Күн алауы қаупі: энергияны AI қалай қорғайды

Күннен шыққан бір ғана күшті жарқыл (solar flare немесе кеңірек мағынада geomagnetic storm) біздің «көрінбейтін» тәуелділіктерімізді әп-сәтте айқын қылады: электр желілері, байланыс, GPS-синхрондау, SCADA жүйелері, мұнай-газдағы телеметрия. Соңғы айларда ғарыштық ауа райын бақылаушылар Ван Аллен радиациялық белдеулерінің «толық зарядталғанын» айтып отыр — яғни Жердің магнит өрісінде тұтылған жоғары энергиялы бөлшектер қоры өсіп кетті. Мұның практикалық аудармасы қарапайым: келесі күшті күн дауылы келгенде технологиялық жүйелерге түсетін қысым артады.

Қазақстан үшін бұл жай ғана қызық жаңалық емес. Бізде энергия жүйесінің үлкен бөлігі ұзын қашықтыққа созылған желілерге, алыстағы кен орындарындағы байланысқа, дәл уақытқа тәуелді автоматикаға және жерүсті-жерасты инфрақұрылымына сүйенеді. Дәл осы жерде біздің серияның басты тақырыбы орын алады: жасанды интеллект (AI) және предиктивті аналитика энергия мен мұнай-газ инфрақұрылымын сыртқы қауіптерден — оның ішінде ғарыштық ауа райынан — төзімді қыла алады.

Төменде неге күн дауылы қауіпті екенін, қай жерлер әлсіз екенін және Қазақстандағы энергия компаниялары AI-ды нақты қандай сценарийлерде қолдана алатынын тарқатамын.

Күн дауылы «интернетті өшірмейді» — алдымен желіні қинайды

Негізгі әсер электр энергетикасынан басталады, себебі геомагниттік бұзылыстар ұзын өткізгіштерде (электр беру желілері, теміржол желілері, құбырлар) индукцияланған токтарды тудырады. Бұл құбылыс geomagnetically induced currents (GIC) деп аталады.

Энергожүйеге келгенде GIC мынадай проблемалар тудырады:

• Жоғары кернеулі трансформаторлардың қанығуы (core saturation) → қызу, қорғаныстың іске қосылуы, ресурстың тез таусылуы
• Реактив қуат тапшылығы → кернеу тұрақтылығы нашарлайды
• Қорғаныс релелерінің жалған іске қосылуы → каскадты ажыратулар қаупі

Ал мұнай-газда әсер көбіне жанама, бірақ ауыр:

• Кеніштердегі байланыс пен синхрондаудың бұзылуы (GNSS/GPS сигналдары, радиобайланыс)
• SCADA/телеметрия деректерінің жоғалуы → оператор «соқырланады»
• Құбырларда коррозияға қарсы катодтық қорғаныс жүйелеріне әсер ететін ауытқулар (жер потенциалдарының өзгеруі)

Бір сөйлеммен: күн дауылы — бұл «ғарыштық» мәселе емес, бұл трансформатордың қызуы, релелік қорғаныстың шатасуы және диспетчердің дерексіз қалуы.

Неге дәл қазір бұл тақырып өзекті: Күн циклі және «толық зарядталған» белдеулер

Күн белсенділігі 11 жылдық циклмен өзгеріп отырады. 2024–2026 кезеңі күн даулары жиілейтін фазамен тұспа-тұс келді деп есептеледі (күн дақтары санының өсуімен байланысты). RSS үзіндісіндегі негізгі ой да осы: соңғы айларда қайталанған күн дауылдары Ван Аллен белдеулеріне қосымша энергия «айдап», оларды «толық зарядталған» күйге жеткізген.

Бұл нені білдіреді?

• Жер маңындағы радиациялық орта «қаттырақ» болуы мүмкін → ғарыш аппараттары мен байланыс арналарына тәуекел өседі
• Келесі ірі CME/дауыл келгенде жүйелерге түсетін жүктеме жоғары болуы ықтимал

Менің тәжірибемде компаниялар қауіп-қатерді «ықтимал, бірақ алыста» деп қабылдағанда дайындық бюджетін оңай қысқартады. Ал ғарыштық ауа райы дәл сондай категорияға жатады. Мәселе — ықтималдықта емес, салдардың қымбаттығында: бір үлкен трансформатордың істен шығуы айлар бойы жабдық күтуге әкелуі мүмкін.

