Цифровые технологии в энергетике Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЭНЕРГЕТИКЕ Ахметшин Э.Р.

Ахметшин Эдуард Рауфович - магистрант, направление: электроэнергетика и электротехника, кафедра электромеханики, Уфимский государственный авиационный технический университет, г. Уфа

Аннотация: в статье экспонирован научно-исследовательский проект цифровых технологий в энергетике с применением условно-теоретического метода экспресс-обзора. Продемонстрирован реестр цифровых решений. Определено цифровое будущее энергетики в виртуальной реальности. Представлены мероприятия для ускорения цифровых преобразований.

Ключевые слова: цифровые технологии, цифровые решения, энергетика, технологии.

Интернет и цифровые технологии способствуют развитию всех областей экономики, а также эволюционируют рынок электроэнергии. Прогресс внедрения и применения цифровых технологий в энергетике движется с огромной скоростью. Разработка продуктов нового поколения, инжиниринговых услуг в формате цифровых решений устанавливают новые стандарты с точки зрения эффективности, надежности и сокращения выбросов.

На сегодняшний день можно представить реестр цифровых решений, список экспериментальных случаев и примеров, которые являются частью крупных инициатив по цифровой трансформации энергетической отрасли:

1. Цифровые услуги. Цифровые сервисы используют большие данные, помогающие клиентам достичь оптимизации интервалов технического обслуживания, оптимальную производительность. Данные, полученные из энергетических объектов, интегрируются с другими источниками: данными о погоде, температуре окружающей среды, качестве воздуха, отчетами об отключениях и т.д. Понимание больших данных требует экспертных знаний и понимания использования аналитики. Миллиард интеллектуальных устройств и машин генерируют с огромными объемами данных, создавая мост между реальным и виртуальным миром. Превращение этих огромных объемов данных от сенсорных технологий до интеллектуальных алгоритмов и точной аналитики показывает полную основу для оптимизации работы. Информация, используемая для разработки цифровых услуг, предназначена для удовлетворения потребностей клиентов, специалистов по эксплуатации и техническому обслуживанию [1].

Примером цифрового преобразования является компания «Eaton» (США), предлагающая цифровые услуги «Енотифи удаленный мониторинг». Услуга круглосуточного мониторинга источника бесперебойного питания (ИБП) и аккумуляторных систем в режиме реального времени. Программное обеспечение удаленного мониторинга Енотифи собирает данные о производительности и отправляет сообщения о состоянии в командный центр удаленного мониторинга Eaton. Дистанционная диагностика и полевая техника ускоряют время отклика службы. Енотифи оценивает работоспособность ИБП клиента, сравнивая текущие и исторические данные производительности с заданными параметрами. Затем анализируемые данные используются для составления точных отчетов о состоянии ИБП. Ежемесячные отчеты по электронной почте подробно описаны в отчете о производительности и тревоге UPS, что позволяет принимать более взвешенные управленческие решения [2].

Компания Ingersoll-Rand PLC, создатель коммерческого отопления и кондиционирования воздуха Tran, поставляет дистанционный мониторинг систем HVAC и анализа данных через его «Интеллектуальные услуги». Ingersoll разрабатывает операционные стратегии для своих клиентов, которые

уравновешивают необходимость освещения и кондиционирования здания с необходимостью удовлетворения все более строгой цели снижения потребления энергии. С Trane Intelligent Services клиенты получают системы управления энергией и услуги, которые облегчают мониторинг, анализ, оповещения, отчетность, отслеживание и визуализацию данных здания и системной информации. Способность решать некоторые проблемы удаленно экономит время и деньги в сервисных звонках на месте и сокращает время, затрачиваемое на обнаружение и устранение проблем [2].

1. Расширенные услуги диагностики. Расширенные диагностические услуги сочетают в себе глобальный инженерный опыт, комплексный онлайн-сбор данных, обработку и анализ данных, трендинг, ремонтопригодность, производительность, износ, надежность, гибкость, системы безопасности, управления и прогнозирования. Использование экспертной базы знаний в диагностических центрах предназначено для детальной диагностики многих реальных условий и рекомендаций по улучшению. Расширенные диагностические услуги позволяют определить, оценить и диагностировать ошибочные условия эксплуатации и определить последующие действия, выявить потенциальную проблему, прежде чем она повлияет на операции. В долгосрочной перспективе передовые расширенные услуги диагностики помогают оптимизировать работу, повысить доступность, надежность и эффективность [1].

Примером расширенных услуг диагностики цифровой трансформации является компания Caterpillar. В рамках соглашения Caterpillar и Uptake совместно разработают инструменты «прогностической диагностики» для клиентов более крупной компании, чтобы увидеть множество данных, извергаемых бульдозерами и гидравлическими лопатами, и превратить их в значимую информацию, которая может помочь клиентам Caterpillar поймать потенциальные проблемы обслуживания до возникновения поломок, минимизируя время простоя [2].

