Газовая Промышленность 1.2024

Обзорная статья

УДК 004.942::622.691.4
(UDK 004.942::622.691.4)

Для получения доступа к статьям

Авторизуйтесь

ТРАНСПОРТИРОВКА ГАЗА И ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА (GAS AND GAS CONDENSATE TRANSPORTATION)

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ ПАО «ГАЗПРОМ» НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ ЦИФРОВОГО ДВОЙНИКА

(IMPROVING PJSC GAZPROM COMPRESSOR STATION MANAGEMENT BASED ON THE DIGITAL TWIN TECHNOLOGY)

Развитие современных цифровых технологий открывает новые возможности для решения ряда актуальных производственных задач газовой отрасли. К их числу относится управление сложным технологическим оборудованием, направленное на поддержание необходимого уровня надежности и безопасности производственных процессов, а также снижение эксплуатационных затрат предприятий.
В статье рассматриваются перспективы применения цифрового двойника – передового решения для управления работой компрессорных станций ПАО «Газпром», обсуждаются направления развития в рамках его создания и внедрения. Отмечается, что основное назначение цифровых двойников заключается в поддержке принятия эксплуатирующим персоналом рациональных решений за счет своевременной выдачи рекомендаций по оптимизации работы оборудования. Функционирование цифрового двойника предусматривает проведение анализа накопленных массивов информации и данных реального времени, их оперативную обработку с применением технологий искусственного интеллекта, способствующих существенному ускорению сложных технологических расчетов, использование экономико-технологических и иных моделей на всех уровнях в целях обеспечения энерго- и экологически эффективной и безопасной эксплуатации компрессорной станции при выполнении заданий на транспортировку установленных объемов газа.
Делается акцент на определении цифрового двойника как многомодульной технологии – интеграторе различных цифровых методов, внедрение которой на практике потребует дальнейшего развития архитектуры данных, моделей и алгоритмов, программно-вычислительной инфраструктуры предприятий. Обязательным условием для поэтапного расширения функциональных возможностей цифрового двойника должна быть открытая архитектура программного обеспечения.
Обсуждаются практические задачи по созданию и внедрению цифрового двойника на примере одной из компрессорных станций ООО «Газпром трансгаз Чайковский», а также возможности тиражирования этого решения. Его создание напрямую зависит от развития систем автоматизации компрессорной станции и предприятия в целом.

The advances in modern digital technologies open up new opportunities for resolving some urgent production problems in the gas industry. They include managing operations with sophisticated process equipment to maintain the required process reliability and safety and reduce the enterprises’ operational expenditures. The article considers the prospects of using digital twin – an advanced solution for compressor station management in PJSC Gazprom and discusses the lines of development within its creation and implementation. It is noted that the main purpose of digital twins is to support the operation staff in rational decision-making when managing compressor stations through timely recommendations on optimizing equipment operation.
Running a digital twin implies analyzing collected data arrays and real-time data and their fast processing using artificial intelligence technologies that allow to considerably speed up the complex process calculations and use economic-process and other models at all levels to ensure energy- and environmentally-efficient and safe operation of the compressor station when transporting set volumes of gas.
The definition of a digital twin is emphasized as multimodule technology that integrates various digital methods and requires further development of the data, model, and algorithm architectures and computer infrastructures of enterprises. Open software architecture is a prerequisite for the stagewise expansion of a digital twin’s functional capacity.
The paper also discusses the practical problems of creating and implementing a digital twin exemplified by one of the compressor stations of Gazprom transgaz Tchaikovsky LLC and the opportunities to replicate this solution. Creating it directly depends on the development of the compressor station’s and enterprise’s automation systems.

ГАЗОТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА, КОМПРЕССОРНАЯ СТАНЦИЯ, ЦИФРОВОЙ ДВОЙНИК, МОДЕЛЬ, АЛГОРИТМ, ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ

GAS TRANSMISSION SYSTEM, COMPRESSOR STATION, DIGITAL TWIN, MODEL, ALGORITHM, ARTIFICIAL INTELLIGENCE

А.В. Олейников, к.т.н., ООО «Газпром трансгаз Чайковский» (Чайковский, Россия), oleynikovav@ptg.gazprom.ru

А.В. Белинский, к.т.н., ООО «НИИгазэкономика» (Москва, Россия), A.Belinsky@econom.gazprom.ru

Д.В. Горлов, ООО «НИИгазэкономика», D.Gorlov@econom.gazprom.ru

Л.И. Бернер, д.т.н., АО «АтлантикТрансгазСистема» (Москва, Россия), berner@atgs.ru

А.А. Ковалев, к.т.н., АО «АтлантикТрансгазСистема», kovalev@atgs.ru

A.V. Oleynikov, PhD in Engineering, Gazprom transgaz Tchaikovsky LLC (Chaykovsky, Russia), oleynikovav@ptg.gazprom.ru

