Автоматизация процессов оперативно-технологического управления электрическими сетями: опыт внедрения и эксплуатации в филиалах ПАО «МРСК Центра и Приволжья»

Page 1
background image

Page 2
background image

58

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2, 

сентябрь

 2016

58

Автоматизация

 

процессов

 

оперативно

-

технологического

 

управления

 

электрическими

 

сетями

опыт

 

внедрения

 

и

 

эксплуатации

 

в

 

филиалах

 

ПАО

 «

МРСК

 

Центра

 

и

 

Приволжья

»

Решение

 

о

 

модернизации

 

Центров

 

управления

 

электрическими

 

сетями

 

(

ЦУС

филиалов

 

ПАО

  «

МРСК

 

Центра

 

и

 

Приволжья

» (

до

 2015 

года

 — 

ОАО

 

«

МРСК

 

Центра

 

и

 

Приволжья

») 

было

 

при

-

нято

 

в

 2007 

году

и

 

уже

 

в

 2008 

году

 

были

 

реализованы

 

проекты

 

по

 

модернизации

 

существующих

 

ОИК

 

в

 

пяти

 

филиалах

 

ком

-

пании

: «

Нижновэнерго

», «

Рязаньэнерго

», 

«

Тулэнерго

», «

Ивэнерго

» 

и

  «

Владимир

-

энерго

». 

Для

 

всех

 

ЦУС

 

было

 

выбрано

 

единое

 

решение

 — SCADA — 

система

 

с

 

возможностью

 

наращивания

 

функцио

-

нала

 

до

 

уровня

 OMS/DMS 

системы

Це

-

левой

 

функционал

 

автоматизированной

 

системы

 

диспетчерского

 

управления

 

представлен

 

на

 

рисунке

 1.

Очевидно

что

 

создание

 

системы

 

было

 

начато

 

с

 

функций

 SCADA, 

для

 

чего

 

было

 

закуплено

 

соответствующее

 

аппа

-

Важной

 

составляющей

 

процесса

 

обеспечения

 

надежного

 

энергоснабжения

 

потребителей

 

является

 

высокий

 

уровень

 

оперативно

-

технологического

 

управления

 

электрическими

 

сетями

Традиционные

 

оперативно

-

информационные

 

ком

-

плексы

  (

ОИК

позволяют

 

решить

 

задачу

 

пассивного

 

мони

-

торинга

 

текущего

 

состояния

 

электрической

 

сети

но

 

не

 

обес

-

печивают

 

расчет

 

и

 

анализ

 

сложившегося

 

электрического

 

режима

 

сети

не

 

проводят

 

оценку

 

его

 

надежности

 

в

 

рамках

 

планируемых

 

мероприятий

 

по

 

изменению

 

режима

 

работы

 

электрической

 

сети

В

 

данной

 

статье

 

описан

 

практический

 

опыт

 

реализации

 

масштабного

 

проекта

 

по

 

созданию

 

совре

-

менной

 SCADA/DMS 

системы

 

в

 

российских

 

условиях

 

и

 

про

-

анализированы

 

полученные

 

результаты

.

Владимир

 

КОРОВИН

,

директор

 

департа

 

мента

 

корпоративных

 

и

 

технологических

 

АСУ

Андрей

 

ИВАНОВ

,

начальник

 

депар

-

тамента

 

оперативно

-

технологического

 

и

 

ситуационного

 

управления

 

Сергей

 

АНДРУС

,

первый

 

заместитель

 

генерального

 

директора

 — 

глав

-

ный

 

инженер

 

ПАО

 

«

МРСК

 

Центра

 

и

 

Приволжья

»

Управление

 

сетями


Page 3
background image

59

59

ратное

 

и

 

программное

 

обеспечение

 

и

 

проведены

 

необходимые

 

строительно

-

монтажные

 

и

 

пуско

-

наладочные

 

работы

Программно

-

технический

 

ком

-

плекс

  (

ПТК

ЦУС

 

филиала

 

состоял

 

из

 

серверного

 

оборудования

 (12–14 

серверов

), 

оборудования

 

ло

-

кальной

 

вычислительной

 

сети

 (6–8 

коммутаторов

), 

видеостены

  (

разной

 

конфигурации

), 

двух

 

шлюзов

 

телемеханики

 

и

 

порядка

 15–20 

автоматизирован

-

ных

 

рабочих

 

мест

  (

АРМ

пользователей

ПТК

 

