CC BY
21Применение междисциплинарного подхода при изучении экономических явлений: на примере цифровой трансформации энергетики в России
Кабанов Петр Алексеевич,
аспирант, Уфимская высшая школа экономики и управления, Уфимский государственный нефтяной технический университет
E-mail: kabanov.petr@gmail.com
Актуальность темы исследования связано с тем, что цифровая трансформация энергетики обеспечит всем потребителям доступ к наиболее эффективной, надежной и экономически выгодной энергетической системе. Цифровизация приводит к широкомасштабным изменениям в энергетическом секторе, стимулируя инновации и оказывая большое влияние на бизнес-модели. Будущие движущие силы энергетических рынков создадут цифровую основу, поддерживающую переход от ископаемых видов топлива к возобновляемым источникам энергии и энергетическую систему, которая связана с нашими личными и местными экосистемами. Помимо этого, недавние изменения в энергетической отрасли, связанные с пандемией, дают почву компаниям задуматься о том, как инновационные технологии могут повлиять на их развивающийся бизнес. Использование и применение новейших технологий в действующих операциях дает возможность наиболее эффективно и рационально использовать энергетические ресурсы в будущем, что в свою очередь создает благоприятные условия для развития цифровой трансформации. В статье рассматриваются ключевые аспекты цифровой трансформации энергетики в России; способы внедрения новых технологий в энергетическую сферу экономики, преимущества и недостатки цифровизации, нормативно правовая база цифровой трансформации.
Ключевые слова: цифровизация, энергетика, интеллектуальная сеть, электроснабжение, умные сети.
Введение
Цифровая трансформация энергетики в России становится все более необходимой, поскольку она может привести к существенному улучшению работы энергетических систем и оптимизации затрат на их эксплуатацию. Современные технологии и подходы, такие как системы мониторинга и управления, аналитические платформы и смарт-сети могут улучшить надежность работы сетей, оптимизировать потребление энергии и повысить эффективность процессов управления и эксплуатации [10]. В условиях растущих требований к энергетическим системам и увеличивающихся затрат на их содержание, цифровая трансформация становится ключевым фактором, способствующим повышению конкурентоспособности российской экономики и эффективности энергетических компаний. В целом, цифровая трансформация энергетики в России является важным направлением развития, которое позволит обеспечить более эффективное и устойчивое функционирование энергетических систем в будущем.
Целью работы является анализ цифровой трансформации энергетики в России.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- рассмотреть ключевые аспекты цифровой трансформации энергетики в России;
- изучить способы внедрения новых технологий в энергетическую сферу экономики;
- исследовать применения «Умной сети» в России;
- выделить преимущества и недостатки цифро-визации энергетики в России.
Материалы и методы
Обоснованность, достоверность и аргументация подходов по анализу автоматизированной системы предиктивной диагностики энергетического оборудования с использованием комплексного подходов к исследованию. Методической основой исследования являются труды отечественных и ученых, занимающиеся вопросам цифровой трансформации энергетики: Абдюкаева А.Ф. [2], Деменко О.Г., Тихомиров А.О. [3], Доржиева В. В [4], Лапичкова В.П. [5], Пискунов А.И., Глезман Л.В. [6], Рахимжанова И.А., Абдюкаева А.Ф., Абдюкаев Р.Р., Круглов Д.А., Тимофеева С.А., Полкунов И.И. [8], Е.А. Яковлева, Толочко И. А, Ким А.А., Черняева А.А. [9], Шондо-ра О.И. [10].
Использованы материалы научных статей, а также статистические данные информационных
сз о
со £
m Р сг
СТ1 А
=Е
Q. в
OJ CD
агентств и данных Минэнерго. Статья основывается не применении методов анализа, синтеза, сравнения, обобщения, сопоставления, абстрагирования, методы системного и ситуационного анализа и др.
Результаты и обсуждения исследования
Российская экономика - крупнейшая в Европе и одна из крупнейших в мире, основанная на добывающей отрасли, преимущественно нефтегазовой. В последние годы экономика России сталкивалась с вызовами,такими как санкции, падение цен на нефть и глобальные экономические кризисы. Однако, несмотря на эти вызовы, экономика России продолжает развиваться и расти в среднесрочной перспективе. Кроме того, Россия является крупным экспортером энергоресурсов, что является важным источником дохода для экономики [9].
