Цифровая трансформация электроэнергетики России

Елена Медведева Заместитель директора Департамента оперативного контроля и управления в электроэнергетике

3 июля 2018 г., Москва

2

Цифровая экономика – хозяйственная деятельность, ключевым фактором

производства в которой являются данные в цифровой форме,

способствует формированию информационного пространства с учетом

потребностей граждан и общества в получении качественных и

достоверных сведений, развитию информационной инфраструктуры

Российской Федерации, созданию и применению российских

информационно-телекоммуникационных технологий, а также

формированию новой технологической основы для социальной и

экономической сферы.

Программа «Цифровая экономика Российской Федерации»

Данные в цифровой форме – ключевой фактор производства во всех сферах

3

Цели программы «Цифровая экономика Российской Федерации»

Цел

и п

ро

грам

мы

• Создание экосистемы цифровой экономики, в которой данные в цифровой форме являются ключевым фактором производства во всех сферах

• Устранение ограничений для создания и развития высокотехнологических бизнесов

• Повышение конкурентоспособности на глобальном рынке как отдельных отраслей, так и экономики РФ в целом

Ур

ов

ни

пр

огр

амм

ы

• Рынки и отрасли экономики, где осуществляется взаимодействие конкретных субъектов

• Платформы и технологии, где формируются компетенции для развития рынков и отраслей экономики

• Среда, которая создает условия для развития платформ и технологий и эффективного взаимодействия субъектов рынков и отраслей экономики

Скв

озн

ые

ци

фр

ов

ые

техн

ол

оги

и

• Большие данные

• Нейротехнологии и искусственный интеллект

• Системы распределенного реестра

• Квантовые технологии

• Новые производственные технологии

• Промышленный интернет

• Компоненты робототехники и сенсорика

• Технологии беспроводной связи

• Технологии виртуальной и дополненной реальностей

4

Правительству Российской Федерации обеспечить:

ускоренное внедрение цифровых технологий в экономике и социальной

сфере (пп. «ж» п. 1);

создание сквозных цифровых технологий преимущественно на основе

отечественных разработок (пп. «б» п. 11);

преобразование приоритетных отраслей экономики, включая

энергетическую инфраструктуру, посредством внедрения цифровых

технологий и платформенных решений (пп. «б» п. 11);

гарантированное обеспечение доступной электроэнергией, в том числе за

счет внедрения интеллектуальных систем управления электросетевым

хозяйством на базе цифровых технологий (пп. «в» п. 15)

«Майский» Указ Президента Российской Федерации

5

Цифровизация ≠ уберизация

Изменение моделей взаимодействия и

управления

Основные задачи трансформации –

в области «большой энергетики»

Кастомизированный кВт⋅ч

•Точка подключения

•Мощность

•Надежность

•Зона тарификации

Организация сбора первичных

данных с

уровня оборудования

Создание инфраструктуры передачи,

хранения, защиты и обработки

информации

Клиентские сервисы –

вершина айсберга

ЕДИНОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ

ПРОСТРАНСТВО, КАК ЕДИНАЯ СРЕДА

И ОБЩИЙ ЯЗЫК ОБЩЕНИЯ

ДЛЯ РАЗВИТИЯ ПЛАТФОРМ

И ТЕХНОЛОГИЙ

ДАННЫЕ В ЦИФРОВОЙ ФОРМЕ

ЯВЛЯЮТСЯ КЛЮЧЕВЫМ ФАКТОРОМ

ПРОИЗВОДСТВА

СУБЪЕКТ ЭКОНОМИКИ ЭКОНОМИКА / ОТРАСЛЬ

ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ

ВЕРТИКАЛЬНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ

Горизонтальные

внутрикорпоративные связи

Внутри отрасли в

соответствии с отраслевой

производственной цепочкой

(от генерации до потребителя

+ регулятор)