об

-

ладал

 

необходимыми

 

свойствами

 

стопроцентного

 

горячего

 

резервирования

 

каждого

 

из

 

компонентов

 

используемого

 

программного

аппаратного

 

и

 

сете

-

вого

 

оборудования

Рабочее

 

место

 

диспетчера

 

ЦУС

 

каждого

 

филиа

-

ла

 

было

 

оснащено

 

видеостеной

Выбор

 

в

 

пользу

 

ви

-

деостены

 

был

 

определен

 

возможностью

 

поддержки

 

специальной

 

функции

 SCADA — «

тандемного

 

ре

-

жима

», 

при

 

котором

 

с

 

видеостеной

 

могут

 

одновре

-

менно

 

работать

 

до

 6 

АРМ

 

оперативного

 

персонала

используя

 

свои

 

штатные

 

средства

 

человеко

-

машин

-

ного

 

интерфейса

На

 

уровне

 

производственных

 

отделений

 

и

 

РЭС

 

было

 

предложено

 

использовать

 

комбинированную

 

модель

 

оснащения

 

рабочего

 

места

 

диспетчера

 

средствами

 

отображения

Были

 

утверждены

 «

Типо

-

вые

 

технические

 

требования

 

по

 

организации

 

рабо

-

чего

 

места

 

диспетчера

 

в

 

части

 

систем

 

отображения

 

Рис

. 1. 

Целевой

 

функционал

 

автоматизированной

 

системы

 

диспетчерского

 

управления

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)

 — 

автоматизированная

 

система

 

сбора

 

данных

 

о

 

состоянии

 

оборудования

 

сети

их

 

обработки

хранения

 

и

 

отображения

 

в

 

различных

 

видах

  (

мнемосхемы

графики

списки

протоко

-

лы

диаграммы

 

и

 

пр

.) 

на

 

различных

 

средствах

 

визуализации

 

(

ДЩ

видеостене

АРМ

 

диспетчеров

с

 

целью

 

обеспечения

 

комплексного

 

мониторинга

 

состояния

 

электрической

 

сети

 

опе

-

ративным

 

персоналом

 

ЦУС

;

ГИС

 (Geo Information System)-

интерфейс

 

— 

встроенная

 

в

 SCADA 

функция

позволяющая

 

обеспечивать

 

отображение

 

информации

 

о

 

местоположении

 

и

 

состоянии

 

объектов

 

элек

-

трической

 

сети

 

на

 

многослойной

 

ГИС

-

подложке

 

на

 

тех

 

же

 

средствах

 

визуализации

 

и

 

с

 

поддержкой

 

всех

 

функций

 SCADA;

DMS (Distribution Management System)

 — 

расчетно

-

ана

-

литическая

 

система

позволяющая

 

производить

 

расчет

 

и

 

мо

-

делирование

 

режимов

 

работы

 

электрической

 

сети

предотвра

-

щать

 

возникновение

 

аварийных

 

ситуаций

 

и

 

минимизировать

 

потери

 

в

 

случае

 

их

 

неизбежности

Она

 

также

 

обеспечивает

 

существенную

 

оптимизацию

 

работы

 

диспетчеров

предлагая

 

наиболее

 

рациональные

 

действия

 

с

 

заранее

 

просчитанными

 

последствиями

 

в

 

конкретной

 

ситуации

OMS (Outage Management System)

 — 

система

 

оператив

-

ного

 

управления

 

плановыми

 

и

 

аварийными

 

работами

Предна

-

значена

 

для

 

улучшения

 

показателей

 

надежности

сокращения

 

времени

 

перерывов

 

энергоснабжения

 

потребителей

сниже

-

ния

 

недоотпуска

 

электроэнергии

 

при

 

аварийных

 

отключениях

.


Page 4
background image

60

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2, 

сентябрь

 2016

и

 

оперативно

-

информационных

 

комплексов

 

(

ОИК

)», 

в

 

соответствии

 

с

 

которыми

 

определены

 

способы

 

коллективного

 

отображения

 

информа

-

ции

 

в

 

зависимости

 

от

 

количества

 

условных

 

еди

-

ниц

  (

у

.

е

.) 

оборудования

 

объектов

 

управления

 

в

 

подразделениях

.

