«Сила Сибири» на нашей «Волне»

Разработанный во ВНИИТФ им. Забабахина программный комплекс «Волна» для управления системой транспортировки газа отлично показал себя при подготовке к работе газопровода «Сила Сибири», который президент России Владимир Путин и председатель КНР Си Цзиньпин запустили 2 декабря. Новый продукт поможет «Газпрому» перейти с реактивного на проактивный метод управления газопроводами.

Как «Волну» применяли при заполнении магистрального газопровода в Китай, рассказал руководитель режимно-технологической группы производственно-диспетчерской службы газотранспортной компании «Газпрома» в Томске Владимир Нейфельд в ходе презентации программного комплекса в Москве 10 декабря.

Вначале специалисты дочерней компании «Газпрома», которая управляет «Силой Сибири», смоделировали процесс первичного заполнения газопровода длиной около 3 тыс. км. Были получены данные, показывающие оптимальный порядок заполнения трубопровода, в том числе на каком уровне будет находиться давление в каждый конкретный период времени. На втором этапе «Волна» вычислила оптимальные степени открытия регулирующей арматуры, чтобы направляющийся под напором газ не повредил трубы и внутритрубные устройства.

«По результатам этого расчета была дана команда на пост крановых узлов, на какой процент надо открыть краны. Результаты вычислений имели практически полную сходимость (совпадение расчетных данных с реальными. — «СР»). Установленный процент открытия регулирующего устройства давал стабильное давление на сутки. Очень хороший результат», — сказал Владимир Нейфельд.

Это удалось благодаря тому, что «Волна» в ходе вычислений учитывает рельеф местности, который существенно влияет на давление в трубе. Кстати, к «Силе Сибири» есть особое требование покупателя газа: на точке входа в китайскую часть газопровода давление должно быть строго в пределах оговоренных значений.

«Волна» разработана по инициативе сотрудников газотранспортной компании «Газпрома» из Ухты. Они сформировали запрос на комплекс, который смог бы моделировать работу газопровода в нестационарном режиме, то есть в условиях отбора и подкачки газа. Расчеты для стационарного режима в «Газпроме» выполняет программный комплекс собственной разработки «Астра-газ».

«Мы в 1990-е работали с разными программными комплексами, и все они имели те или иные ограничения, — вспоминает директор по информационным технологиям «Информгазинвеста» Владимир Вишняков, бывший сотрудник ухтинской дочки «Газпрома», один из инициаторов разработки «Волны». — Например, комплексы Simone (Чехия) или «Астрагаз» не дают возможности скорректировать вводные во время расчетов. То есть мы видели и анализировали результат, когда весь сценарий просчитан, а нам хотелось вмешаться в процесс расчета».

По словам Владимира Вишнякова, предшественником «Волны» была система «Агат», которую также разработали специалисты ВНИИТФ. Диспетчеры, управляющие работой газопроводов, сразу оценили преимущества «Агата». Эта программа позволяла провести разбор полетов в случае аварийного останова газоперекачивающего агрегата. «Мы получили возможность изучать историю процесса — например, узнать, что в конкретный период времени было с рабочей точкой нагнетателя, в зоне помпажа она была или нет. На основе этих данных диспетчеры могли обосновать выбранное ими решение и подтвердить, что агрегат аварийно встал не по причине неправильно выбранного режима работы газопровода», — ​говорит Владимир Вишняков.

Встречные потоки

«Когда мы впервые приехали в Ухту с предложением доверить нам разработку комплекса нестационарного моделирования и поддержки принятия диспетчерских решений, первый вопрос газпромовцев был — как же мы будем с вами работать? Ваша задача — сделать взрыв. Наша — чтобы взрыва не было», — ​со смехом вспоминает начальник лаборатории ВНИИТФ, руководитель группы разработки «Волны» Михаил Анучин.

Но это, конечно, шутка. Компетенции ученых из Снежинска в области газодинамики, наработанные за долгие годы создания ядерного оружия, прекрасно подходят для моделирования движения газа в трубопроводах.

