Сегодня энергетика сталкивается с целым рядом проблем. Вот лишь некоторые из них:
|
Проблемы, стоящие перед энергетической отраслью |
Решения |
|---|---|
|
Быстро растущий спрос на энергию |
Регулирование спроса |
|
Нерегулярность в поставках энергии из возобновляемых источников |
Аккумулирование энергии |
|
Распределенная энергетика |
Модернизация сетей |
Одна из актуальных задач — модернизация энергосистем за счет цифровой трансформации, автоматизации и виртуализации. Использование в отрасли облачных платформ интеграции данных может способствовать экономии, повышению операционной эффективности компаний, внедрению новых бизнес-моделей и цифровых инноваций. Важную роль играет модернизация распределительных сетей — создание современной стандартизированной инфраструктуры для управления распределением электроэнергии и автоматизации подстанций с соблюдением требований безопасности.
Модернизация сетей и альтернативные источники энергии
Мировая энергетика переживает трансформацию. Традиционная структура энергопотребления постепенно приобретает новую форму, основанную на получении энергии из альтернативных источников, вроде солнечного света и силы ветра. Такой переход стимулирует развитие «чистой» и распределенной энергетики.
Переход к альтернативным источникам энергии требует внедрения «умных» технологий:
|
«Умная» энергетика |
Управление сетями Управление подстанциями Прогнозирование спроса |
|---|---|
|
«Умная» отрасль |
Цифровые города Индустрия 4.0 Управление подстанциями Управление строительством |
|
«Умные» потребители |
Домашние системы солнечных батарей Электромобили «Умные» дома |
Продолжающийся переход к альтернативным источникам энергии — это совершенно новый уровень сложности сетей. Альтернативные источники энергии (вплоть до солнечных панелей на крышах домов) нестабильны и децентрализованы, что создает новые проблемы управления сетью для энергетических компаний. В то же время переход к возобновляемым источникам энергии ускоряется — на них сейчас приходится треть мировых энергетических мощностей.
В связи с быстрым переходом на возобновляемые источники энергии и к сетям, в которых энергию могут вырабатывать потребители, энергетические компании сталкиваются с дополнительными проблемами, вызванными унаследованной инфраструктурой и устаревшими системами электросетей. Более того, энергетические компании имеют дело с растущим спектром угроз кибербезопасности и физической безопасности, а также со все более строгими нормативными требованиями.
Учитывая масштабы проблем, стоящих перед отраслью, необходимость модернизации сети становится неотложной задачей. Чтобы достичь своих целей в отношении надежности, доступности и устойчивости, чтобы извлечь выгоду из новых и появляющихся технологий, энергетические компании должны модернизировать сети. Они должны использовать решения для периферийных вычислений (Edge Computing) и технологии Интернета вещей (IoT), которые превращают операционные данные в полезную аналитическую информацию.
Электроэнергетические компании с модернизированной сетью могут использовать периферийные решения для обработки, анализа и получения информации из постоянного потока данных с подключенных устройств. Эта аналитика позволит энергетическим компаниям управлять широким спектром своих операций на гораздо более высоком уровне детализации, открывая путь к новым сценариям использования.
Благодаря возможностям периферийных вычислений и IoT энергетические компании могут отслеживать данные с оборудования, чтобы проводить профилактическое обслуживание, избежать сбоев. Анализ, проведенный Deloitte, показал, что подход, основанный на данных, может сократить время простоя энергетических компаний на 70%, а также снизить незапланированные расходы до 22% от общих расходов по сравнению с 50% в настоящее время.
В мире возраст 70% линий электропередач и силовых трансформаторов превышает 25 лет, а средний возраст электростанций составляет более 30 лет. Реалии сегодняшней стареющей инфраструктуры увеличивают потребность в удаленном мониторинге и контроле с использованием камер компьютерного зрения со встроенным искусственным интеллектом и возможностями машинного обучения. С их помощью поставщики электроэнергии могут удаленно проверять системы, объекты и электросети.
Общая мощность возобновляемых источников энергии, по прогнозам, вырастет в период с 2019 по 2024 гг. на 50%. Этот приток от непостоянных источников энергии также увеличивает потребность в периферийных решениях и IoT, которые в реальном времени дают операторам информацию для баланса спроса и предложения. Потоковая аналитика на периферии поможет коммунальным службам контролировать производство и потребление электроэнергии, более эффективно управлять пиковым спросом и при необходимости немедленно принимать меры.
Системы кибербезопасности на периферии могут защитить от кибератак, которые становятся все более частыми и серьезными. Исследователи выявили 155 групп атак, которые в настоящее время нацелены на энергетический сектор. Безопасность на периферии имеет решающее значение для снижения рисков.
