Евгений Грабчак рассказал о цифровых технологиях в энергетике России

О цифровых технологиях в энергетике, индустриальном интернете, кибербезопасности и других современных реалиях рассказывает Директор Департамента оперативного контроля и управления в электроэнергетике Министерства энергетики РФ Евгений Петрович Грабчак.

- Евгений Петрович, каковы цели цифровой трансформации энергетики?

- Цель любой трансформации – это оптимизация, в первую очередь оптимизация использования ресурсов, направленных на поддержание активов в рабочем и безопасном состоянии. Если говорить об электроэнергетике, то это, конечно же, оптимизация электроэнергетического комплекса.

Энергосистема - это огромный механизм, который требует значительных финансовых вливаний на поддержание текущего технического состояния, на восстановление изношенных фондов, на инвестиции в развитие. А количество имеющихся на это финансов ограничено тарифами, уровень которых контролируется законодателем и регулирующими органами.

Именно поэтому нужно переходить на более грамотное, точечное управление энергосистемой с использованием риско-ориентированной модели управления. В первую очередь, необходимо вводить такие понятия, как вероятность и последствия отказа оборудования. Любые воздействия на основные фонды должны быть оправданы, а решения должны приниматься исходя из текущих и прогнозируемых технико-экономических показателей.

Цифровизация – это один из помощников в управлении такими большими объектами, как энергосистема. Прежде всего, это способ обработки большого объема данных, в том числе в он-лайн режиме, для оптимального распределения ресурсов. Цифровизация – это всего лишь инструмент, направленный на оптимизацию управления функционированием энергосистемы в условиях имеющихся ограничений. Текущее состояние автоматизации технологических процессов в отрасли позволяет сделать переход на цифровые технологии эволюционным, а не революционным путем.

- То есть работа идет по двум основным направлениям: повышение надежности энергосистемы и повышение экономической эффективности ее работы?

- Эти направления неразрывно связаны. В последнее время много дискуссий по вопросу того, сколько стоит надежность и безопасность системы и нужно ли повышать их уровень, несмотря на затраты. На мой взгляд, технические и экономические аспекты не стоит рассматривать по отдельности. Необходимо использовать единое понятие технико-экономической эффективности, которое поможет найти баланс и принимать верные решения.

Сейчас сложилась ситуация, когда 60-70% фондов уже выработали свой учетный ресурс, то есть имеют бухгалтерский износ более 100%. При этом оборудование может оставаться вполне работоспособным и даже не требовать ремонта. Эту ситуацию необходимо менять. Мы должны минимизировать последствия для потребителей от возможных технологических инцидентов, добившись этого минимально-необходимыми, рационально используемыми ресурсами.

Сегодня законодательно закреплено, что все ремонтные кампании, все техническое перевооружение и реконструкция проводятся в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей. Например, трансформатор, независимо от часов наработки, от загрузки, от фактического (а не бухгалтерского) технического состояния, в зависимости от класса напряжения нужно уводить в капитальный ремонт точно по сроку, обозначенному производителем. И компании вынуждены проводить планово-предупредительные ремонты и тратить деньги на эти ремонты в необходимом объеме. Насколько это экономически целесообразно оценить в настоящее время нельзя.

Кроме того, не секрет, что новые генерирующие объекты зачастую загружены на 20-30% и к 2020 году у нас будет более 20 ГВт свободных мощностей. Этот факт дает новые возможности, но также требует оптимизации управления энергокомплексом.

Это только часть из целого узла проблем, которые предстоит решить. И решить эти проблемы можно в первую очередь благодаря государственным механизмам влияния на отрасль.

- Как скоро можно ожидать ощутимые результаты от цифровизации? Это годы или десятилетия?

- Мне кажется, что это годы. Мы уже делаем первые шаги. Уже года два, как Минэнерго активно занимается переходом на цифровые подходы к управлению, разработан и выпущен целый ряд нормативно-правовых документов. Одно из таких новшеств для электроэнергетики – правила техобслуживания и ремонтов, в которых мы допустили проводить не планово-предупредительные ремонты, а ремонты по фактическому техсостоянию объекта. Было введено такое понятие, как индекс технического состояния оборудования, который призван давать достоверную оценку возможностям и состоянию энергетического оборудования и объектов. До этого, напомню, состояние оборудования измерялось как функция от бухгалтерского износа, без учета фактического состояния.