В общем, в «Волне» сошлись навыки и знания в области эксплуатации газопроводов и в области газодинамики. Специалисты «Газпрома», имея гигантский опыт управления газопроводами, точно знали, что они хотят получить. А во ВНИИТФ опирались на свой опыт разработок в области газодинамики и смежных сферах. Да и сам Михаил Анучин — бывший «видный бомбодел», именно так представил его на презентации «Волны» заместитель директора дирекции ЯОКа Олег Шубин. Он напомнил, что ВНИИТФ способен разработать цифровой продукт с нуля благодаря высокому уровню и компетенциям сотрудников.

Прогноз на завтра

«Газпром» на презентации представлял заместитель начальника департамента, начальник управления 310/7 Александр Киреев. По его словам, компания переходит от реактивной системы управления (реагирования на события) к проактивной, при которой управление процессами опирается на прогноз развития ситуации. Главная мотивация такого перехода — повышение эффективности работы трубопроводов и снижение издержек.

«В результате эксплуатации в Ухте и Томске комплекс «Волна» доказал свою сходимость. Он имеет большие перспективы в плане как создания диспетчерских тренажеров, так и работы в режиме прогнозирования, — ​отметил Александр Киреев. — ​С помощью «Волны» можно, во‑первых, получать прогноз состояния системы через заданный промежуток времени, а во‑вторых, отрабатывать способы управления газотранспортной системой, что позволит понять результат тех или иных действий и выбрать оптимальные управленческие решения».

Сейчас «Волну» эксплуатируют две газотранспортные компании «Газпрома»: в Ухте и Томске, а также дочерняя структура «Газпром Кыргызстан».

По словам Александра Киреева, существует большая вероятность, что «Волна» будет внедрена в остальные 15 российских газотранспортных компаний и станет динамическим дополнением к системе «Астра-газ».

КОМПЛЕКСНЫЙ НАБОР

Программно-вычислительный комплекс «Волна» предназначен для поддержки принятия диспетчерских решений по управлению газотранспортными системами. Он позволяет прогнозировать работу трубопроводов на основании математических моделей, рассчитывая стационарные и нестационарные режимы работы газотранспортных систем.

«Волна» выполняет расчеты:

• по заданному сценарию управляющих воздействий;
• с учетом коррекции вводных данных в ходе расчетов;
• режимов газотранспортной системы на заданную производительность или максимальную пропускную способность с учетом технологических ограничений;
• потерь газа при разрыве газопровода с учетом управляющих воздействий диспетчера по локализации аварии;
• размеров опасных зон поражения при авариях с разрывами газопровода, наносит их на карту;
• движения очистных и диагностических снарядов по газопроводу с учетом рельефа местности и управляющих воздействий диспетчера;
• выбросов вредных веществ и парниковых газов при транспортировке газа.

Екатерина Солнцева

Директор по цифровизации «Росатома»

— Атомная отрасль располагает уникальными разработками, используемыми для эффективного решения задач, стоящих перед нашими предприятиями. Сегодня, когда мы отлично понимаем, что импортозамещение — это не просто слова, а необходимость, создание и вывод на рынок отечественных тиражируемых программных продуктов становятся важнейшими задачами.

Комплекс «Волна», использующий оригинальные методологии РФЯЦ-ВНИИТФ, — пример создания разработчиками госкорпорации наукоемкого программного обеспечения для высокотехнологичных неатомных предприятий России. Он сделан в тесном сотрудничестве и находится в совместном владении с ухтинской «дочкой» «Газпрома». Такое партнерство, кроме прочих достоинств, делает цифровой продукт максимально защищенным от риска, связанного с вендором, ведь «Волна» разработана госкомпаниями, надежно закрепленными на отечественном рынке.

Продукт был подготовлен к выводу на рынок в рамках реализации программы «Цифровые продукты» — одной из ключевых составляющих Единой цифровой стратегии «Росатома», утвержденной в конце 2018 года. «Росатом» и в дальнейшем будет выводить на рынок цифровые продукты для инженерного анализа, завоевывая статус лидера в данном направлении.

Хотелось бы поблагодарить наших партнеров из «Газпрома». На наш взгляд, сотрудничество таких глобальных промышленных лидеров, как «Росатом» и «Газпром», вносит существенный вклад в развитие отечественного рынка цифровых продуктов и продвижение их на мировой рынок.