A.V. Belinskiy, PhD in Engineering, NIIGazekonomika LLC (Moscow, Russia), A.Belinsky@econom.gazprom.ru

D.V. Gorlov, NIIgazekonomika LLC, D.Gorlov@econom.gazprom.ru

L.I. Berner, DSc in Engineering, AO AltanticTransgasSystem [AO “AtlantikTransgazSistema”] (joint-stock company) (Moscow, Russia), berner@atgs.ru

A.A. Kovalev, PhD in Engineering, AO AltanticTransgasSystem, kovalev@atgs.ru

Прохоров А., Лысачев М. Цифровой двойник. Анализ, тренды, мировой опыт / под ред. А.И. Боровкова. М.: АльянсПринт, 2020. 401 с.

Еремин Н.А., Еремин Ал.Н. Цифровой двойник в нефтегазовом производстве // Нефть. Газ. Новации. 2018. № 12. С. 14–17.

Семенов П.В., Семишкур Р.П., Дяченко И.А. Концептуальная модель реализации технологии «цифровых двойников» для предприятий нефтегазового комплекса // Газовая промышленность. 2019. № 7 (787). С. 24–30.

Михаленко В.А., Белинский А.В., Варламов Н.В. и др. Научно-методические основы концепции малозатратной реконструкции и технического перевооружения газораспределительных станций ПАО «Газпром» // Газовая промышленность. 2016. № 9 (743). С. 72–81.

Белинский А.В., Ребров О.И. Разработка и апробация методического подхода к обоснованию мероприятий по малозатратному техническому перевооружению газораспределительных станций // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2016. № 12. С. 54–61.

«Цифровой двойник» увеличивает эффективность разработки Южно-Русского месторождения ОАО «СНГП» // Rutube: росс. онлайн-сервис. URL: https://rutube.ru/video/6b271e4a074a802cea32ef8cff01983a/ (дата обращения: 11.01.2024).

Инновационное развитие. Интервью с заместителем Председателя Правления ПАО «Газпром» Олегом Аксютиным // Корпоративный журнал «Газпром». 2021. № 3. С. 28–39.

Malakuti S., van Schalkwyk P., Boss B., et al. Digital twins for industrial applications: Definition, business values, design aspects, standards and use cases. An Industrial Internet Consortium white paper. Version 1.0 // Industry IoT Consortium: сайт. URL: https://www.iiconsortium.org/pdf/IIC_Digital_Twins_Industrial_Apps_White_Paper_2020-02-18.pdf (дата обращения: 11.01.2024).

Open Industrial Digital Twin // Сognite: офиц. сайт. URL: https://www.cognite.com/en/industrial-digital-twin (дата обращения: 11.01.2024).

Хворов Г.А., Мацук М.Н., Белинский А.В. и др. Оценка потенциала энергосбережения в магистральном транспорте газа: проблемы, реализация, перспективы // Газовая промышленность. 2017. № 7 (755). С. 76–85.

Варламов Н.В., Белинский А.В., Речинский С.Н. и др. Научно-методический подход и опыт разработки схем развития региональных газотранспортных систем // Газовая промышленность. 2014. № 10 (713). С. 15–19.

ГОСТ Р 57700.37–2021. Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения // Кодекс: электрон. фонд правовых и норматив.-техн. док. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200180928 (дата обращения: 11.01.2024).

Сухарев М.Г., Ставровский Е.Р. Оптимизация систем транспорта газа. М.: Недра, 1975. 277 с.

Сарданашвили С.А. Расчетные методы и алгоритмы (трубопроводный транспорт газа). М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2005. 577 с.

Кисленко Н.А., Белинский А.В., Казак А.С. Методы, алгоритмы и инструменты моделирования и оптимизации режимов работы Единой системы газоснабжения России на основе технологий искусственного интеллекта. Часть 1 // Газовая промышленность. 2021. № 9 (821). С. 88–96.

Кисленко Н.А., Белинский А.В., Казак А.С. Методы, алгоритмы и инструменты моделирования и оптимизации режимов работы Единой системы газоснабжения России на основе технологий искусственного интеллекта. Часть 2 // Газовая промышленность. 2021. № 10 (822). С. 98–104.

Зельдин Ю.М., Хадеев А.С., Бениаминов П.Е. Программно-технический комплекс СПУРТ-Р – реализация программы импортозамещения для систем оперативно-диспетчерского управления // Автоматизация в промышленности. 2017. № 4. С. 8–11.

Мостовой А.В., Анучин С.Е., Колошко В.В. и др. Проведение комплекса испытаний опытного образца СОДУ на базе ПТК СПУРТ-Р в ООО «Газпром трансгаз Чайковский» // Автоматизация в промышленности. 2017. № 4. С. 33–34.

