ЦИФРОВАЯ ЭНЕРГЕТИКА

XXII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

ЦИФРОВАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Агеев К.И. 1Колмыков Е.Р. 1
1Филиал ТИУ в г. Ноябрьске
Штаньков А.М. 1
1Филиал ТИУ в г. Ноябрьске
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

 

На сегодняшний день мы считаем, что основной задачей энергетики является цифровизация. Это нововведение значительно упростит многие задачи и сделает возможным то что не было возможным ранее. Мы считаем, что цифровизация станет самым настоящим прорывом в энергетике.

СУЩЕСТВУЮЩАЯ ПРОБЛЕМА

В условиях исчерпания потенциала экстенсивной эксплуатации сырьевых ресурсов цифровая трансформация является для России «окном» больших возможностей.

Показано, что в таких условиях возрастает необходимость цифровизации энергетических систем с учетом усложнения и снижения уровня самоадаптации и самоустойчивости к множеству дестабилизирующих факторов.

Даны сравнительные оценки уровня внимания специалистов к сквозным цифровым технологиям в различных отраслях, из которых следует, что в энергетическом секторе экономики это внимание имеет явный резерв роста. Отмечено, что значительная часть сложного современного цифрового оборудования поставляется в энергетическую отрасль зарубежными фирмами, что представляет собой явную угрозу энергетической безопасности страны и требует усиленного внимания к решению проблемы импортонезавистимости. Обоснована потребность в обеспечении лидирующей системообразующей роли Российской академии наук в прорывном развитии российской цифровой энергетики.

МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ (СДУЭ)

Цели работы

  • Повышение эффективности управления технологическим процессом распределения электроэнергии.

  • Снижение масштабов аварийных ситуаций путем оперативного упреждающего моделирования результатов действий диспетчера.

  • Повышение безопасности и снижение травматизма при эксплуатации сетей за счет использования многоуровневых проверок и блокировок при переключениях.

Эффекты работы

  • Снижение затрат на покупку электроэнергии при снижении среднего тарифа.

  • Снижение затрат на покупку электроэнергии при снижении технологических потерь

  • Сокращение недобора нефти при сокращении аварийных отключений.

Функциональность системы

  • Управление потреблением электроэнергии и энергосистемой БРД.

  • Оперативное формирование аналитической отчетности в части передачи и распределения электроэнергии.

  • Активно-адаптивное управление режимами работы распределительных сетей энергоснабжения (мониторинг и диспетчерское управление сетью).

  • Тренажер для подготовки диспетчеров электрических сетей.

  • Арсенал средств для поиска потерь электроэнергии в сетях.

  • Топологический процессор, обеспечивающий визуальное отображение текущего состояния токопроводящего оборудования (по классу напряжения, по наличию напряжения, по эксплуатационной принадлежности, по питающим центрам).

Инструменты создания и сопровождения модели

  • Визуальное редактирование с поддержкой автокомпоновки элементов на схеме.

  • Поддержка работы с шаблонами, справочниками, библиотеками.

  • Автоматический анализ корректности внесенных изменений в модель.

  • Единая среда описания и редактирования всех видов информации.

  • Адаптация терминов CIM-модели для технологов

  • Инструменты для ввода и модификации больших объемов

Данных.

Развитые возможности представления информации

  • Мнемосхемы, таблицы, тренды, динамические наборы.

  • Многослойное представление, динамическое масштабирование.

  • Отображение отклонения от нормальной схемы.

  • Топологическая раскраска и трассировка.

  • Сигнализация о событиях, квитирование событий.

  • Диспетчерские пометки и плакаты.

НАДЕЖНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ

Цели работы

  • Сокращение количества и объема работ по плановым ремонтам энергооборудования за счет определения реальной необходимости ремонтов по техническому состоянию.

  • Сокращение количества отказов сетевого и генерирующего оборудования.

  • Оптимизация физических объемов работ за счет ремонта «по текущему состоянию» и рационального использования ресурсов.

