Последние события ясно показывают, что состояние энергетической отрасли является важным условием для жизнеспособности государства. России от СССР досталась в наследство уникальная и мощная энергетическая инфраструктура. Такая, что даже сейчас, при кратно возросшем энергопотреблении в различных регионах, некоторый запас прочности ещё остаётся.
Понятно, что прогресс не остановить, и третья промышленная революция, связанная с переходом на цифровые технологии, в энергетике неминуемо произойдёт. Также понятно, что цифровизация даёт неоспоримые преимущества. Получается, что всё хорошо? Тогда почему меня терзают смутные сомнения?
Важные особенности энергетики
Для того чтобы разобраться с этими особенностями, нужно немного абстрагироваться и рассмотреть работу энергосистемы в комплексе. Только после этого можно будет уже спокойно перейти к частным проблемам.
В энергетике всё должно быть точно, как в аптеке
Первой особенностью, конечно, является необходимость соблюдения баланса между производством и потреблением. Сколько энергии выработали, ровно столько и потребили, ведь про запас ничего отложить не получится. Разумеется, есть и системы хранения энергии, например, сетевые накопители, но они пока мало распространены. Поэтому любые отклонения в балансе производства-потребления, будут выражаться в повышении издержек, что отрицательно сказывается на стоимости энергии и эффективности работы всей системы.
Вторая особенность – наличие самых разнообразных потребителей энергии. А это, уже может привести к тому, что более или менее точно спрогнозировать обычными методами, каким будет потребление энергии, может оказаться весьма непростой задачей. При этом ошибка в расчётах может вызвать серьёзные проблемы.
Свежий пример – сбой в работе Ростовской АЭС, произошедший 16 июля 2024 года, когда энергоблок №1 был отключён автоматической защитой из-за перегрузки (по другой версии - из-за перегрева, но это сути не меняет). Такое отключение привело к проблемам в электроснабжении сразу четырёх регионов РФ.
По официальным источникам, причиной срабатывания защиты стало резкое увеличение потребления электроэнергии бытовыми потребителями из-за аномально жаркой погоды. Перегрузки привели к тому, что оборудование электросетей, а конкретно, подстанции и линии электропередач не справились со своей задачей. Соответственно, отключение одного энергоблока Ростовской АЭС привело к дефициту мощности в 1,5 ГВт.
Третьей особенностью энергосистемы является то, что процессы, которые происходят при переключениях, требуют специальной автоматики. При этом такие защиты должны быть быстродействующими и селективными. Другими словами, вся энергосистема должна работать чётко и слаженно, как единый организм. Ведь любое, даже самое, на первый взгляд, незначительное изменение может привести к серьёзным последствиям.
Как можно решить все проблемы при помощи цифровизации?
Разумеется, что для нормальной работы всей энергосистемы нужно решать проблемы, возникающие при её работе. Скорость реагирования и правильность принимаемых решений напрямую зависят от информации, поступающей от различных систем.
Для этого были разработаны автоматизированные системы управления технологическим процессом или АСУТП. Именно такие системы предоставляют необходимую информацию в центры управления сетями (ЦУС). Кстати говоря, сейчас идёт повсеместное объединение диспетчерских пунктов в единые центры управления сетями (ЕЦУС), которые объединяют и диспетчеров районов электрических сетей, управляющих сетями 0,4–10 кВ и диспетчеров ЦУС, управляющих сетью 35–110 кВ.
Как же происходит сейчас или происходило управление электросетями и энергосистемой в целом в недалёком прошлом? Конечно, в это некоторым читателям будет трудно поверить, но управление происходило по каналам связи прошлого века. Сигналы от различных устройств защиты были аналоговыми и передавались по телефонной или по радиосвязи, как и команды от диспетчеров подчинённому персоналу.
Да и сами устройства мониторинга и защиты представляли собой большие комнаты с реле, которые были объединены между собой при помощи медных проводников. Таким же образом было организовано взаимодействие между датчиками и исполнительными механизмами.
Любому понятно, что такая система не будет отличаться высокой надёжностью, скоростью, эффективностью и гибкостью. Короче говоря, такая система может даже представлять некоторую угрозу электросетевой компании, если на это посмотреть с точки зрения надёжности и стоимости обслуживания.
Организация, связь, взаимодействие!
На первый взгляд, понятно, что цифровые технологии: связь, микропроцессорные устройства релейной защиты, системы учёта электроэнергии должны иметь серьёзное преимущество перед морально и физически устаревшими системами. Разумеется, это так.
Кроме того, в некоторых электросетевых компаниях уже активно применяют реклоузеры – малогабаритные необслуживаемые автоматические пункты управления. Они оснащаются вакуумными выключателями и позволяют дистанционно или в полностью автоматическом режиме включать и отключать отдельные участки линий электропередачи. Кроме того, реклоузер оснащён устройствами для обнаружения токов коротких замыканий.
Короче говоря, поиск и устранение повреждений на линиях электропередачи значительно ускоряется.
Другим направлением, в которое электросетевые компании серьёзно вкладывают средства, является установка «умных» электросчётчиков. Кроме собственно учёта электроэнергии, такие счётчики являются сами датчиками, которые дают нужную информацию о состоянии конкретного участка сети диспетчеру. Ну а чем быстрее и точнее информация, тем быстрее будет и решение диспетчера.
Получается цифровизация – это лекарство от всех бед? Победный принцип: организация, связь, взаимодействие неизбежно должен выполняться при внедрении цифровых технологий. Или это не так?
Умные сети и глупые люди
Теперь, уважаемый читатель, позволь поделиться с тобой своими сомнениями на этот счёт. Первый настораживающий звоночек появляется, когда встаёт вопрос: а насколько вся эта эпопея с цифровизацией стандартизирована? Ведь если нет единого подхода, значит, и различные устройства могут работать с ошибками.
К сожалению, пока в этой сфере делаются только первые шаги.
Второй звоночек начинает напоминать о себе, когда в новостных каналах начинают появляться сообщения о массовых отказах различных компьютеров, например, под управлением Windows.
Насколько защищены умные сети от таких проблем? Кто даст гарантию, что такие сбои нас не коснутся? Ведь есть же хакеры – компьютерные гении, для которых практически нет преград.
Отсюда вытекает и ещё одна проблема: нужен целый штат айтишников для обслуживания самых разнообразных систем. Да и сами системы стоят немало, так что первоначальные затраты должны быть значительными.
Разумеется, что данный вопрос руководством решается через оптимизацию численности персонала. Действительно, зачем на такой подстанции нужен дежурный, или зачем для обслуживания умных сетей столько много бригад распредсетей? Сократить, да нет проблем.
Возможно, именно так и думают «эффективные менеджеры» в своих кабинетах. Ведь из кабинета работу электромонтёра не видно, зато красивые слайды, где всё выполняется и перевыполняется, видны очень хорошо.
Однако, кто же будет делать расчистку трассы воздушных линий от поросли, кто будет спиливать различные сухие деревья, которые могут упасть на провода в любой момент? А ещё, кто будет окашивать территорию умных подстанций?
Вот и получается, что существенного повышения зарплаты ждать энергетикам не приходится. Раз нет достойной оплаты труда – нет и желающих работать. Времена, когда были очереди за воротами, давно и безвозвратно прошли.
Заключение
Надеюсь, что со временем все проблемы будут успешно решены. Ну а мы, обычные потребители, получим качественное электроснабжение по разумным ценам.
Подробнее про цифровые подстанции можно почитать на блоге: