МиниГЭС
Цифровые миниГЭС – малые гидроэлектростанции, являющиеся киберфизическими системами, проектирование, строительство и эксплуатация которых, основаны на цифровых технологиях.
КИБЕРФИЗИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ (CPS) — это системы, состоящие из различных природных объектов, искусственных подсистем и управляющих контроллеров, позволяющих представить такое образование как единое целое. Новизна и принципиальное отличие CPS от существующих встроенных систем или АСУ ТП, на которые они похожи, состоит в том, что CPS интегрируют в себе компьютерные аппаратные и программные технологии, качественно новые исполнительные механизмы, встроенные в окружающую их среду и способные воспринимать ее изменения, реагировать на них, самообучаться и адаптироваться.
ЦИФРОВЫЕ МИНИГЭС являются частью ЦИФРОВОЙ ЭКОНОМИКИ как хозяйственного уклада производства и распределения общественных благ, складывающегося при использовании электронных технологий, электронной инфраструктуры и услуг, технологий анализа больших объёмов данных и прогнозирования в целях оптимизации производства, распределения, обмена, потребления и повышения уровня социально-экономического развития.
Цифровые миниГЭС создаются на основе двух технологических концепций:
РОБОТИЗАЦИЯ — использование интеллектуальных роботехнических комплексов, функциональные особенности которых состоят в гибком реагировании на изменения в рабочей зоне.
ТЕХНОЛОГИИ ОТКРЫТОГО ПРОИЗВОДСТВА — технология, основанная на новой модели социо-экономического производства, в рамках которой физические объекты создаются исходя из принципов открытости, взаимодействия и распределения, при этом модель основывается на принципах открытого проектирования и открытого источника (open source).
Можно выделить следующие основные технологические тренды создания миниГЭС, которые базируются на вышеперечисленных концепциях:
• Массовое внедрение интеллектуальных датчиков в оборудование и производственные линии (технологии индустриального Интернета);
• Переход на безлюдное производство и массовое внедрение роботизированных технологий;
• Переход на хранение информации и проведение вычислений с собственных мощностей на распределенные ресурсы («облачные» технологии);
• Сквозная автоматизация и интеграция производственных и управленческих процессов в единую информационную систему;
• Переход на обязательную оцифрованную техническую документацию и электронный документооборот («безбумажные» технологии);
• Цифровое проектирование и моделирование технологических процессов, объектов на всем жизненном цикле от идеи до эксплуатации (применение инженерного программного обеспечения);
• Применение мобильных технологий для мониторинга, контроля и управления процессов;
• Развитие технологий промышленной аналитики;
• Переход на реализацию продукта через Интернет;
• Массовое индивидуальное производство под нужды заказчика (аддитивные технологии);
• Сервисная бизнес-модель;
• Прогнозное обслуживание;
• Прогнозирование качества;
• Отслеживание состояния;
• Совместное использование ресурсов;
• Мгновенное реагирование;
• Цифровые рабочие места.
Цифровая трансформация энергетики.
Россия является одним из крупнейших в мире производителей ископаемого топлива, в то же время запасы нефти и газа небезграничны и необходимы новые решения для создания высокоинтегрированных интеллектуальных системообразующих и распределительных электрических сетей нового поколения (интеллектуальные сети —Smart Grid).
Smart Grid можно описать следующими аспектами функционирования:
-
Гибкость. Сеть должна подстраиваться под нужды потребителей электроэнергии;
-
Доступность. Сеть должна быть доступна для новых пользователей, причём в качестве новых подключений к глобальной сети могут выступать пользовательские генерирующие источники, в том числе ВЭИ с нулевым или пониженным выбросом CO2;
-
Надёжность. Сеть должна гарантировать защищённость и качество поставки электроэнергии в соответствии с требованиями цифрового века;
-
Экономичность. Наибольшую ценность должны представлять инновационные технологии в построении Smart Grid совместно с эффективным управлением и регулированием функционирования сети.
Реализация положений концепции Smart Grid будет подразумевать развитие инновационных технологий, расширение масштабов производства высокоинтеллектуальной продукции.
В России идея Smart Grid в настоящее время выступает в качестве концепции интеллектуальной активно-адаптивной сети, которую можно описать следующими признаками:
• Насыщенность сети активными элементами, позволяющими изменять топологические параметры сети;
• Большое количество датчиков, измеряющих текущие режимные параметры для оценки состояния сети в различных режимах работы энергосистемы;
• Система сбора и обработки данных (программно-аппаратные комплексы), а также средства
управления активными элементами сети и электроустановками потребителей;
• Наличие необходимых исполнительных органов и механизмов, позволяющих в режиме реального времени изменять топологические параметры сети, а также взаимодействовать со смежными энергетическими объектами;
• Средства автоматической оценки текущей ситуации и построения прогнозов работы сети;
• Высокое быстродействие управляющей системы и информационного обмена.
