Анонс: что такое «цифровая» сеть и ее «отличия» от традиционных силовых сетей объектов разного назначения. Проблемы электроэнергетики в России и их основные причины.
Для глобального понимания, если говорить максимально упрощенно, то так называемая «цифровая» электросеть — это та же силовая сеть объекта, но управляемая с помощью программного обеспечения без участия человека в автоматическом режиме с минимальными рисками отказов и аварий благодаря возможности прогнозирования нагрузки на основе анализа базы данных о работе за большой период времени.
Попутно (и только так) целевые программы на серверах предприятия могут обеспечивать логистику, связь с поставщиками, финансовыми институциями, расчеты с клиентами, вести бухгалтерию, накапливать данные для анализа, отчетов и т. п., но прерогативой было и остается управление оборудованием, процессами в автоматическом режиме с ограниченным влиянием субъективного человеческого фактора.
По сути, «цифровые» сети — те же АСУ ТП 90-х годов, интегрированные с силовой сетью, но более функциональные, надежные, быстродействующие благодаря более совершенному как силовому оборудованию, устройствам, датчикам, приборам, так и «железу» — компьютеры, контроллеры, сервера, а также программному обеспечению контрольно-управляющего блока.
Причем важно понимать, что:
- Без собственно силовой сети никаких «цифровых», «умных» (Smart Grid) или «интеллектуальных» (Intelligent Grid) сетей быть просто не может.
- Любая «цифровая» сеть априори создается для оптимизации управления силовой сетью, а потому привязывать названия Smart Grid или Intelligent Grid к объекту, где оборудование «включается рубильниками» вручную, но зато можно «оплатить услуги онлайн» или получить консультацию у автоответчика — просто nonsense (англ. nonsense от лат. non — нет и sensus — смысл — прим. редакции).
- Информационно-коммуникационная «управляющая» и силовая «рабочая» сети — разные (даже в случае передачи информационных пакетов и управляющих сигналов по силовым кабелям на высоких частотах), а их «симбиоз» обеспечивается специальными устройствами — промышленными компьютерами или программно-логическими контроллерами, имеющими непосредственную связь, как с датчиками, средствами измерения, так и исполнительными механизмами, собственно управляющими оборудованием вместо человека.
- Можно сколь угодно «эволюционировать» программное обеспечение на серверах предприятий, комплексов, объединений, но это не даст эффекта без параллельного (а более практично — приоритетного) развития оборудования, технических средств, коммутационных связей и пр. силовых сетей.
Справка
Для понимания можно рассмотреть простой аналог — систему управления гаражными воротами, где радиосигнал с пульта ДУ поступает на контроллер, который включает электромеханический привод открывания створок (или намотки полотна). Т. е. собственно открывание обеспечивает электропривод, а «включает» его именно контроллер, получивший управляющий сигнал с пульта (или мобильного терминала), а значит между «умным» управлением и рабочим действием всегда есть «связующее» звено;
В целом, поэтому вызывает большое удивление приоритетный акцент Правительства РФ, министерств и ведомств на развитии IT отрасли, разработке программного обеспечения в то время, когда силовые сети в России находятся в критическом состоянии и перспектива у них далеко не радужная с учетом текущей сложной политико-экономической ситуации.
Проблемы электроэнергетики в России и их основные причины
Если в общем пакете экономических проблем России на конец апреля 2022 года ограничиться только электроэнергетикой и всего лишь сегментами электросетей низкого и низкого среднего напряжения, то уже очевидным следует признать факт того, что текущий кризис острого дефицита комплектующих, оборудования, технических, программных средств для силовых сетей, в том числе автоматических (и автоматизированных) вызван в равной степени, как декларативностью реализации государственной программы и отраслевых планов импортозамещения, так и «политиканством» в направлении «цифровизации» электросетей и экономики в целом.
В действительности, несмотря на:
- регламентированный в Энергетической стратегии России перечень «технологического оборудования, ... создание или локализация производства которого необходимы» в стране, в том числе на основе полупроводниковых компонентов (статические компенсаторы реактивной мощности, инверторы, преобразователи, выпрямители);
- формализованные в СТО 34.01-3.2.11-012-2017, СТО 34.01-21-005-2019, СТО 34.01-9-005-2020, концепции «Цифровая трансформация 2030» ПАО «Россети» «средства быстрой коммутации», «цифровые интерфейсы связи», а в П4-06.03 М-0151 ПАО «НК «Роснефть» активные динамические фильтры гармоник (АДФГ),
De facto в стране нет отечественных микросхем, тиристоров, транзисторов, силовых конденсаторов, не говоря уже об активных фильтрах гармоник, управляемых тиристорами реакторах (Тhyristor-controlled Reactor) и т. д. Т. е. сегодня не то что строить «цифровые», а поддерживать функциональность существующих силовых электросетей предельно сложно, и пока отечественные заводы и НИИ находятся в стадии технического дефолта (или банкротства) говорить о хоть каких-то перспективах в электроэнергетике по меньшей мере некорректно.
Наряду с этим в «Рунете» (и оф. СМИ) нас буквально «бомбят» лозунгами «искусственного интеллекта», «цифровых двойников», «аддитивных» (в реалии 3D-принтинг) технологий, «туманных вычислений» и т. д. и т. п., хотя по факту тот же искусственный интеллект не более, чем пакет программ на базе многоходовки «больше/меньше чем», «если-то-иначе» и пр., а для реализации тех же Process Digital Twins (на «русском» — математическое моделирование процесса с помощью ПО) нужно накопить базы данных отнюдь не за неделю-месяц, а как минимум год-два и для конкретного объекта с его спецификой нагрузки и режима работы.
Но главное — идет активное, даже агрессивное продвижение IT отрасли, что в целом необходимо, но вряд ли актуально в текущих условиях, когда силовые сети находятся на грани остановки, а связующего звена между ними и серверами АСУ по факту нет (только импортные разработки, уже не доступные в России).
Поэтому лучшим, а возможно и единственным выходом из текущей кризисной ситуации в электроэнергетике является усиление внимания Правительства, министерств к собственно силовым сетям и форсирование разработки/изготовления комплектующих, технических средств, оборудования для них. Именно это позволит в перспективе de facto перейти к построению «цифровых» сетей, но именно с технически грамотной, обоснованной топологией, функциональностью, целесообразностью, а уж название этим «симбиозам» можно придумать (и, наконец, формализовать) в дальнейшем (см. оптимальные топологии «цифровых» сетей и их особенности в следующем материале цикла).
