Күн жарқылы қаупі: Қазақстан энергетикасын AI қорғайды

Қаңтардың ортасында жел күшейіп, электр жүктемесі жоғарылайтын сәттер болады. Сол кезде диспетчерлер үшін ең жаманы — «бір ғана» күтпеген фактордың қатар тұрған бірнеше қорғанысты істен шығарып, бүкіл жүйені тұрақсыздандыруы. Көпшілік бұл қауіптерді тек ауа райы, авария, жабдықтың тозуы деп ойлайды. Бірақ тағы бір фактор бар: Күннің белсенділігі.

OilPrice.com-тағы қысқа хабарламада ғарыштық ауа райын бақылаушы Стефан Бёрнс Ван Аллен радиациялық белдеулері “толық зарядталған” екенін айтып, соңғы айлардағы қайталанған күн дауылдары белдеулердегі энергияны жинақтап жатқанын ескертеді. Мағынасы қарапайым: келесі ірі күн дауылы Жер маңындағы радиациялық ортаны күрт ауырлатып, спутник, байланыс, навигация және электр инфрақұрылымына қысым түсіруі мүмкін.

Бұл жазба — «Қазақстандағы энергия және мұнай-газ саласын жасанды интеллект қалай түрлендіріп жатыр» сериясындағы бір бөлік. Менің ұстанымым айқын: күн дауылына дайындық — тек геофизика емес, бұл операциялық тұрақтылық пен табыс тәуекелі. Ал дайындықтың ең прагматикалық жолы — AI-негізді мониторинг, ерте ескерту және активтерді қорғау сценарийлері.

Ван Аллен белдеулері “толық зарядталған” деген не және неге бұл қауіпті?

Жауап қысқа: күн дауылдары Жердің магнит өрісіне көп энергия “айдап”, радиациялық белдеулердегі бөлшектердің тығыздығын арттырады; бұл спутниктерге, радиобайланысқа және электр желілеріне тәуекелді өсіреді.

Ван Аллен белдеулері — Жерді қоршап тұрған, магнит өрісінде ұсталған зарядталған бөлшектердің (электрондар/протондар) «сақинасы». Күннен келген күшті күн желі және корональды массаның лақтырылуы (CME) сияқты құбылыстар:

• белдеулерге жаңа энергиялы бөлшектерді енгізеді;
• бөлшектердің энергиясын көтереді;
• радиациялық фонды ұзақ уақыт жоғары деңгейде ұстап тұруы мүмкін.

Бұл жағдайдың практикалық мәні бар: радиация жоғарыласа, спутниктің электроникасы “single event upset” (биттердің ауысуы, уақытша істен шығу) сияқты ақауларға жиі ұшырайды. Спутник қызметі бұзылса, төмендегі тәуелді жүйелер де зардап шегуі мүмкін:

• SCADA/телеметрияға арналған арналар (әсіресе шалғай аймақтарда спутниктік байланыс қолданылса);
• GNSS (GPS/GLONASS/Galileo) арқылы уақыт синхрондау;
• радиобайланыс және авиациялық навигация.

Қазақстан сияқты кең аумақтағы ел үшін бұл ұсақ мәселе емес: ұзын желілер, шалғай кен орындары, магистральдық құбырлар — бәрі сенімді байланыс пен синхрон уақытқа тәуелді.

Қазақстан энергетикасы мен мұнай-газ инфрақұрылымы қалай осал болады?

Жауап қысқа: ең үлкен қауіп — геомагниттік индуцирленген токтар (GIC) трансформаторларға қосымша қызу мен қанығу әкеліп, реле-қорғаныс пен кернеу тұрақтылығына әсер етеді; қосымша тәуекел — байланыс/навигацияның бұзылуы.

Электр желісі: GIC және трансформатор тәуекелі

Күшті геомагниттік дауыл кезінде Жердің магнит өрісі жылдам өзгеріп, ұзын өткізгіштерде (ЖЭЖ) индуцирленген токтар пайда болады. Олар:

• трансформатор өзегін қанықтырып, реактив қуат тұтынуын өсіреді;
• қызуды арттырып, оқшаулаудың қартаюын жеделдетеді;
• реле-қорғаныстың жалған іске қосылуына немесе қажет кезде іске қосылмай қалуына әкелуі мүмкін.