При

 

выводе

 

информации

 

на

 

экран

 

системы

 

коллективного

 

отображения

 

для

 

нормальной

 

ра

-

боты

 

диспетчера

 

должно

 

быть

 

обеспечено

 

удоб

-

ство

 

восприятия

 

схемы

 

сети

 

и

 

видимость

 

каждого

 

элемента

 

на

 

схеме

  (

элементы

 

линий

подстан

-

ций

положения

 

коммутационных

 

устройств

местоположение

 

работающих

 

бригад

 

и

 

проч

.). 

Размер

 

системы

 

коллективного

 

отображения

 

за

-

висит

 

от

 

количества

 

элементов

 

на

 

схеме

Стои

-

мость

 

зависит

 

от

 

общего

 

количества

 

элементов

 

и

 

числа

 

активных

 

элементов

При

 

сравнительно

 

небольшом

 

количестве

 

элементов

 

на

 

схеме

 

стоимость

 

дис

-

петчерского

 

щита

 (

ДЩ

существенно

 

превышает

 

стоимость

 

видеопанели

Поэтому

 

применение

 

ДЩ

 

на

 

диспетчерском

 

пункте

  (

ДП

оправдано

 

лишь

 

в

 

тех

 

случаях

когда

 

на

 

ДП

 

есть

 

необходимость

 

в

 

отображении

 

большой

 

схемы

 

и

 

зна

-

чительного

 

объема

 

телеинформации

 

о

 

состоянии

 

обору

-

дования

 

объектов

 

управления

 (

у

.

е

больше

 3500). 

В

 

связи

 

с

 

этим

 

ДЩ

 

целесообразно

 

устанавливать

 

только

 

в

 

произ

-

водственных

 

отделениях

 

и

 

больших

 

РЭСах

В

 

ДП

 

РЭС

 

с

 

количеством

 

у

.

е

от

 2000 

до

 3500 

схему

 

сети

 

вполне

 

достаточно

 

разместить

 

на

 

видеостене

состо

-

ящей

 

из

 1–4-

х

 

видеопанелей

это

 

не

 

повлечет

 

снижения

 

наглядности

 

и

 

удобочитаемости

 

оперативной

 

схемы

В

 

ДП

 

РЭС

 

с

 

количеством

 

у

.

е

менее

 2000 

достаточно

 

установить

 

на

 

рабочем

 

месте

 

диспетчера

 

монитор

 

с

 

боль

-

шой

 

диагональю

где

 

он

 

сможет

 

вести

 

оперативную

 

схему

 

как

 

при

 

помощи

 

передаваемой

 

телеметрической

 

инфор

-

мации

так

 

и

 

вручную

 (

при

 

отсутствии

 

телеинформации

).

Видеостена

 

оказалась

 

самым

 

дорогостоящим

 

в

 

экс

-

плуатации

 

элементом

 

ЦУС

Передовые

 

на

 

тот

 

момент

 

времени

 

видеостены

 

с

 

использованием

 

видеокубов

 

про

-

екционного

 

типа

 

требовали

 

относительно

 

высоких

 

расхо

-

дов

 

на

 

электропитание

 

и

 

кондиционирование

 

гермозоны

 

в

 

круглосуточном

 

режиме

а

 

также

 

периодической

  (

при

-

мерно

 1 

раз

 

в

 

год

замены

 

дорогостоящих

 

проекционных

 

ламп

Тем

 

не

 

менее

как

 

показал

 

опыт

 

филиалов

 

ПАО

 

«

МРСК

 

Центра

 

и

 

Приволжья

», 

применение

 

видеостены

 

в

 

ЦУС

 

по

 

сравнению

 

с

 

традиционным

 «

светлым

» 

диспет

-

черским

 

щитом

 

имеет

 

ряд

 

преимуществ

а

 

именно

• 

отсутствуют

 

какие

-

либо

 

затраты

 

на

 

обновление

 

изо

-

бражения

 

мнемосхемы

 

электрической

 

сети

 

на

 

видео

-

стене

все

 

изменения

 

производятся

 

программными

 

средствами

 

и

 

отображаются

 

на

 

видеостене

 (

местопо

-

ложение

масштаб

цветовая

 

гамма

 

и

 

пр

.), 

как

 

это

 

было

 

задано

 

в

 

системе

 

при

 

осуществлении

 

инжиниринга

 

данных

• 

чрезвычайная

 

гибкость

 

отображения

 

необходимой

 

оперативному

 

персоналу

 

информации

 

в

 

конкретный

 

момент

 

