Цифровизация энергосистем — это не просто тренд, а насущная необходимость для промышленных предприятий. В условиях высоких энергозатрат, удаленности объектов и необходимости непрерывного производства цифровые подстанции (ЦПС) обеспечивают надежность, минимизируют простои и повышают энергетическую эффективность. Современные разработки в области цифровизации охватывают не только подстанции, но и распределительные сети, РЗА, а также мобильные решения, которые адаптированы под суровые условия эксплуатации.
Цифровая подстанция: опыт реализации проектов
Цифровая подстанция интегрирует интеллектуальные устройства (счетчики, трансформаторы с цифровым выходом, системы защиты) в единую экосистему. На Кольской ГМК (входит в Норникель) ЦПС позволила:
- снизить время диагностики оборудования на 40%;
- интегрировать данные о состоянии системы в единый центр управления, что повысило оперативность принятия решений;
- модернизировать устаревшие трансформаторы с минимальными затратами за счет внедрения цифровых преобразователей.
На Саяно-Шушенской ГЭС (РусГидро) внедрение ЦПС помогло повысить точность прогнозирования нагрузки. Это стало особенно важным для управления водными ресурсами в период пиковых нагрузок.
Цифровая кластерная подстанция
Кластерные решения подходят для крупных промышленных зон, где несколько подстанций обслуживают территориально близкие объекты. На Уральской Стали (Металлоинвест) кластерная подстанция объединила три основных цеха, что позволило:
- централизовать управление энергосистемой предприятия;
- снизить расходы на ремонт и обслуживание оборудования на 25%;
- создать единую базу данных для анализа потребления энергии.
На НЛМК цифровой кластерный подход был внедрен для интеграции энергетической инфраструктуры металлургического завода с системами управления производством. Это дало возможность точнее прогнозировать пиковые нагрузки и снижать перерасход энергии.
Цифровая электрическая сеть
Цифровая сеть — это «нервная система» предприятия, обеспечивающая соединение всех элементов энергосистемы. На объектах «Транснефти» реализованы проекты, которые включают:
- использование цифровых устройств для мониторинга состояния линий электропередач (ЛЭП);
- интеграцию систем предотвращения перегрузок, позволяющую равномерно распределять нагрузку между линиями;
- автоматизированный ввод в резервные схемы в случае аварии.
Компания «РУСАЛ» применяет подобные решения для снижения энергопотерь на своих заводах. Внедрение интеллектуальных сенсоров на ЛЭП позволило в реальном времени отслеживать изменения температуры проводов и их провисание, что особенно актуально в регионах с экстремальными климатическими условиями.
Дистанционное управление подстанцией
Удаленное управление подстанциями стало важным инструментом для объектов, расположенных в труднодоступных местах. На месторождении Наталкинское (АО «Полюс») реализована система дистанционного управления подстанцией с использованием защищенных каналов связи и резервного управления через спутниковую связь. Эта система позволила:
- сократить количество оперативного персонала на месторождении;
- минимизировать риски, связанные с работой в экстремальных условиях;
- сократить время реакции на аварии до 20 минут, что особенно важно для объектов с круглосуточным циклом производства.
Построение РЗА цифровых подстанций
Современные системы РЗА — это не просто защита, а комплексный инструмент предотвращения отказов. На ММК «Сименс» внедрил цифровую РЗА, которая позволила:
- снизить частоту ложных срабатываний защитных систем;
- увеличить время между профилактическими проверками оборудования на 50%;
- интегрировать данные РЗА с системой SCADA для централизованного анализа.
На предприятиях «Северстали» цифровые РЗА также помогли оптимизировать работу энергосистем, снизив потери мощности при авариях.
Модульная и мобильная подстанции
Модульные и мобильные подстанции находят широкое применение в удаленных районах и на временных объектах. Например, мобильные подстанции от компании «РусГидро» обеспечили электроснабжение строящихся объектов в Якутии. Эти подстанции характеризуются:
- минимальным временем монтажа — до 3 дней;
- возможностью повторного использования на других объектах;
- высокой устойчивостью к низким температурам и вибрациям.
В горнодобывающих районах такие решения применяются и в компании «Полиметалл» для обеспечения электроснабжения вахтовых поселков.
Строительство и модернизация подстанций, ТЭЦ, гидроэлектростанций
Модернизация энергетических объектов включает цифровизацию процессов и замену устаревшего оборудования. На Челябинском цинковом заводе реконструирована подстанция с внедрением цифровых трансформаторов и систем диагностики. Результат:
- увеличение срока службы оборудования на 20 лет;
- снижение эксплуатационных затрат на 30%.
АО «Интер РАО» модернизировало ТЭЦ в Ярославле, интегрировав цифровые системы управления котельным оборудованием. Это позволило сократить углеродный след за счет повышения КПД системы.
Заключение
Цифровизация энергосистем открывает предприятиям новые возможности для повышения эффективности и надежности. Опыт российских компаний показывает, что инвестиции в такие проекты окупаются в кратчайшие сроки, обеспечивая дополнительную устойчивость к рыночным изменениям. Эти и другие вопросы будут обсуждаться на форуме «Seymartec Energy. Энергообеспечение и энергоэффективность в горной добыче, металлургии, машиностроении и энергетике — 2025» 4 -6 марта в г. Челябинске.
