Искусственный интеллект повысил надежность теплоснабжения Екатеринбурга

Екатеринбург стал одним из лидеров среди городов России по уровню цифровизации теплоснабжения. Здесь не только оснастили подавляющее большинство зданий приборами учета тепла, но и автоматизировали его регулирование, а затем первыми в стране внедрили цифрового двойника - электронную модель системы теплоснабжения, помогающую энергетикам более эффективно управлять этим огромным хозяйством.

Заместитель главы Екатеринбурга Владимир Гейко утверждает, что схема теплоснабжения в городе самая сложная в стране. Действительно, здесь на единую сеть работает одновременно восемь крупных тепловых источников (а с учетом мелких котельных на отдаленных территориях их вообще свыше ста) с "плавающими" границами зон и объединенной обраткой.

- Я бы сравнил нашу систему теплоснабжения по сложности с аэропортом Дубая, где каждую минуту садится борт: там используют программу, которая в трехмерном режиме определяет положение самолетов, и диспетчер только ставит их в очередь, а программа сама делает целеуказание, - рассуждает исполнительный директор Екатеринбургской теплосетевой компании Андрей Шмельков. - Человеческий мозг при таких масштабах уже не способен определить оптимальный режим работы. Это возможно, только если аналитику и алгоритмы принятия решений предлагает искусственный интеллект.

Другим аргументом в пользу пилотного проекта цифровизации в Екатеринбурге стало то, что здесь очень высокий уровень автоматизации: центральные тепловые пункты (их более 380) уже несколько лет работают по безлюдной технологии. Все параметры - температура теплоносителя, его расход, давление в сети и т. д. - настраиваются автоматически в зависимости от температуры воздуха на улице.

- Без автоматизации на полевом уровне строить цифровую сеть просто невозможно, ведь это своего рода фундамент. Дальше уже обеспечивается передача данных, их анализ, а итоговая цель - электронная модель, - продолжает Андрей Шмельков.

Автоматизированная система управления теплоснабжением (АСУТ) состоит из четырех крупных модулей. Первый из них - программный комплекс SCADA, это средство оперативного управления и контроля, отслеживающее путь тепла от энергоисточников до потребителей. Второй - архив, где информация хранится в течение пяти лет, третий - система управления производственными данными, необходимая для расчета эффективности бизнеса.

Последний модуль - это цифровой двойник системы теплоснабжения "Термис". Это динамическая цифровая модель, в которую подгружаются все оперативные данные из SCADA и сведения о новых и модернизированных объектах. Она актуализируется каждые 30 минут и помогает моделировать различные ситуации, оптимизировать режимы работы, а также осуществлять долгосрочное планирование.

Результат цифровизации воочию можно увидеть на центральном щите управления. На экране размером одиннадцать на два метра в режиме онлайн отображается работа всех элементов системы: ТЭЦ, котельных, насосных станций, ЦТП, три тысячи километров сетей - видно каждую задвижку на трубе. Если все работает в штатном режиме, схема бодро зеленеет, но, если где-то неполадка, этот элемент на щите становится красным. Кстати, повреждения сетей АСУТ обнаруживает до того, как из-под земли забьет фонтан.

Благодаря цифровому двойнику гидравлические испытания проходят без отключения воды

- Система показывает, что на каком-то участке резко изменились параметры, скажем, идет повышенный расход воды. Мы отправляем на место бригаду, которая выявляет и оперативно устраняет проблему, - поясняет главный инженер ЕТК Игорь Муртазин.

Кстати, жителям города АСУТ подарила еще один бонус: уже третий год гидравлические испытания проходят без отключения горячего водоснабжения. Ведь раньше так называемые опрессовки энергетики проводили вслепую: где рванет - там починят. Поэтому на всякий случай отключали все.

Есть и чисто финансовый эффект: за три последних года теплосетевая компания сэкономила за счет автоматизации и цифровизации около 120 миллионов рублей. Подсчитано, например, что потери в сетях снизились на 197 тысяч гигакалорий в 2021 году и еще на 116 тысяч - в 2022-м. И хотя в основном эти показатели - результат перекладки труб, все же и заслуга "цифры" ощутима - 46,5 и 15 тысяч гигакалорий соответственно.

Сложности тоже есть. Пилотный проект был реализован на импортной платформе, и в результате санкций и SCADA, и "Термис" остались без техподдержки. В перспективе ЕТК придется переходить на отечественный продукт, но это трудоемкий и затратный процесс.

Тем временем цифровизация теплоснабжения идет и в других крупных российских городах. И в Перми, например, как раз планируют использовать опыт Екатеринбурга, но уже на базе российского программного продукта.