ЭНЕРГЕТИКАЛЫҚ ОБЪЕКТІЛЕРДЕГІ МЕТРОЛОГИЯЛЫҚ БАҚЫЛАУДЫ АВТОМАТТАНДЫРУ: ЖАСАНДЫ ИНТЕЛЛЕКТКЕ НЕГІЗДЕЛГЕН ИННОВАЦИЯЛЫҚ ШЕШІМДЕР

AUTOMATION OF METROLOGICAL CONTROL AT ENERGY FACILITIES: INNOVATIVE SOLUTIONS BASED ON ARTIFICIAL INTELLIGENCE

Zhailaubai Rahat Oralhanuly

Student, Baishev University, Republic of Kazakhstan, Aktobe

Umarov Zhenis Bazarbayuly

Student, Baishev University, Republic of Kazakhstan, Aktobe

Tazhiyeva Gulden Nurzhanovna

Supervisor, Senior Lecturer in Education, Baishev University, Republic of Kazakhstan, Aktobe

Аңдатпа. Бұл мақалада энергетикалық объектілердегі метрологиялық бақылау процесін автоматтандырудың ғылыми-техникалық негіздері және жасанды интеллект негізінде инновациялық шешімдерді енгізудің тиімділігі қарастырылады. Қазіргі заманғы энергетикалық инфрақұрылымның күрделенуі өлшеу жүйелерінің дәлдігіне, сенімділігіне және жеделдігіне қойылатын талаптарды арттырды. Осыған байланысты метрологиялық бақылаудың дәстүрлі әдістері өндірістік қажеттіліктерді толық қамтамасыз етпейді.

Abstract. This article discusses the scientific and technical foundations of automation of the metrological control process at energy facilities and the effectiveness of implementing innovative solutions based on artificial intelligence. The increasing complexity of modern energy infrastructure has increased the requirements for the accuracy, reliability and efficiency of measuring systems. In this regard, traditional metrological control methods do not fully meet production needs.

Кілт сөздер: метрологиялық бақылау, автоматтандыру, жасанды интеллект, энергия объектілері, цифрлық метрология, өлшеу дәлдігі, деректерді талдау, интеллектуалды жүйелер, ақауларды болжау, смарт-энергетика.

Keywords: metrological monitoring, automation, artificial intelligence, energy facilities, digital metrology, measurement accuracy, data analysis, intelligent systems, prediction of defects, intelligent energy.

Энергетикалық объектілердегі метрологиялық бақылаудың мәні мен маңыздылығы қазіргі заманғы энергетикалық жүйелердің тұрақты, қауіпсіз және тиімді жұмысын қамтамасыз етудің негізгі тетіктерінің бірі ретінде қарастырылады. Энергетика саласы – елдің экономикалық дамуы мен өндірістік әлеуетін анықтайтын стратегиялық бағыттардың бірі, сондықтан бұл салада қолданылатын әрбір өлшеу құралының дәлдігі, сенімділігі және үздіксіз жұмысқа жарамдылығы жоғары талаптарға сай болуы қажет. Өлшеу нәтижелерінің қателігі немесе дәл еместігі энергия өндірісінің, тасымалының және таратылуының барлық кезеңіне әсер етіп, экономикалық шығындарға, технологиялық процестердің бұзылуына, апаттың туындауына және экологиялық тәуекелдердің артуына алып келуі мүмкін. Осы тұрғыдан алғанда метрологиялық бақылау энергетикалық инфрақұрылымды басқарудың ажырамас бөлігі ретінде үлкен рөл атқарады.

Энергетикалық объектілерде қолданылатын құрылғылардың көптүрлілігі мен олардың функционалдық ерекшеліктері метрологиялық бақылаудың көлемін күрделендіре түседі. Электр станцияларындағы турбиналар, генераторлар, трансформаторлар, таратушы станциялардағы релелік қорғаныс құрылғылары, энергияны есептеу құралдары, қысым мен температураны өлшейтін датчиктер, газ және бу қазандықтарындағы автоматты бақылау жүйелері – барлығы да нақты өлшеулерге сүйенеді. Бұл өлшеулердің қозғалысы нақты уақыт режимінде жүргізіледі және бүкіл энергетикалық жүйенің тұрақтылығы осы деректердің дұрыстығына тәуелді. Егер параметрлердің ең аз ауытқуы уақытылы байқалмаса немесе қате көрсеткіштер тіркелсе, ол бүкіл объектінің жұмысында ірі ақаулар туындатып, өндірістің тоқтауына әкелуі мүмкін. Сондықтан метрологиялық бақылаудың негізгі міндеті – өлшеу құралдарының қателіксіз жұмысын қамтамасыз ету, нормадан ауытқуларды ерте анықтау және жабдықтардың жұмыс сенімділігін арттыру[1].

