Применение цифровых технологий для модернизации инфраструктуры электроэнергетической отрасли России

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Применение цифровых технологий для модернизации инфраструктуры электроэнергетической отрасли России

Ремизова Т.С.

ведущий научный сотрудник Центра отраслевой экономики

Научно-исследовательского финансового института (г. Москва),

Кошелев Д.Б.

начальник департамента коммерческого учета,

АО «Администратор торговой системы оптового рынка электроэнергии»

В статье рассмотрены текущие проблемы на пути модернизации инфраструктуры электроэнергетической отрасли, выделены причины и предложен переход на использование цифровых технологий для повышения наблюдаемости, надежности энергосистемы, эффективности управления энергокомпаниями, снижения потерь в электросетях. Предложен адаптационно-новаторский сценарий и выделены основные шаги для развития технологий в электроэнергетической отрасли

Ключевые слова: электроэнергетика, цифровые технологии, модернизация, инфраструктура

Электроэнергетическая отрасль является одной из важнейших составляющих экономики страны, от ее функционирования зависит развитие и устойчивая деятельность предприятий, качество жизни населения и безопасность государства в целом. Развитие электроэнергетической отрасли в России в последние десятилетия происходило в несколько этапов: от единого объединения всех компонентов энергосистемы в одной организации до разделения энергосистемы на отдельные функциональные составляющие, такие как генерация, транспорт, диспетчерское управление, сбытовая деятельность. Разделение единой энергосистемы на составляющие было призвано повысить инвестиционную привлекательность энергетических компаний для дальнейшей модернизации инфраструктуры электроэнергетической отрасли, обеспечить мощностью вновь вводимые предприятия, повысить надежность энергообеспечения страны. При этом потери электрической энергии в сетях от объема отпуска электрической энергии (далее -- потери) продолжают оставаться на приблизительно равном уровне: 10,2% -- плановый показатель на 2017 год¹, 10,7% -- фактический показатель в 2016 году. За последние 4 года потери были снижены на 1,5%. Для примера (или для сравнения) потери в США составляют 7%, в Европе -- 5%. Планируемые показатели в России составляют 8% к 2020 году. Достижение планируемого уровня потерь за ближайшие полтора года пока представляется маловероятным при существующих условиях развития электроэнергетической отрасли. По уровню надёжности электроснабжения, характеризующегося показателями SAIDI (длительность прерываний, средняя) и SAIFI (частота прерываний, средняя) Западная Европа в несколько раз опережает Россию. В России значения показателей составляют 4 и 2,5, в Западной Европе -- 1 и 1,5 соответственно.

Рост показателя производительности труда по отраслям топливно-энергетического комплекса в 2017 году предполагался на уровне 108,0% по отношению к 2016 году, по данным Росстата фактические же значения показателей значительно ниже:

Таблица 1

Динамика производительности труда за 2013-2016 гг.

Минимальный рост производительности труда связывают с общей экономической ситуацией в России, снижением инвестиционной активности, применением санкций к российским компаниям, что в последние годы замедлило темпы технического обновления и повлияло на уровень производительности труда.

По мнению авторов для снижения потерь, повышения надежности электроснабжения, снижения эксплуатационных расходов энергокомпаний и повышения производительности труда в отрасли необходимо искать внутренние источники, не зависящие от введенных санкций и общей экономической ситуации, снизивших инвестиционную активность. Таким внутренним источником может быть внедрение цифровых технологий в электроэнергетической отрасли страны. Внедрение цифровых технологий в электроэнергетической отрасли страны подразумевает создание цифровой инфраструктуры (создание цифровых подстанций (далее -- ЦПС), цифровых РЭС, цифровых интеллектуальных приборов учета и т.д.) и системы интеллектуального управления цифровой инфраструктурой.

Использование цифровых технологий позволит:

? повысить наблюдаемость и надёжность всей энергосистемы;

? повысить производительность труда за счет использования высокотехнологичного оборудования и снижения обслуживающего персонала (до одного человека на одной цифровой подстанции);

? повысить эффективность управления энергетическими компаниями за счет снижения эксплуатационных расходов, инвестиционных издержек, снижения уровня потерь электроэнергии в сетях, роста прибыльности капитала;

? обеспечить финансовую устойчивость компаниям отрасли (не допустить убытки за счет оперативного устранения аварийных ситуаций и повышения наблюдаемости сети);

? повысить удовлетворенность потребителей за счет управления тарифами, снижения сроков технологического присоединения [1].