На основе указанных признаков интеллектуальная сеть может быть определена как совокупность подключенных к генерирующим источникам и электроустановкам потребителей программно-аппаратных средств, а также информационно-аналитических и управляющих систем, обеспечивающих надежную и качественную передачу электрической энергии от источника к приемнику в нужное время и в необходимом количестве.
Создание и внедрение интеллектуальных сетей Smart Grid в энергетическую систему России прочно связано с такими ключевыми аспектами цифровой экономики, как оцифровка данных и обработка больших данных, новые материалы, новые форматы управления, обращающиеся к оперативному анализу массивов данных и автоматизированной прогностике. Цифровые миниГЭС полностью соответствуют технологическим, функциональным, техническим, программным, экономическим и иным требованиям интеллектуальных сетей и являются их генерирующим звеном.
Цифровые миниГЭС являются основой создания «Энерджинет» (EnergyNet) - рынка оборудования, программного обеспечения, инжиниринговых и сервисных услуг для разномасштабных комплексных систем и сервисов интеллектуальной энергетики.
«Энерджинет» в целях развития рынка комплексных систем и сервисов интеллектуальной энергетики позволит обеспечить:
• Развитие потенциальных конкурентных преимуществ, создание на рынке комплексных систем и сервисов интеллектуальной энергетики;
• Создание институциональной среды и инфраструктуры для развития малого и среднего высокотехнологичного (наукоемкого) предпринимательства (МСП) на рынке комплексных систем и сервисов интеллектуальной энергетики;
• Трансфер уже разработанных технологий и создание новых технологий общего применения для рынка комплексных систем и сервисов интеллектуальной энергетики;
• Создание на территории Российской Федерации пилотных площадок, демонстрирующих эффективность разрабатываемых решений и пула комплексных систем и сервисов интеллектуальной энергетики, полностью готовых к массовому тиражированию;
• Формирование условий массового внедрения инновационных решений, которые будут способствовать существенному повышению эффективности энергетики и, как следствие, повышению конкурентоспособности экономики.
Одним из мировых лидеров в производстве цифровых миниГЭС и перспективным стратегическим партнером в передаче опыта, технологий, поставках программных комплексов и изделий является австрийский концерн Глобал Гидро Энерджи, имеющий представительства в 31 стране мира, в т.ч. в СНГ.
Концерн производит различные виды турбин (турбины Френсиса, Пелтона, Каплана), которые изготовлены по современным инновационным технологиям и предназначены для различных условий эксплуатации в зависимости от условий.
Глобал Гидро Энерджи предлагает унифицированное программное решение HEROS3, которое можно индивидуально адаптировать к требованиям и спецификациям конкретной электростанции.
HEROS3 полностью автоматизированная система управления турбиной с включенными визуализацией и системой SCADA. Рабочие параметры можно установить на месте с унифицированным программным решением. Таким образом, интеллектуальная система управления выходит далеко за рамки основных задач обычного турбинного регулятора.
Управление multi-касания системы визуализации интуитивное, индивидуально конфигурируемое меню и свободное распределение окна обеспечивают эффективную и удобную работу энергетической системы. Еще одним важным моментом является интеграция HEROS3 к уровням пользователей.
Комплексная система архивирования базы данных HEROS3 позволяет в любое время проверять и отслеживать все технические и коммерческие ключевые показатели. В многопользовательском режиме работы, клиенты могут получить доступ к записанным значениям и управлению через подключение к интернету.
HEROS3 содержит все соответствующие спецификации для интеллектуальных сетей, такие как частотно-зависимое управление напряжением для стабилизации электросети. Система позволяет достичь оптимальных степеней эффективности при минимальном износе турбины, таким образом, увеличивая жизненный цикл всех компонентов.
Система ведет постоянный контроль ошибок, работы всех автоматизированных и ручных функций.
Обеспечивает оптимизированное подключение установки к сети за счет самооптимизации высокоскоростной синхронизации, оптимизированное питание по тарифу, гарантирует максимальный экономический эффект.
Комплексным решением является продукт smarT - полностью собранную на заводе миниГЭС с программным обеспечением HEROS3 можно легко и быстро установить и настроить на месте.
Глобал Гидро Энерджи имеет большой и полезный для России опыт решений для систем энергоснабжения в районах без существующей энергосистемы, в отдаленных районах без надлежащей инфраструктуры.
Hybrid Energy by GLOBAL Hydro - это готовый к использованию полный пакет услуг по поставке электроэнергии, включающий модели финансирования, а также опыт эксплуатации, обучения и обслуживания. Эти системы могут обслуживаться удаленно, устанавливаться, эксплуатироваться и обслуживаться сертифицированными местными партнерами. Их компактность в контейнерном исполнении предлагает высокую степень гибкости, мобильности и короткого времени монтажа конструкции, которая может транспортироваться грузовым транспортом или вертолетом.