Как построить надежную энергосистему будущего

Опубликовано в номере:
PDF версия
На энергетическом рынке наблюдается постоянно увеличивающийся спрос, который невозможно удовлетворить с помощью углеродного топлива. Поэтому, чтобы не отставать в развитии, компаниям приходится максимально широко использовать такие возобновляемые источники энергии, как солнце и ветер. Как отметил в своем выступлении на симпозиуме по операционным технологиям Fortinet [1], состоявшемся 31 августа этого года, Рики Уоттс (Ricky Watts), старший директор подразделения компании Intel — Internet of Things Group, для успеха этого важного перехода крайне необходима периферийная инфраструктура, способная гибко расширяться и эффективно управляться при сохранении целостности электросети.

Несмотря на изменение темпов развития и постоянные усовершенствования, столь важная отрасль, как энергоснабжение, остается весьма стабильной. «Это очень жесткая архитектура, предназначенная для надежной подачи энергии, — отмечает Рики Уоттс. — Конечно, произошли изменения, но на самом деле инфраструктура остается той же, что и 100 лет назад».

По словам Рики Уоттса, по мере развития энергетической отрасли эта стабильность и знания, накопленные в ходе многолетнего опыта, могут быть полезными и в будущем. Меняются мир и способы потребления энергии, но не основные принципы.

Однако проблема заключается не в самой энергии и не в ее потреблении, а в переходе от углеводородов, которые являются стабильным источником электроэнергии, но оказывают серьезное воздействие на окружающую среду, к менее стабильным источникам, в частности к солнечной и ветровой энергии. Это сложная задача, особенно если учесть, что в ближайшие несколько лет благодаря таким новшествам, как рынок электромобилей, микросети и развивающиеся центры обработки данных, спрос на электроэнергию может увеличиться в четыре раза.

«Солнце и ветер, скажем так, меняются по качеству, — говорит Рики Уоттс. — Несмотря на это, мы должны быть уверенными в том, что сможем эффективно использовать подобные нестабильные источники энергии и что для этого у нас есть надежная электросеть».

 

Пять стимулов и проблем

По словам Рики Уоттса, несмотря на необходимость адаптации и изменения энергосистемы, на этом пути имеется несколько проблем, которые требуется преодолеть. Пять самых крупных из них:

  • устойчивое сокращение выбросов углекислого газа;
  • распределенная энергия на краю сети;
  • безопасная и подключенная сеть;
  • решение проблемы увеличения спроса со стороны транспорта (особенно электромобилей);
  • рост использования бытовой техники, который связан с подключением большего количества современных устройств к электросети по мере их появления.

Однако все это выходит за привычные рамки, особенно по мере того, как коммунальные предприятия пытаются стать «умнее». И многое здесь можно эффективно продвинуть с помощью искусственного интеллекта (рис. 1).

Современные энергосистемы будут не только управляться данными, но и иметь повышенную безопасность, кроме того, для управления обработкой данных они будут опираться на периферийные вычисления

Рис. 1. Современные энергосистемы будут не только управляться данными, но и иметь повышенную безопасность, кроме того, для управления обработкой данных они будут опираться на периферийные вычисления.
Все изображения предоставлено компаниями Intel и Fortinet

«Почти все знают, что ИИ может получить доступ к оперативным данным, и люди хотят знать, что мы делаем с этими данными? Как мы их используем? Проблема в том, что прямо сейчас они заперты в своих устройствах», — сказал Рики Уоттс.

Системы, использующие операционные технологии (OT), пока достаточно изолированы, и, хотя очень часто речь ведется о конвергенции OT с информационными технологиями [2, 3], об этом легче говорить, чем реализовать в таком секторе, как электроэнергетика. Тут есть проблемы и с безопасностью, и с обеспечением максимальной скорости сети. Однако надежность энергосистемы должна оставаться стабильной буквально во всем.

«Вы не можете позволить себе допустить нестабильность в электросети», — подчеркнул Рики Уоттс.

 

Инновации и виртуализация, ориентированные на коммунальные услуги

Новые идеи и инновации приходят от разных групп, работающих вместе и обменивающихся идеями друг с другом. Это еще один важный шаг для многих разработчиков, которые исторически были изолированы друг от друга.

«Речь здесь идет о тесной работе с отраслью, создании коалиции, о стимулировании сотрудничества и инноваций», — сказал Рики Уоттс.

Применение технологий виртуализации для преобразования поможет предоставить решения следующего поколения, которые сделают устройства более интеллектуальными и эффективными. Виртуализация, на первый взгляд кажущаяся странной и туманной концепцией, существует дольше, чем думает большинство людей (примеры практического применения, в том числе с помощью цифровых двойников, в [4, 5]). Рики Уоттс отметил, что способность соединять и связывать идеи и технологии имеет огромный потенциал для энергетического рынка (рис. 2).

Ключом к эффективному продвижению новых разработок в энергетическом секторе являются сотрудничество, инновации и ускорение

Рис. 2. Ключом к эффективному продвижению новых разработок в энергетическом секторе являются сотрудничество, инновации и ускорение

«Мы продвигаем технологию виртуализации на рынок коммунальных услуг и электросетей, — пояснил Рики Уоттс, — и используем все, что было создано в прошлом, и это что-то очень стабильное для мира, определяемого программным обеспечением».

Кибербезопасная электросеть — еще одна проблема, которую Рики Уоттс сравнил с ситуацией, подобной в игре в кошки-мышки: «Вещи всегда адаптируются и меняются. Кто-то всегда придумывает что-то новое. Соответственно, вы должны уметь адаптироваться как можно быстрее».

Далее Рики Уоттс сказал, что программные менеджеры виртуальной инфраструктуры могут помочь в этом, поскольку они предназначены для виртуального исправления и защиты систем и повышения операционной эффективности.

На энергетическом рынке решающее значение имеют стабильность и последовательность. Мир нуждается в этой безопасности и зависит от нее. Любая применяемая технология должна соответствовать этому основному принципу. «Нужно уметь создавать что-то, что можно повторять снова и снова, независимо от времени и места», — сказал Рики Уоттс.

И все же Рики Уоттс воодушевлен развитием энергетической отрасли, которая хотя и трансформируется в соответствии с задачами завтрашнего дня, но по-прежнему будет обеспечивать бесперебойную передачу энергии, питающую мир. Так что в дальнейшем наша энергетическая сеть станет умнее, быстрее и энергоэффективнее, чем раньше.

«В следующие два года, максимум пять лет трансформация энергетической отрасли будет продолжаться и ускоряться, что в конечном итоге приведет к созданию энергосистемы, рассчитанной еще на следующие сто лет».

Литература
  1. Fortinet Operational Technology. Americas Digital Edition 2021.
  2. Бингаман М. Коллаборация ИТ и ОТ как драйвер цифровизации // Control Engineering Россия. 2020, № 1.
  3. Томпсон Д. История сближения информационных и операционных технологий // Control Engineering Россия. 2020, № 1.
  4. Пандия М. Виртуализация производства: возможности компьютерной симуляции // Control Engineering Россия. 2018, № 3.
  5. Томас М. Д. Цифровизация реальности для сотрудников современного производства // Control Engineering Россия. 2019, № 4.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.