Проблемы и революционные технологии, меняющие энергетический сектор:
|
Модернизация сетей |
Необходимые инвестиции: |
|---|---|
|
Чистая энергия из альтернативных источников |
1/3 всей вырабатываемой электроэнергии приходится на возобновляемые источники энергии. |
|
Интернет вещей, периферийная среда и связанные с ними технологии |
Необходимые инвестиции: 15 млрд. долл. к 2024 году. |
Таким образом, увеличение числа возобновляемых источников энергии, появление новых устройств, потребляющих электроэнергию, рост количества подключений к электросетям, а также интеграция энергетических, информационных и транспортных сетей требуют от энергетических компаний совершенствования возможностей реагирования и внедрения в системы управления и бизнес-процессы интеллектуальных технологий. Это помогает адаптироваться к сложной среде и работать с более высоким уровнем гибкости и эффективности. Высокая эффективность анализа операционных данных, возможность быстрого принятия решений с помощью ИИ и автоматизация процессов будут иметь для энергетических предприятий решающее значение.
В краткосрочной перспективе внедряемые технологии нацелены на повышение эффективности, а в средне- и долгосрочной перспективе — на повышение потребительской ценности и предложение новых услуг.
Цифровая трансформация в энергетике
Как изменится отрасль электроэнергетики благодаря цифровой трансформации, что необходимо предпринять, с какими проблемами и вызовами придется столкнуться? Как уже говорилось выше, мировой спрос на возобновляемые источники энергии требует новых и инновационных технологий. В период трансформации отрасли модернизация сетей — следующий шаг для электроэнергетических компаний. Использование новейших решений для периферийных вычислений и Интернета вещей в сочетании с современной архитектурой ИТ позволит энергетическим компаниям извлекать ценную информацию из операционных данных, обеспечивать высокие показатели надежности, доступности и устойчивости.
Цифровизация — актуальная тенденция, нацеленная на повышение эффективности работы отраслей, включая энергетическую. Представляя новый формат управления работой электроэнергетических систем, она обеспечивает оптимизацию технологических и бизнес-процессов, предусматривает переход от традиционных моделей к новым, использующим значительные объемы распределенной генерации. Рынки становятся децентрализированными, инфраструктура — интеллектуальной, а потребители переходят к активным моделям поведения. Кроме того, цифровизация — это новые технологии экономического взаимодействия субъектов отрасли, перестройка внутренних процессов организации, автоматизация принятия решений.
В России цифровизация электроэнергетики осуществляется в рамках программы «Цифровая экономика». Для конкурентоспособности на формирующихся глобальных рынках новой электроэнергетики необходимо повышать эффективность, производительность труда, надежность и безопасность энергоснабжения. Для цифровой трансформации электроэнергетики нужно научиться работать с большим объемом неструктурированных данных, правильно их использовать, а для этого требуется определить требования к объемам данных, протоколам обмена, дискретности, передачи, безопасности, доступу, целостности данных, защиты персональных данных по ФСТЭК, ФЗ и др.
Одно из решений — создание единой цифровой среды, построенной на использовании единых стандартов и единой модели деятельности. Перевод ряда данных в открытый формат даст возможность создавать новые сервисы, привлекать новые компании к оказанию сервисных услуг. Важно также добиться автоматизации рутинных процессов, модернизации энергетической системы, бесперебойной работы и высоких бизнес-показателей.
В числе главных трендов энергетической отрасли — увеличение динамики рынка, внедрение новых технологий, государственное регулирование отрасли. Энергетический сектор находится на пороге одной из самых значительных технологических трансформаций. Бизнес-модели будут выстраиваться вокруг инновационных технологий, в том числе технологий децентрализованной генерации энергии. Широкая автоматизация и продвинутая аналитика станут основой управления цепочкой создания стоимости. На автоматизированных производствах будут установлены многочисленные датчики. Лидеры отрасли станут собирать аналитические данные, чтобы предоставлять более качественные услуги.
Энергетическим предприятиям предстоит оптимизировать процессы управления, снизить производственные затраты, повысить безопасность операций и внедрить инновационные решения в бизнес-модели. Энергосети будут сочетать в себе средства традиционной централизованной и распределенной генерации энергии, возобновляемые источники энергии, обеспечивая комплексное управление и визуализацию энергосистемы. Процессы функционирования энергосистемы трансформируются в интеллектуальные. Будут разработаны новые бизнес-модели, новые подходы к энергоснабжению и управлению энергосетями.
