Импортозамещение в электросетевом комплексе в эпоху цифровой трансформации. Круглый стол

«МРСК Центра и Приволжья», устано­ вило более 32 тыс. интеллектуальных приборов учета электроэнергии у физи­ ческих и юридических лиц. По итогам 2017 года потери электроэнергии со­ кратились на 23,7 млн кВт*ч. Внедре­ ние «умного учета» позволило снизить потери, связанные с недостоверным учетом отпущенной электроэнергии, неисправной работой счетчиков, и пред­ упредить хищение электроэнергии.

С 2013 года в Уфе внедрением ин­ теллектуальных сетей занимаются ком­ пания «Сименс» и АО «БЭСК». Пла­ нируется, что в результате реализации проекта электросетевой комплекс горо­ да полностью перейдет на интеллекту­ альное управление. В 2014 году потери электроэнергии сократились на 16– 17%, по оценке компаний, к 2020 году потери уменьшатся в два раза по срав­ нению с существующими. В 2016 году элементы «умных сетей» стали вне­ дряться в Казани, Набережных Челнах и Нижнекамске. Результаты внедрения интеллектуальных технологий таковы: среднее время перерывов электроснаб­ жения в распределительных сетях, ос­ нащенных системами секционирования, уменьшилось на 32%, средняя частота отключений – на 37%. Эти показатели надежности достоверно сопоставимы с результатами деятельности восточ­ ноевропейских электросетевых орга­низаций. Наблюдается положительная динамика: с 2016 года продолжитель­ ность отключений снижена с 206 до 118 минут на одного потребителя, а количе­ ство отключений в год – с четырех до двух.

Однако в рамках цифровой транс­ формации возникают новые проблемы, в основном они связаны с безопасно­ стью. Например, согласно опубликован­ ным данным, «Россети» подвергаются 30 тысячам атак в день, 9 миллионов попыток в год. Это попытки войти в корпоративный периметр компании, технологические системы управления через электронную почту, мобильные сервисы и т. д. Два миллиарда рублей в год – затраты компании на мероприя­ тия по кибербезопасности. Такая ситуа­ ция требует развития законодательной базы для улучшения кибербезопасности объектов критической важности.

Поэтому энергетическим компа­ ниям следует переходить на новые стандарты безопасности: применять защищенные протоколы, цифровые сер­ тификаты и подписи, внедрять системы контроля доступа и защищенные про­ токолы аутентификации для обеспече­ ния безопасности беспроводных сетей, должны применяться криптография и шифрование при работе с облачными хранилищами.

Алексей Камынин: Процесс циф­ ровой трансформации в нашей стране проходит довольно медленно по при­ чине того, что нет в отрасли единого понимания, что это такое и какие про­ дукты можно назвать «цифровыми». Все понимают этот термин по­своему и предлагают рынку совершенно разный набор опций. Такая неразбериха длится уже не первый год, но я думаю, что со временем мы преодолеем этот барьер. Как только сформируются единые тре­ бования и параметры, процесс значи­ тельно ускорится.

Ярослав Иванов: Выгоды очевид­ ны – прозрачность, оперативность, возможность точного и удаленного управления. Но и предстоит решить много вопросов с точки зрения эффек­ тивности. Капитальные и прочие затра­ ты велики, а снижения операционных издержек, а следовательно, прямой оку­ паемости эксперты не видят. Вот при­ мер – выбор простого или цифрового, «умного» автоматического выключения для заказчика. Когда решение принима­ ет представитель Газпрома для газопе­ рекачивающей станции, которая работа­ ет без обслуживания персоналом. Тогда очевидно, что нужен цифровой аппарат с возможностью удаленного управле­ ния. Так как обслуживающий персонал на станцию будет лететь на вертолете, а это небыстро и недешево. А вот для КТП небольшого цеха по переработке древесины может и не иметь «умных» автоматов, энергетик или начальник производства всегда может решить про­ блему в КТП, которая находится рядом с производством. Поэтому, по моему мнению, основой для принятия реше­ ний должна быть в первую очередь воз­ можность максимально эффективной модернизации «вдолгую». Это обеспе­ чит выгоды как производителям, кото­ рым необходимо разрабатывать и выво­ дить на рынок оптимальные решения, так и отрасли, представителям которой необходимо обеспечить «бесшовный» процесс.