Внедрение цифровых технологий в отрасли поддерживается со стороны государства и представлено в следующих основополагающих документах развития электроэнергетической отрасли:

? Энергетическая стратегия России до 2030 года;

? Государственная программа ««Энергоэффективность и развитие энергетики» (далее Программа энергоэффективности);

? Направление «Энерджинет» Национальной технологической инициативы (далее НТИ);

? Национальный проект «Интеллектуальная энергетическая система России»;

? Распоряжение правительства РФ «Внедрение инновационных технологий и современных материалов в отраслях ТЭК до 2018 г.».

В нашей стране первые шаги к использованию цифровых технологий были сделаны в 2009 году. Первые результаты достигнуты к 2018 году: это первый цифровой переключательный пункт ПАО «ФСК», первые цифровые РЭС (районные электрические сети) ПАО «Россети», первый Microgrid в Забайкальском крае (Янтарьэнерго) [2], [3], [4]. Однако, несмотря на первые полученные результаты, наблюдаются низкие темпы развития применения цифровых технологий, что обусловлено:

? несовершенством законодательства (отсутствия определения ЦПС, интеллектуальной системы учета и т.д.);

? отсутствием единства в технических требованиях: форматов данных, протоколов обмена, в нормативной документации;

? имеющейся несовместимостью существующих технических решений;

? неоднозначностью в определении права на собственность интеллектуальных объектов (например, интеллектуальных приборов учета);

? наличие дефицита финансирования проектов с использованием цифровых технологий.

Для преодоления имеющихся ограничений в развитии цифровых технологий предполагается параллельная разработка и внедрение следующих элементов цифровой инфраструктуры и системы управления цифровой инфраструктурой (далее -- элементов):

1. ЦПС;

2. Интеллектуальных приборов учета;

3. Систем связи;

4. Систем удаленного и интеллектуального управления, включая устройства телеуправления;

5. Интеллектуальных систем учета электрической энергии [5].

Масштабная разработка и внедрение элементов на территории всей страны ожидается к 2030 году. При этом внедрение может быть осуществлено по двум сценариям:

1. «Адаптивный» -- с адаптацией существующих систем к современным цифровым технологиям и применения имеющейся зарубежной практики и успешного опыта компаний.

2. «Новаторский» -- с отечественной разработкой технологий, развитием собственных систем управления, баз данных, протоколов обмена и других, не имеющих опыта применения за рубежом [6].

Для возможности применения адаптивного сценария проанализируем существующий опыт сбора, хранения и анализа получаемой информации о производстве и потреблении электроэнергии от приборов учета на оптовом и розничном рынках электроэнергии, то есть применимость существующего опыта использования систем коммерческого учета электрической энергии в дальнейшем развитии оптового и розничного рынка электрической энергии с применением цифровых технологий.

Количество точек поставки оптового рынка электроэнергии и мощности (далее -- ОРЭМ) составляет около 75 тыс., на розничном рынке -- это порядка 75 млн точек поставки². Точки поставки оснащены приборами учета, с которых информация о производстве и потреблении электроэнергии должна поступать в систему учета для дальнейшего ее хранения, обработки и анализа. На ОРЭМ субъектами рынка создаются автоматизированные информационно-измерительные системы коммерческого учета электроэнергии (далее -- АИИС КУЭ), предназначенные для измерений, сбора, обработки, хранения и передачи результатов измерений, сведений о состоянии объектов измерений, а также передачи данных в автоматизированном режиме в систему управления коммерческим учетом на ОРЭМ. Соответствие таких систем техническим требованиям на оптовом рынке подтверждаются Актом о соответствии АИИС КУЭ, динамику их выдачи по данным АО «АТС» наблюдаем на рис. 1.

Рис. 1. Динамика выдачи Актов о соответствии АИИС КУЭ за 2007-2016 гг.

