"Росэнергоатом" 0 комментариев

Раскрываем потенциал цифровизации: Росэнергоатом

Стратегия цифровой трансформации электроэнергетики формируется при активном участии Концерна «Росэнергоатом». О том, для чего предназначен этот программный документ, как строится работа по его исполнению и какие проекты реализует Концерн, рассказывает руководитель Департамента цифровой энергетики и коммерческого диспетчирования Любовь АНДРЕЕВА.

За несколько последних месяцев сформированы либо утверждены несколько актуальных программных документов, которые подтвердили правильность наших усилий в направлении цифровизации электроэнергетики. Прежде всего, необходимо отметить высокую степень готовности Стратегии цифровой трансформации электроэнергетической отрасли: 28 мая прошли общественные слушания по этому документу, который подготовлен ассоциацией «Цифровая энергетика» с нашим активным участием. Основными идеологами и создателями этой ассоциации выступают четыре компании – Росэнергоатом, Системный оператор Единой энергетической системы, Интер РАО и Россети. Системообразующие компании заинтересованы в формировании общего целевого видения трансформации отрасли и в совместной расстановке приоритетов, выборе технологий, оценке применимости решений, в скорости внедрения. Документ представлен Министерству энергетики и нашел поддержку, а затем прошел общественное обсуждение в среде представителей профессионального сообщества. Его ценность – в практической направленности, этот документ можно будет сравнить с картой, где каждый может выбрать оптимальный маршрут с учетом своих целей и ограничений. Сейчас игрокам рынка интересны те бизнес-приложения и возможности, которые наиболее актуальны в их специфике, это можно назвать «сбор низко висящих яблок». Но при этом теперь появился общий консолидированный документ – по сути, вектор, определяющий будущее направление развития для электроэнергетической отрасли.

Все самое интересное и уникальное мы публикуем в альманахе «Управление производством»300+ мощных кейсов, готовых к использованию чек-листов и других полезных материалов ждут вас в полном комплекте номеров. Оформляйте подписку и получайте самое лучшее!

Другой важный документ, 9 июня утвержденный распоряжением Правительства РФ, – это Энергическая стратегия Российской Федерации на период до 2035 года. Это не просто обновление действовавшей Энергетической стратегии России на период до 2030 года; в документ включили ряд положений по внедрению цифровых технологий. Важная новация в этом традиционно консервативном документе – тезис о необходимости учитывать развитие автомобильного электротранспорта. Если раньше основным фактором роста потребления считалась лишь электрификация железных дорог, то теперь на горизонте до 2035 года электромобили также воспринимаются как значимый сегмент потребления. Вторая новация – внимание водородной энергетике, которая также интересна Концерну как проект с уже имеющимся серьезным заделом и большими перспективами. Третья важная перспектива: в Стратегии отмечено, что цифровая трансформация всех процессов энергетики, не только производственных, но и «офисных», будет менять бизнесы компаний, это особенно касается энергосбытового направления. Какие-то бизнесы могут исчезнуть, а новые уже появляются.

Третий документ, который мы также учитываем, – очередная корректировка «дорожной карты» «Энерджинет» национальной технологической инициативы – программы развития отечественных комплексных систем и сервисов интеллектуальной энергетики для обеспечения лидерства российских компаний на новых рынках. Правительство РФ обновило «дорожную карту» по совершенствованию законодательства и устранению административных барьеров; обновления касаются условий проведения пилотных проектов активных энергетических комплексов (АЭК) и их интеграции в энергосистему. Будут уточнены вопросы применения систем накопления электроэнергии; определен статус агрегаторов управления спросом на электроэнергию и  особенности использования «умных контрактов» для учета и расчетов в энергетике. Этот документ задает направление нашей работе. С учетом того что два документа уже утверждены Правительством РФ, а Стратегия цифровой трансформации электроэнергетики также активно продвигается, мы актуализируем текущие проекты и корректируем программу цифровой энергетики в составе общей программы Концерна.

Цифровая трансформация дает возможности увеличения нетарифной выручки и предоставления на рынке новых услуг

Проекты в работе

Перечислим проекты, связанные с цифровизацией электроэнергетики, которые находятся в Концерне в активной стадии реализации.

