Короткое замыкание в распределительной сети и гидравлический удар в нефтепроводе теперь можно проиграть на одной модели — в реальном времени и без риска для оборудования. Ученые из НИУ «МЭИ» и РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина совместно с «Транснефтьэлектросервисом» впервые в России разработали комплекс цифровых двойников для нефтеперекачивающих станций. Решение позволяет одновременно моделировать электрические и технологические процессы на одном объекте, что открывает новые возможности для диагностики и предотвращения аварий.
Как ко-симуляция связывает электрику и гидравлику
Ключевой эффект достигается за счет ко-симуляции — одновременного запуска двух моделей с передачей данных между ними через цифровой протокол. Такой подход показывает, как короткое замыкание в распределительной сети сказывается на работе насосов и давлении в нефтепроводе, а гидравлический удар — на электродвигателях.
Разработка объединяет цифровой двойник системы электроснабжения станции и цифровой двойник технологического процесса перекачки нефти и нефтепродуктов. Первая модель в реальном времени воспроизводит работу электроэнергетических систем и сетей электроснабжения промышленных предприятий как в нормальных, так и в аварийных режимах.
Почему раньше электрику и перекачку считали порознь
До сих пор подобные системы моделировали либо электрическую, либо технологическую часть по отдельности. Новый комплекс позволяет видеть полную картину взаимного влияния двух сред на одном объекте, что критично для нефтеперекачивающих станций, где сбои в энергоснабжении мгновенно отражаются на транспортировке сырья.
Впервые в России удалось объединить цифровые двойники электроснабжения и перекачки нефти в единый комплекс с ко-симуляцией в реальном времени.
Практическая ценность таких моделей — в возможности проигрывать аварийные сценарии без риска для реального оборудования. Это позволяет заранее выявлять уязвимые места в системе и отрабатывать действия персонала при нештатных ситуациях.
Где цифровые двойники уже применяют в нефтегазе
Цифровые двойники промышленных объектов — одно из ключевых направлений в мировой энергетике последних лет. Крупные нефтегазовые компании уже используют такие модели для оптимизации добычи и транспортировки, однако совмещение электрических и гидравлических процессов в одном комплексе остается редкой задачей.
Для российской инфраструктуры это особенно актуально: нефтеперекачивающие станции работают с высокими нагрузками, а любые простои в транспортировке нефти ведут к прямым финансовым потерям. Разработка выполнена при участии «Транснефтьэлектросервиса» — структуры, обслуживающей энергетическое оборудование трубопроводной системы.
Комплекс создан специалистами НИУ «МЭИ» и РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина при участии «Транснефтьэлектросервиса».
Остается открытым вопрос, насколько быстро технология дойдет до промышленного внедрения на действующих объектах «Транснефти» и будет ли она масштабирована на другие типы инфраструктуры.