цифровой модернизация инфраструктура электроэнергетический

Как видно из таблицы, наблюдается положительная динамика по подтверждению соответствия АИИС КУЭ техническим требованиям (97% на 2017 год) на оптовом рынке, что позволяет получать достоверные данные от АИИС КУЭ участников рынка для использования их в определении объемов обязательств участников рынка и дальнейшего их анализа. При этом остается незначительное количество сечений (в среднем 3%) на оптовом рынке электроэнергии, в которых отсутствуют действующие Акты о соответствии АИИС КУЭ техническим требованиям ОРЭМ. При этом имеющиеся в данный момент времени системы коммерческого учета, применяемые на ОРЭМ не предусматривают решения по организации коммерческого учета по технологии ЦПС, а приборы учета, используемые участниками оптового рынка электрической энергии, по ряду характеристик не полностью соответствуют предлагаемым требованиям к интеллектуальному учету в соответствии с проектом постановления правительства РФ «О развитии интеллектуального учета электрической энергии».

На розничном рынке электроэнергии только 9% установленных приборов учета соответствует требованиям к интеллектуальным приборам учета, а имеющаяся текущая оснащенность «традиционными» приборами учета (далее -- ПУ), которая составляет 91% всех установленных ПУ (общая оснащенность потребителей ПУ составляет 97%), не дает возможность достоверно определять объемы обязательств участников рынка и создавать интеллектуальные системы учета. Соответственно, учет электрической энергии для дальнейшего его применения в построении такого элемента как «интеллектуальные системы учета» на розничном рынке находится на начальном этапе развития.

Таким образом, для создания такого элемента как «интеллектуальные системы учета», необходимо в первую очередь обеспечить возможность сбора, хранения, наблюдаемости и анализа передаваемой информации. Переход на цифровые технологии, в свою очередь, позволит ускорить данный процесс. При этом, по мнению авторов, необходимо использовать существующий опыт, как зарубежных стран, где быстрыми темпами развиваются интеллектуальные системы учета (США, Западная Европа), так и имеющийся российский опыт (например, оснащение приборами учета и созданием АИИС КУЭ на ОРЭМ), но во избежание воздействия санкций, применяемых к компаниям, элементы (такие как приборы учета) должны создаваться именно российскими компаниями. Таким образом, предлагается использовать смешанный, адаптивно-новаторский сценарий развития цифровых технологий.

Для того, чтобы развитие цифровых технологий в электроэнергетической отрасли принесли ощутимые результаты (в виде экономического эффекта от применения цифровых технологий, таких как снижение расходов энергокомпаний, повышения прибыльности, снижения уровня потерь, а также повышения надежности, наблюдаемости электрической сети и повышения удовлетворенности потребителей) и способствовали развитию российских технологий [7], опираясь на успешный зарубежный опыт необходимо всем заинтересованным лицам уже в период с 2018 по 2020 годы сделать следующие шаги (табл. 2):

Таблица 2

Ожидаемые действия заинтересованных лиц для развития цифровых технологий в электроэнергетической отрасли

Источник: составлено автором

Возможность реализации ожидаемых действий должна быть законодательно закреплена [8], для чего предлагается выполнение следующих шагов:

1. Оперативно вносить изменения в дорожную карту НТИ, как основополагающего документа развития цифровых технологий в электроэнергетической отрасли. Например, в п.2.1.3 Дорожной карты должно было быть выполнено к 2017 году «подготовка предложений по реализации концепции рынка интеллектуальной энергетики (интернет энергии)...», при этом ПАО «Россети» презентовали концепцию цифровизации сетей на инвестиционном форуме только в 2018 году. По мнению авторов, данная концепция должна быть учтена в подготовке единой концепции развития рынка интеллектуальной энергетики, что в свою очередь должно найти отражение в дорожной карте НТИ.

2. Принять ФЗ «О внесении изменений в основные законодательные акты Российской Федерации в связи с развитием систем учета электрической энергии (мощности) в Российской Федерации», с учетом доработок по открытым вопросам о: целесообразности и эффективности расходов на установку приборов учета и создания интеллектуальной системы учета; определение ответственных за их установку; снижение возможностей манипуляции данными.

3. Принять ПП РФ «О развитии интеллектуального учета электрической энергии» для определения требований к интеллектуальным приборам учета, создания интеллектуальной системы учета.