Первый проект – это «Цифровая подстанция». Электроподстанции есть на балансе не только у сетевых компаний, но входят в схему выдачи мощности любой крупной электростанции, в том числе АЭС. В качестве пилотного проекта выбрано ОРУ-330 Ленинградской атомной электростанции. Объект вместо типичной модернизации в аналоговых технологиях получит принципиальное обновление. Новая подстанция будет функционировать без аналоговых сигналов, только на базе цифровых устройств. Мы рассчитываем выйти на новый уровень эксплуатации после получения опыта, в частности, ожидаем эффекты в безопасности, управляемости, надежности объектов такого рода. Если этот пилотный проект получит положительную оценку тех, кто непосредственно занимается эксплуатацией электрической части АЭС, будет разработана нормативная документация и корпоративные стандарты, и мы продолжим его тиражирование – преимущественно на объектах с необходимостью полной модернизации или при вводе новых блоков.

Второй проект, который стартовал в прошлом году как пилотный и также по мере отработки будет принят к тиражированию, – создание единой модели информационного обмена субъектов электроэнергетического комплекса (субъектов генерации, сетевых субъектов, Системного оператора и др.). Формирование такой модели, удовлетворяющей всех участников энергосистемы, упростит информационный обмен, сократит время на согласование данных в разных системах, упростит и технологические процессы (отдача команд, выполнение ремонтных заявок), и рыночные – подачу ценовых заявок на «рынок на сутки вперед» и др. Мы реализуем модель этого единого информационного обмена пока в сокращенном виде, на базе Ленинградской АЭС. Системный оператор оценил результаты нашей работы и предложил корректировки, мы также сделали ряд выводов на основе полученного опыта и после доработки пилотного решения приступим к тиражированию на другие АЭС – в первую очередь расположенные в северо-западной и центральной частях страны. Задача по выстраиванию информационного обмена важна не только на внешнем поле, но и внутри Концерна: правильно организованные информационные потоки позволят нам более точно планировать производственную загрузку. Например, в настоящее время мы получаем от ФСК ЕЭС графики ремонтов линий электропередачи на месяц в формате таблицы Excel, этот документ перерабатывается в наши графики вручную. Если единый информационный обмен будет выстроен, то такой график будет проходить практически без задержек на АЭС, в службу производства, блок сбыта.

Цифровизация поможет повысить управляемость сетей, упростить техприсоединение, выровнять спрос и предложение

Третий проект – система векторных измерений электрических параметров АЭС. Завершена разработка проекта, сформирована смета для закупки оборудования; практически все АЭС участвуют в проекте, поскольку система должна охватить все генерирующие мощности Концерна. Уже установлены необходимы датчики; мы обновляем вычислительные мощности и специальное программное обеспечение, чтобы использовать получаемые данные для помощи оперативному персоналу, расследований нештатных ситуаций с участием Системного оператора, оценки пропускной способности линий электропередачи и т.д. Этот проект стартовал в 2018 году, и планируется развернуть его в полном объеме 2021 году.

Четвертый проект – это технология роботизации бизнес-процессов с применением программных роботов, RPA. Целый ряд процессов выполняется изо дня в день, из месяца в месяц, так сказать, рутинно, например – перенос данных из одной подсистемы в другую после проверки человеком. Зачастую программные роботы могут выполнять эту задачу быстрее и во много раз эффективнее. Мы с помощью партнеров реализовали несколько таких роботов. Например, один из них позволяет автоматизировать каждодневный коммерческий учет по всем электростанциям: не просто собрать данные, но и выверить балансы, проверить полноту и корректность величин отпуска в сеть и собственных нужд, сверить эти данные по смежным субъектам (сетевой компании), и если все данные сошлись, то направить отчет администратору торговой системы. Раньше участие человека в таком ежедневном процессе было необходимо, сейчас мы исключили человека из ежедневных рутинных операций по коммерческому учету, снизили риск ошибок. На базе этих данных формируются финансовые обязательства наши и наших партнеров, и ошибка может принести как материальные, так и репутационные последствия, поэтому в подготовке и запуске такого робота важна точность и скорость.