Следующим шагом будет формирование инвестиционных и ремонтных программ, программ технологического перевооружения и реконструкции на основе реального состояния оборудования. Например, ПАО "Россети", впервые в своей истории недавно утвердили программу инноваций, базирующейся на оценке фактического состояния оборудования.

Они ранжировали все оборудование по актуальному техническому состоянию, определили приоритетность задач, и теперь все воздействия, ремонт, реновация будут планироваться и базироваться исходя из реальной необходимости и в соответствии с данной программой. Точечному воздействию будет подвергаться то оборудование, которое действительно этого требует.

Следующая задача – на методологическом уровне ввести понятие вероятность отказа и научиться считать эту вероятность. Далее необходимо дать определение понятию "последствие отказа" и научиться измерять и прогнозировать эту величину. И уже данный риск-ориентированный подход масштабировать на всю энергосистему.

В результате, мы получим полную карту слабых мест энергосистемы и понимание того, куда в первую очередь необходимо направить денежные средства, и как ими эффективно распорядиться. Я думаю, что это даст реальные ощутимые результаты в течение ближайших 2-3 лет.

- Одна из ключевых технологий цифровизации – это так называемый индустриальный интернет. Вы с этим согласны?

- Индустриальный интернет для электроэнергетики – это не новшество. Это следующий этап развития наших систем SCADA, АСУ ТП, идея принципиально та же. Взаимодействие машин с машинами внутри электроэнергетических систем в электроэнергетике происходит давно. В первую очередь это связано с тем, что электроэнергетическая система – достаточно сложный механизм, с четкими параметрами функционирования и поддержание этих параметров вручную – достаточно сложный процесс. Поэтому, как только цифровые технологии вошли в нашу жизнь, все инфраструктурные, генерирующие, сетевые организации пытались повсеместно внедрять системы поддержания частоты, автоматического отклика на разного рода технологические инциденты.

Например, у ПАО "Русгидро" есть замечательная система Группового регулирования активной мощности (ГРАМ), которая довольно давно работает на агрегатах крупный станций. В частности, на Саяно-Шушенской ГЭС ее недавно обновили. Система автоматически регулирует высоту заслонок, то есть объем воды, поданный на лопатки гидротурбин, в зависимости от частоты электрического тока в энергосистеме. Без участия человека система фиксирует снижение частоты тока в системе и автоматически подстраивает работу гидростанции, увеличивает выработку. Это классический пример взаимодействия machinetomachine. Аналогичные системы есть и на тепловых электростанциях, и на газовых турбинах.

Электроэнергетические компании имеют разветвленную сеть каналов связи, которые используются для автоматизации технологических процессов и сбора данных.

Внедрены системы телеуправления и телемеханизации (АСКУЭ, АСУТП), энергетики всегда снимали информацию с основных объектов оборудования, которые были оснащены необходимым объемом датчиков. Двусторонний обмен информацией налажен уже довольно давно.

Сегодня многие компании переходят на системы он-лайн мониторинга, мы наблюдаем этот процесс. Активно вводятся системы он-лайн мониторинга и прогностики технического состояния газовых турбин. То есть теперь компании не просто следят за оборудованием, но и пытаются прогнозировать поведение оборудования при тех или иных нагрузочных характеристиках. И в зависимости от этого, уже настраивается работа оборудования в оптимальном режиме. Аналогичные пилотные проекты коллеги пытаются сейчас делать и в сетевых компаниях. В течение года-двух мы все это посмотрим, протестируем, доработаем и перейдем к внедрению и масштабированию. Это продвинет управляемость энергосистемой на качественно новый уровень.

- Получается, что технологической отсталости в России нет?

- Нельзя сказать, что мы находимся в числе отстающих. Сейчас производственные цепочки разнесены по всему миру, в том числе в России располагаются производства ведущих мировых концернов. Импортозамещение – достаточно правильная идея, главное тут не перегибать палку. Зачем нам клонировать что-то, что уже производится где-то более дешевым способом. Нужно заниматься теми направлениями, где у России больше компетенций и тем, что у нас хорошо получается. Необходимо встраивать готовую продукцию зарубежных производителей в нашу технологическую цепочку. И в то же время, необходимо стать достаточно независимыми от производителей конечного продукта.

- Какие цифровые технологии необходимы в таком случае?

- Пока, к сожалению, у отрасли нет единой платформы, на которой мы могли бы аккумулировать и обрабатывать статистические данные, и получать тот самый эффект от использования большого объема данных.

