Интеллектуальная сеть

Тенденции развития интеллектуальных технологий
в международной и российской электроэнергетике
Семён Щетинин
19 сентября 2012 г.
О компании Accenture

Aсcenture является крупнейшей в мире консалтинговой компанией, имеющей
успешный опыт работы в 18 отраслях во всех ключевых сферах бизнеса стратегическое планирование, оптимизация бизнес-процессов,
управление отношениями с клиентами, управление логистическими
процессами, управление персоналом, внедрение информационных
технологий и аутсорсинг процессов.

Свыше 249,000 сотрудников Accenture работают в 120 странах мира. В 2011
финансовом году выручка компании составила $25.6 миллиардов долларов.

У нас налажена обширная сеть взаимоотношений с ведущими
международными компаниями и государственными организациями, включая 94
компании из списка Fortune Global 100 и более 2/3 из списка Fortune Global
500.

В России Accenture работает с 1992 года, используя свой обширный
глобальный опыт и локальные ресурсы для быстрого и качественного
обслуживания российских клиентов. В настоящий момент в московском офисе
Accenture работает около 500 высококвалифицированных специалистов.

Компания имеет опыт реализованных российских проектов в финансовом
секторе, топливно-энергетическом комплексе, металлургии,
телекоммуникациях, пищевой, фармацевтической, автомобильной
промышленности.

Среди наших клиентов ведущие российские и международные компании, такие
как: Газпром, ФСК, Лукойл, МРСК, Росатом, ТНК-BP, Русал, Суэк, Альфа-Банк,
ВТБ, Вымпелком, ММБ, Росно, и другие.
Copyright © 2012 Accenture All rights reserved.
2
Интеллектуальные технологии в энергетике
Основные понятия
Интеллектуальный учет (Smart Metering) – это совокупность устройств управления нагрузкой,
приборов учета, коммуникационного оборудования, каналов передачи данных, программного обеспечения,
серверного оборудования, алгоритмов, квалифицированного персонала, которые обеспечивают достаточный
объем информации и инструментов для двустороннего управления потреблением электроэнергии согласно
договорным обязательствам сторон с учетом установленных критериев энергоэффективности и надежности.
Является одним из ключевых элементов «интеллектуальной сети».
Интеллектуальная сеть (Smart Grid) – максимально автоматизированная и
самоконтролирующаяся энергетическая сеть, способная принимать энергию из любого источника (уголь,
солнце, ветер) и преобразовывать ее в конечный продукт для потребителей (тепло, свет, теплую воду) при
минимальном участии людей. Интеллектуальная сеть рассматривается как конвергенция трех основных
элементов – непосредственно электрической сети, телекоммуникационной сети, а также информационных
технологий, что делает возможным выделение в ней трех соответствующих уровней:
1. Физический уровень (передача и распределение электроэнергии).
2. Уровень передачи данных (коммуникации и контроль)
3. Уровень приложений (бизнес-приложения и сервисы)
(Умный город)
Умный город (Smart City) – концепция развития
города/территории, в рамках которой наиболее перспективные
современные технологии используются для того, чтобы
способствовать формированию более удобных и
энергоэффективных условий жизни и работы. Создаются
возможности для развития партнерства между государственными
органами и частными компаниями, что может способствовать
более рациональному инвестированию в городскую
инфраструктуру, включая распространение возобновляемых
источников энергии, модернизацию транспортной
инфраструктуры и внедрение технологий «умных зданий».
Copyright © 2012 Accenture All rights reserved.
(Интеллектуальная сеть)
(Интеллектуальный учет)
3
Концептуальная модель интеллектуальной
энергосистемы
Использование интеллектуальных технологий в энергетике позволяет
преобразовать всю цепочку создания и использования электроэнергии от
генерации до конечного потребителя.
Генерация
Передача
Системы
оценки
качества э/э
Самовосстановление
сети
Солнечная
генерация
Хранение
электроэнергии
Контроль
качества
э/э
Хранение
электроэнергии
Солнечные
панели
Контроль
нагрузки
Классическая
генерация
Передача
электроэнергии
Потребитель
Распределение
Самовосстановление
сети
Микрогенерация
Солнечные
панели
Динамический
контроль
Распределение
электроэнергии
УМНЫЙ
СЧЕТЧИК
Ветряная
генерация
Управление
потреблением
Локальная
генерация
Умные бытовые
приборы
Электромобиль
Встроенная
ветряная
генерация
Классическая
генерация
Хранение
электроэнергии
Copyright © 2012 Accenture All rights reserved.
Системы
контроля
качества
Контроль
нагрузки
Хранение
электроэнергии
Контроль
нагрузки
Умные
здания
Промышленный
потребитель
4
Факторы актуальности интеллектуальных технологий в
электроэнергетике
Регулирование
Устаревшая инфраструктура и
снижение надежности
 Высокий уровень физического
износа оборудования
 Необходимость массовых
инвестиций в реновацию основных
фондов и дальнейшее развитие
 Проблемы с общей надежностью
энергоснабжения
 Высокий уровень технологических и
коммерческих потерь
 Актуализация вопросов надежности,
энергоэффективности и снижения
загрязнения окружающей среды
 Поведение КРО варьируется от
активных стимулирующий действий
до полного бездействия
Внедрение
интеллектуальных
технологий как один
из вариантов решения
существующих
проблем
Copyright © 2012 Accenture All rights reserved.
 Общая тенденция к повышению
уровня автоматизации
 Появление новых технологий во
всех сферах энергетики (генерация,
передача и распределение, учет)
 Появление дополнительных
коммерческих возможностей (e.g.
передача данных по ВЛ)
 Высокий уровень конкуренции
между производителями
Потребности потребителей
Изменения рынка
 Экономическая нестабильность
 Ужесточение условий
функционирования рынка
энергетики
 Отраслевое реформирование
 Новые конкуренты и бизнес-модели
 Продажа квот на выброс вредных
газов
Технологический прогресс
Экология
 Необходимость снижения уровня
загрязнения окружающей среды
 Необходимость увеличения
энергоэффективности и снижения
общего уровня потребления
 Возможности увеличения доли
возобновляемых источников
энергии
 Завышенные ожидания качества
услуг
 Заниженные ожидания стоимости
услуг
 Необходимость более высокой
информированности клиентов
 Взаимоотношения с потребителями
как один из факторов
конкурентоспособности
5
5
Эволюционный путь интеллектуальных технологий
УМНЫЙ
ГОРОД
• Интеллектуальные бытовые
приборы
• Распределенная генерация
• Электромобили
УМНАЯ
СЕТЬ
• Возобновляемые источники
энергии
• Автоматизированные
системы работы с
потребителями
• Частичная автоматизация
сети с функционалом
самовосстановления
• Автоматически
управляемая и
самовосстанавливаю
щаяся сеть
• Удаленное управление и
контроль сети
• Автоматическое
снятие показаний
• Активное использование аналитик
для оптимизации движения
электроэнергии
• Двусторонняя коммуникация с
потребителями
УМНЫЙ
УЧЕТ
• Удаленное управление приборами
• Интервальная/многотарифная тарификация
• Автоматизация операционной деятельности
(OMS/DMS)
2009 - 2013
Copyright © 2012 Accenture All rights reserved.
• Автоматизированная удаленная
диспетчеризация работ
• Управление активами
по состоянию
• Многоканальная
доступность
информации в
режиме реального
времени
• Полномасштабный
функционал
мониторинга и
дистанционного
управления
• GIS
2010 - 2017
2015 - 2020
6
В большинстве стран внедрение интеллектуальных
технологий закрепляется государственными программами
США
Евросоюз
Снижение вредных выбросов в атмосферу
на 20% к 2020 г.
Снижение объема энергопотребления на
20% к 2020г.
Повышение доли ВИЭ в генерации до 20% к
2020 г.
Федеральное финансирование 50%
стоимости пилотных проектов








Общие инвестиции в объеме $52 млрд. на
экологически чистую энергию, $11 млрд. на
создание умных сетей (грантовый принцип).
Удвоение доли ВИЭ в генерации за 3 года
Внедрение 40 млн. умных счетчиков
Ужесточение требований к производителям
энергопотребляющих технологий
Государственные приоритеты и цели
Россия
Китай



Снижение энергоемкости на 20% к 2010 г. (по
отношению к уровню 2005).
Федеральный план по замене элементов
энергосистемы, не соответствующих
требованиям энергоэффективности (около
8% мощности к 2010 г.)
Программы повышения доли ВИЭ в
генерации и механизмы стимулирования
производства
Copyright © 2012 Accenture All rights reserved.



Снижение уровня энергопотребления в
стране на 40% к 2020 г.
Оснащение всех бытовых потребителей
современными приборами учета к 2012 г.
Федеральные программы проектов по
энергоэффективности и по развитию
коммерческого учета электроэнергии на
основе технологий интеллектуального учета
до 2020 года
7
Факторы, препятствующие развитию интеллектуальных
технологий в энергетике
 Политика и регламенты. Несмотря на актуальность темы внедрения интеллектуальных технологий, осуществление
практических шагов в этом направлении затрудняется существующими нормативно-правовые барьерами, которые не могут создать
достаточную мотивацию для привлечения инвестиций из частного сектора.
 Бизнес-кейс. В тех ситуациях, когда директивные органы и руководство энергетических компаний понимают важность
интеллектуальных технологий, они нередко оказываются не в состоянии разработать бизнес-кейс для обоснования необходимого
объема инвестиций в данное направление.
 Зрелость технологий и проектные риски. Интеллектуальные технологии представляют новый сегмент, который в
силу ограниченного распространения вызывает недоверие со стороны отдельных участников процесса (в том числе, регулирующих
органов) и влечет определенные риски (пр., отсутствие согласованных стандартов)
 Неосведомленность. Потребители и директивные органы зачастую плохо понимают, каким образом энергия доставляется
потребителям, и какую роль интеллектуальные технологии могут играть в сокращении выбросов углерода и обеспечении более
экологичного будущего.
 Наличие доступного капитала. Энергетические компании обычно не испытывают сложности с выходом на рынки
капитала. Тем не менее, при наличии серьезных рисков, связанных с реализацией проектов, а также нестабильностью
экономической ситуации, относительная стоимость капитала может быть выше, чем обычно.
 Навыки и знания. В долгосрочной перспективе, могут возникнуть проблемы, связанные с недостатком навыков, необходимых
для проектирования, строительства и внедрения интеллектуальных технологий. По мере того, как опытные инженеры-энергетики
приближаются к пенсионному возрасту, компаниям необходимо будет расширить сферу компетенции своего инженернотехнического персонала на силовую электронику, средства связи, а также управление и добычу данных.
 Кибербезопасность и конфиденциальность данных. Цифровые системы связи, большая детализация и
частота поступления информации о структуре потребления создают проблемы, связанные с нарушением кибербезопасности и
злоупотреблением личными данными.
Copyright © 2012 Accenture All rights reserved.
8
Интеллектуальный учет как первый шаг к
интеллектуальным технологиям
Потребление
Оборудование на
территории
потребителей
Приборы учета и инфраструктура
коммуникаций
Системы обработки
данных
Биллинг
Demand
Response
Mgmt
System
Outage
Mgmt
System
GIS;
Field
Order
Mgmt
System
Demand
Customer
Response
Interface
CIS
Mgmt
Billing
Outage
Determinants
Mgmt
Generation
Meter Data
Repository
Distribution
Revenue
Planning &
Protection
Operation
Load
Install.
Forecast
&
&
Maint.
Settlement
Asset Mgmt
& Install. Planning;
Field Order Mgmt
Systems
Оборудование
потребителя
Визуализация
информации
Внутренняя сеть
(HAN)
Интеграция с
приборами
установленными
у потребителя
Дистанционный контроль
и обновление
ПО со
стороны
энергокомпании
Передача
данных от
приборов в
квартире к
прибору учета
Каналы
связи
Прибор
учета
Локальная
сеть (LAN)
Концентратор
Учет, сбор,
передача и
хранение
данных
потребления
пользователя
Передача
данных между
прибором учета
и
концентратором
Получение,
хранение и
передача
сообщений от
приборов учета и
обратно
PLC,
беспроводная
Copyright © 2012 Accenture All rights reserved.
PLC,
фиксированная
связь, GSM,
беспроводная
связь
Load
Forecasting
& Settlement
System
Общая сеть Централь- Система
ный узел управления
(WAN)
передачи данными
данных учета
(MDMS)
(HES)
Передача
данных от
концентратора в
центральный
узел данных
энергокомпании
Интерфейс
между AMI и
системами
бэк-офиса
Центральное
хранилище
данных
Взаимодействие
с системой
MDMS,
использование
данных
приборов учета
для выставления
счетов
GSM,
фиксированная
связь,
беспроводная
связь
9
Интеллектуальный учет выгоден всем участникам рынка
электроэнергии
Сети
Сбыт
Снижение операционных затрат
 Удаленный съем показаний
 Удаленное управление приборами
 Удаленное управление контрактами
 Упрощенная диагностика
 Закупки и логистика
Защита доходов
 Определение неплательщиков
 Снижение объемов кражи электроэнергии
 Снижение потерь и их точная оценка
 Снижение объемов штрафных санкций
Внутренняя оптимизация
Сетевая оптимизация
 Точная локализация проблем
 Механизмы управления нагрузкой
Эффективность энергосистемы
 Сглаживание пиков (для генераторов)
 Улучшенное прогнозирование нагрузки
 Управление нагрузкой
 Инновации
Энергосистема
 Упрощение работы с данными энергопотребления
 Меньший объем контактов с потребителями
 Меньше спорных вопросов по потреблению
 Улучшение движения денежных потоков
Улучшение качества обслуживания
 Тарифное разнообразие (сегментация потребителей)
 Удаленное управление контрактами
 Биллинг на основе реального потребления
 Ускоренное реагирование на инциденты
Окружающая среда
Рациональное энергопотребление
 Снижение уровня загрязнения
 Более рациональное
использование ресурсов
 Прозрачность и доступность информации о потреблении
 Изменение культуры энергопотребления
Потребитель
Copyright © 2012 Accenture All rights reserved.
10
Интеллектуальный учет в РФ: существенное отставание
от развитых стран
Интеллектуальный
учет
 Ручной сбор
данных со
счетчиков и ручной
процесс их
фиксации
 Позволяет
внедрить систему
биллинга и сбора
платежей
Электронный
сбор данных
(EMR)
 Использование
наладонных
компьютеров
для фиксации и
хранения
данных
 Сокращает
затраты на
обслуживание
Дистанционный
сбор данных
(OMR)
 Использование
наладонных
компьютеров для
получения по
радиоволнам
данных со
специально
оборудованных
счетчиков
 Сокращает
затраты на
обслуживание и
повышает