Пятый проект, который выполнятся как сквозной и касается всех подразделений Концерна, – создание Центра принятия решений. Сейчас этот центр разворачивается в помещении с вычислительными средствами и экранами для системы поддержки принятия решений. В пользовательском интерфейсе будет использована технология распознавания голоса операторов, общение с системой посредством человеческой речи. Дальнейшее развитие связано с развитием системы искусственного интеллекта, если мы на это решимся, и сможет анализировать большие объемы информации и предлагать обоснованные решения быстрее, чем это может сделать человек. В настоящее время мы реализуем первые шаги – это создание сбора данных, обработка, первичная аналитика и разработка прогностических моделей поведения технических и экономических параметров АЭС и генерирующей компании в целом. Пандемия коронавируса показала, что необходимо создать систему, когда функционал такого центра доступен в удаленном режиме – в регионе, дома, на сматфоне в дороге, то есть там, где руководителю надо принимать решения.

Наконец, шестой проект в стадии реализации – развитие технологий управления спросом на розничных рынках электроэнергии. Мы ведем это направление с 1 июля 2018 года, когда вышло соответствующее постановление Правительства РФ. Суть – помочь потребителям электроэнергии розничного рынка реагировать на изменения в энергосистеме за счет регулирования их нагрузки и получать за это деньги. Мы выступаем «мостиком» для связи возможностей таких потребителей с потребностями энергосистемы. Непотребленный киловатт-час с точки зрения баланса в энергосистеме равен выработанному. Если энергосистема подходит к пику потребления в определенные часы, то необходимо загружать пиковые станции, которые вырабатывают более дорогую электроэнергию; это приводит к росту цен для потребителей. Но если суметь объединить возможности потребителей для добровольной разгрузки во время прогнозируемых пиков, это сохранит баланс спроса и предложения в энергосистеме без использования дорогостоящих генераторов.

Кроме того, важно понимать, что для базовой генерации, такой как АЭС, чем более ровный график потребления внутри суток, тем лучше база, тем спокойнее работать. Концерн выступает как агрегатор розничных потребителей, консолидируя их мощности в значимую величину. Если какое-то предприятие предложит объем разгрузки 0,5 МВт, это практически не заметно в масштабах энергосистемы, но объединение многих таких потребителей дает уже заметную величину. Наша задача – помочь потребителям найти ресурсы по управлению своим потреблением, аккумулировать таких потребителей. Мы как генерирующая компания, работающая в базовой части загрузки, заинтересованы в выравнивании графика потребления, поскольку это позволяет стабильно работать, не снижая уровень мощности АЭС.

Необходимым условием изменения отрасли является трансформация крупнейших компаний, которая заключается в изменении операционной модели и бизнес-модели

Проекты в проработке

Следующие проекты находятся в разной степени оценки и проработки. Совместно с бизнес-акселератором АО «ТВЭЛ» мы выбрали несколько потенциально интересных направлений, которые необходимо детально оценить и проработать бизнес-модели. Если бизнес-модель будет выглядеть как заслуживающая внимания и пройдет защиту в Росатоме как новое направление бизнеса или продукт, она будет принята к реализации.

Первое направление. В свете Энергетической стратегии Российской Федерации до 2035 года интересно рассмотреть возможности, которые дает развитие электротранспорта, – это один из немногих потенциальных источников роста энергопотребления в стране. Мы хотели бы оценить возможности управления этим потреблением. Электротранспорт дает значительную нагрузку на распределительные сети в определенные часы суток; в период, когда личные, каршеринговые автомобили, электробусы будут вставать в режим зарядки, это может создать пиковую нагрузку. Для снижения рисков будет недостаточно только инструментов управления спросом; возможно, потребуется предложить технологии накопления электроэнергии – крупные накопители стремится развивать ТВЭЛ, интерес проявляют и другие компании Росатома (например, «Катодные материалы»). Другое перспективное решение – использование возможностей водородной энергетики как технологии накопления и транспортировки энергии. Кроме того, водород перспективен и сам по себе в качестве моторного топлива.

Второе направление, которое нас интересует и проходит оценку в акселераторе, – это изучение гибкости энергосистемы. Концерн, не относясь к высокоманевренной генерации, стремится к стабильному графику нагрузки. Выявление резервов энергосистемы, освоение ресурсов управления не только за счет изменения объема генерации позволит поддерживать в каждый момент времени баланс в энергосистеме более эффективно. В аспекте потребителей эти резервы – в управлении спросом. Есть значительные ресурсы экономии внутри сетевого комплекса, возможности распределенной генерации, накопителей. Мы стремимся изучить новые возможности и понять, есть ли там составляющая бизнеса для крупной генерации, каковы возможные модели, а также риски и угрозы.

