Цифровая трансформация в сетях

Новая модель предполагает значительную автономию всех своих составляющих. Рисунок предоставлен автором

Энергетическое сообщество ищет свое место в новой экономической парадигме России – цифровой экономике. Отрасль должна получить часть одноименной государственной программы. Уже в 2018–2019 годы в законопроектах и «дорожных картах» будет описано, как трансформировать эту отрасль с помощью блокчейна, искусственного интеллекта, робототехники и других технологий, которые пока считаются экспериментальными. Специально для «Независимой газеты» эксперт SAP составил список компаний, на опыт которых в этой области стоит ориентироваться.

Начало пути

Цифровую экономику и ее отдельные сегменты можно считать новым явлением в официальном поле. В середине 2017 года было выпущено постановление правительства о цифровой экономике, после которого Минэнерго создало рабочие группы для анализа трендов и планирования мероприятий. На всех крупных отраслевых мероприятиях о результатах рассказывали представители и государственной, и коммерческой сферы.

Авторы документов об энергетике 4.0 справедливо учитывают технологическую сторону вопроса так же, как регуляторную, управленческую и хозяйственную. Список технологий, среди которых большие данные, системы распределенного реестра, квантовые вычисления, беспроводная связь, промышленный интернет вещей, робототехника, искусственный интеллект, рабочие группы Минэнерго представляют в своих презентациях как инструмент цифровой трансформации, а не конечную цель, что также оправданно.

Кроме того, планы по трансформации энергетики учитывают все мировые тенденции отрасли и, например, уже вводят в обращение понятия энергокомпании как оператора данных в электронном виде, регулятора как держателя архитектуры цифровой энергетики, участника ценозависимого потребления и производителя-потребителя.

Следующим шагом отрасли должно стать получение законопроектов о цифровой энергетике. В них будут заложены новая модель работы всех субъектов электроэнергетики, новые роли, единая цифровая модель и функции энергокомпаний как поставщиков данных. 

В результате к 2025 году, согласно официальным планам, российская энергетика должна пережить цифровую трансформацию, которая обеспечит высокую наблюдаемость энергоактивов, управляемость, низкую аварийность и эффективность единой энергетической системы при сохранении надежности.

Семь лет на цифровую трансформацию

Концепция индустрии 4.0 зародилась еще в конце нулевых годов. Первой крупную инициативу государственного уровня под этим названием запустила Германия в 2011 году. К этому времени во всем мире уже было сформировано понятие индустрии 4.0 – производства, которое задействует максимум новых технологий и все преимущества киберфизических систем. При этом данные были признаны главной ценностью бизнеса и госуправления, основой для принятия управленческих решений и поиска новых бизнес-моделей.

Россия по-своему воспринимала глобальный тренд индустрии 4.0, но общенациональная инициатива появилась относительно недавно. Фраза «Данные – это новая нефть», прозвучавшая в прошлом году, показывает одновременно перспективы для российской экономики и вызов для ее крупнейшей отрасли – ТЭК. Низкие цены на нефть, убыточность нефтепереработки, западный тренд зеленой энергии также подогрели интерес российского бизнеса к переходу на принципы индустрии 4.0 в энергетической сфере.

Если начать отсчет от постановления правительства середины 2017 года, официальная программа отводит на цифровую трансформацию энергетики около семи лет. Это небольшой срок, и в некоторых сферах российским энергокомпаниям придется наверстывать упущенное.

В течение трех лет появятся детальные планы мероприятий на срок до 2020 года, описания конкретных шагов и ответственных компаний. Ведомства и госкомпании должны будут составить «дорожные карты», где будет описана роль конкретных технологий в цифровой трансформации. При этом, очевидно, некоторые из них все еще будут находиться в стадии экспериментальных, поэтому разработчикам документов и руководителям проектов по цифровой трансформации в энергетике стоит уже сегодня отслеживать мировой и российский опыт прикладного применения этих технологий.

Вот примеры из-за рубежа и из России.

