния. С использованием ЛЭП, реклоузеров и батареек. При этом одной батарейки хватит до 7 лет — она будет работать только в момент включения, передавать данные и отключаться. Такая система своевременного получения данных позволит сокращать расходы на ГСМ — лишний раз не потребуются выезды бригад. В январе 2019 года мы согласовали проект совместно с МРСК Урала («Россети Урал»), и на следующей неделе — 15-20 июля — запускаем в опытную эксплуатацию».