Третья тема в проработке – аналитика больших данных по оптовому и розничным рынкам электроэнергии: можем ли мы, накапливая данные от выработки АЭС до объемов потребления конкретными потребителям энергии (используя, к примеру, вычислительные мощности наших ЦОД), научиться анализировать историю режима генерации в энергосистеме, потребления и предложить компаниям, к примеру, услуги по аналитике и прогностике? Это интересно кому-то сегодня? Вот один из примеров технологий на основе анализа больших данных: неинтрузивный мониторинг нагрузки основан на том, что по каждому виду потребителей определяются его возможные типовые шаблоны потребления, и в них производится дезагрегация по структуре потребления (желательно в режиме реального времени). Производственные потребители могут анализировать свою нагрузку в реальном времени или по факту суток в процессе производства или после – для анализа и отчета. В наших интересах с помощью современных решений и анализа больших данных о потреблении предложить рынку решения по оптимизации режима потребления.

Четыре основные группы взаимосвязей цифровых решений для электроэнергетики

Уточняющие обстоятельства

Мы попросили Любовь Андрееву прокомментировать особенности работы над стратегией и позицию Концерна перед грядущими изменениями.

– Любовь Владимировна, проект «Стратегия цифровой трансформации...» – труд коллективный, причем ни одна из системообразующих компаний не имеет «контрольного пакета» в принятии общеотраслевых решений. Где позиция Концерна воспринималась, а где приходилось идти на компромиссы?

– Действительно, дискуссии в процессе разработки проекта стратегии внутри ассоциации были. Все участники согласны, что необходимо учитывать технологию «интернета вещей» в энергетике, как и в других отраслях, что этот фактор будет влиять на поведение потребителей: они оценят возможность сэкономить. Следовательно, всем энергетическим компаниям нужно готовиться к изменениям. Сложилось общее мнение о том, что для большой энергетики нужна единая информационная модель. При этом нужно учитывать, что наша энергосистема огромна, очень разнородна, значительно отличается от других стран. В ряде регионов и локальных энергосистем есть несовпадение подходов: например, протоколы передачи данных телеметрии могут совпадать, а сами телеизмерения и телесигналы кодируются в базах данных по принципу «кому как удобно». По-разному составляются отчеты, например, о потреблении на собственные нужды. Эта информационная «самобытность» внутри физически единой энергосистемы мешает получать единую картину даже на уровне Минэнерго: они получают полную картину с отсрочкой, когда все отчеты в ручном режиме, но в нужном формате оказываются загружены в ГИС ТЭК. Если мы разработаем и примем единый стандарт информационного обмена, это существенно улучшит прозрачность, скорость реакции, управляемость.

Споры возникали на более конкретных проектах. Например, цифровая подстанция: точно ли это необходимо или можно опереться на хорошо знакомое оборудование, прекрасно освоенное в производстве и эксплуатации? Здесь позиция «консерваторов» имеет много оснований. Можно сравнить спор об аналоговых или цифровых подстанциях с вечной дискуссией любителей механической или автоматической коробки передач в автомобиле: несомненные преимущества и свои аспекты эффективности есть у обоих решений. Мы реализуем свой проект цифровой подстанции не потому, что абсолютно убеждены в его преимуществах, а потому, что хотим оценить возможности, которые такое решение дает.

Еще один из дискуссионных вопросов – будущее энергосбытовых компаний и в целом этой сферы услуг. Сможет ли цифровизация настолько проникнуть во все аспекты потребителей и поставщиков, что некоторые бизнес-модели вообще окажутся не востребованы? Будут ли нужны энергосбытовые компании, и как они трансформируются, если потребность в них останется? Здесь действительно есть место для дискуссий, потому что прогнозы на цифровизацию и консервативность рынка есть разные. Но тем и интересна работа в ассоциации: можно ознакомиться с разными позициями, понять точку зрения инфраструктурных организаций, услышать идеи коллег и конкурентов. Все это и добавляет ценность тому общему документу, который мы вместе создали и представили на общественные слушания. По некоторым позициям мы пока не договорились, общего суждения нет.

