Климатический стресс-тест

По данным Росгидромета и отраслевых аналитиков, частота экстремальных погодных явлений (аномальная жара, ледяные дожди, штормовые ветры) в России неуклонно растет. Летом и зимой сбои в работе энергетической инфраструктуры все чаще провоцируются именно погодными, а не технологическими факторами.

Общий тренд усугубляется региональными особенностями: по оценкам экспертов, к 2050 г. до 70% инфраструктуры, расположенной в зоне вечной мерзлоты, может быть подвержено деформациям из-за ее таяния. В такой ситуации рынок вынужден переходить от реактивного устранения аварий к риск-ориентированному управлению и превентивным инновациям.

«Для энергетической компании экстремальная погода создает несколько видов финансового ущерба», – рассказывает ведущий эксперт УК «Финам менеджмент» Дмитрий Баранов. По его словам, речь идет о прямых убытках – повреждении оборудования и внеплановых ремонтах, а также о росте операционных расходов на расчистку трасс линий электропередачи и защиту от гололеда.

К долгосрочным последствиям эксперт относит, в частности, необходимость увеличивать инвестиции без гарантии роста тарифной выручки. Поэтому инвесторы и рынок в целом будут оценивать не только сам факт экстремальных явлений, но и способность конкретной компании реагировать на них: быстро восстанавливать электроснабжение, получать компенсацию за новые инвестиции, поддерживать долговую нагрузку и дивиденды, заключает он.

Несмотря на любые погодные условия, энергетики должны быть готовы к проведению аварийно-восстановительных работ. При этом с учетом роста рисков отрасль ищет новые решения для того, чтобы минимизировать сроки простоя энергообъектов, говорит заместитель главного инженера компании «Россети» Артем Королев.

Цель – сделать быстро и надолго

Чтобы сократить время на восстановление электросетей, «Россети» запустили ряд НИОКР в этой области. Например, в дочерней компании «Россети Московский регион» разрабатывается мобильная быстровозводимая опора для воздушных линий электропередачи 35–220 кВ. Телескопическая конструкция опоры на прицепе позволит существенно снизить время готовности к работе с момента доставки на место. «Такие технические решения позволяют развернуть опору за 2–3 часа с минимумом спецтехники и упростить логистику», – рассказывают в «Россети Московский регион».

Быстровозводимые опоры разработаны также в другом крупном предприятии – «Россети Ленэнерго». Они уже применялись в реальных условиях, например при строительстве линии 110 кВ в Кингисеппском районе Ленинградской области. Особенность проекта – современная система секционированных центрифугированных стоек с усиленным армированием. Благодаря этому расчетный срок эксплуатации превышает 60 лет, объясняют в компании.

Для экстремальных условий, например при использовании в -60 °C или в сложных для работ карстовых и болотистых грунтах, в группе «Россети» разработали унифицированные железобетонные грибовидные фундаменты опор ЛЭП повышенной долговечности. Сейчас их применяют в «Россети Сибирь». «Такие фундаменты не только адаптированы для эксплуатации при низких температурах и неустойчивых грунтах, но и обеспечивают срок службы не менее 60 лет без периодических ремонтов, что критически важно для удаленных районов», – поясняет Королев.

В столь сложных регионах, как Арктика, нужны новые технологии, устойчивые к деградации мерзлых грунтов, поскольку их таяние приводит к деформации фундаментов энергообъектов. Ответом на вызов стала технология укрепления фундаментов с помощью модульных винтовых свай с композитной вставкой. «Низкая теплопроводность композита минимизирует растепление мерзлоты в зоне установки. В сочетании с мобильной малогабаритной буровой установкой на гусеничном ходу это позволяет оперативно проводить работы в труднодоступной местности без отключения электроснабжения, увеличивая срок службы фундамента после ремонта на 30 и более лет», – объясняет представитель «Россети Тюмень».

От ручного труда к автоматизации

Зимой гололед и изморозь остаются одной из главных причин технологических нарушений в сетях, говорят опрошенные энергетики. Традиционная плавка током требует пусть на короткий срок, но все же отключения ЛЭП. Чтобы решить проблему, нужны инновации. Один из таких примеров – автономная мобильная установка плавки гололеда на базе передвижной электроустановки обратной трансформации. Она позволяет плавить гололед и одновременно снабжать электричеством потребителей, выступая как резервный источник питания, объясняют в «Россетях».