+

Парадигма цифровой экономики

Внутрикорпоративные

потоки в соответствии

с уровнями управления

Межотраслевая

6

Факторы, влияющие на эффективность электроэнергетики

o высокая концентрация активов

o высокий и растущий уровень износа

o отсутствие стимулов для проведения модернизации и

внедрения инноваций

o короткий горизонт инвестиционного планирования

o инфраструктурные проблемы

o низкий уровень наблюдаемости и управляемости

o низкий уровень технологической безопасности

o качество информации

o санкционная политика в части поставки

энергетического оборудования

o низкая инвестиционная активность

o отсутствие производства ряда компонентов и целых

классов энергетического оборудования

o высокая стоимость заёмного финансирования

СОСТОЯНИЕ ЭКОНОМИКИ СОСТОЯНИЕ ОТРАСЛИ

7

Технологические направления внедрения цифровых технологий

Интеллектуализация учета, контроля качества и

надежности электроснабжения

Анализ состояния оборудования на основе данных

диагностики

Наблюдаемость параметров оборудования и

электроэнергетического режима

Дистанционное управление элементами

электрической сети и электростанций, объектовыми

системами управления

Устройства противоаварийной автоматики и

релейной защиты с функциями самодиагностики,

дистанционного управления и параметрирования

НАПРАВЛЕНИЯ

Большие данные

Нейротехнологии и искусственный

интеллект

Системы распределенного реестра

Промышленный интернет

ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

8

Цели цифровой трансформации электроэнергетики

Сквозные технологии позволят

внедрить единую отраслевую

цифровую среду и задать базис

для развития НТИ

2

1

3

4

5 Внедрение на базе цифровых

технологий

риск-ориентированной модели

управления в электроэнергетике для

минимизации совокупной стоимости

владения с целью

снижения себестоимости кВт⋅ч

при заданном уровне надежности и

приемлемом уровне тарифной нагрузки

Риск-ориентированная модель

управления сконцентрирует

ограниченные ресурсы на

приоритетных рисках

Минимизация совокупной стоимости

владения повлечет за собой

снижение себестоимости кВт⋅ч

Оцифровка параметров надежности

для каждого из уровней управления

позволит определить уровень

надежности

Повышение эффективности

производственных активов за счет

новых моделей взаимодействия и

управления приведет к снижению

совокупной стоимости владения

9

Мероприятия-сценарии цифровой трансформации электроэнергетики

Создание и внедрение единой

отраслевой доверенной цифровой

среды, используемой в деятельности

субъектами электроэнергетики с

передачей технологических данных в

режиме реального времени от объектов

электроэнергетики

Внедрение риск

ориентированного

управления

Развитие клиентских

сервисов для потребителей

Создание системы управления и

мониторинга надежностью

энергоснабжения

Создание системы и формирование

отраслевых заказов в целях

стимулирования российского

машиностроения и микроэлектронной

промышленности и снижения затрат на

логистику

2

1

3

4

5

10

Модель экосистемы электроэнергетики

Инфраструктура технологических информационных систем и аналитических приложений

Технологическая инфраструктура связи, сбора, хранения, защиты и обработки информации

Электроэнергетическая инфраструктура

Политика оборота и обработки технологических данных

сверхбыстрые

вычисления

реального времени

облачные технологии глубокое машинное обучение

кибербезопасность открытый код открытый API

искусственный

интеллект

большие данные гибкость и

масштабируемость

11

{ } … Vendor specific

1 N

Корпоративные, не интегрированные платформы

и специфичные для них средства сбора,

доставки ,оборота , хранения и защиты данных

Vendor specific

Цифровая платформа и цифровая среда

12

Цифровая платформа и цифровая среда

13

Данные

Единая отраслевая цифровая

платформа

•модель взаимодействия

бизнес-функций;

•снижение

транзакционных издержек

•единая метамодель данных;

•эталонные описания бизнес

процессов;

•политика доступа и оборота

данных

Единая отраслевая информационная доверенная среда

•единые технологии сбора;

•средства доставки данных

•средства хранения данных;

•средства обеспечения информационной

безопасности;

•агрегация и обогащение информации;

•единые протоколы и интерфейсы.

Субъекты взаимоотношений

Инициация

процессов {1…N} Результаты

процессов {1…N}

14

Архитектура модели цифровой электроэнергетики

НАСТОЯЩЕЕ БУДУЩЕЕ

Цифровизация ≠ автоматизация

Стоимость электроэнергии

для населения, руб. за кВт⋅ч*

0 5 10 15 20

*по данным РИА Рейтинг за 2017 год

Автоматизация – неотъемлемая часть

технологического процесса

Это необходимое условие, но не достаточное

Высокий уровень автоматизации сам по себе

не дает необходимых эффектов по снижению

стоимости владения

Cебестоимость кВт⋅ч в России без учета топливной составляющей и

возврата инвестиций более чем в 5 раз превышает аналогичный

показатель в европейских странах и США

2005

реформа энергетики

одинаковый уровень

автоматизации у всех

компаний

активное развитие

автоматизации

по остаточному

принципу

стагнация

15

Модель комплексной системы управления

поддержка принятия решений;

унифицированная онтологическая

модель;

двухконтурность;

сетецентричность и

масштабируемость;

задаче-ориентированность;

кластерная архитектура гомологичных

приложений;

наследование опыта;

открытость для мультивендорных

решений;

экспорто-ориентированность;

информационная безопасность.

ДВУХКОНТУРНАЯ СЕТЕЦЕНТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ

16

1

7

Онтологическая модель деятельности

Онтологическая модель деятельности -

динамически эволюционирующая модель,

позволяющая системно структурировать и

описывать деятельность по задачам,

организационным структурам, территориям

и объектам, организовывать и

транслировать опыт, накопленный в

конкретных ситуациях в течение всего

жизненного цикла системы

единая терминология предприятий

единые унифицированные

классификаторы субъектов, объектов,

задач деятельности ;

единая технология накопления и

трансляции опыта ;

единая унифицированная технология

моделирования сети (CIM IEC 61970).