– В каких пунктах мы «законодатели моды», а когда нужно уступить лидерство? Например, информационный обмен – это скорее прерогатива Системного оператора... Или мы готовы попробовать цифровую подстанцию, но есть ли она уже в импортозамещенном виде?

– Наша позиция наиболее весома по тем направлениям, где в Концерне уже получен опыт реализации проектов; в некоторых направлениях мы впереди на несколько шагов. Например, все с большим интересом изучают наш опыт внедрения предиктивной аналитики генерирующего оборудования, этот проект вышел на этап опытно-промышленной эксплуатации. При нашей разветвленной сети партнеров у нас уже есть понимание, какова логика построения такой системы, к нам прислушиваются. Другой пример, где мы, несомненно, в «передовиках», – это векторные измерения электрических параметров; мы давно сделали значительную часть этой работы и сейчас уже доводим ее до практического уровня, на который позволяет выйти цифровизация. В Концерне получен хороший опыт по RPA-цифровизации процессов, наши предложения по роботизации сбытовых функций у большинства компаний находят активную поддержку. В то же время мы – самый консервативный субъект в вопросе перехода ремонтов по состоянию, и эта наша позиция находит поддержку в рыночном сообществе, поскольку АЭС – это объект, где на первом месте обеспечение надежности и безопасности высшего уровня. Наша критическая позиция к переходу на ремонты по состоянию находит понимание в дискуссиях с энергокомпаниями.

– В какой мере новые тенденции, такие как развитие малой энергетики (особенно если нас ждет поствирусная волна дезурбанизации и исполнение иных прогнозов), скажутся на работе Концерна? С одной стороны, маневр мощностью не относится к нашим любимым занятиям, с другой – новые блоки позволяют это...

– Действительно, наши новые блоки подтвердили способность работать в маневренном режиме, но это не должно быть их каждодневной задачей. По специфике атомной генерации для наших мощностей комфортным и эффективным режимом остается работа в базе, а маневренный режим может использоваться только при необходимости.

Цифровизация электроэнергетики в целом позволяет нам рассчитывать на достижение такого баланса в энергосистеме, когда благодаря выравниванию графика потребления атомные станции получат возможность максимально долго и комфортно работать в базе. Баланс энергосистемы можно будет поддерживать не только за счет генерации, но и за счет энергосетевого комплекса – регулировать реактивную мощность, управлять распределением потоков в режиме, близком к реальному времени. Возобновляемые источники с помощью информационных технологий можно объединять в крупные, гибко управляемые объекты. Стоит помнить термин «виртуальная электростанция»: по сути, это объединение небольших генерирующих объектов, которое по эффекту в сети сопоставимо с мощным энергоблоком. Одновременно следует признать (и это отражено в Энергетической стратегии РФ до 2035 года), что заметного роста потребления на горизонте 15 лет не намечается. Получается, чем больше будет генерации в стране (в том числе распределенной или ВИЭ), тем сложнее будет и базовым генераторам; маневренный режим, безусловно, нужно иметь в качестве возможного инструмента. Еще одно осложнение могут привнести изменения в импорте – это и отказ от БРЭЛЛ, и иные политические или экономические факторы, способные затруднить трансграничные перетоки. Находясь в сравнительно стабильной ситуации, мы можем в перспективе столкнуться со сложностями – при прохождении пиков и провалов потребления. Маневренный режим, хотя и не выгодный для АЭС, необходимо иметь в виду, продолжая раскрывать потенциал энергосистемы за счет цифровизации.

0 комментариев
Отправить
обсуждения
Толковая статья автора-практика. Полная версия - в крайнем номере альманаха "Управление произво... Из личного опыта: как вовлечь сотрудников в процесс непрерывного совершенствования
Никакая программа не позволяет "выявлять причины брака", только сигналы об изменениях в пр... За качество берётся статистика: SPC на «КАМАЗе»
Добрый день, Статистическое управление процессами - это не сравнение контролируемых значений с г... За качество берётся статистика: SPC на «КАМАЗе»
Узнайте больше Система 5S 15 чек-листов, примеры, фото и многое другое
Система 5S