Другой пример – автоматизированные устройства, которые гасят возникающие из-за естественного сброса изморозевых отложений колебания проводов, рассказали в компании. Проблема хорошо знакома энергетикам Западной Сибири, где примерно треть всех территорий – это болота. Из-за вымораживания влагонасыщенной почвы возникает так называемый «куржак» – ледяные отложения цилиндрической формы. Иногда они падают сами из-за сильного ветра. Тогда провода «прыгают» и возникают межфазные замыкания. Новые автоматизированные комплексы существенно снижают эти риски.

Ремонт до, а не после

Еще одно приоритетное направление, относящееся к новым технологиям, связано с внедрением инструментов предиктивной аналитики. «Классический планово-предупредительный подход усредняет оборудование и не учитывает особенности его реальной эксплуатации и другие факторы: в расчет принимается только установленная периодичность воздействий на основе календаря или наработки», – рассказывают о проблеме в «Интер РАО».

Переход к ремонту по факту необходим, согласен Сергей Кондратьев, первый заместитель генерального директора и главный инженер «Русгидро». «В «Русгидро» уже работает автоматизированная система мониторинга и диагностики оборудования на ряде гидроэлектростанций. Она в режиме реального времени собирает сотни параметров: вибрацию, температуру узлов, электрические характеристики и т. д.», – говорит он. В связке с цифровой системой управления активами это позволяет переходить на проведение ремонтов по фактическому состоянию. «В результате предотвращаются незапланированные отключения оборудования, корректируются межремонтные интервалы, оптимизируются складские запасы, при этом повышается общая надежность энергоснабжения», – поясняет Кондратьев. Например, в электрических сетях «Якутскэнерго» и «Магаданэнерго» внедряют системы мониторинга гололедообразования на ЛЭП и в метеоданных.

«Россети» аналогичные системы применяют в разных областях. Так, для перехода к риск-ориентированному управлению совместно со «Сколтехом» была создана система аналитики состояния линейной изоляции. Она состоит из модуля, установленного непосредственно на опоре ЛЭП, и программного комплекса, работающего с полученными данными. «Мы оцениваем реальное состояние загрязнения изоляции прямо на опоре», – рассказывает Королев. Благодаря мониторингу и полученным данным будет оптимизирована процедура замены и чистки гирлянд изоляторов, что снизит расходы на эксплуатацию и частоту повреждения оборудования по причине загрязненной изоляции, добавляет он. «Первые объективные результаты пилота в «Россети Московский регион» получим в конце 2026 г., по итогам будет принято решение о тиражировании», – делится планами Королев.

В «Интер РАО» отдельным направлением цифровизации стало внедрение системы технического обслуживания и ремонта оборудования в связке с приложением «Мобильный обходчик». Последний проект входит в портфель индустриального центра компетенций «Электроэнергетика», созданного правительством.

В основе логики решения лежит использование индекса технического состояния и оценка критичности выявленных дефектов, что позволяет перейти к обслуживанию активов по их фактическому состоянию, а не по жесткому графику. «Переход к моделям управления воздействиями на оборудование, использующим оценку и прогноз его технического состояния, оценку рисков и последствий потенциального отказа, необходим – а технологии предиктивной аналитики позволяют обеспечить этот переход подходящим инструментарием», – поясняют в «Интер РАО».

Ключевым исполнителем IT-проектов выступает внутренний интегратор – компания «Сигма», которая разработала и внедрила ряд программных решений для повышения эффективности и безопасности работы электростанций «Интер РАО». Параллельно действует Центр удаленного мониторинга и диагностики технического состояния оборудования. Внедренная в его работу система предиктивной аналитики уже позволила предотвратить ряд потенциальных технологических нарушений и избежать связанного с ними экономического ущерба, отмечают в компании.

«Энергетика может отвечать на климатические вызовы с помощью цифровизации управления сетями, распределенной генерации и физической модернизации инфраструктуры», – говорит Владимир Демидов, руководитель направления в лаборатории «Энергия будущего» Московской школы управления «Сколково». Он приводит в пример опыт других стран, где с помощью цифровых двойников моделируются климатические риски, идет мониторинг сетей в режиме реального времени с наглядной демонстрацией «узких мест».

«Например, в Сингапуре (Singapore Power Group) внедрили цифровой двойник для повышения устойчивости сети c интегрированным ИИ для адаптивного управления распределенными энергоресурсами и накопителями в распределительных сетях, – говорит он. По данным Rystad Energy, нейросетевые модели обеспечивают до 35% снижения отключений нагрузки при экстремальных погодных явлениях», – заключает эксперт.