4. Внести изменения в Программу эффективности, скорректировав планы выполнения мероприятий в части развития интеллектуального учета электрической энергии на территории Российской Федерации с учетом пунктов 2 и 3 текущих предложений.

5. Разработать и утвердить ведомственную программу, обеспечившую:

? разработку требований к безопасности данных [9];

? создание единых стандартов и классификаторов в области применений цифровых технологий в отрасли;

? создание отдельных промышленных центров, направленных на производство оборудования для систем связи, систем интеллектуального управления, ЦПС и других элементов;

? разработку механизмов проведения технических и экономических экспертиз проектов, проведения конкурсов инвестиционных проектов, методики оценки инвестиционных проектов (в том числе с использованием в проектах государственных инвестиций), публичное обсуждение проектов, предназначенных для пилотного внедрения [10];

? осуществление сбора данных с приборов учета в режиме реального времени, их обработку и анализ;

? анализ завершенных пилотных проектов, определение эффективности проектов и обеспечение массового внедрения на территории всей страны наиболее успешных технологий.

Корреляция основополагающих документов, выполнение ожидаемых действий от всех заинтересованных лиц позволит к 2030 году достигнуть следующих результатов: 100% наблюдаемости сети, снижение потерь от текущих параметров на 30%, рост не менее чем на 10% производительности труда, снижение эксплуатационных и инвестиционных расходов не менее, чем на 30%³, снижение времени на восстановление электроснабжения и аварийности на объектах электроэнергетики, улучшение показателей надежности (SAIDI, SAIFI) Таким образом, модернизация инфраструктуры электроэнергетической отрасли, основанная на цифровых технологиях, приведет к повышению эффективности, наблюдаемости, надежности электроснабжения, улучшения качества жизни населения и повышения безопасности страны в целом.

Литература

1. Клочков В.В., Данилин М.Н. Анализ влияния новых технологий в энергетике на экономику России в долгосрочной перспективе // Национальные интересы: приоритеты и безопасность. -- 2015. -- № 46 (331). -- С. 13-28.

2. Софьин В.В., Капустин Д.С., Туманин А.Е. ПИР на весь электросетевой комплекс // Энергоэксперт. -- 2017. -- № 3 (62). -- С. 22-24.

3. В НТЦ ФСК ЕЭС состоялась конференция по внедрению цифровых технологий в электроэнергетике // Энергоэксперт. -- 2017. -- № 4 (63). С. 5.

4. Хузмиев И.К. Цифровая энергетика -- основа цифровой экономики // Автоматизация и IT в энергетике. -- 2017. -- № 2 (103). -- С. 5-10.

5. Волкова И.О. Интеллектуальная энергетика в России: оценка существующего потенциала развития // ЭКО. -- 2016. -- № 12 (510). -- С. 90-100.

6. Грушников В.А. Инновации в области использования энергии // Компетентность. -- 2016. -- №8 (139). -- С. 44-51.

7. Ровных Е.А. Цифровая экономика. Инструменты стимулирования производства инновационных товаров // Компетентность. -- 9-10/150-151/2017. С. 4-12.

8. Куделич М.И. Инвестиционные бюджетные расходы и отраслевые меры государственной поддержки: проблемы правового регулирования // Научно-исследовательский финансовый институт. Финансовый журнал. -- 2017. -- № 5 (39). -- С. 9-19.

9. Балашов О.В. Информационная безопасность в интеллектуальных электроэнергетических сетях // Энергоэксперт. -- 2016. -- № 1. -- С. 77-79.

10. Бокарев А.А., Богачева О.В., Смородинов О.В. Развитие методологии оценки управления государственными инвестициями в инфраструктуру // Научно-исследовательский финансовый институт. Финансовый журнал. -- 2017 -- № 4 (38). -- С. 56-70.

Сноски

1 По данным государственной программы «Энергоэффективность и развитие энергетики».

2 По данным Министерства энергетики Российской Федерации. URL: http://www.sicon.ru/download/seminar2017/01.pdf

3 С. Исполатов. Долгосрочная цифровизация. URL: http://peretok.ru/articles/nets/17622/

Размещено на Allbest.ru