Силовой остров

28.08.2025 Политех

Учёные Политехнического университета разработали инновационный гибридный алгоритм для улучшения работы энергетического оборудования. Новая система сочетает технологии цифровых двойников с динамичной самопараметризацией и ИИ. Это позволяет предсказывать изменения в работе сложного энергооборудования, предотвращать аварийные ситуации, а также увеличивать маржинальный доход генерирующего предприятия.

Надёжный мониторинг и прогнозирование состояния сложного энергооборудования — одна из ключевых задач для российской энергетики. Это напрямую связано с обеспечением национальной энергобезопасности и соответствует целям Энергетической стратегии РФ до 2050 года, которая предусматривает внедрение цифровых двойников и систем предиктивной аналитики на основе ИИ. Несмотря на широкое развитие мировых исследований в этой области, зарубежные решения слабо охватывают специфику российских теплоэлектростанций, которые отличаются разноплановостью состава оборудования, сложностью и разнообразием режимов комбинированного производства тепловой и электрической энергии и др.

Сейчас российские системы предиктивной аналитики основываются преимущественно на анализе трендов изменения ключевых параметров и используют классические нейронные модели, построенные по статистической информации приборов автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП). Повсеместное внедрение этого подхода в отечественном энергосекторе ограничено целым рядом причин. Это малая степень автоматизации энергооборудования приборами АСУ ТП, недостоверность части сигналов и внедрение нового отечественного энергетического оборудования, по которым ещё не собран пул необходимой статистической информации о работе в различных режимах.

Разработка научного коллектива СПбПУ в области предиктивной аналитики предназначена для прогнозирования деградации и дефектов энергетического оборудования. На первом этапе создаётся цифровая модель станции, в специализированное ПО загружаются данные о работе теплоэлектростанции со штатных приборов. Затем в режиме реального времени поступает информация от штатных приборов АСУ ТП. После проверки на адекватность модель выдаёт рекомендации об оптимальном ведении режима.

С помощью методов машинного обучения наша разработка автоматически учитывает изменение физических характеристик ключевых узлов оборудования, происходящих, например, по причине естественного износа. Модель самопараметризуется и может восполнять пробелы в полученных данных, например, о тех узлах станции, где невозможно установить датчик мониторинга, и устранять неточности существующих измерений. Получив достоверную цифровую копию сложнейшего энергетического оборудования, мы можем проводить глубокий анализ работы станции и прогнозировать появление дефектов в будущем, а также изучать данные о комплексном влиянии множества факторов на технические процессы. До настоящего времени получить такую информацию ни теоретическим, ни практическим способом было невозможно, — отметила руководитель проекта, доцент Высшей школы атомной и тепловой энергетики СПбПУ Ирина Аникина.

Данная задача особенно актуальна для новых отечественных газотурбинных установок, по которым ещё не собран большой массив статистической информации. Пилотный прототип системы апробирован на некоторых станциях Северо-Западного региона. Учёные считают, что в итоге получится увеличить маржинальный доход ТЭЦ на 7–8% за счёт выбора оптимальных режимов работы с учётом фактического состояния оборудования.

Кроме этого, новые гибридные алгоритмы снизят число незапланированных ремонтов из-за нештатного поведения оборудования и оптимизируют график ремонта. Это важно, так как убытки при авариях могут варьироваться от нескольких миллионов до миллиардов в зависимости от мощности, стоимости генерирующего оборудования и сложности проведения ремонта, особенностей сбытовой деятельности ТЭЦ и т.д.

В планах коллектива — дальнейшее развитие системы, её адаптация для других типов генерирующего оборудования и масштабирование на другие предприятия энергоотрасли.

Научная работа ведётся при поддержке Программы развития СПбПУ на 2025–2036 годы в рамках реализации программы «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодёжь и дети»).

28.08.2025 ОДК

Объединенная двигателестроительная корпорация Госкорпорации Ростех применяет в авиационных двигателях ПД-14, ПД-8 и ПД-35 детали, «выращенные» с помощью 3D-печати. Деталь, изготовленная аддитивным способом для серийного двигателя ПД-14, стала первой в России, прошедшей сертификацию.

ОДК одной из первых в стране начала осваивать и внедрять аддитивные технологии при создании авиационных двигателей. Высокий уровень компетенций и опыт работы по 3D-печати сегодня имеют специалисты ОДК-Авиадвигатель. В конструкторском бюро ОДК-Авиадвигатель аддитивные технологии применяют с 2003 года.

«В пермском конструкторском бюро ОДК успешно решены несколько задач: внедрена технология 3D-печати, внедрены и паспортизированы новые отечественные сплавы, полностью отвечающие требованиям авиационного двигателестроения. Более того, сертифицирована первая в России деталь горячей части авиационного двигателя, изготовленная аддитивным методом – завихритель камеры сгорания двигателя ПД-14. Эти детали применяются в серийных ПД-14, которые сегодня обеспечивают сертификационные испытания самолета МС-21-310», – отметил заместитель главного инженера ОДК-Авиадвигатель по аддитивным технологиям Александр Аксенов.

