Безпека в енергетиці: як новітні технології зменшують ризики аварій

Енергетика є основою функціонування економіки та будь-якої сфери діяльності в цілому. Проте аварії в цій галузі можуть мати катастрофічні наслідки для навколишнього середовища, економіки та здоров’я людей. Саме тому безпека в енергетиці є одним із пріоритетів для усього світу. Завдяки впровадженню новітніх технологій, ризики аварій стають значно меншими.

Виклики в безпеці енергосистем

Сучасна енергетика переживає трансформацію під впливом інновацій, глобальних викликів і кліматичних змін. Розгляньмо сучасні тренди, які змінюють підхід до безпеки у цій галузі та визначають розвиток енергетичного сектору у світі та в Україні.

Цифрові системи моніторингу та прогнозування

Сучасні енергетичні підприємства активно використовують технології Інтернету речей (IoT) та штучного інтелекту (AI) для моніторингу обладнання. Спеціальні датчики збирають дані про стан технологічного обладнання, генераторів, трансформаторів і ліній електропередач підприємств у реальному часі для:

• виявлення несправностей на ранніх етапах їх розвитку;
• аналізу ризиків за допомогою алгоритмів прогнозування;
• проведення ремонтних робіт, які попереджують аварії та зменшують їх ймовірність.

Наприклад, інтелектуальні системи моніторингу можуть виявити та прогнозувати результати перевантажень мережі або незапланованих пошкоджень обладнання, запобігаючи його виходу з ладу.

Автоматизація енергосистем

Широке розповсюдження та використання автоматизованих систем керування дозволяють оперативно реагувати на будь-які зміни в енергомережі та на об’єктах енергетичної інфраструктури. У разі виникнення аварії автоматика може:

• мінімізувати вплив пошкодженого обладнання або ізолювати пошкоджену ділянку мережі;
• перенаправити потоки енергії, щоб уникнути відключення споживачів;
• швидко відновити постачання електроенергії споживачам.

Це зменшує вплив людського фактору на розвиток аварії і підвищує енергоефективність.

Використання дронів для обстеження об’єктів

Дрони стали незамінними помічниками для обстеження високовольтних ліній електропередач, об’єктів альтернативних джерел енергії (вітрових і сонячних станцій) тощо. Вони дозволяють:

• швидко оцінювати стан обладнання навіть у важкодоступних місцях;
• проводити регулярні перевірки без необхідності вимикати обладнання;
• зменшувати ризики для працівників, яким треба було б працювати у небезпечних умовах.

Кібербезпека енергосистем

У цифрову епоху зростають ризики кібератак на системи керування електричними мережами. Вимоги із кібербезпеки вже зафіксовано і на рівні законодавства. Щоб запобігти кібератакам, впроваджуються:

• багаторівневі системи захисту внутрішніх цифрових мереж та даних;
• шифрування даних, яки передаються по загальним цифровим мережам;
• використання сучасних технологій кіберзахисту;
• регулярне тестування на стійкість до кібератак.

Це особливо важливо для розподілених енергосистем і “розумних” мереж (smart grids).

Інновації в матеріалах і конструкціях

Сучасні матеріали, стійкі до екстремальних температур і механічних навантажень, знижують ризики пошкоджень обладнання. Наприклад:

• високовольтні кабелі з покращеною ізоляцією знижують ризик короткого замикання;
• нові сплави забезпечують довговічність компонентів енергетичних установок.

Навчання персоналу з використанням VR та AR

Можливості віртуальної (VR) та доповненої реальності (AR) також використовуються як навчальні технології в енергетиці, що дозволяють створювати реалістичні сценарії аварій для тренування персоналу. Це допомагає:

• швидше реагувати на надзвичайні ситуації, що сприяє підвищенню кваліфікованості персоналу;
• навчати працівників у безпечних умовах, імітуючи реальні загрози.

Інновації, що зменшують ризики аварій

Новітні технології докорінно змінюють підхід до безпеки в енергетиці. Завдяки цифровізації, автоматизації та використанню інноваційних матеріалів, енергетичні компанії можуть значно зменшити ризики аварій, захищаючи не лише інфраструктуру, а й довкілля та людей.

Інвестиції у безпеку є запорукою стабільного майбутнього енергетичного сектору.

Кібербезпека в енергетиці

Кібератаки на енергетичні об’єкти стають, на жаль, досить звичним явищем. Це пряма загроза, що ставить під сумнів енергонезалежність країни. Україна неодноразово ставала жертвою масштабних кібератак, спрямованих на виведення з ладу енергетичної інфраструктури.