  • Снижение удельного показателя по аварийности.

Эффекты работы

  • Оптимизация физических объемов работ тех. обслуживания и ремонтов.

  • Повышение производительности тех. обслуживания и ремонтов.

Функциональность системы

  • Построение эталонных математических моделей различных режимов работы оборудования с учетом его индивидуальных особенностей.

  • Автоматическая индикация и оповещение (sms, e-mail) о выходе значений параметров, характеризующих работу оборудования, за границы, заданные эталонными моделями режимов его работы.

  • Автоматизированное аналитическое определение причин выхода значений параметров, характеризующих работу оборудования, за установленные пределы.

  • Прогнозирование срока безотказной работы оборудования.

  • Выделение опасных режимов работы оборудования.

  • Безопасный удаленный доступ к данным о работе оборудования в реальном времени.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЕ РЕМОНТАМИ

Цели работы

  • Повышение эффективности процесса технического обслуживания и ремонтов (ТОиР) оборудования и сетей в части планирования упреждающих воздействий.

  • Снижение времени плановых простоев и тяжести аварий.

  • Снижение количества ремонтов и затрат на них за счет определения реальной необходимости вида воздействия и объема ремонта на основании оценки технического состояния оборудования.

  • Формирование баланса между требуемым уровнем надежности оборудования и затратами на его поддержание.

Эффекты работы

  • Снижение операционных затрат на ТОиР электро- и сетевого оборудования, оборудования ТВС.

Увеличение дохода за счет снижения отключений.

Функциональность системы

  • Единая база данных и реестр энергетического оборудования

  • Автоматический расчет индекса технического состояния энергооборудования (ИТС) с учетом фактически выявленных дефектов и данных, полученных из систем диагностики. Ранжирование очерёдности проведения ремонтов с учётом ИТС.

  • Автоматическая оптимизация плановых объёмов ремонтов энергооборудования, обслуживаемого по техническому состоянию, с учётом фактически выявленных дефектов.

  • Формирование базового, по периодичности, и оптимизированного, с учётом применения стратегий по техническому состоянию, графиков ТОиР с оценкой эффективности работы системы.

SMART-ДОСТУП

Цели работы

  • Снижение рисков несанкционированного доступа и поражения электрическим током неквалифицированного персонала, третьих лиц на энергетических объектах.

  • Повышение уровня HSE при работе с энергооборудованием.

  • Снижение случаев хищения оборудования и материалов.

  • Снижение перерывов в работе оборудования промыслов в связи с авариями

энергооборудования, связанными с несанкционированным доступом на объекты.

Эффекты работы

  • Повышение безопасности эксплуатации объектов электроэнергетики.

  • Снижение случаев несанкционированного доступа и поражения эл. током неквалифицированного персонала и третьих лиц.

Функциональность системы

  • Автоматизация процедуры проверки и авторизации доступа к объектам электроэнергетики.

  • Получение данных по наличию доступа к объектам по данным из смежных ИТ-систем

  • Унификация процесса по организации доступа на любой тип объекта электроэнергетики.

МОБИЛЬНЫЙ ЭНЕРГЕТИК

Цели работы

  • Оперативное внесение информации при выполнении работ.

  • Пошаговое отображение технологического процесса.

  • Подсказки в процессе выполнения операции

  • Повышение мобильности, производительности труда и уровня HSE.

Эффекты работы

  • Повышение безопасности выполнения ремонтов энергетического оборудования и снижение ошибок персонала.

  • Снижение операционных затрат на поддержание базы данных оборудования в актуальном состоянии.

Функциональность системы

  • Автоматическое получение и внесение в систему УППРЭ данных об осмотре оборудования в режиме «онлайн» (на объекте, с использованием мобильных устройств).

  • Получение справочной информации об оборудовании (паспорт, схемы, дефектные ведомости и т.п.).

  • Повышение точности и скорости идентификации оборудования за счет использования QR-кодов.

