Умные сети и электричество по карточкам: перспективы и потенциал интеллектуальной энергетики

Суть цифровой трансформации энергетики - повышение надежности энергосистем и сокращением издержек. Фото: филиал ПАО «Россети Сибирь» - «Алтайэнерго»

Согласно прогнозу Международного энергетического агентства мировой спрос на электричество к 2040 году возрастет на 70%. В связи с этим в мировой энергетике происходят глобальные изменения. В настоящее время формируется новая энергетическая модель, в которой большая роль отведена интеллектуальной энергетике. Ее развитие, перспективы и потенциал корреспондент «Комсомолки» обсудила с представителями двух поколений ученых – опытным доцентом Алтайского государственного технического университета Игорем Белицыным и юным магистром энергетического факультета Ангелиной Лавринец.

Доцент Игорь Белицын и магистр энергетического факультета Ангелина Лавринец

Фото: Ольга ВЕДЕРНИКОВА. Перейти в Фотобанк КП

Цифровизация как объективная реальность

Игорь Белицын: «Мы все живем в эпоху цифровой трансформации. И электроэнергетика – лишь одна из отраслей народного хозяйства, в которой происходят соответствующие процессы. Суть цифровой трансформации заключаются во внедрении современных технологий с целью управления технологическими процессами, а если говорить непосредственно про энергетику - процессами выработки, передачи и потребления электрической энергии. И без этого уже не обойтись, так как цифровизация стала объективной реальностью. Если мы не будем этим заниматься, то отстанем от всех, ведь это мировые тренды. Поэтому, так или иначе, мы должны к ним присоединяться, а желательно бы, конечно, возглавлять.

Увы, но наше мировоззрение таково, что мы привыкли считать себя технологически отсталыми. Но на самом деле это не так. У тех, кто бывал на европейских энергетических объектах – большие глаза от удивления. Но не от того, как у нас по сравнению с ними плохо. Напротив, многие ожидали увидеть там нечто потрясающее, поразительное, а оказалось, что в России технологии ничуть не хуже. Да, Китай по сравнению с нами движется в этом направлении семимильными шагами, но в Европе на самом деле не так, как мы обычно думаем по умолчанию».

Ангелина Лавринец: «Конечно, сейчас всё больше и больше становится тех отраслей, в которые внедряется цифровизация. Безусловно, энергетика - не исключение, ведь от неё зависит многое - работа заводов, предприятий, офисов и т.д. Для обеспечения бесперебойной работы всей этой большой системы и внедряются новые технологии, в том числе – цифровизация».

Умные счетчики в режиме реального времени выдают объемы потребленной электроэнергии. Фото: филиал ПАО «Россети Сибирь» - «Алтайэнерго»

Главные проблемы энергетики

Игорь Белицын: «Главная проблема отрасли состоит в том, что потребление электроэнергии с каждым годом увеличивается. И если мы ничего не будем предпринимать в этом направлении, то возникнет жесткий энергодефицит.

Вторая проблема энергетики, как бы это странно не звучало, социальная. Но в разрезе цифровизации все становится предельно понятно – дело в том, что электроэнергетика все больше и больше, условно говоря, становится самостоятельной. И если потерять управление над энергосистемой, то можно будет без проблем гасить отдельные регионы или даже страны. И уже есть наглядные примеры, к чему это может привести. Так, ночь с 13 на 14 июля 1977 года в Нью-Йорке вошла в историю как «ночь страха»: во время сильной грозы молния повредила подстанцию и ЛЭП, во всем городе потух свет и на этом фоне начались массовые грабежи и погромы, масштаба которых в реалиях того времени не знала еще ни одна страна мира. Помимо криминала, у социальной проблемы есть и другие не менее важные последствия - больницы не смогут нормально работать, в водопровод, перестанет поступать вода, встанет система канализации… думаю, что дальше и продолжать не стоит.

Ну и третья проблема энергетики, которая у всех на слуху, экологическая. В настоящее время сложилась парадигма (верная она или нет – это уже другой вопрос), которая заключается в том, что на планете происходит глобальное потепление и одна из причин - парниковые газы. Соответственно, есть и тепловое загрязнение. То и другое — это традиционная электроэнергетика, которая сжигает углеводородное топливо».