Қазақстан инфрақұрылымы үшін нақты осал нүктелер

Қазақстандағы тәуекел картасы «бір ғана жерге» байланбайды — ол жүйе архитектурасына байланысты.

Ұзын магистральдық желілер және түйінді подстанциялар

Елімізде электрді қашыққа тасымалдау — қалыпты нәрсе. Ұзын желілер геомагниттік индукцияға көбірек ұшырайды. Ең осал нүкте көбіне «сызықтың өзі» емес, ірі трансформаторлар мен реактив қуатты реттеу жабдықтары.

Практикалық белгі:

• Кернеудің «секіруі», реактив қуат резервінің тез таусылуы
• Трансформаторлардың температуралық тренді мен гармоникалардың өзгеруі

Мұнай-газ кен орындарындағы байланыс тәуелділігі

Қыс мезгілінде (қаңтар — дәл қазір) ауа райының өзі қиындық тудырады. Оған қоса күн дауылы байланыс сапасын төмендетсе, өндіріс қауіпсіздігіне әсері екі есе болады: логистика қиындайды, апаттық топтың жетуі баяулайды, ал диспетчерде нақты дерек азаяды.

GPS/уақыт синхрондауы және цифрлық автоматика

Көптеген өлшеу-есеп жүйелері, PMU/фазорлық өлшеулер, телеком түйіндері дәл уақытқа сүйенеді. GNSS бұзылса, оқиғаларды дұрыс талдау мен автоматты басқару шешімдері нашарлайды.

AI бұл жерде не істей алады: «болжау» емес, басқарылатын тәуекел жасау

AI-дың ең үлкен пайдасы — ғарыштық ауа райын «болжап беру» ғана емес, оны операциялық шешімге айналдыру. Яғни: қандай жабдыққа қауіп жоғары, қай кезде қандай режимге көшу керек, қай бригада қайда дайын тұруы тиіс.

1) Ғарыштық ауа райы + желі деректері = тәуекелдің нақты индексы

Энергетикада классикалық тәсіл — NOAA/ESA сияқты ұйымдардың ескертулерін оқу және «күту режиміне» көшу. Бұл жеткіліксіз.

AI/ML тәсілі:

• Кіріс деректері: Kp/Ap индекстері, күн желі параметрлері, жердің магнитометрлері, тарихи авариялар, трансформатор датчиктері (температура, газ-анализ, жүктеме)
• Шығыс: подстанция/трансформатор деңгейінде тәуекел скорингі (мысалы, 0–100)

Нәтиже: диспетчер «дауыл болады» деген жалпы сигнал емес, қай жерде неге алаңдау керек деген нақты картаны көреді.

2) Предиктивті техникалық қызмет: трансформаторды «оқиғаның алдында» қорғау

GIC әсерінен трансформаторлар тез қартаяды. AI негізіндегі предиктивті модельдер (time-series forecasting, anomaly detection) мынадай әрекеттерге көмектеседі:

• Дауыл алдындағы және дауыл кезіндегі жүктемені қайта бөлу сценарийлері
• Реактив қуат резервін алдын ала жоспарлау
• Қызу тренді қауіпті болса, жоспарланған шектеулер енгізу

Бұл жерде маңыздысы: AI «батырма баспайды», бірақ инженерге дәлелді ұсыныс береді.

3) SCADA/телеметрия бұзылса да жұмыс істейтін «ақылды бақылау»

Күн дауылы кезінде байланыс сапасы төмендеп, дерек үзілуі мүмкін. Дәл сол сәтте классикалық мониторинг «үнсіз» қалады.

AI көмегі:

• Data imputation: қысқа мерзімді дерек үзілімін физикаға негізделген және ML модельдерімен толықтыру
• State estimation: желінің ықтимал күйін есептеп, диспетчерге сенімділік деңгейімен көрсету

Меніңше, бұл бағыт Қазақстан үшін өте практикалық: байланыс идеалды болмайтын ортада тұрақты басқару.