  • Использование функционала очков дополненной реальности в энергетике (интерактивный помощник при проведении переключения энергетического оборудования).

УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬЮ

Цели работы

Снижение себестоимости продукции за счет оптимизации расхода всех используемых в технологических процессах видов энергии – покупная и собственная электроэнергия, попутный газ, природный газ, тепло.

Эффекты работы

  • Снижение трудозатрат на планирование и мониторинг мероприятий по энергоэффективности.

  • Повышение качества планирования и мониторинга энергетических/технологических показателей, расчет потенциалов повышения энергоэффективности.

  • Сокращение материальных затрат за счет выявления факторов, влияющих на энергопотребление

  • Снижение УРЭ за счет раннего внедрения мероприятий по энергоэффективности.

Функциональность системы

  • Автоматизация алгоритмов планирования/мониторинга энергопотребления, программ энергоэффективности и выбросов СО2 в энергетике.

  • Анализ отклонений энергетических показателей, расчет потенциала энергосбережения с подбором компенсационных мер.

  • Автоматизация распределения э/э по процессам.

  • Расчет факторного анализа отклонений УРЭ, отчет энергоанализа о расходах ТЭР Построение аналитических панелей (дашборд) специалиста

  • Методическое обеспечение процессов энергоменеджмента по стандарту ИСО 50001.

ЦИФРОВОЕ ЗРЕНИЕ

Цели работы

Повышение эффективности организации ТОиР ВЛ за счёт:

  • снижения затрат (ресурсов и времени) на проведение.

состояния ВЛ относительно стандартных визуальных и инструментальных методов.

  • снижения рисков экономического ущерба благодаря заблаговременному выявлению дефектов и технических нарушений потенциально аварийного характера.

Эффекты работы

Сокращение ущерба от аварийных отключений и снижение операционных затрат на ТОиР сетевого электрооборудования.

Функциональность системы

  • Автоматическое формирование документации по использованию воздушного пространства и полетного задания для БВС.

  • Анализ диагностической информации с БВС нейронной сетью (автоматическое обнаружение дефектов (базовый перечень - дефекта), их выборка и приоритезация).

  • Автоматическое формирование аналитической отчетности по результатам диагностики ВЛ и направление ее в УППРЭ БРД.

ЦИФРОВОЙ ДВОЙНИК ЭНЕРГЕТИКИ

Цели работы

  • Создание единого цифрового пространства для консолидации потоков данных в энергетике и их интеграцию со смежными системами Компании

  • Разработка цифрового помощника по решению оперативных инженерных задач в энергетике.

  • Создание системы поддержки принятия стратегических решений по развитию энергосистемы БРД.

Эффекты работы

  • Повышение качества, доступности данных в части энергетики

  • Ускорение процесса внедрения проектов инжиниринга, реинжиниринга в части энергетики.

  • Снижение эксплуатационных затрат при реализации тех. проектов с помощью системы в части энергетики.

Функциональность системы

Инструмент поддержки принятия решений для задач стратегического планирования и оперативного мониторинга развития энергетического комплекса БРД:

  • Формирование детализированных КПРА и Бизнес-планов блока Энергетики во взаимосвязи с планами по развитию активов.

  • Формирование проекта обеспечения энергией нового и существующего актива во взаимосвязи с планами БРД по строительству, капитальному ремонту, обслуживанию.

  • Комплексная программа Надежности: формирование, мониторинг и контроль исполнения, анализ результатов.

  • Верификация реализуемости и эффективности оптимизационных мероприятий на моделях энергосистем ДО.

  • Представление единообразной и комплексной информации об энергосистеме БРД для пользователей всех уровней.

ЦЕНТР УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОСИСТЕМОЙ

Цели работы

  • Повышение операционной эффективности за счет создания единого центра аналитики и принятия решений, на основе данных в энергетике, синхронизации планирования, тиражирования лучших практик за счет интеграции энергетических компетенций в кросс- функциональные команды.