Для чего же необходима цифровая трансформация Российской энергетики? Существует несколько причин, которые обуславливают необходимость цифровой трансформации в энергетической отрасли России [10]:
Во-первых, это повышение эффективности производства и потребления энергии. Цифровые технологии позволяют более точно контролировать и управлять энергетическими системами, оптимизировать их работу и уменьшить потери энергии. Внедрение систем управления и мониторинга, таких как системы SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), может улучшить оперативность управления и мониторинга сетей, снизить время реагирования на возникшие проблемы и повысить надежность работы энергетических систем.
Во-вторых, это современные требования к безопасности и надежности энергетических систем. В условиях повышенного риска кибератак и террористических угроз необходимо обеспечивать надежную защиту информации и контроля над энергетическими системами. При помощи современных информационных систем повышается эффективность сетевого управления, сокращается время на поиск и устранение неисправностей, а также увеличивается безопасность и защищенность сетей от кибератак. В результате, это может снизить затраты на ремонт и обслуживание сетей, а также увеличить надежность и устойчивость энергетических систем. Все вышесказанное приводит к экономической выгоде и сокращению негативного воздействия на окружающую среду.
Также в Российской Федерации в режиме реального времени растет интерес к активно развивающейся во всем мире области преобразования электроэнергетики под названием «Интеллектуальная сеть».
Стратегия развития электроэнергетики сегодня характеризуется объединением электросетевой и информационной инфраструктур в узлах сети на внедрение цифровых технологий, так называемая «цифровая трансформация» объектов электросетевого комплекса.
Одним из направлений стало появление проектов цифровых подстанций (ЦПС). ЦПС - это элемент активно-адаптивной (интеллектуальной) электросети с системой контроля, защиты и управления, основанной на передачи информации в цифровом формате. А так же внедрение системы Smart Grid - понимается как «умные сети», отвечающие будущим требованиям к энергоэффективному и экономичному функционированию энергосистемы для дальнейшего стратегии развития в энергетике. Глобальный стандарт цифровой мобильной связи GSM (от названия группы GroupeSpecialMo-bile, позже переименован в GlobalSystemforMobi-leCommunications). Назначение автоматической системы мониторинга и диагностики (АСМД) - это осуществление контроля параметров и технического состояния трансформатора по определённым параметрам, с возможностью отслеживания динамических параметров, изменяемых с течением времени.
В России пока существуют пилотные проекты ЦПС, однако ПАО «Россети» разработало стратегию построения цифровой сети к 2030 году. Основой проекта ЦПС является создание автоматизированной системы управления технологическим процессом подстанции (АСУ ТП ПС). Этот комплекс интегрирует в себе системы: РЗА, регистрации аварийных событий (РАС), противоаварийной автоматики (ПА), автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии, определения места повреждения (ОМП), контроля качества электроэнергии и т.д.
Цифровые технологии позволяют объединить все устройства в систему. Такой системой является SCADA, которая представляет собой программно-аппаратный комплекс, при помощи которого можно контролировать режим работы оборудования различных объектов, в том числе электроустановок. Синхронизация систем SCADA подстанций с диспетчерским пунктом позволяет дежурному диспетчеру своевременно фиксировать возникшие аварийные ситуации, производить оперативные переключения из диспетчерского пункта по средствам телемеханики.
Однако, если так много плюсов как экономических, так и практических, возникает вопрос о причинах появления этих проектов только сейчас. Тут можно выделить несколько причин: низкая квалификация персонала; отсутствие аттестации оборудования; требования «Системного оператора»; отсутствие нормативной документации; отсутствие адекватных экономических и технических эффектов внедрения технологии; снижение кибербезо-пасности ПС; устаревшие подходы к производству и поставкам оборудования для ПС; устаревшие подходы к проектированию и эксплуатации ПС; устаревшая идеология построения РЗА.
На данный момент все сети становятся более мощными и более сложными. Растут объёмы информационных потоков, обеспечивающих управление электросетевыми объектами, поэтому необходимо контролировать и мониторить распре-
деление, потребление и качество электроэнергии. В связи с этим электросети стремятся переходить на цифровизацию, упрощая работу сети.
Smart Grid понимается как «умные сети», отвечающие будущим требованиям к энергоэффективному и экономичному функционированию энергосистемы для дальнейшей стратегии развития в энергетике [3, 4].
Действующие энергетические системы сформированы по схеме «централизованного энергоснабжения», имеющей ввиду применения высшего напряжения и создание больших энергосистем. В таких сетях локальные сбои могут оказать огромное влияние на всю энергетическую систему и привести к крупным перебоям в подаче электроэнергии. Сегодня многие государства внедряют интеллектуальные системы вместо классических централизованных систем и создают распределенные энергосистемы.