Сергей Егоров: Скорее всего, друго­ го выхода у электроэнергетики нет – на местах отсутствует сейчас (и будет его нехватка в ближайшие годы) необходи­ мое количество квалифицированного линейного персонала, которого было в достатке 20 и более лет назад. При этом цифровая трансформация позволит от­ расли поддерживать электросетевой комплекс в работоспособном состоя­ нии, а время требует надежности и ка­ чества электроснабжения. Также появ­ляется возможность на базе цифровых технологий:

• внедрять интеллектуальные системы управления, а ее компаниям перейти на рискориентированное управление за счет сбора, обработки и анализа больших данных;
• развивать рынок услуг хранения электроэнергии и сетевого резерва;
• сократить количество внезапных отказов основного электрооборудо­ вания и связанных с ними штрафов за недоотпуск электроэнергии и на­ рушений технологических циклов на предприятиях;
• технологии «Интернет вещей» (циф­ ровые датчики, сенсоры, и средства коммуникации) как переход к переда­ че сигналов в цифровом виде на всех уровнях управления энергообъектов, и в первую очередь ПС;
• повысить надежность функциониро­ вания релейной защиты за счет оп­ тических IGBT­модулей и уменьше­ ния времени выявления аварийного режима;
• внедрить систему управления энер­ гопотреблением за счет реализации интеллектуального учета с его инте­ грацией в сеть на уровне конечных потребителей и трансформаторных подстанций;
• выявлять очаги, определять размеры потерь и оптимизировать затраты на сбор информации с приборов учета за счет автоматизированного расчета балансов и внедрения программных комплексов, осуществляющих сбор, обработку и хранение информации по учету электроэнергии.

Кроме этого, цифровая трансфор­ мация может позволить существенно повысить энергобезопасность страны за счет применения распределенных генераций и наблюдаемости состояния любого энергообъекта в реальном мас­ штабе времени.

Алексей Камынин: Выгоды от цифровой трансформации в конечном итоге получат все участники рынка. Компании – производители электро­ оборудования, которые смогут разра­ ботать цифровые решения и продукты, отстроятся от конкурентов. Ведь при­ менение цифровых решений повысит качество управления энергосистема­ ми и позволит сократить затраты на их эксплуатацию и обслуживание, а также ликвидацию аварий. Это чрезвычайно выгодно как генерирующим и сбыто­ вым компаниям, так и промышленным предприятиям.

Алексей Камынин: На рынке элек­ тротехники появятся новые виды обо­ рудования, новые игроки. Акцент пере­ местится с конструктива оборудования на программные решения. Программное обеспечение и сервисы будут осново­ полагающими факторами при выборе потребителем того или иного произво­ дителя.

•  программная платформа должна быть отечественной разработки;
• программная платформа должна обе­ спечивать работу программного обе­ спечения в операционных системах типа Linux, Solaris;
• платформа должна обеспечивать ра­ боту с любой реляционной СУБД;
• платформа должна обеспечивать построение функциональных под­ систем в виде web­сервисов и web­ приложений;
• платформа должна обеспечивать по­ строение аналитических моделей предметной области;
• в состав платформы должен быть включен расширяемый набор средств интеллектуального анализа данных;
• в составе платформы должны быть средства сбора, очистки, согласования данных;
• платформа должна обеспечивать адаптивность системы к любым изме­ нениям в составе и форматах исход­ ных данных, в алгоритмах обработки, в структуре баз данных, в наборе ана­ литических средств конечного поль­ зователя.

Использование такого подхода и применение платформы с перечислен­ ными свойствами позволит организо­ вать поэтапный переход с зарубежного на отечественный софт, в том числе на фоне эксплуатации существующего программного обеспечения.

Илья Фролов: Проблема импорто­ замещения сложна, имеет много особен­ ностей, связанных с условиями произ­ водства в разных отраслях, наличием научно­технических разработок и ин­ тенсивностью отношений с зарубежны­ ми поставщиками.

Главные меры, которые необхо­ димо принять для осуществления импортозамещения в энергетике, – унификация ввозимой зарубежной продукции и ее компонентов в целях освоения идентичного производства на территории РФ, оценка производ­ ственных возможностей заводов по выпуску аналогов импортной продук­ ции. Сигнализирование российско­ му потребителю о высоком качестве отечественной  продукции,  разработка российских и межгосударственных стандартов,  отражающих  требования к продукции, – это требования по экс­плуатации, надежности, сроку службы, маркировке, испытаниям, а не требо­ вания к элементам конструкции и от­ дельным материалам.

К сожалению, сегодня энергетиче­ ская отрасль по целому ряду направле­ ний находится в высокой зависимости от иностранных компаний. Еще одна из ключевых проблем в этой отрас­ли – взаимодействие компаний с по­ ставщиками и подрядчиками, здесь, как представляется, полезно пересмотреть российскую традицию проведения тен­ дерных закупок.