Также успешную удаленную расширенную услугу диагностики предоставляет компания «Siemens». Услуги Power Diagnostics - это стратегия дистанционного мониторинга и диагностики Siemens PG, направленые на обеспечение раннего обнаружения аномальных условий эксплуатации энергетического оборудования. Множественные инструменты сбора информации используются для получение ежедневных эксплуатационных данных от энергетического оборудования потребителей, такого как газ.турбины, паровые турбины, котлы и генераторы рекуперации тепла. Раннее обнаружение неисправностей позволяет обслуживать команды для подготовки частей и живой силы, при определенных условиях превратить в потенциал вынужденное отключение в запланированное событие. Как только данные переданы в центр Power Diagnostics, они обрабатываются через серию усовершенствованных инструментов анализа данных. Результаты публикуются для обзора на регулярной основе. При обнаружении аномалии подготавливается отчет обобщения деталей проблемы, возможных причин и предлагаемых действий. Затем этот отчет отправляется техническим и региональным менеджерам службы, которые общаются и обсуждают отчет, возможные направления действий, учитывая остроту вопроса, наличие запчастей и работ [2].

2. Удаленное отключение или виртуальное руководство. Если электростанция находится в отдаленном районе, предлагается инновационное цифровое решение, позволяющее обслуживать установки для производства электроэнергии в цифровом режиме без участия специалистов. Используя надежную операционную систему, которая сочетает в себе новые разработки в области анализа данных, подключения и кибербезопасности с проверенными возможностями удаленного обслуживания и оптимизации. Сильно изменяющиеся нагрузки, связанные с не запланированным производством энергии, влияют на нагрузку трансформатора. Например, при большой нагрузке трансформатор перегревается. Датчик сообщает об этом, измерив температуру масла и ток обмотки, направляет результаты в облако. Это позволяет избежать повреждения, вплоть до отключения питания. Даже в случае сбоя сенсора

35

быстро выясняется, где находится данное устройство. Особенно в отдаленных районах это важно. Сервисные инженеры немедленно отправляют их на ремонт и тем самым снижают риск отключения. Удаленный контроль, мониторинг состояния и диагностики, продлевает срок эксплуатации и службы. Виртуальное руководство предлагает миру более высокую доступность и надежность, наряду с повышенной эксплуатационной гибкостью [1]. Вывод:

Дистанционный контроль быстро растет в индустрии производства электроэнергии. Цифровые услуги предполагают заботу о своих клиентах. Расширенные услуги диагностики обеспечивают в полном объеме сбор данных, анализ, хранение, и разносторонние возможности отчетности, которые используются для того, чтобы помочь в обнаружении аномальных условий эксплуатации энергетического оборудования. Интересно отметить, что полученная информация с соответствующими рекомендациями позволяет сделать достоверные бизнес решения о ходе действий. Решения, основанные на фактах, предполагают финансовые преимущества для клиентов.

Думается, что цифровизация потребует инвестиции в инфраструктуру, новые технологии, изменение мышления и совершенные бизнес - модели в цифровом формате. Потребуется инвестирование в персонал через образование, повышение квалификации на рабочем месте и обеспечение кибербезопасности.

Предположительно для ускорения цифрового преобразования в энергетическом секторе потребуется провести ряд мероприятий:

- осуществить интенсивное внедрение интеллектуальных датчиков, сенсорных устройств и робототехники в энергетику, применение мобильных приложений и в полном объёме всех возможностей облачных вычислений;

- обеспечить создание современной инфраструктуры обработки, хранения и передачи данных, предоставить нужные ориентиры путем перспективного прогнозирования, стремления думать и действовать в интересах будущих поколений;

- создать международный научный центр «интеллектуальной сети» в режиме реального времени для обсуждения аналитических данных и стандартов цифровых решений, прогнозов и сценариев будущих технологий, обмена информацией и опытом;

- обеспечить стимулирование инноваций, создание привлекательных условий, которые с большой вероятностью вовлекут интеллектуальные ресурсы.

Список литературы

1. Modernization & Upgrades for Gas Turbines. [Электронный ресурс]. Режим доступа:https://new.siemens.com/global/enproducts/energy/services/performance-enhancement/ modernization-upgrades/gas-turbines.html/ (дата обращения 11.02.2019).

2. Digital transformation examples. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.boardofinnovation.com/staff-picks/digital-transformation-xamples/ (дата обращения 10.03.2019).

3. Services for Electrical and Industrial Power Management. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.eaton.com/us/en-us/services.html https://www.eaton.com/us/en-us/services.html/ (дата обращения 10.03.2019).

4. Caterpillar digs in to data analytics—investing in hot startup Uptake. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://fortune.com/2015/03/05/caterpillar-digs-in-to-data-analytics-investing-in-hot-startup-uptake/ (дата обращения 10.03.2019).

5. How the Digital Revolution Can Power Future Growth. Ganesh Bell, Feb 25, 2016. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.ge.com/reports/ganesh-bell-how-the-digital-revolution-can-power-future-growth/ (дата обращения 11.02.2019).