Prokhorov A, Lysachev M, Borovkov AI (ed.). Digital Twin. Analysis, Trends, Global Experience. Moscow: AlliancePrint; 2020. (In Russian)

Eremin NA, Eremin AlN. Digital twin in the oil and gas production. Oil. Gas. Novations [Neft’. Gaz. Novacii]. 2018; (12): 14–17. (In Russian)

Semenov PV, Semishkur RP, Diachenko IA. Conceptual model оf digital twin technology. Gas Industry [Gazovaya promyshlennost’]. 2019; 787(7): 24–30. (In Russian)

Mikhalenko VA, Belinsky AV, Varlamov NV, Rechinskiy SN, Babakov AV, Verbilo AS. Scientific and methodological base of Gazprom PJSC gas distribution station low-cost reconstruction and technical re-equipment concept. Gas Industry. 2016; 743(9): 72–81. (In Russian)

Belinskiy AV, Rebrov OI. Development and approbation of a methodological approach to the justification of measures of low-cost technical modernization of gas distribution stations. Oil and Gas Territory [Territorija “NEFTEGAS”]. 2016; (12): 54–61. (In Russian)

A digital twin enhances the development efficiency of the OJSC Severneftegazprom Yuzhno-Russkoye field. [Video] Novy Urengoy, Russia: Impetus of the North [Impuls Severa]; 2022. (In Russian)

Pravosudov S. Innovative development. Oleg Aksyutin, Deputy Chairman of the Gazprom Management Committee, answers questions from Gazprom Magazine. Gazprom Magazine [Korporativnyj zhurnal “Gazprom”]. 2021; (3): 28–39.

Malakuti S, van Schalkwyk P, Boss B, Sastry CR, Runkana V, Lin S-W, et al. Digital twins for industrial applications: Definition, business values, design aspects, standards and use cases. An Industrial Internet Consortium white paper. Version 1.0. Available from: https://www.iiconsortium.org/pdf/IIC_Digital_Twins_Industrial_Apps_White_Paper_2020-02-18.pdf [Accessed: 11 January 2024].

Cognite. Open Industrial Digital Twin. Available from: https://www.cognite.com/en/industrial-digital-twin [Accessed: 11 January 2024].

Khvorov GA, Matsuk MN, Belinsky AV, Vovk FE, Sivkov DG. Assessment of energy saving potential in gas transmission network: problems, implementation, prospects. Gas Industry. 2017; 755(7): 76–85. (In Russian)

Varlamov NV, Belinskiy AV, Rechinskiy SN, Rebrov OI, Matsuk MN, Gorshkova SV. Scientific and methodological approach and experience in developing regional gas transportation system development schemes. Gas Industry. 2014; 713(10): 15–19. (In Russian)

Federal Agency on Technical Regulating and Metrology. GOST R 57700.37–2021 (state standard). Computer models and simulation. Digital twins of products. General provisions. Available from: https://docs.cntd.ru/document/1200180928 [Accessed: 11 January 2024]. (In Russian)

Sukharev MG, Stavrovskiy YeR. Optimization of Gas Transportation Systems. Moscow: Subsoil [Nedra]; 1975. (In Russian)

Sardanashvili SA. Computing Methods and Algorithms (Gas Pipeline Transportation). Moscow: Gubkin University; 2005. (In Russian)

Kislenko NA, Belinskiy AV, Kazak AS. Methods, algorithms, and tools for modeling and optimizing the operation modes of the Unified Gas Supply System of Russia based on artificial intelligence technology. Part 1. Gas Industry. 2021; 821(9): 88–96. (In Russian)

Kislenko NA, Belinskiy AV, Kazak AS. Methods, algorithms, and tools for modeling and optimizing the operation modes of the Unified Gas Supply System of Russia based on artificial intelligence technology. Part 2. Gas Industry. 2021; 822(10): 98–104. (In Russian)

Zeldin YuM, Khadeev AS, Beniaminov PYe. Hardware-and-software package SPURT-R: Implementation of the import-substitution program for operations dispatch control systems. Automation in Industry [Avtomatizaciya v promyshlennosti]. 2017; (4): 8–11. (In Russian)

Anuchin SYe, Berner LI, Zeldin YuM, Koloshko VV, Mostovoy AV, Skubaev SV. Test series for operations dispatch control system prototype based on the SPURT-R hardware-and-software package at Gazprom transgaz Tchaikovsky. Automation in Industry. 2017; (4): 33–34. (In Russian)
NEFTEGAS.info

Внимание к деталям — от идеи
до воплощения! Только актуальная информация и свежие новости.

Контакты

108811, г. Москва, Киевское ш.,
Бизнес-парк «Румянцево», корп. Б,
подъезд 5, офис 506 Б

+7 (495) 240-54-57