«Умные сети» дают возможность системе надежно работать, быстро восстанавливать сеть, работает в целях энергосбережения, приводит к безопасности работы сетей, экономически и эффективно выгодны.
Согласно концепции, SmartGrid «умной сети» среди наиболее важных областей развития энергетического сектора можно выделить: реклоузе-ры, умные счетчики РиМ и зеленая энергетика. Это наиболее эффективное решение для расширения существующих распределительных устройств 10 кВ и локального резервирования на подстанциях и в РП. Вместе со счетчиками это способствует рационально разделять балансы, подключать новых потребителей к сети, учитывать электроэнергию и предотвращать хищение электроэнергии, тем самым снижая потери. Улучшенные распределительные устройства обеспечивают автоматическое переключение при необходимости и исключают производственные потери.
Испытание силовых трансформаторов до введения автоматической системы мониторинга и диагностики (АСМД) осуществлялись производственным персоналом, путем измерения различных параметров, испытательным путем. Для различного рода анализа химического состава масла, изоляции, системы охлаждения [8].
Испытания силовых трансформаторов должны проводиться c соблюдением требований Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок (ПОТЭЭ).
Назначение автоматической системы мониторинга и диагностики (АСМД) - это осуществление контроля параметров и технического состояния трансформатора по определённым параметрам, с возможностью отслеживания динамических параметров, изменяемых с течением времени. В качестве анализа и результата используется расчётно-аналитическая модель.
Новые технологии ввели в комплексную систему мониторинга марки «TDM» (TransformerDiagnos-ticsMonitor), фирма «DIMRUS», предназначена для оперативного контроля технического состояния си-
ловых трансформаторов. Она включает в себя набор технических и программных средств [5].
Данная система марки «TDM» предназначена для:
- учета данных параметров работы трансформатора по нормативным требованиям;
- проведения автоматизированной диагностики
о техническом состоянии трансформатора;
- передачи данных системой в АСУ ТП.
В настоящее время воспользоваться GSM связью возможно практически везде. Высокая надежность и защищённость каналов связи стандарта GSM позволяет хранить, принимать и передавать данные с помощью автоматизированной системы, чтобы информировать диспетчера о событиях на подстанциях распределительной сети, если там нет постоянного дежурного персонала.
Предпосылками выполнения данной работы послужили аварийные отключения оборудования средств диспетчерского и технологического управления (далее - СДТУ) которые приводили к отсутствию диспетчерских каналов связи, а также каналов передачи данных и телемеханики с подстанций города и района электрических сетях (РЭС), где оперативный и диспетчерский персонал не несет круглосуточного дежурства на объекте энергосистемы [4, 5].
При возникновении аварийной ситуации, дежурный сообщает о неисправности руководителю структурного подразделения, после чего руководитель принимает меры по организации аварийно восстановительных работ. Нередко бывает, что срабатывает «человеческий фактор» и не всегда дежурный персонал замечает о срабатывание аварийного телесигнала. Это в свою очередь сокращает время на сбор бригады и время аварийновосста-новительных работ, что влечет за собой аварийные отключения. Для того чтобы снизить риск «человеческого фактора» и уменьшить цепочку передачи информации о неисправности. Решением стало обеспечить СМС оповещение. При возникновении неисправности, на мобильный телефон приходит заранее запрограммированное СМС сообщение с информацией о неисправности. Причем сообщение должно быть не типовое, а содержать конкретную информацию о каждой неисправности [2, 3].
Переход к реализации цифровизации позволяет сократить затраты на проектирование и монтаж, невозможность вероятности ошибок при эксплуатации и самодиагностики.
Интеллектуальная сеть проект сложный, однако, необходимый. Развитие технологий сейчас идет такими темпами, что на «обкатку» ЦПС времени нет, внедрять их нужно сейчас и во всех регионах. Решать проблемы, возникшие с эксплуатацией оборудования «на ходу». Не стоит при этом забывать, что цифровизация должна коснуться всех объектов электроэнергетики, позволив объединить их в единую цифровую энергетическую систему. Можно сделать вывод, что данная система электроснабжения достаточно актуальна и необходима для применения и внедрения в России.
сз о
со £
m Р сг
СТ1 А
=Е
Q. в
OJ 03
Заключение
Таким образом, цифровая трансформация энергетики в России является необходимым шагом для улучшения эффективности и надежности энергетических систем, адаптации к новым технологиям и решения текущих экономических и экологических проблем.
Цифровая трансформация Российской энергетики также имеет некоторые проблемы, которые необходимо учитывать. Высокая стоимость внедрения новых технологий и обновление старых систем может потребовать значительных инвестиций. Так же введение новых технологий потребует переподготовки персонала, что может быть сложным и затратным процессом. Цифровые технологии могут привести к потере рабочих мест в некоторых секторах энергетики, что может негативно сказаться на занятости и социальной сфере [9].
Такие крупные изменения в устройстве и функционировании экономики, в частности в энергетической сфере, не могут быть осуществлены без адекватного нормативно правового регулирования, соответственно Правительство РФ разработало ряд нормативных документов, связанных с проведением данной реформы.
Министерство энергетики России в 2017 году сформировало ведомственный проект «Цифровая энергетика», он направлен на «преобразование энергетической инфраструктуры Российской Федерации посредством внедрения цифровых технологий и платформенных решений для повышения ее эффективности, и безопасности» [1].
Оператор электрических сетей ПАО «Россети», в свою очередь, в 2018 году подготовил концепцию «Цифровая трансформация 2030», в которой определил «основные цели и задачи для внедрения интеллектуальных систем управления на базе цифровых технологий» [7].
Автор приходит к выводу, что цифровая трансформация энергетической отрасли в России является важным направлением для повышения эффективности эксплуатации энергетических систем [10]. Внедрение новых технологий и решений поможет России укрепить свои позиции на рынке энергетики, повысить уровень безопасности и надежности энергетических систем, а также снизить экологический след и обеспечить экономический рост в стране.
Литература
1. Ведомственный проект «Цифровая Энергетика» постановление Правительства Российской Федерации от 31 октября 2018 г. № 1288 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https:// minenergo.gov.ru/node/11246 (дата обращения: 27.05.2023).
2. Абдюкаева А.Ф. Применение цифровых технологий в электрических сетях 10 кВ [Текст] / А.Ф. Абдюкаева, А.Р. Юсупов, Р.Р. Абдюкаев // Материалы Совершенствование инженерно-
технического обеспечения производственных процессов и технологических систем: сб. науч. трудов ОГАУ. - Оренбург - 2019. - С. 216-220.
3. Деменко О. Г., Тихомиров А.О. Цифровая трансформация жилищно-коммунального хозяйства в России // Вестник университета. 2018. № 5. С. 59-63. DOI: https://doi. org/10.26425/1816-4277-2018-5-59-63 (дата обращения: 27.05.2023).
4. Доржиева В. В Цифровая трансформация топливно-энергетического комплекса России: приоритеты и целевые ориентиры развития // Креативная экономика. 2021. Т. 15. № 11. С. 4079-4094. DOI: https://doi.org/10.18334/ ce.15.11.113802 (дата обращения: 27.05.2023).
5. Лапичкова В.П. Опыт Национальной библиотеки Республики Карелии // Справочник руководителя учреждения культуры. 2005 № 8. С. 1623. URL: http://www.library.ru/1/kb/articles/article. php?a_uid=225 (дата обращения: 27.05.2023).
6. Пискунов А. И., Глезман Л.В. Развитие промышленных предприятий в условиях становления цифровой экономики // Креативная экономика. 2019. Т. 13. № 3. С. 471-482. DOI: https:// doi.org/10.18334/ce.13.3.40085 (дата обращения: 27.05.2023).
7. Концепция «Цифровая трансформация 2030» распоряжения Правительства Российской Федерации от 28.07.2017 № 1632р [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.rosseti. ru/investment/ Kontseptsiya_Tsifrovaya_transfor-matsiya_2030.pdf (дата обращения: 27.05.2023).
8. Применение цифровых технологий в сетях электроснабжения [Текст] / И.А. Рахимжанова, А.Ф. Абдюкаева, Р.Р. Абдюкаев, Д.А. Круглов, С.А. Тимофеева, И.И. Полкунов // Материалы Совершенствование инженерно-технического обеспечения производственных процессов и технологических систем: сб. науч. трудов ОГАУ. - Оренбург - 2021. - С. 107-112.
9. Цифровая трансформация системы планирования на основе цифрового двойника / Е.А. Яковлева, И.А. Толочко, А.А. Ким, А.А. Черняева // Креативная экономика. 2021. Т. 15. № 7. С. 2811-2826. DOI: https://doi.org/10.18334/ ce.15.7.112351 (дата обращения: 27.05.2023).