Ангелина Лавринец: «Помимо глобальных проблем, есть и локальные – например, в деревнях до сих пор стоят старые опоры и давно отжившее свой век оборудование. Говоря о цифровизации, очевидно, что ставить что-то новое на старое – нечто из разряда фантастики, ведь работать долго и хорошо это точно не будет. Конечно, такая проблема есть не везде, но она до сих пор присутствует, и уж точно будет идти врозь с новыми веяниями».

Какие проблемы решают умные сети

Игорь Белицын: «Если традиционные электрические сети предназначены только для транспорта энергии, то умные позволяют управлять спросом - изменять потоки электроэнергии по электрическим сетям, менять их параметры в режиме реального времени.

В Алтайском крае с помощью нейросетей выявляют дефекты энергоопор. Фото: филиал ПАО «Россети Сибирь» - «Алтайэнерго»

Потребителям умные сети помогают экономить. Допустим, если у вас установлен ночной тариф, то в ночь электричество будет обходиться дешевле, чем днем. Соответственно, вы сможете управлять спросом, например, стираться ночью, включать обогреватель и т.д. И это одна из граней интеллектуальных сетей. Второй момент – раньше по проводу, допустим, можно было пустить 100 ампер – не больше и не меньше.

А сейчас с помощью технических средств можно регулировать пропускную способность. Это применяется как в распределительных, так и в магистральных электрических сетях. Умные сети позволяют сетевым компаниям улучшать показатели по пропускной способности и надежности. Оператор в режиме реального времени видит, что происходит. И, соответственно, может принимать более точные и оперативные решения для устранения возникших проблем».

Ангелина Лавринец: «Умные сети решают проблемы энергетики на всех уровнях, начиная собычных счётчиков, которые стоят у каждого в доме, заканчивая огромными предприятиями, диспетчерской службой, контролем за линиями сверхвысокого напряжения. Цифровизация в данном случае помогает обрабатывать огромные объемы информации, тяжело поддающиеся человеку, и реагировать быстрее. Главное, чтобы эта система работала правильно, поскольку ошибки в высоковольтных сетях могут оказаться фатальными».

Кто должен рулить интеллектуальной энергетикой

Игорь Белицын: «Цифровая трансформация энергетики идёт полным ходом и предполагает оснащение современными техническими устройствами, приборами учёта и контроля. Закономерно возникает проблема - кто-то должен управлять этим процессом! Есть две структуры - Системный оператор и Министерство энергетики Российской Федерации, которые выпускают нормативные документы для сетевых и сбытовых компаний с целью внедрения новых технических и программных средств. Их руководство позволит сохранить стабильность функционирования электроэнергетики.

Российская энергетика обладает большим инновационным потенциалом. Фото: филиал ПАО «Россети Сибирь» - «Алтайэнерго»

Ангелина Лавринец: «Пожалуй, так же, как и осуществляется управление сейчас: на каждом уровне должно быть свои «глаза», которые и будут следить, потому что взваливать такой большой объем информации на одну систему – непосильно. Безусловно, должны быть те, кто находится на вершине всего этого управления, а именно, Системный Оператор, но и нельзя забывать, что у нашей страны очень большая территория и это требует высокого класса напряжения в линиях, связывающих системы, контроль и работу с ними так же нельзя отдавать в частные руки».

Насколько сложно идет переход к интеллектуальной энергетике

Игорь Белицын: «Российская энергетика обладает большим инновационным потенциалом. Но при этом не стоит забывать, что это очень консервативная отрасль. А энергетики - очень консервативные люди. Поэтому в плане инноваций перед энергетиками всегда стоит два важных вопроса. Первый – а точно ли это будет работать? И второй - а будет ли новое лучше старого? Новые технологии поначалу всегда проигрывают традиционным. Но если раньше у человечества в этом плане был запас по времени и он измерялся десятилетиями, то сейчас его уже нет. Энергетика становится «умной» – и это требование времени. Правда, порой экономическое обоснование инноваций, на мой взгляд, оставляет желать лучшего. Например, в МКД за счёт сбытовых и сетевых компаний внедряются системы интеллектуального учёта. Но возникает вопрос – а как будут отбиваться затраченные средства.