1

8

Концептуальная онтологическая модель для электроэнергетики

единая терминология предприятий

единые унифицированные

классификаторы субъектов, объектов,

задач деятельности ;

единая технология накопления и

трансляции опыта ;

единая унифицированная технология

моделирования сети (CIM IEC 61970).

Цифровизация ≠ НТИ

•создание в России нового образа

энергосети и энергорынка будущего,

отвечающего текущим и перспективным

вызовам

•повышение экспортного потенциала и

доли России на целевых рынках

п.2 статьи 5 ФЗ-35 Экономической основой

функционирования электроэнергетики является

обусловленная технологическими особенностями

функционирования объектов электроэнергетики система

отношений, связанных с производством и оборотом

электрической энергии и мощности на оптовом и розничных

рынках

Стратегия обеспечения национальной безопасности

ВИЭ и ТЭС располагают потенциалом к замещению и

диверсификации источников энергии и способов

энергообеспечения

ТЭС 67,9% ВИЭ 0,2%

ЕНЭС ГЭС 20,2% АЭС 11,7%

Распределительные

сети

Технологическая

основа

Ведомственная программа

«Цифровая трансформация

электроэнергетики России»

19

Есть ли «Бизнес»?

Значительная роль регулятора (Минэнерго,

Ростехнадзор, ФАС)

Основные отраслевые игроки – крупные

компании с госучастием

Электроэнергетика – базовая отрасль, одна из

составляющих, обеспечивающих национальную

безопасность.

Центр компетенций •нет отраслевых институтов

•институты развития – точечные инвестпроекты

Оперативно-диспетчерское

управление

Генерирующие

компании

Сетевые

компании

Энергосбытовые

организации

Потребители

ФЗ-35 «Об электроэнергетике»

законодательное разделение функций в едином

технологическом процессе

Энергокомпаниям должны перейти от роли

потребителей технологических решений к роли

основных заказчиков и участников процессов

реинженеринга

20

Модель государственного управления (контрольно-надзорная)

21

Доверенная

отраслевая

платформа

Платформа -

коммуникационно-

транзакционная среда

взаимодействия

Требования политики оборота технологических данных

Аналитические экспертные системы, продукт которых

обеспечивает реализацию базовой модели деятельности

Детальный контроль

ЭНЕРГОКОМПАНИИ Мониторинг верхнеуровневых

параметров на отсутствие отклонений

Детальный контроль в случае отклонений

РЕГУЛЯТОР

Создает доверенную отраслевую платформу

Задает цифровую модель базовой деятельности

субъектов

Участники доверенной платформы

Не интегрированная информационная система

Пилотные проекты

МИНЭНЕРГО, ФГБУ «САЦ МИНЭНЕРГО

РОССИИ»

Расчет и мониторинг показателей

надежности оказываемых услуг ТСО

Все ТСО (более 1600 шт.)

•внедрение экспертной аналитики с

использованием технологий больших данных

на основе отраслевой онтологической

модели;

•организация прямого сбора исходных

данных со средств телеизмерений с

использованием цифровой модели сети.

ПАО «РОССЕТИ»,

АО «МОБИЛЬНЫЕ ГТЭС»

Система удаленного мониторинга, оценки

и прогнозирования изменения

технического состояния

электроэнергетических объектов

генерирующее оборудование (МГТЭС) и

пилотная подстанция

•повышение надежности энергоснабжения и

эффективности операционной деятельности;

•предупреждение и прогнозирование аварий

на энергетическом оборудовании;

•отработка решений по ограничению

передачи технологических данных за

пределы Российской Федерации.

АО «СО ЕЭС», ПАО «ФСК ЕЭС»,

АО «РТ СОФТ»

Система мониторинга и анализа

функционирования устройств РЗА

3 пилотные подстанции

•переход на обслуживание устройств РЗА по

их фактическому состоянию;

•снижение числа аварий и времени на их

ликвидацию;

•организация информационного обмена

между субъектами для предупреждения

аварий, связанных с работой РЗА;

•максимальная автоматизация трудоемких

функций персонала, занимающегося

эксплуатацией систем РЗА.

Единая платформа

22

Выводы и перспективы

Изменение бизнес процессов управления и развития

внедрение разноуровневых СППР, оптимизация процессов управления и состава активов, децентрализация, переход на модель управления изменениями, развитие клиентских сервисов

Риск ориентированное управление, как основа государственной политики

поддержание и развитие экосистемы, эталонные модели, снижение надзорных функций, развитие энергетического машиностроения, импортозамещение,

прогнозирование и моделирование целевых состояний, энергетическая безопасность

Повышение технико-экономической эффективности энергосистемы

эффективный киловатт (минимальная себестоимость для заданной надежности, нормирование затрат, минимизация стоимости жизненного цикла, выстраивание вертикальных логистических цепочек

Гармонизация законодательства анализ закономерностей, моделирование изменений, оптимизация регуляторики

23

Цифровая трансформация электроэнергетики России

Елена Медведева Заместитель директора Департамента оперативного контроля и управления в электроэнергетике

3 июля 2018 г., Москва