SAP, энергосбережение и упущенная прибыль сетевых компаний

Вопрос потерь электроэнергии с каждым годом становится все более актуальным. По данным Росстата, в 2014 году в России относительные потери составили 12,0% от всего объема отпущенной в сеть электроэнергии. Международной нормой считается показатель в 4-5%, потери же в 10% являются максимально приемлемыми. Ситуацию с 12%, учитывая масштабы нашей страны и объемы потребляемой электроэнергии, можно назвать катастрофической.

Государство уделяет этой проблеме особое внимание. С 9 октября 2016 года вступил в силу приказ Минэнерго России, направленный на совершенствование методологии проведения сравнительного анализа потерь. Предполагается, что к следующему году новая методика поможет сократить утечку электрической энергии не менее чем на 11% по сравнению с 2012 годом.

В отрасли потери привычно делят на технические, связанные с собственными нуждами подстанций, обусловленные инструментальными погрешностями, и коммерческие. Первые три вида потерь управляются относительно легко. Например, технические потери, вызванные нагрузкой в линиях или в силовых трансформаторах, возникшие в результате холостого хода оборудования или из-за климатических условий, устраняются с помощью замены оборудования, оптимизации схем и режимов, автоматизации управления. Совсем другая ситуация с коммерческими потерями. По сути, это прямые финансовые потери электросетевой компании. Процент их от общего объема переданной энергии достигает и 10%, и 15%, и 20%, что выливается в чистые убытки, измеряемые миллиардами рублей в год.

Как боролись и борются с потерями

Способов хищения электроэнергии существует великое множество, каждые полгода появляются все новые. Если 20 лет назад способы кражи электроэнергии были известны только профессионалам, то теперь желающие сэкономить или открыть свой бизнес организовывают целые онлайн-сообщества, где делятся опытом «бесплатного» доступа к энергии. На волне глобализации найти средства для осуществления хищения стало еще проще. Как можно бороться с бесконечной народной изобретательностью?

Информационные кампании – полезный инструмент, но их аудитория ограничена изначально честными потребителями. Кроме того, желание сэкономить часто избавляет людей от остатков сознательности.

Даже если завести штат аналитиков по мошенничеству и постоянно отслеживать, какие новые приспособления для кражи энергии появляются «на рынке», в какой-то момент борьба с потерями упрется в трудно отслеживаемые уловки, например сговоры потребителей с обходчиками и электромонтерами.

Проверки исправности счетчиков также эффективны не на 100%. Очень распространены случаи, когда представители компании приходят к абоненту, видят тянущийся с чердака провод (хищение электроэнергии налицо), но никаких мер предпринять не могут. Для допуска на чердак им необходим ордер на обыск, а это, как известно, возможно лишь в присутствии полиции и с разрешения суда. Ресурсы последних организаций также ограничены, из-за чего даже очевидно недобросовестных потребителей суд очень долго не могут привести в суд. К тому же организация проверок на просторах некоторых регионов, например Астраханской или Тюменской области, слишком дорога.

«Традиционные» меры борьбы с потерями, как мы видим, малоэффективны и дороги. Гораздо больше возможностей дает аналитика данных о потреблении энергии.

Цифровая энергетика и борьба с потерями

С развитием цифровой энергетики возможностей для работы над актуальными проблемами стало больше. При этом подходе энергокомпания не только ведет учет с помощью транзакционных систем, но и обрабатывает полученные массивы данных в режиме реального времени, чтобы получать ценную аналитику, делать на ее основе прогнозы, в том числе находить исходные точки для управленческих решений. Данные непрерывно накапливаются в транзакционных системах, загружаются в аналитические и обратно.

Что отличает цифровую энергетику от сегодняшней? Что будет свидетельствовать о том, что цифровая трансформация отрасли произошла? На поверхности – появилось максимум сервисов для клиентов, обслуживание потребителей стало возможным в соцсетях и через мобильные приложения. Это не дань моде, а результат снижения затрат на обслуживание. Если углубиться, то мы обнаружим, что после полной оцифровки энергорынка компании нашли новые бизнес-модели, освоили экологичные и дешевые источники энергии, научились монетизировать их, нашли способы выхода на международный рынок.

Энергоэффективность – также часть концепции цифровой энергетики. В частности, коммерческие потери в сетях не превышают 4%, в том числе благодаря тому, что у всех потребителей энергии установлены интеллектуальные приборы учета, с которых автоматически собираются данные для аналитики о потерях. С учетом того, что «умные» счетчики постепенно появляются в наших домах, то по крайней мере в этой части мы не так уж далеки от цифровой энергетики. Почему именно счетчики?