Полученный опыт специалисты ОДК масштабируют и применяют в других разработках. В ОДК-Авиадвигатель спроектировано и изготовлено более 2300 деталей для двигателя-демонстратора технологий ПД-35. В частности, сектор направляющего аппарата компрессора высокого давления, детали приводов, сектор и рабочие лопатки турбины низкого давления. На предприятии ОДК-Сатурн аддитивным способом производят детали для новейшего авиационного двигателя ПД-8 и первой отечественной турбины большой мощности ГТД-110М.

В ОДК также действует Центр аддитивных технологий (ЦАТ), который специализируется на развитии 3D-печати. ЦАТ решает задачи по опытному и серийному изготовлению заготовок деталей газотурбинных двигателей ОДК.

На XII Международном форуме технологического развития «Технопром» ОДК продемонстрировала детали, изготовленные в ЦАТ: сектор соплового аппарата, жаровую трубу и образец детали с топологически оптимизированной геометрией. Также на стенде представлены разработки для энергетики – рабочее колесо, корпус горелки и завихрители.

«В Центре аддитивных технологий ОДК освоены все основные методы 3D-печати. Сейчас дальнейшее развитие аддитивных технологий тесно связано с разработкой отечественных стандартов для материалов и сертификации «выращенных» деталей. Решение этих вопросов обеспечит более широкое применение аддитивных технологий при серийном производстве авиадвигателей», — отметил генеральный директор АО «ЦАТ» ОДК Алексей Мазалов.

На ведущих предприятиях ОДК используется современное высокотехнологичное оборудование для 3D-печати, которое позволяет за короткое время создавать элементы сложной формы. Для их изготовления наиболее часто используется метод селективного лазерного сплавления. Также сейчас активно развиваются гибридные методы, то есть сочетание традиционных технологий и аддитивных, позволяющие снижать себестоимость на 30-50%.

Для изготовления деталей аддитивным способом применяются современные отечественные материалы. Они созданы совместно с научными институтами и организациями. В исходном виде материалы представляют собой металлопорошковую композицию, каждая частица которой является сложным сплавом. Это корозионностойкие стали, жаропрочные никелевые и кобальтовые сплавы, а также алюминиевые и титановые. 

XII Международный форум технологического развития «Технопром» проходит в Новосибирске с 27 по 29 августа 2025 г. Это крупнейшее технологическое мероприятие в России, основная тема которого в этом году – «Наука, кадры, индустрия: ключевые составляющие технологического лидерства».

28.08.2025 Системный оператор

На пресс-конференции в информационном агентстве ТАСС «Перспективы развития возобновляемой энергетики на Дальнем Востоке» эксперты обсудили результаты дополнительного конкурсного отбора инвестиционных проектов строительства ВИЭ-генерации и перспективы интеграции в ОЭС Востока.

В мероприятии приняли участие заместитель Министра энергетики РФ Петр Конюшенко, член Правления   АО «Системный оператор ЕЭС» Андрей Катаев, председатель правления Ассоциации «НП Совет рынка» Максим Быстров, директор Ассоциация развития возобновляемой энергетики Алексей Жихарев и руководители энергокомпаний.

Как подчеркнул Петр Конюшенко, рост энергопотребления на Дальнем Востоке выше, чем в среднем по стране, и устойчивый рост прогнозируется как на краткосрочной, так и на долгосрочной перспективе. Одной из мер по удовлетворению растущего спроса на электроэнергию является развитие возобновляемой энергетики. Замглавы Минэнерго России отметил, что по итогам дополнительного отбора проектов ВИЭ на Дальнем Востоке должны быть введены в работу более полутора гигаватт мощностей солнечной и ветряной генерации.

Андрей Катаев отметил, что в условиях интенсивного роста электропотребления на Дальнем Востоке требуется комплексное развитие всех видов генерации.

«Мы ожидаем, что первые киловатты вновь отобранных солнечных электростанций дальневосточные потребители получат уже осенью 2026 года. Ввод объектов ВИЭ-генерации по результатам конкурсного отбора мы рассматриваем только как один из элементов комплексного решения по покрытию растущего электропотребления  в ОЭС Востока, который только совместно с вводом объектов традиционной генерации, таких как ТЭС и АЭС, позволит решить задачу покрытия прогнозируемого роста потребления электроэнергии и мощности на Дальнем Востоке», – отметил Андрей Катаев.

На сегодняшний день  уже заявлено о планируемом размещении солнечных электростанций суммарной мощностью 1440 МВт, в том числе 1040 МВт по результатам дополнительного отбора ВИЭ на Дальнем Востоке,  64 МВт  по результатам регулярного основного отбора ДПМ ВИЭ, проведенного в этом году в отношении территорий ценовых зон оптового рынка, и 332  МВт в результате  изменения локации по ранее проведенным отборам ДПМ ВИЭ.

Председатель правления Ассоциации «НП Совет рынка» Максим Быстров назвал результаты дополнительного отбора проектов ВИЭ на Дальнем Востоке первым шагом к технологически нейтральным отборам, в котором будут конкурировать разные виды генерации. А по словам директора АРВЭ Алексея Жихарева, проведенный отбор показал, что уже сегодня решения на основе возобновляемых источников энергии стали реально востребованным механизмом, позволяющим оперативно решать задачи покрытия растущего электропотребления.