  • Предоставление качественных актуальных данных функции «Энергетика» за счёт интеграции с ИТ-ландшафтом.

  • Управление потенциалом и оптимумом энергосистем за счёт взаимодействия со смежными функциями.

Эффекты работы

  • Снижение САРЕХ на покупку оборудования при вводе новых мощностей, в т.ч. реинжиниринг.

  • Снижение затрат на покупку энергоресурсов ДО.

  • Сокращение затрат на привлечение сторонних исполнителей при разработке НМД в энергетике.

Функциональность системы

  • Формирование концепции, организация структуры и функционала секторов Центра управления энергосистемой БРД.

  • Детализация распределения функционала и роли ЦУЭС в операционной модели Актива Будущего (Актив-ДО-КЦ).

  • Комплексная трансформация существующей процессной модели функции с учетом кросс-функциональных интеграций, принятия решений, на основе данных и операционализации цифровых решений.

  • Создание единой структуры дашбордов функции «Энергетика», основанной на интеграции с решениями Программы Цифровая энергетика и продуктами Актива Будущего.

VR-ТЕХНОЛОГИИ

Цели работы

  • Повышение качества подготовки и уровня квалификации персонала.

  • Сокращение затрат на проведение обучения персонала.

  • Снижение рисков возникновения аварийных ситуаций и травматизма.

  • Сокращение производственных потерь, вызванных неправильными действиями персонала.

  • Повышение компетенций персонала по безопасному выполнению работ (HSE) с помощью визуализации рисков неправильного выполнения операций при работе с электрооборудованием.

Реализовано на данный момент

  • Модуль «Осмотр подстанции 110 /35/6 кВ», позволяющий обучить выявлению более 80 дефектов подстанции.

  • Модуль «Оперативные переключения» - реализован утвержденный бланк переключений ЭС, позволяющий проводить до160 операций.

  • Обучение и повышение квалификации персонала на базе 4-х подразделений ЭС.

Функциональность системы

  • Режимы комплекса: Обучение, тренировка, экзамен.

  • Режим обучения оперативным переключениям по бланку №.

  • Моделирование 160 операций по переключению и 80 дефектов при осмотре.

  • Выбор СИЗ в начале обучения.

  • Звуковое и анимированное отображение дефектов (гул, трансформатора, коронирование изоляции).

  • Оперативное формирование и создание сценариев обучения, без привлечения сторонних организаций.

  • Формирование статистической базы данных для повышения эффективности процесса обучения сотрудников.

Заключение

Цифровизация позволить сделать новый шаг в энергетике и откроет ранее не доступные двери в решение сложных задач.

Список использованных источников

  1. Науменко А.П. Введение в техническую диагностику и

неразрушающий контроль: учеб. пособие; Минобрнауки России,

ОмГТУ. Омск : Изд-во ОмГТУ, 2019. 152 с.: ил.

  1. Объемы и нормы испытаний электрооборудования. РД 34.45-

51.300-97» / Шестое издание. 177 с

Интернет ресурсы:

  1. https://engineers.tpu.ru/programs/industry/

  2. https://www.digital-energy.ru/

  3. https://digital.gov.ru/uploaded/files/vedomstvennyij-proekt-tsifrovaya-energetika.pdf

  4. https://digital.gov.ru/uploaded/files/tsifrovaya-energetika16x915.pdf

  5. https://cyberleninka.ru/article/n/tsifrovoy-perehod-v-energetike-rossii-v-poiskah-smysla

  6. https://openedu.ru/course/spbstu/DIGENER/

  7. https://www.tadviser.ru/index.php/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F:%D0%90%D1%81%D1%81%D0%BE%D1%86%D0%B8%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D0%A6%D0%B8%D1%84%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0

  8. https://samolov.ru/knowbase/energenics

  9. https://nts-ees.ru/sites/default/files/cifrovaya_energetika_blok.pdf

  10. https://dksta.ru/f/cifrovizaciya_v_elektroenergetike.pdf

Просмотров работы: 46