Кроме того, в настоящее время нет технологического единства, нет единых подходов к работе с информацией. Идея Государственных информационных систем (ГИС), которую государство заложило в управление различными отраслями экономики, на данный момент, к сожалению, не показывает того уровня эффективности, который ожидали изначально. Из-за разных принципов и подходов построения этих систем, из-за отсутствия кросс-платформенного взаимодействия, эта хорошая идея пока не нашла реализации в виде красивого завершенного продукта.

Уже имеются достаточно качественные аналитические инструменты и отечественные и зарубежные, но пища для аналитики - это статистические данные. Огромный объем статистических данных, к сожалению, нельзя использовать, прежде всего, из-за проблем их идентификации и различий в способах сбора. Пока в разных компаниях один и тот же агрегат называется по-разному, и сопоставить данные о работе этих агрегатов друг с другом – большая проблема.

Стоило бы увязать все это в одну большую систему, и как раз этим мы сейчас и пытаемся заниматься. Создание единой кросс-платформы по сбору и хранению статистических данных на базе какого-то государственного органа – одна из основных задач государства на будущее. С одной стороны, нужно обеспечить единое нормативно-правовое поле, а с другой – поддерживать институты сбора, достоверизации, хранения и обеспечения справедливых прав доступа к этим большим массивам данных.

Кроме того, сейчас Минэнерго занимается созданием единого кросс-отраслевого классификатора оборудования. И у энергетиков, и у производителей, и у логистических компаний должно быть единое представление, что трансформатор того-то номинала называется так-то, состоит из таких-то компонентов, и к нему требуются такие-то запчасти. Будет возможно прогнозировать объемы и сроки поставки необходимого оборудования, можно будет планировать ремонтные кампании, загрузку энергосистемы и оптимальные ремонтные схемы, а также говорить о формировании отраслевого заказа промышленности и об оптимизации логистических процедур. Сегодня очень много денег тратится на логистику, на заполнение складов. Как только будет выстроена единая цепочка, эти расходы можно будет оптимизировать.

- А все-таки есть какие-то цифровые "фишки", которые только предстоит внедрить?

- Весь интернет вещей - это и есть цифровая фишка будущего. Ведь нельзя сказать, что он сегодня внедрен повсеместно. Если посмотреть, то все мировые гиганты только работают над созданием единых принципов, платформ, единых стандартов связи и обмена информацией.

Вообще, сам переход на цифру – это будущее. В отрасли уже реализовано много проектов цифровых подстанций, внедряются системы прогностики и удаленного мониторинга, но все это только пробные шаги. В настоящее время это существует в виде пробных, но не серийных, масштабируемых решений, которые внедрены повсеместно. Самое главное – это переход на "цифровые" принципы управления, за этим будущее.

В вопросе внедрения индустриального интернета важна постепенность и комплексность. Все должно развиваться эволюционно и взаимосвязанно. Иначе мы придем к тому, что у нас появятся прекрасные эффективные решения, но инфраструктура окажется к ним не готова.

- Как обстоят дела с кибербезопасностью?

- Это сейчас наиважнейший вопрос. Наверное, это основная проблема, тормозящая развитие систем индустриального интернета и расширения цифрового взаимодействия.

Мы бы с удовольствием сделали бы все подстанции электронными и телеуправляемыми, но с учетом последних событий в мире, и в частности, в кибермире, мы видим, что не все так безопасно и нужно отдавать себе отчет о возможных рисках и их последствиях. Тот же удаленный мониторинг газовых или гидротурбин - не только удобный инструмент, но и потенциальная цель для злоумышленников. Последствия могут быть катастрофическими, если неавторизированный пользователь получит к нему доступ.

- Пути решения существуют?

- Этот вопрос в центре внимания специализированных центров, спецслужб. Одним из основных моментов является повышение знания принципов компьютерной безопасности среди пользователей, а также разработка средств криптозащиты, дублирование каналов связи, ограничение доступа и передачи привязанной к объекту энергосистемы информации на зарубежные сервера. Сделать в данном направлении еще предстоит много, но многое уже делается, и делается довольно успешно. Конечно, в какой-то мере вопросы безопасности тормозят развитие технологий, но с этим нужно смириться. Это нормальный мировой опыт. Сейчас идеология цифровизации развивается параллельно с идеологией защиты критически важной информационной инфраструктуры, с идеологией по развитию методологий защиты. Я думаю, что вопросы кибербезопасности не станут непреодолимым препятствием для цифровой трансформации экономики и отрасли.