Метрологиялық бақылаудың энергетикадағы маңызын арттыратын тағы бір фактор – энергия тұтыну құрылымының күрделене түсуі және жаңа энергия көздерінің пайда болуы. Қазіргі таңда дәстүрлі көмір, газ, су энергетикасымен қатар жел, күн, биоэнергия және гибридті жүйелер де қолданылуда. Бұл объектілердің әрқайсысы өзіндік өлшеу жүйелерін талап етеді, ал олардың көрсеткіштері тұрақты түрде өзгеріп тұратын сыртқы ортаға тәуелді. Мысалы, жел энергетикасында желдің бағыты мен жылдамдығы, ауа тығыздығы сияқты физикалық параметрлерді өлшеу өте маңызды. Күн энергетикасында күннің сәулелену деңгейі, панельдердің температурасы, ток пен кернеу көрсеткіштері әр минут сайын талданып отыруы қажет. Осылайша, энергетикадағы жаңа технологиялар метрологиялық қамтамасыз етуді одан әрі күшейтуді талап етеді.

Энергетикалық объектілердің экономикалық тиімділігі де тікелей метрологиялық бақылаумен байланысты. Есептеу құралдарындағы қателіктер энергия шығынын дұрыс есептемеуге, өндірістік шығындардың артуына немесе тұтынушылар арасындағы теңсіздікке алып келуі мүмкін. Мысалы, электр энергиясын есептейтін құралдардың дәл еместігі мыңдаған киловатт-сағаттық айырмашылықты тудыруы ықтимал, бұл өз кезегінде кәсіпорын үшін миллиондаған теңгелік шығынға әкеледі. Сол сияқты газ, су, жылу есептеуіштердің қателігі компанияның ішкі ресурстарын дұрыс жоспарламауына әсер етеді. Осыған байланысты тұрақты метрологиялық бақылау экономикалық жоспарлаудың, қаржылық есептіліктің және ресурстарды бөлудің негізін құрайды[2].

Сонымен қатар, энергетикалық қауіпсіздік мәселесі де метрологиялық бақылауға тікелей тәуелді. Энергетикалық объектілерде қысым, температура, ток, кернеу сияқты параметрлердің шамадан тыс артуы апатқа әкелуі мүмкін. Егер өлшеу құралдары дұрыс жұмыс істемесе, апат жағдайлары алдын ала анықталмауы мүмкін. Мысалы, қысым датчигінің ақауы қазандықтың жарылуына, трансформатордағы температура датчигінің бұзылуы трансформатор майының қызып, өртке себеп болуы ықтимал. Мұндай оқиғалардың әлеуметтік, экологиялық және экономикалық зардаптары өте ауыр екені белгілі. Сондықтан метрологиялық бақылау объектілердің апатсыз жұмыс істеуін қамтамасыз ететін негізгі қауіпсіздік элементі болып табылады.

Энергетика саласындағы метрологияның маңызын арттыратын тағы бір аспект – халықаралық және ұлттық стандарттарға сәйкестік. Әрбір өлшеу құралы бекітілген стандарттарға сай болуы тиіс, себебі бұл энергетикалық жүйелердің үйлесімділігін және олардың халықаралық деңгейде танылуын қамтамасыз етеді. Метрологиялық талаптардың сақталмауы технологиялық процестердің лицензиялануына, жаңа жабдықтарды енгізуге және мемлекеттік бақылаудан өтуіне кері әсер етеді. Осыған байланысты метрологиялық бақылау нормативтік талаптардың орындалуын бақылауда маңызды құрал болып саналады.

Энергетикалық объектілердің цифрландырылуына байланысты метрологиялық бақылаудың рөлі одан әрі күшейе түсуде. «Ақылды» энергетикалық жүйелер (Smart Grid), автоматтандырылған басқару жүйелері, қашықтан мониторингтеу және деректерді бұлттық сақтау технологиялары өлшеу процестерінің үздіксіздігін қамтамасыз етеді. Бұл жағдайда метрологиялық бақылаудың міндеті — цифрлық құралдан алынған деректердің нақты әрі сенімді екеніне көз жеткізу. Өйткені цифрлық жүйедегі қателік бір ғана өлшеу құралының емес, бүкіл жүйенің қателігіне айналады. Осы себепті жаңа буын метрологиялық жүйелер цифрлық деректердің дұрыстығын, калибрлеудің автоматтандырылуын және жабдықтардың интеграцияланған жұмысын қамтамасыз етуі тиіс[3].