Если приборы учета показывают, что где-то энергии потребляется меньше, чем было опущено, то энергия не исчезла, а, очевидно, была украдена. Одновременно счетчики помогают точно определить, где находится потребитель, из-за которого энергия была потеряна. Однако, чтобы решить обе обозначенные задачи, данные со счетчиков должны пройти длинный маршрут анализа.

Во-первых, данные с приборов учета должны быть проанализированы статистическим или техническим методом. При первом подходе подозрительное потребление можно определить в том случае, если в квартире или в здании потребляется энергии намного меньше, чем на среднестатистическом объекте. Что считать среднестатистическим показателем – также предмет аналитики. Если обнаружено отклонение от нормы, но объяснения этому нет, энергокомпания получает повод для проверки. При техническом методе «нетипичных» потребителей можно найти в случае расхождения баланса.

Во-вторых, после выбора методики энергокомпании нужно справиться с большим объемом данных, собранных со счетчиков. Рассмотрим простой пример для одного участка сети. С каждого потребителя компании необходимо постоянно собирать данные по пяти параметрам, в том числе напряжение и ток. Даже если показания будут поступать раз в 15 минут, за сутки они составят 480 показателей, и это лишь с одного прибора учета. В частном секторе один фидер питает от 200 до 500 трансформаторов с 10-20 абонентами каждый, т.е. отвечает за 2 000 - 5 000 абонентов. Даже для 2 000 пользователей необходимо снимать 960 000 показателей в сутки как минимум в течение 30 дней. Объем поступающих данных получается колоссальным — около 28,8 миллионов показателей, которые нужно проанализировать только по одному питающему фидеру, чтобы найти места потерь. Опыт обработки данных в таком объеме уже есть у одной из региональных электроэнергетических компаний. В ней создана система на платформе SAP HANA, обрабатывающая такой объем информации в режиме реального времени.

В начале проекта компания детализировала задачу борьбы с потерями следующим образом:

• расчет небаланса и определение фактических потерь электроэнергии по сегментам сети (до уровня 0,4 кВ);
• определение «подозрительных» потребителей и борьба с хищениями энергии.

Дополнительно разрабатывались сценарии:

• определение «свободной» мощности» на подстанции (ПС) (сравнение мощности по договору и фактической мощности);
• учет пиков нагрузки и прогноза нагрузки на ПС при планировании развития сети;
• анализ трендов потребления и подготовка предложений по перспективному развитию сети.

Данные для анализа потерь загружаются из автоматизированной информационно-измерительной системы коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ). Учитываются данные коммерческого и технического учета, АСКУЭ бытовых потребителей. Данные со счетчиков собирают с разными интервалами: 30 минут, час, сутки, месяц. Постепенно компания накапливает массив данных с большой исторической глубиной. Все данные привязаны к населенным пунктам и трансформаторным подстанциям, то есть к топологии сети. Профили потребления приборов учета загружаются в учетную систему через внутренние веб-сервисы.

Общая архитектура системы, предназначенной для борьбы с потерями

Таким образом, созданное решение позволяет анализировать информацию о потреблении электроэнергии в реальном времени, определять время и места возникновение дисбаланса, рассчитывать коммерческие потери, локализовывать точки их возникновения с визуализацией в привязке к карте. Функции аналитики позволяют создавать типовые профили потребления для групп пользователей и выявлять подозрительных потребителей, а также предотвращать мошеннические схемы с участием сотрудников сетевой организации. Локализовав места потерь, можно менять инвестиционную программу по замене приборов учета, устанавливать их в наиболее проблемных населенных пунктах.

Интерфейс анализа небаланса и выделения критичных объектов

Пример визуализации присоединений и трансформаторных подстанций с привязкой к карте

После проекта мероприятия по устранению недоучета позволили сократить небаланс в отдельных населенных пунктах с 40% до 3%. Компании легче проанализировать пики нагрузки и спрогнозировать нагрузку на ПС при планировании развития сети. Анализ банков мощности также поможет оптимизировать затраты на развития энергосистемы. В целом, борьба с коммерческими потерями – это большой шаг к энергоэффективности.

Мост к цифровой энергетике

Пока не все энергосетевые компании обладают нужным числом приборов интеллектуального учета, которые служат источником данных для аналитических решений по борьбе с потерями. Однако у всех есть программы их развертывания. Более того, новые устройства, внедряемые на новых объектах недвижимости, по умолчанию оснащены возможностями удаленного считывания, а ежегодно около 10% старых приборов заменяются на новые.

Технологический прогресс позволяет говорить о том, что уже через каких-то пять лет инфраструктура таких интеллектуальных счетчиков будет сформирована. Эти инвестиции позволят сетевому комплексу бороться с потерями с помощью современных решений.