Салдары — аймақтық ажыратулардан бастап каскадтық апаттарға дейін. Әлемдік тәжірибеде геомагниттік дауылдардың электр жүйесіне әсері бірнеше рет талқыланған; ең белгілі тарихи мысал — 1989 жылғы Квебек оқиғасы (әлем энергетиктері жиі келтіретін кейс). Қазақстанға «дәл солай болады» деу дұрыс емес, бірақ логика бір: ұзын желі + үлкен трансформаторлар + жоғары жүктеме = тәуекел өседі.

Мұнай-газ: құбыр, катодтық қорғаныс, байланыс

Мұнай-газда қауіп кейде жанама келеді:

• Құбырлардағы GIC катодтық қорғаныс жүйелерінің жұмыс режимін бұрмалауы мүмкін (коррозия тәуекелі ұзақ мерзімде өседі).
• Шалғай объектілерде байланыс арнасы нашарласа, операторлар «көрінбейтін» режимде қалады: датчик келіп тұр, бірақ кешігіп немесе жоғалып кетеді.
• GNSS негізіндегі уақыт синхрондау бұзылса, оқиғаларды тергеу (forensics) күрделенеді: қай клапан қай кезде ашылды, қай қорғаныс қай кезде іске қосты — бәрі уақыт белгісіне тәуелді.

Неге дәл қазір бұл тақырып өзекті?

2025–2026 жылдары Күн белсенділігі 11 жылдық циклдың жоғарғы бөлігіне жақын кезеңде талқыланып жүр. Бұл автоматты түрде «апат болады» деген сөз емес. Бірақ тәуекелдің ықтималдығы мен әсері бірге қаралғанда, инфрақұрылым операторлары үшін сұрақ былай қойылады:

“Біз күн дауылын тоқтата алмаймыз. Бірақ оның бизнеске соққысын азайта аламыз ба?”

Жауап: иә, әсіресе дұрыс мониторинг пен AI-аналитика арқылы.

AI күн дауылының әсерін қалай ертерек байқап, шығынды азайтады?

Жауап қысқа: AI-дың күші — әртүрлі дереккөздерді (ғарыштық ауа райы, желі өлшемдері, актив денсаулығы) біріктіріп, тәуекелді нақты нүктеге “байлап” беруі және операторға әрекет сценарийін ұсынуы.

Қазақстандағы энергетика және мұнай-газ саласында жасанды интеллект көбіне өндірісті оңтайландыру үшін айтылады. Бірақ менің ойымша, AI-дың ең бағалы рөлі — тұрақтылық пен қауіпсіздік. Күн дауылы сияқты сирек, бірақ ауыр оқиғаларда бұл әсіресе байқалады.

1) Ерте ескерту: “ғарыштық ауа райы → актив тәуекелі” көпірі

Көп компанияда ғарыштық ауа райы туралы дерек бөлек тұрады, ал желі/актив деректері бөлек тұрады. AI осы екеуінің арасын жалғайды:

• Күн желінің жылдамдығы, бағыттары, геомагниттік индекстер (Kp, Dst сияқты көрсеткіштер)
• Желі өлшемдері: PMU/SCADA, кернеу тербелісі, реактив қуат, трансформатор температурасы
• Актив паспорты: модель, жас, жөндеу тарихы, жүктеме профилі

Нәтижесінде жүйе «жалпы қауіп бар» деп қана айтпайды. Қай подстанция, қай трансформатор, қай бағыттағы желі көбірек тәуекелде екенін ықтималдықпен көрсетеді.

2) Аномалияны табу: “қалыптыдан ауытқу” оператордан бұрын көрінеді

Геомагниттік әсер кейде классикалық дабыл шектерін бірден бұзбайды. AI/ML (әсіресе уақыттық қатарларға арналған модельдер) келесіні ертерек аңғарады:

• реактив қуат тұтынуының баяу, бірақ тұрақты өсуі
• трансформатордың қызуы жүктеме өзгерісіне сәйкес келмей кетуі
• гармоникалардың немесе өлшеу қателерінің көбеюі

Бұған қоса, AI жалған дабылды азайта алады: «жүктеме көтерілді» ме, әлде «сыртқы геомагниттік фактор» ма — контекст қосылғанда ажырату жеңілдейді.

3) Сценарийлік басқару: нақты әрекет жоспары

Ескерту алдық делік. Не істейміз? AI-дың пайдасы — операторлық playbook-ты автоматтандыруға жақындату:

• жүктемені қайта бөлу (қолайлы контурларға ауыстыру)
• реактив қуатты басқару (компенсация құрылғыларын дайындау)
• жоспарлы жұмыстарды уақытша тоқтату/ауыстыру
• ең осал активтерге “қорғаныс режимін” күшейту

Бұл жерде мақсат — батырлық жасау емес, алдын ала келісілген, өлшенетін шешім шығару.