10. Шондора О.И. Цифровые технологии в энергетике // Научный лидер. 2021. № 18 (20). С. 5860. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=46350562 (дата обращения: 27.05.2023).
THE APPLICATION OF AN INTERDISCIPLINARY APPROACH TO THE STUDY OF ECONOMIC PHENOMENA: ON THE EXAMPLE OF THE DIGITAL TRANSFORMATION OF ENERGY IN RUSSIA
Kabanov P.A.
Ufa State Oil Technical University
The relevance of the research topic is due to the fact that the digital transformation of energy will provide all consumers with access to the most efficient, reliable and cost-effective energy system. Digi-talization leads to large-scale changes in the energy sector, stimulating innovation and having a great impact on business models. The future drivers of energy markets will create a digital framework
supporting the transition from fossil fuels to renewable energy and an energy system that is connected to our personal and local ecosystems. In addition, recent changes in the energy industry related to the pandemic give rise to companies to think about how innovative technologies can affect their growing business. The use and application of the latest technologies in existing operations makes it possible to use energy resources most efficiently and efficiently in the future, which in turn creates favorable conditions for the development of digital transformation. The article discusses the key aspects of the digital transformation of energy in Russia; the ways of introducing new technologies into the energy sector of the economy, the advantages and disadvantages of digitalization, the regulatory framework of digital transformation.
Keywords: digitalization, energy, smart grid, power supply, smart grids.
References
1. Departmental project "Digital Energy" Decree of the Government of the Russian Federation No. 1288 dated October 31, 2018 [Electronic resource]. - Access mode: https://minenergo. gov.ru/node/11246 (accessed: 05.27.2023).
2. Abdyukayeva A.F. Application of digital technologies in 10 kV electrical networks [Text] / A.F. Abdyukayeva, A.R. Yusupov, R.R. Abdyukayev // Materials Improvement of engineering and technical support of production processes and technological systems: collection of scientific works of the OGAU. - Orenburg - 2019. - pp. 216-220.
3. Demenko O. G., Tikhomirov A.O. Digital transformation of housing and communal services in Russia // Bulletin of the University. 2018. No. 5. pp. 59-63. DOI: https://doi.org/10.26425/1816-4277-2018-5-59-63 (accessed: 05.27.2023).
4. Dorzhieva V. In the digital transformation of the fuel and energy complex of Russia: priorities and targets of development // Creative Economy. 2021. Vol. 15. No. 11. pp. 4079-4094. DOI: https://doi.org/10.18334/ce.15.11.113802 (accessed: 05.27.2023).
5. Lapichkova V.P. Experience of the National Library of the Republic of Karelia // Handbook of the head of the cultural institution. 2005 No. 8. pp. 16-23. URL: http://www.library.ru/1/kb/ articles/article.php?a_uid=225 (accessed: 05.27.2023).
6. Piskunov A. I., Glezman L.V. The development of industrial enterprises in the conditions of the formation of the digital economy // Creative Economy. 2019. Vol. 13. No. 3. pp. 471482. DOI: https://doi.org/10.18334/ce.13.3.40085 (accessed: 05.27.2023).
7. The concept of "Digital transformation 2030" of the Decree of the Government of the Russian Federation dated 28.07.2017 No. 1632r [Electronic resource]. - Access mode: https://www. rosseti.ru/investment / Kontseptsiya_Tsifrovaya_transformatsi-ya_2030.pdf (accessed: 05.27.2023).
8. Application of digital technologies in power supply networks [Text] / I.A. Rakhimzhanova, A.F. Abdyukaeva, R.R. Abdyu-kaev, D.A. Kruglov, S.A. Timofeeva, I.I. Polkunov // Materials Improvement of engineering and technical support of production processes and technological systems: collection of scientific works of the OGAU. - Orenburg - 2021. - pp. 107-112.
9. Digital transformation of the planning system based on a digital double / E.A. Yakovleva, I.A. Tolochko, A.A. Kim, A.A. Chern-yaeva // Creative Economy. 2021. Vol. 15. No. 7. pp. 28112826. DOI: https://doi.org/10.18334/ce.15.7.112351 (accessed: 05.27.2023).
10. Shondora O.I. Digital technologies in power engineering // Scientific Leader. 2021. No. 18 (20). pp. 58-60. URL: https://eli-brary.ru/item.asp?id=46350562 (accessed: 05.27.2023).
