Цифровой двойник помогает экономить энергию
В Новосибирском государственном техническом университете (НГТУ НЭТИ) создают цифровой двойник нефтеперекачивающей станции для экономии ресурсов. Разработка переводит станцию с ручной или полуэмпирической настройки к математически просчитанному режиму управления через контроллер и SCADA-интерфейс.
Промежуточная нефтепродуктоперекачивающая станция (НППС) повышает давление перекачиваемой жидкости в магистральном нефтетрубопроводе. Часто возникает необходимость регулировать не только давление, но и объемный расход на выходе станции. Для решения задачи требуется найти рабочую точку, в которой будет поддерживаться требуемое давление при одновременном обеспечении необходимого расхода. Именно этой цели служит разработанный алгоритм управления.
Автором выступил магистрант
В итоге насосы и клапаны одновременно держат нужное давление и расход продукта. При расчетах учитываются два самых важных параметра станции: выходное давление и расход. Для создания алгоритма была составлена схема автоматизации станции с расположенным на ней оборудованием. Алгоритм управления для экономии сырья и затрачиваемой на процесс перекачки электроэнергии разработал магистрант факультета автоматики и вычислительной техники Новосибирского государственного технического университета НЭТИ Максим Суховаров.
В целом рынку представлена университетская инженерная разработка на стыке автоматизации, моделирования и промышленного ПО. Это своеобразный сигнал, что вузы и молодые инженеры включаются в работу реального ТЭК, одной из ключевых отраслей российской экономики. Годом ранее инженеры НГТУ НЭТИ разработали прототип электронной рулетки для измерения уровня заполнения нефтяных и химических резервуаров.
Чего хочет рынок?
Разработка вполне укладывается в международный тренд: крупные индустриальные игроки развивают проекты с использованием «цифровых двойников» для энергетики и критической инфраструктуры, чтобы заранее просчитывать режимы работы, риски и аварийные сценарии.
Важная и насущная задача – довести проект от университетского цифрового двойника до промышленного инструмента для оптимизации режимов перекачки, обучения операторов и безопасной отладки алгоритмов. Университетская разработка решает практическую задачу и обладает потенциалом выхода на крупные промышленные платформы. Особенно важен следующий этап – возможность воспроизводить и заново моделировать процессы, параметры и логику работы оборудования. Это превратит разработку из разового алгоритма в полноценный контур инженерного моделирования, тестирования и предиктивной настройки.
Объективно рынок давно созрел для подобных внедрений: с 2024 года «Газпром нефть» демонстрирует решения, где цифровой двойник используется для оптимизации процессов, повышения эффективности нефтепереработки и более гибкого управления производством. На площадке ЦИПР компания показывала создание цифровых двойников ресурсной базы, активов и технологических процессов, подчеркивая, что такие инструменты позволяют повысить эффективность нефтепереработки, быстрее реагировать на изменения и управлять производством в реальном времени.
Проект демонстрирует потенциал к формированию технологического суверенитета. Экономия электроэнергии важна, но гораздо важнее становление собственной школы промышленного моделирования. В частности, в состоявшейся разработке сочетаются гидравлическая модель, модели датчиков, силового оборудования, контроллерная логика и визуализация в SCADA. Именно такие компетенции могут стать базой для отечественных пакетов инженерного моделирования и цифровых двойников.
Предыдущие эксперименты
Еще в 2023 году НГТУ сообщал о разработке цифрового двойника для удаленного контроля подачи тепла и электроэнергии в школы и детсады. В марте 2026 года вуз также представил электронную «рулетку» для контроля заполнения нефтяных и химических резервуаров. Соответственно, университет последовательно наращивает экспертизу в цифровизации и автоматизации инфраструктурных объектов.
Один из признанных новаторов и титан ТЭКа – Госкорпорация «Росатом» развивается примерно в той же логике. В 2024 году она объявила о завершении второго этапа внедрения системы «Цифровой водоканал» в Белгородской области. Инструмент помогает снизить потери, сократить аварийность и повысить эффективность водоснабжения.
В 2024 году сообщалось, что цифровые решения на объектах «Транснефть – Дружба» используются для непрерывного контроля эффективности и надежности работы трубопроводной арматуры. Пусть это не прямое попадание в класс решения НППС, но контекст близок: магистральная инфраструктура нефтетранспортной системы движется в сторону цифрового управления.