Однако есть и вдохновляющие при­ меры – доля применения отечествен­ ного оборудования в энергоснабже­ нии северной столицы достигла 90%. Госкорпорация «Росатом» разработала

Единую цифровую стратегию, что стало важнейшим шагом к ускорению цифро­ вой трансформации отрасли, обеспече­ нию импортозамещения и реализации национальной программы «Цифровая экономика РФ». Также следует отме­ тить программу модернизации систем учета энергии магистральных сетей Урала. Проект включает в себя 135 под­ станций напряжением 220–500 кВ. Су­ щественно, что в рамках этой програм­ мы используется только оборудование российского производства, соответ­ ствующее всем техническим требова­ ниям оптового рынка электроэнергии и мощности (ОРЭМ). Оно имеет повы­ шенный класс точности, что позволяет проводить измерения при низких на­ грузках с нормированной точностью.

Срок службы новых трансформаторов тока и напряжения составляет не менее 30 лет.

Алексей Камынин: Это абсолют­  но реально, более того, это уже проис­ ходит. Конечно, иностранные игроки мирового уровня достигли больших высот в разработке цифровых решений, хотя бы потому, что цифровой переход в энергетике они начали раньше. Но, бла­ годаря этому, у нас есть возможность изучить их опыт и ориентироваться на лучшие результаты для получения собственных решений. К примеру, у нас уже есть опыт реализации цифрового проекта для крупной металлургической компании, разработчиком программно­ го обеспечения для которого выступила российская компания.

Сергей Егоров: Да, есть. Например:

1. Реконструкция в ОАО «НТЦ электроэнергетики» подстанции 110/10 кВ в «Цифровую подстанцию» в со­ ставе:

• оптических трансформаторов тока и напряжения;
• станционной шины, шины процесса;
• многофункциональных электронных приборов измерений и учета;
• системы для отображения информа­ ции и управления подстанцией (SCA­ DA);
• микропроцессорной защиты подстан­ ции.

2. Комплектные распределитель­ ных устройства среднего напряжения  с элегазовой изоляцией (КРУЭ), а так­ же устройства, реализующие функции автоматического самовосстановления сети (наблюдаемость + оснастку цифро­выми РЗА и средствами дистанционно­ го мониторинга технического состояния электрооборудования).
3. Технологии автоматического со­ гласования и расчета параметров сраба­ тывания децентрализованной релейной защиты относительной селективности, позволяющей:

• существенно повысить чувствитель­ ность защиты за счет ее адаптации к реконфигурации электрической сети, к изменению ее нагрузок и режимов, а также к наличию в сети распределен­ ной генерации;
• снизить количество неправильных дей­ ствий защит за счет снижения челове­ ческого фактора на расчеты уставок.

4. Реализация комплексного реше­ ния с помощью программного обеспече­ ния таких серьезных проблем, как:

• снижение уровня коммерческих по­ терь из­за хищений, несанкциониро­ ванных подключений и банального отсутствия учета (например, на лини­ ях освещения);
• снижение перекоса фаз ввиду нерав­ номерной нагрузки на сеть ведущего к увеличению потерь, перегреву и по­ вреждению силового трансформатора в часы пиковой нагрузки за счет огра­ ничения нагрузки ряда потребителей;
• способствование определению очагов небаланса для выявления несанкцио­ нированного подключения и бездо­ говорного энергопотребления. Поиск мест короткого замыкания на линии, что значительно сокращает время от­ ключения потребителей;
• выбор оптимального тарифа для рас­ четов;
• контроль фактического потребления энергоресурсов по каждому объекту;
• контроль и оптимизация энергопо­ требления в отдельных структурных подразделениях;
• расчет доли затрат на энергию в се­ бестоимости продукции – энергоем­ кость товаров и услуг;
• оперативное ведение статистики и анализ достоверной информации об электропотреблении в электронном виде;
• ведение базы данных и архивов за от­ четные периоды.

Сергей Егоров: В ближайший год в отрасли в плане цифровой трансформа­ ции будут развиваться:

• техническое и программное обеспече­ ние наблюдаемости сетевых объектов и режимов их работы;
• автоматизация управления техноло­ гическими и корпоративными про­ цессами;
• фрагментарное внедрение решений на базе «цифры»;
• расширение номенклатуры устройств РЗА, ПА и измерений с интерфейса­ ми IEC61850–8.1 и IEC61850–9.2;
• модернизация основного электро­ оборудования с включением в него специализированных   цифровых датчиков, контроллеров, исполни­ тельных модулей и расширение объ­ ема и состава задач, выполняемых АСУТП, системами диагностирова­ ния, мониторинга и РЗА и их ком­ понентов с учетом опыта эксплуа­ тации;
• развитие систем телеуправления для реконфигурации электрических сетей и контроля за техническим состояни­ ем оборудования ПС.