4) Мұнай-газда: коррозия тәуекелін және байланыс дағдарысын ерте тану

Құбырлардың катодтық қорғаныс деректері, жер потенциалы өлшемдері, ақау тарихы және геомагниттік индекстер біріктірілсе:

• Геомагниттік әсер күшейген кезеңдерде коррозия тәуекелін бөлек модельдеу
• Датчиктер «секірсе», оны кибершабуыл немесе құрал ақауы деп қате түсіндірмей, ғарыштық ауа райымен корреляциялау

Бұл қауіпсіздік пен шығынның екеуіне де әсер етеді.

Компаниялар ертеңнен бастап істей алатын 7 қадамдық жоспар

Дайындық «үлкен платформадан» емес, дұрыс тәртіптен басталады. Мына жоспарды көп ұйым 8–12 аптада бастап кете алады.

1. Активтерді картаға түсіру: ең ірі трансформаторлар, түйінді подстанциялар, ұзын желілер, мұнай-газдағы негізгі байланыс түйіндері.
2. Дерек аудиті: трансформатор мониторингі (температура, DGA), релелік қорғаныс логтары, SCADA оқиғалары, катодтық қорғаныс өлшемдері.
3. Ғарыштық ауа райы фидін қосу: ішкі SOC/NOC немесе диспетчерлік орталыққа Kp индекстері және ескертулерді автоматты жеткізу.
4. Екі деңгейлі триггерлер:
   • Операциялық (режимді өзгерту, реактив қуат резерві)
   • Техникалық (жүктеме шектеуі, жоспарланған тексеріс)
5. ML аномалия детекциясы: әр актив үшін «қалыпты мінез-құлық» базасын құрып, дауыл кезінде ауытқуды ерте көру.
6. Жаттығу сценарийлері: «Kp жоғары + байланыс үзілуі + бір подстанцияда кернеу төмендеуі» сияқты кешенді tabletop.
7. ROI-ды дұрыс өлшеу: мақсат — «нөл авария» емес, апат ықтималдығын азайту және қалпына келу уақытын қысқарту.

Қарапайым метрика: MTTR (қалпына келу уақыты) мен жоспарсыз тоқтаулардың жиілігі төмендесе — AI жобасы өзін ақтай бастады.

Жиі қойылатын сұрақтар (қысқа жауаппен)

Күн алауы Қазақстанның электр желісін өшіре ала ма? Иә, ең қауіпті сценарий — каскадты ажыратулар. Бірақ бұл «міндетті түрде болады» деген сөз емес. Дұрыс қорғаныс, режимдік басқару және мониторинг тәуекелді айтарлықтай төмендетеді.

Бұл киберқауіпсіздік мәселесіне ұқсай ма? Ұқсайды: сирек, бірақ салдары ауыр. Ең дұрыс тәсіл — алдын ала дайындалған процедура + үздіксіз мониторинг.

AI міндетті ме, әлде классикалық инженерия жетеді ме? Классикалық инженерия — база. Бірақ дерек көлемі өскен сайын және жүйе күрделенген сайын AI шешім қабылдауды жылдамдатады, әсіресе дағдарыс кезінде.

Қазақстанда энергияны AI-мен «төзімді» етудің дұрыс бағыты

Күн дауылдары туралы жаңалықтардың пайдалы тұсы — олар бізге әлсіз жерді көрсетеді: инфрақұрылым тек физикадан емес, деректен, байланыстан және дұрыс реакциядан тұрады.

Біздің «Қазақстандағы энергия және мұнай-газ саласын жасанды интеллект қалай түрлендіріп жатыр» сериясында көбіне өндірісті оңтайландыру, қауіпсіздік, автоматтандыру туралы айтамыз. Ғарыштық ауа райы — сол әңгіменің логикалық жалғасы: AI өнімділікті ғана емес, төзімділікті де көтеруі керек.

Егер сіз энергетикада немесе мұнай-газда жұмыс істесеңіз, өзіңізге бір сұрақ қойып көріңіз: келесі геомагниттік дауыл кезінде бізде «ақылды жоспар» бар ма, әлде тек «үміт» бар ма?