Безусловно, интеллектуальные системы дают возможность в режиме реального времени получать данные о потреблении. Но это абсолютно не гарантирует, что потребитель оплатит эту электроэнергию. Поэтому есть над чем думать».

Ангелина Лавринец: «Лично мне интересно узнавать, куда и как внедряются новые технологии – все происходит довольно быстро, буквально, на глазах у каждого. При этом, безусловно, возникает много вопросов: «А как это будет работать? Сколько времени займет адаптация под реалии времени? Много ли произойдет ошибок, прежде чем это начнет работать в нормальном режиме?». И пока не сделаем – не узнаем. Для новых поколений необходимо энергетика, которая будет в полной мере обеспечивать потребности общества. И речь идет не только об увеличении объемов, но и качество электроэнергии».

Можно ли измерить качество электроэнергии

Игорь Белицын: «Показатели качества электроэнергии заложены в ГОСТе 32144- 2013. Но вы должны понимать, что там указаны чисто технические термины. В данном случае нельзя проверить «состав» на натуральность, как мы это делаем с продуктами питания. Когда говорят о «качественной» энергетике с точки зрения общества, имеется в виду зеленая энергетика, которая вырабатывается с помощью ветряков или солнечных электростанций. При этом необходимо понимать, что энергия она и есть энергия, вне зависимости от способа, которым была выработана. Для потребителя нет разницы, какая электроэнергия в розетке, его волнует ее стоимость. И вот в этом как раз главная проблема зелёной энергетики – в нашей стране она пока что очень не дешёвая».

Энергетика становится «умной» – и это требование времени. Фото: филиал ПАО «Россети Сибирь» - «Алтайэнерго»

Ангелина Лавринец: «Измерить качество можно. Причем с интеллектуальными приборами учета каждый может посмотреть у себя дома, что же он всё же потребляет».

Нужно ли экономить электроэнергию

Игорь Белицын: «Зачем её экономить? Может, просто нужно больше вырабатывать? Когда мы начинаем на чём-то экономить, у нас вырабатывается нищенское мышление. Это нужно в корне менять. Жить нужно с удовольствием, а не думать, в чем себя ограничить».

Ангелина Лавринец: «Нужно, но без фанатизма. Экономия энергии - не про то, чтобы сидеть при свечах, стирать на руках и бояться лишний раз включить свет. Здесь подразумевается именно не использование лишнего, что не требуется человеку: уйти из дома и оставить включённым свет. То же самое и с водой - людям же не стоит перестать мыться, а только лишь выключать неиспользуемую воду. Именно поэтому мне кажется, что более подходящее определение в данном случае – разумное потребление электроэнергии».

Как используют нейросети в энергетике

Игорь Белицын: «В Алтайском крае нейросети в энергетике используют следующим образом: дронделает фото электроопор, потом ИИ анализирует их и определяет, есть ли дефекты и какие именно. Благодаря этому удается вырабатывать правильные управленческие решения о том, что нужно ремонтировать в первую очередь».

Ангелина Лавринец: «Нейросети только начинают использоваться в энергетике, но пока что не повсеместно. Как пример можно привести их использование для анализа состояния оборудования или прогнозирования потребления».

Энергетическое пророчество на будущее

Игорь Белицын: «Я думаю, в ближайшем будущем будут введены карточки на электроэнергию. А для тех, кто не может себе позволить потреблять электричество в полном объеме, эти карточки сделают лимитированными - например, с месячным балансом 100 кВт час».

Ангелина Лавринец: «Интеллектуальные системы в энергетике будут развиваться очень стремительно во всех направлениях. А вот альтернативная электроэнергетика (ветро- и солнечная генерации), по крайней мере, в России, учитывая наш климат, будет слабо востребована, в ближайшие несколько десятков лет – точно».

Читайте также

Сам себе электростанция: житель Республики Алтай не только обеспечивает себя электроэнергией, но и продает ее в сеть

Введение зеленого тарифа в России призвано ускорить развитие альтернативной энергетики и привлечь инвестиции в данную отрасль (подробнее)