Причинами недостатнього рівню кіберзахисту є використання застарілого обладнання, програмного забезпечення і ПК, незахищені корпоративні мережі, а також відсутність системи моніторингу ІТ-безпеки. Інтеграція нових цифрових систем у старі мережі ускладнює їх безпечне функціонування.

Проєкти для АЕС: модернізація 5-ого та 6-ого енергоблоків АЕС “Козлодуй”

Для України проєкти зі встановлення обладнання для ТЕС та АЕС є ключовими для інтеграції в європейський і світовий простір.

Реконструкція двох блоків АЕС “Козлодуй” (Болгарія) триває вже кілька років – із 2023 року. Наприкінці 2024 року запущено енергоблок №6, система управління та захисту якого була модернізована за допомогою програмно-технічних комплексів (ПТК) розробки radiy. Нове обладнання було встановлено на заміну застарілого устаткування російського виробництва. На системи виробництва radiy покладаються функції:

– аварійного та попереджувального захисту реактора;

– автоматичного регулювання потужності реактора;

– розвантаження та обмеження теплової потужності енергоблоку у аварійних ситуаціях, що пов’язані з незапланованим відключенням технологічного обладнання.

Це ознаменувало завершення першого етапу українсько-болгарського проєкту.

Що змінилося після впровадження ПТК виробництв radiy на АЕС “Козлодуй”?

Підвищення безпеки експлуатації енергоблоків

Реконструкція болгарської атомної електростанції мала на меті підвищення рівня безпеки експлуатації енергоблоків. А отже, модернізація сприяла:

• Поліпшенню алгоритмів роботи регулятора потужності шляхом його більш точній адаптації до рівнянь кінетики реактора.
• Підвищенню точності розрахунків теплової потужності реакторної установки (РУ) та рівнів її обмеження при різному відключенні основного технологічного обладнання.
• Покращенню роботи системи керування перевантажувальною машиною та полярним краном за сигналами сейсмодатчиків, що стала адаптованою до ремонтних процедур датчиків.
• Зниженню ризику помилкового спрацьовування захисту завдяки мажоритарному принципу “2оо3” обробки даних на всіх рівнях, включаючи вихідні формувачі.
• Зниженню ймовірності поширення несправностей технічних засобів завдяки широкому впровадженню гальванічного поділу сигналів усередині шаф та шасі при передачі, обробці та формуванні вихідних команд.

Підвищення надійності експлуатації

• Зниження загальної кількості модулів/блоків системи завдяки використанню технології FPGA.
• Зниження загальної кількості кабелів, що обслуговуються завдяки переходу на оптичні канали зв’язку.
• Підвищена кіберстійкість через те, що цифрові мережі системи побудовані таким чином, що виключають будь-які втручання в роботу обладнання класу 2(А).
• Розвинена мережа самодіагностики покриває понад 95% можливих несправностей.
• Архівування на власних дубльованих серверах технологічної та діагностичної інформації з дискретністю 5 мс для аналізу можливих аварійних ситуацій.

Покращення роботи обслуговуючого та експлуатуючого персоналу

• Використання принципу “гарячої заміни” модулів та блоків ПТК, який дозволяє заміну блоків/модулів без зняття напруги.
• Застосування спеціальної механічної системи кодування модулів, що виключає їх помилкове встановлення не на штатні місця.
• Можливість оперативного налаштування уставок захисту з використанням спеціальної інженерної станції, канали зв’язку якої захищені від кібератак будь-якого виду.
• Можливість надання будь-якого виду діагностичної та технологічної інформації, пов’язаної з одержуваними, оброблюваними та внутрішніми сигналами.
• Скорочення часу на пошук та усунення несправностей за рахунок розвиненої системи діагностики.
• Система самодіагностики відображає стан кожного модуля (healthy) і може точно вказувати (аж до індикації) на вузол в блоці, що вийшов з ладу.
• Розробка та впровадження системи автоматизованої перевірки роботи алгоритмів, яка суттєво знижує час виконання таких перевірок, формалізує їх виконання та роздруковує протоколи перевірки.
• Оперативне надання оператору БЩУ технологічної інформації щодо параметрів РУ на оперативному дисплеї.
• Можливість моделювання протікання технологічних процесів, пов’язаних із регулюванням та обмеженням потужності на вбудованій моделі РУ.

Безцінний досвід radiy

Досвід участі в міжнародних проєктах є важливим елементом розвитку будь-якої компанії на сучасному ринку. Він відкриває доступ до нових технологій, знань і фінансів, підвищуючи конкурентоспроможність і авторитет radiy та України на глобальній арені.