IT технології: застосування в електроенергетиці

Очевидним є той факт, що «енергетичний перехід» не відбудеться без масштабної діджиталізації. Швидкий розвиток ВДЕ та інтеграція останніх в систему, а також об’єднання енергетичних ринків з обміном даними у реальному часі є справжнім викликом для стабільної роботи енергосистеми та вимагає застосування інноваційних IT технологій.

Наразі, можна виділити кілька технологій, які досягли рівня «зрілості» та активно використовуються енергетичними компаніями: машинне навчання (Machine Learning), цифрові близнюки (Digital Twins), навчання з підкріпленням (Reinforcement Learning), блокчейн (Blockchain), Інтернет речей (Internet of Things), платформи обміну даними (Platform business).

Машинне навчання

Це один з методів функціонування штучного інтелекту, а саме – практичної реалізації його можливостей шляхом створення алгоритмів для виявлення закономірностей під час аналізу великих даних (Big Data) та їх подальше використання для самонавчання.

Більшість методів машинного навчання підходять для вирішення двох ключових проблем: прогнозування та класифікації. Деякі відомі приклади застосування цієї технології: Siri, Google Translate та безпілотні автомобілі Tesla. Майбутнє цих систем полягає не лише у автоматизації процесів та обладнання, але й у виборі правильного рішення з мільярдів можливих комбінацій.

Одним з таких практичних кейсів є використання цієї технології у Google. Компанія Deepmind, що є частиною Google, зменшила використання електроенергії у своїх центрах обробки даних на 15%. Це стало можливим завдяки обробці системою операційних даних компанії за останні кілька років, на основі яких програмою була створена модель скорочення споживання для окремих підрозділів.

Нещодавно Deepmind та британський оператор передачі електроенергії National Grid ESO провели переговори про застосування штучного інтелекту у прогнозуванні попиту на електроенергію у Британії з метою знизити енергоспоживання всієї країни на 10%. Цікаво, що британський оператор вже активно використовує штучний інтелект для підтримки роботи диспетчерів та бере участь у таких проектах, як співпраця з Інститутом Алана Тюрінга для прогнозування за допомогою машинного навчання.

І ще пара цікавих кейсів.

Британська інноваційна платформа Origami Energy використовує машинне навчання для прогнозування доступності активів та ринкових цін у найближчому часі, що дозволяє їм успішно подавати заявки на ринках регулювання частоти.

Фінська компанія Pöyry також використовує штучний інтелект для прийняття торгівельних та диспетчерських рішень для генерації, що дозволяє оптимізувати роботу потужностей на ринку балансуючих та допоміжних послуг.

«Цифрові близнюки» 

Це цифрова копія фізичного об'єкта або процесу, що допомагає оптимізувати ефективність бізнесу.

Для управління своїми активами французький оператор передачі RTE обрав моделювання за допомогою створення «цифрових близнюків». Програма MONA здатна моделювати стратегії управління усіма активами оператора в коротко-, середньо- та довгостроковій перспективі. «Цифрові близнюки» відображають кожен актив у мережі, наприклад підстанцію, зі своєю динамікою старіння, необхідністю технічного обслуговування та оновлення, кількістю та вартістю операцій, залежно від конкретного випадку.

Навчання з підкріпленням

Штучний інтелект навчається в процесі взаємодії з навколишнім середовищем, а не на історичних даних. Цю технологію використовують для динамічного розрахунку оптимізації роботи.

Навчання з підкріпленням дозволяє німецькому оператору передачі 50Hertz передбачити втрати у мережі на день наперед. У 2018 році 50Hertz витратив 70 млн євро на придбання електроенергії для покриття втрат (2.5 TВт⋅год). Запроваджена оператором модель на основі нейронної мережі здатна зменшити витрати до 1% (700 тис євро). Кожні 15 хвилин збираються дані про інтеграцію вітрової та сонячної енергії, а також силу вітру, рівень інсоляції та температуру в 70 різних місцях мережі – це формує основу, на якій нейронна мережа вчиться прогнозувати втрати.