Блокчейн

В рамках проекта Brooklyn Microgrid владельцы домов с солнечными панелями в Нью-Йорке уже покупают и продают электроэнергию. Они могут использовать свои микросети автономно, но в тех случаях, когда энергии достаточно для продажи в централизованную сеть, это можно сделать без участия коммунальных служб на основе распределенного реестра. Оператор проекта, компания L03, собирается адаптировать опыт проекта в Нью-Йорке к законодательству и рынку каждого американского штата. 

Промышленный интернет вещей

Умные счетчики уже сегодня решают актуальные задачи электроэнергетики, в том числе мониторинг состояния энергообъектов, цифровой двойник актива, предиктивные ремонты, борьбу с потерями и т.д. МРСК Сибири, например, использует интернет вещей для повышения наблюдаемости своих активов. Сеть из цифрового оборудования по всей территории Красноярского края постоянно передает основные параметры работы сети в единое аналитическое решение. На основе этих данных компания строит карту загрузки центров питания и планирует работу с новыми клиентами.

Big Data

Общеевропейский проект Flexyciency ставит перед собой большую цель найти новые бизнес-модели в электросетевой и сбытовой сфере в результате анализа данных со счетчиков от 18 энергокомпаний. Данные от пула основных партнеров проекта будут обрабатываться на платформе для больших данных, а доступ к аналитике получат более 10 тыс. компаний.

В России одно из региональных подразделений «Россетей» использует большие данные для борьбы с коммерческими потерями электроэнергии. В результате анализа данных со счетчиков об энергопотреблении в реальном времени компания смогла сократить потери в отдельных населенных пунктах с 40 до 3%.

Опыт немецкой компании EnBW показал, какой потенциал имеют сенсоры в ветроэнергетике. Только с помощью оперативного мониторинга на основе информации с датчиков на ветряках можно гибко регулировать их загрузку, чтобы балансировать сеть.

Машинное обучение

Один из крупнейших промышленных потребителей России в 2016–2017 годах протестировал потенциал машинного обучения для планирования потребления электроэнергии. Ранее этот процесс состоял из сбора статистики за прошлые годы, сравнения параметров, таких как погода, ремонты, состояние оборудования, производственные планы. Свести все это воедино вручную было невыполнимой задачей, но при первых опытах автоматизированного планирования с элементами предиктивной аналитики и машинного обучения потребление было спрогнозировано с отклонением от факта не более чем на 1%.

3D-энергообъекты

Еще одна перспективная технология цифровой энергетики – управление жизненными циклами энергообъекта. Экспертизу в этой области имеет Центр компетенций по автоматизации инжиниринговой деятельности АСЭ. В этом подразделении Росатома тестируют возможности 3D-моделирования, машинного обучения и аналитики больших данных в процессе капитального строительства АЭС. В центре этого комплекса технологий единое информационное пространство для управления жизненным циклом атомной станции от идеи сооружения до вывода из эксплуатации на основе ее 3D-модели.

Энергосистема образца 2025 года

Аналогичные проекты запускаются во многих энергокомпаниях, но для  российской версии энергетики 4.0 потребуется «общее понимание»: стандарты учета, сбора и обработки данных, согласованные методики, рекомендованные архитектуры, справочники мероприятий и общее целеполагание.

Последний пункт также должен учитывать историю цифровой трансформации отдельных компаний. По статистике проектов SAP, интернет вещей способен предотвратить потери электроэнергии на сумму от 1 млрд руб. только в одном регионе России, резервы мощности в компаниях распределительного комплекса составляют в среднем 20%.

Системы управления производственными активами, по прогнозу IDC, обеспечат улучшение показателей операционной деятельности энергокомпаний на 10%, а оценка состояния электросетей с помощью беспилотных летательных аппаратов будет стоить до 30% дешевле традиционных осмотров.

На уровне всей страны переход к цифровой экономике принесет прирост ВВП в 200 млрд руб. Соответственно экономическая отдача от трансформации только в энергетике на раннем этапе будет в два раза больше, чем запланированный в 2017 году объем Фонда цифровой экономики.