Илья Фролов: Цифровой трансфор­ мации электроэнергетики в основном способствуют следующие факторы: рост потребления электроэнергии, требую­ щий увеличения генерации электро­ энергии и приводящий к большему загрязнению окружающей среды; повы­ шение роли энергоэффективности, ра­ стущая роль возобновляемых источни­ ков энергии (ВИЭ).

Среди основных направлений циф­ ровой трансформации электроэнерге­ тики уже в ближайшем будущем можно выделить следующие:

• Эффект «умного» учета (Smart Meter­ ing), представляющего собой усовер­ шенствованный учет электроэнергии, использующий современные ком­ плексы программных и аппаратных средств, в том числе установку интел­ лектуальных приборов учета на сторо­ не потребителя, состоит в следующем: сбор и обработка информации будут проводиться регулярно, появится воз­ можность автоматического управле­ ния оборудованием. По оценкам экс­ пертов, «умные» счетчики позволяют сократить потери электроэнергии до 5–6%;

– Эффект систем управления спросом, который позволит сократить или полностью отказаться от использо­ вания неэффективной генерации.

Согласно прогнозу, ежегодная сумма экономии может составить около 1,6 млн руб.

Следует отметить, что «умный» учет – это первый этап внедрения ин­ теллектуальных сетей, который позво­ ляет, в частности, оперативно находить участки, где формируются потери. Так, ПАО «Россети» уже запустило пилот­ ные проекты внедрения и использова­ ния «умных» счетчиков; совместно с Российским фондом прямых инвести­ ций компания реализует пилотные про­екты в Калининграде, Ярославле и Туле. Интеллектуальная сеть (Smart Grid) яв­ ляется технологией, которая позволяет передавать и распределять энергию на новом технологическом уровне между распределенными  источниками  генера­ ции и потребителями, которые исполь­ зуют электроэнергию как стационарно (здания, объекты промышленности), так и в процессе передвижения (электромо­ били, гаджеты). По подсчетам специали­ стов «Янтарьэнерго», «умные сети» оку­ пят себя уже через восемь­девять лет.

Однако развитие «умных» сетей связано с ограничениями – «умные» сети созда­ ют требования к минимальному объему потребления. В ценозависимом потре­ блении могут участвовать только игроки оптового рынка электроэнергии, имею­ щие мощность более 5 МВт.

Сергей Егоров: У потребителей по­ высится мотивация к переходу на ис­ пользование малой генерации, ветровой и солнечной энергии, а также к при­ менению новых технологий хранения энергии;

• потребители (почти все) уже почув­ ствовали на себе плоды цифровиза­ ции – мы уже передаем показания онлайн или они передаются автомати­ чески, дистанционные платежи и т. д.;
• улучшатся показатели надежности электроснабжения потребителей;
• увеличится точность учета электро­ энергии;
• появятся возможности использова­ ния новых более гибких и удобных тарифов на электроэнергию;
• сетевые компании получат:
  • сервисы повышения доступности данных и использования собранной информации для принятия «взве­ шенных» решений
  • отслеживание сотрудников
  • сокращение аварийности
  • формализация отчетности
  • многоканальные системы коммуни­ кации

Илья Фролов: Ключевыми осо­ бенностями интеллектуальной сети являются клиентоориентированность  и информатизация. В формирующейся системе потребителю отведена ключе­ вая роль активного участника: он влия­ет на систему и оптимизирует ее работу, выступая в роли как потребителя, так и производителя электроэнергии. По­ требитель самостоятельно формирует требования к объему, времени, источни­ кам и качеству потребляемой энергии. Основным технологическим механиз­ мом, обеспечивающим такую клиенто­ центричность, является «умный» учет, создающий двустороннюю передачу информации между потребителем и производителем. Эффекты внедрения интеллектуальных электрических сетей:

Для промышленных потребителей: получение доходов от продажи электро­ энергии из собственных распределен­ ных источников генерации; управляемая оптимизация затрат на электроэнергию; снижение ценовых и технологических рисков, связанных с централизованным электроснабжением;  обеспечение  неза­ висимой или интегрированной работы с существующей сетевой инфраструкту­ рой, повышение доступности электро­ энергии; возможность использования разных видов генерации;

Для бытовых потребителей: опти­ мизация стоимости электроэнергии за счет различных факторов – от расшире­ ния конкурентной среды поставщиков до дополнительного дохода от сниже­ ния инвестиционной составляющей в электроэнергетике в целом.

Алексей Камынин: Я думаю, темпы развития отрасли в плане цифровой трансформации будут стремительно на­ ращиваться. За трансформацией круп­ нейших компаний, которая заключается в изменении операционной модели и бизнес­модели, последуют остальные игроки рынка.