Блокчейн 

Це база даних всіх операцій, які проводяться в системі. Організована вона у вигляді ланцюжка блоків інформації, в кожному з яких записана певна кількість операцій.

Одна з найвідоміших блокчейн компаній LO3 Energy має багатий досвід створення рішень для енергомереж – на її рахунку проект Бруклінської мікромережі. Остання складається з лічильників електроенергії, з'єднаних з комп'ютерними пристроями, що вимірюють обсяг і якість електроенергії, і здатні взаємодіяти з іншими пристроями у мережі для активації енергетичних транзакцій.

Споживачі визначають свої преференції через спеціальний мобільний додаток, де вони мають можливість обрати бажаний вид генерації та ціну, яку вони готові платити. Компанії все частіше намагаються використовувати блокчейн в енергетичному секторі. Так, наприклад, Іспанська енергокомпанія ACCIONA Energía використовує блокчейн для підтвердження походження електроенергії з ВДЕ.

Останнім часом важливу роль в енергетиці стали відігравати також Інтернет речей (IoT) та платформи обміну даними.

«Інтернет речей»

Це здатність пристроїв передавати дані про своє функціонування у віддалений центр обробки інформації з можливістю дистанційного втручання в систему у разі збоїв, аварій чи помилок.

Цифрова команда оператора Fingrid три роки тому вирішила звернутися до місцевих стартапів у сфері Інтернету речей для того аби запустити цифровий он-лайн моніторинг роботи мереж та підстанцій. На кожній підстанції встановлено близько 500 датчиків для вимірювання температури, вібрації, вологості та акустики.

Напрацьовані рішення масштабуватимуться по всій країні. Для впровадження існує потужний фінансовий мотив – близько 60% операційних витрат Fingrid припадає на технічне обслуговування, що здебільшого спричинене плановими відключеннями для діагностування мережного обладнання.

Платформи обміну даними

Це технологія, що створює цінність, сприяючи обміну даними між двома або більше взаємозалежними групами, як правило, споживачами та виробниками.

IO.Energy – це проект, спрямований на появу нових послуг через обмін даними між усіма учасниками енергетичного ринку. Основна увага приділяється кінцевим споживачам, які зможуть адаптувати своє виробництво та споживання, використовуючи цифрову комунікаційну платформу. Це проект про управлінням попитом і пропозицією, послугами гнучкості та елементами розумного будинку. Ідею подав бельгійський оператор Elia, згуртувавши навколо себе й інші компанії Fluvius, ORES, RESA і Sibelga. Загалом 60 компаній, державних установ та університетів доєднались до ініціативи.

Експорт IT за 2019 рік становить 4,2 млрд доларів. Український IT сектор найбільш динамічний сектор української економіки. Наразі, в Україні понад 150 тисяч ІТ-спеціалістів, частина з яких вже працює зі згаданими технологіями, але переважно на зовнішнього замовника.

У найближче десятиліття IT технології стануть невід’ємною складовою успіху енергетичних компаній. Це важливий сигнал для українських компаній, які мають бути конкурентними на новому лібералізованому ринку електроенергії з великою кількістю не тільки вітчизняних а й іноземних гравців. Варто активно діяти, впроваджуючи інновації, тим паче маючи доступ до одного з накращих у світі пулів IT професіоналів.

Читайте також: Інновації в енергосекторі: поки держава не прокинеться, ми будемо донорами для всього світу

 

Теги: відновлювальні джерела енергії, електроенергія, Євросоюз, ринок електроенергії, ВДЕ, технології, передача електроенергії

Читайте також

Як встановити газовий лічильник: Відповіді на головні питання
Перехід на облік газу в енергетичних одиницях: як це буде
Юридичні аспекти перегляду «зеленого» тарифу: хто кому робить послугу?