Қазақстан компаниялары үшін практикалық жол картасы (90 күннен бастауға болады)

Жауап қысқа: алдымен деректерді бір жерге жинап, базалық тәуекел картасын жасап, кейін ғана күрделі модельдерге өтіңіз; ең тез нәтиже — ескерту + аномалия детекциясы.

Төмендегі жоспарды мен «ірі цифрландыру жобасын» күтпей-ақ бастауға болады деп есептеймін.

1-қадам: Дереккөздерді түгендеу (2–3 апта)

• SCADA/EMS деректері (кернеу, реактив қуат, ажыратқыш күйі)
• PMU болса — жоғары жиілікті синхрофазор деректері
• Трансформатор мониторингі (температура, DGA болса тіпті жақсы)
• Байланыс арнасының журналдары (packet loss/latency)
• Құбыр операторлары үшін: катодтық қорғаныс өлшемдері

2-қадам: “Күн дауылы тәуекел панелі” (4–6 апта)

Бір бетте көрінетін панель жасаңыз:

• ғарыштық ауа райы индикаторлары (индекстер, ескерту деңгейі)
• желі күйі (жүктеме, реактив баланс)
• осал активтер тізімі (топ-10)
• әрекет статусы (кімге хабарланды, қандай режим іске қосылды)

3-қадам: AI аномалия детекциясы (6–10 апта)

Бастау үшін күрделі deep learning міндетті емес. Жақсы инженерлікпен:

• маусымдық/тәуліктік үлгілерді есептейтін модель
• әр актив үшін “қалыпты” профиль
• ауытқу болғанда контекстпен дабыл беру

Нәтиже KPI-мен өлшенуі керек: жалған дабылдың азаюы, инцидентке әрекет ету уақытының қысқаруы.

4-қадам: Операциялық регламент және жаттығу (үздіксіз)

Тіпті ең мықты AI да ұйымдық дайындықсыз әлсіз. Күн дауылы кезіндегі:

• байланыс тізбегі (кім кімге қоңырау шалады)
• шешім қабылдау құқығы
• жүктемені қайта бөлу/шектеу шарттары

алдын ала жазылғаны дұрыс. Айына бір рет қысқа tabletop-exercise өткізу жеткілікті.

Жиі қойылатын сұрақтар (операторлар нақты сұрайды)

Күн дауылы Қазақстанда міндетті түрде үлкен апат тудыра ма?

Жоқ. Бірақ ықтималдық нөл емес, ал ықтимал оқиғаның әсері жоғары: электр, байланыс, навигация. Сондықтан бұл — классикалық “high impact, low frequency” тәуекелі.

AI болмаса да бола ма?

Болады, бірақ баяу және қымбат: қолмен мониторинг, шашыраңқы дерек, кеш әрекет. AI-дың артықшылығы — жылдамдық, корреляция және нақты актив деңгейіндегі тәуекел бағасы.

Бұл киберқауіпсіздікке қатысы бар ма?

Тікелей емес, бірақ жанама түрде бар: күн дауылы кезінде байланыс/жүйе тұрақсыз болса, қате дабыл, конфигурация қателері көбейеді. Сондықтан AI-мониторинг + кибергигиена бірге жүруі керек.

Қай бағытқа ставка жасаған дұрыс?

Келесі күн дауылының нақты қашан болатынын ешкім дәл айтпайды. Бірақ Ван Аллен белдеулерінің «зарядталуы» сияқты сигналдар бір нәрсені еске салады: тәуекел сырттан келеді, ал жауап іште — дайындықта.

Қазақстандағы энергия және мұнай-газ компаниялары AI-ды өнімділік үшін ғана емес, инфрақұрылымның төзімділігін күшейту үшін де жүйелі қолдануы керек. Мен көрген ең тиімді тәсіл — “бәрін бірден” емес, ерте ескерту панелі + аномалия детекциясы + нақты регламент үштігін іске қосу.

Егер ертең таңертең геомагниттік ескерту деңгейі көтерілсе, сіздің командаңызда «біз не істейміз?» деген сұраққа 10 минутта жауап беретін жүйе бар ма — әлде бірнеше бөлім бір-біріне хат жазып отыра ма?