точность данных
Автоматизированный сбор данных
(AMR)
 Автоматический
сбор данных с
приборов учета и
направление их в
центральную БД
для формирования
счетов за
электричество
 Сокращает
затраты на
обслуживание и
повышает
точность данных
Передовая
инфраструктура
учета (AMI)
 Автоматический сбор и
анализ данных о
потреблении энергии,
управление приборами
учета в удаленном режиме
 Инфраструктурная связь
между приборами учета и
бизнес-системами
позволяет также направлять
информацию потребителям
и поставщикам энергии
Умная
сеть
Умный дом:
 Данные с
приборов учета
позволяют
анализировать и
контролировать
потребление
Умная сеть:
 Более точное
управление
загрузкой сети
Пример
Основные характеристики
Ручной сбор
данных со
счетчиков
Умный
дом
Copyright © 2012 Accenture All rights reserved.
11
Проекты по интеллектуальному учету в международной
практике
35М ПУ, Франция
Система: готовая
Начало: 2007
Статус: пилотное внедрение
Конец: 2010 (пилот – 300К ПУ; 7К
концентраторов)
Тиражирование с 2012 (5,5 лет)
Технологии: GPRS (центр-концентратор),
PLC (концентратор-ПУ)
ПУ: Actaris, L&G, Iskraemeco
LVC: Landys & Gyr, Acataris
850К ПУ, Швеция, Финляндия
Система: готовая
Начало: 2002
Статус: тиражирование завершено
Конец: 2008 (850К ПУ)
Тиражирование начато в 2004 (4 года)
Технологии: GPRS/GSM (центрконцентратор), PLC/RADIO (концентраторПУ)
ПУ: Telvent, Actaris, Iskraemeco
32М ПУ, Италия
Система: индивидуальная
Начало: 1999
Статус: тиражирование завершено
Конец: 2006 (31М ПУ)
Тиражирование начато в 2002 (4 года)
Технологии: GSM (центр-концентратор)
PLC (концентратор-ПУ)
ПУ: Enel
LVC: Echelon & Kaifa
1,5М ПУ, Италия (Рим)
Система: индивидуальная
Начало: 2005
Статус: тиражирование
Конец: 2010 (1,5М ПУ)
Тиражирование начато в 2005 (5 лет)
Технологии: GPRS (центр-концентратор),
PLC (концентратор-ПУ)
ПУ: Landys & Gyr
LVC: Landys & Gyr
5М ПУ, Нидерланды
Система: готовая
Начало: 2003
Статус: планирование тиража
Конец: 2018 (5М ПУ)
Тиражирование с 2013 (2 года)
Технологии: GPRS (центр-концентратор),
PLC (концентратор-ПУ)
ПУ: Itron, Iskraemeco
LVC: Itron
13М ПУ, Испания
Система: готовая (ENEL AMM)
Начало: 2008
Статус: пилот
Конец: 2010 (пилот – 25K ПУ)
Тиражирование с 2010 (4 года)
Технологии: GPRS (центр-концентратор),
PLC (концентратор-ПУ)
ПУ: Enel, адаптированные под ТУ Endesa
LVC: Kaifa, Echelon
Россия:
 Пилотный проект Smart Metering в г. Пермь (в рамках проекта «Считай, экономь и плати», 50 тыс. точек учета)
 Локальные проекты в Королеве, Белгороде и т.д.
 Демонстрационная зона интеллектуальной сети на о. Русский, г. Сортавала
Copyright © 2012 Accenture All rights reserved.
12
Перспективы телекома в электроэнергетике
 Налицо ярко выраженный тренд конвергенции традиционных
телекоммуникационных услуг и электросетевой деятельности
 Около 10% инвестиций в умные сети – это инвестиции в инфраструктуру
передачи данных
 Емкость мирового рынка: более 2 млрд. долл. сейчас и около 5 млрд.
долл. к 2016 г.
Прогноз мировых инвестиций в умные сети
Copyright © 2012 Accenture All rights reserved.
Потенциальный объем рынка умных сетей
для телекоммуникационных компаний
13
Контактная информация
Семен Щетинин
Старший менеджер энергетической практики, к.э.н.
semyon.schetinin@accenture.com
(T) +7-495-755-9770
(M) +7-916-805-4341
Copyright © 2012 Accenture All rights reserved.
14