времени

Диспетчер

 

по

 

ситуации

 

может

 

выве

-

сти

 

на

 

видеостену

 

как

 

традиционную

 

для

 

ЦУС

 

одноли

-

нейную

 

мнемосхему

 

электрической

 

сети

так

 

и

 

любую

 

другую

 

информацию

 

графически

  (

режимную

 

схему

мнемосхему

 

любой

 

подстанции

наборы

 

графиков

протоколы

 

событий

ГИС

-

отображение

 

участка

 

сети

 

и

 

пр

.);

• 

видеостена

 

может

 

использоваться

 

не

 

только

 

как

 

моно

-

литное

 

средство

 

отображения

 

одного

 

графического

 

мнемокадра

а

 

может

 

быть

 

разделена

 

на

 

несколько

 

так

 

называемых

  «

логических

 

мониторов

», 

на

 

каждый

 

из

 

которых

 

диспетчер

 

может

 

выводить

 

необходимую

 

ему

 

в

 

конкретный

 

момент

 

времени

 

информацию

Как

 

правило

видеостена

 

делится

 

на

 3 

или

 5 

логических

 

мониторов

 

разной

 

отображающей

 

площади

на

 

одном

 

из

 

которых

 

постоянно

 

выводится

 

однолинейная

 

мне

-

мосхема

 

электрической

 

сети

а

 

на

 

оставшихся

 

малых

 

мониторах

 — 

вспомогательная

 

аналитическая

 

инфор

-

мация

  (

рисунок

 2). 

При

 

этом

 

состав

размеры

 

и

 

рас

-

положение

 

логических

 

мониторов

 

могут

 

меняться

 

по

 

команде

 

диспетчера

 

в

 

любой

 

момент

 

времени

• 

дополнительные

 

преимущества

 

для

 

использования

 

видеостены

 

дает

  «

умная

» SCADA. 

АРМ

 

операторов

 

в

 

совокупности

 

с

 

функцией

 «Drag&Drop» 

предоставля

-

ет

 

очень

 

удобный

 

и

 

быстрый

 

доступ

 

к

 

функциям

 

си

-

туационно

-

аналитической

 

поддержки

 

для

 

всей

 

смены

 

оперативного

 

персонала

 

ЦУС

.

На

 

основе

 

опыта

 

филиалов

 

ПАО

 «

МРСК

 

Центра

 

и

 

При

-

волжья

» 

мы

 

готовы

 

дать

 

нашим

 

коллегам

 

следующие

 

ре

-

комендации

 

в

 

части

 

использования

 

видеостен

 

в

 

составе

 

ПТК

 

ЦУС

.

• 

В

 

связи

 

с

 

высокой

 

стоимостью

 

приобретения

 

и

 

эксплу

-

атации

 

видеостены

 

этот

 

элемент

 

ПТК

 

целесообразно

 

использовать

 

только

 

на

 

уровне

 

ЦУС

 

филиала

где

 

воз

-

Рис

. 2. 

Пример

 

компоновки

 «

логических

 

мониторов

» 

на

 

видеостене

 

ЦУС

Управление

 

сетями


Page 5
background image

61

никает

 

реальная

 

потребность

 

отображать

 

большие

 

объемы

 

графических

 

данных

При

 

этом

 

освободив

-

шийся

 

ДЩ

 

ЦУС

 

можно

 

в

 

дальнейшем

 

использовать

 

в

 

любом

 

диспетчерском

 

пункте

 

филиала

где

 

суще

-

ствует

 

такая

 

потребность

• 

Больше

 

не

 

значит

 

лучше

Видеостена

 

для

 

конкретного

 

ЦУС

 

должна

 

иметь

 

оптимальные

 

габариты

которые

 

зависят

 

от

 

размеров

 

помещения

количества

 

рабочих

 

мест

 

диспетчеров

размера

 

и

 

плотности

 

отображения

 

простых

 

и

 

сложных

 

элементов

 

на

 

обзорной

 

мнемосхе

-

ме

 

сети

параметров

 

освещенности

 

помещения

 

и

 

др

Более

 

того

современные

 SCADA/DMS 

системы

 

за

 

счет

 

работы

 

функции

  «

процессор

 

топологии

» 

позво

-

ляют

 

существенно

 

сократить

 

количество

 

отображае

-

мых

 

графических

 

элементов

тем

 

самым

 

существенно

 

снизив

 

требования

 

к

 

площади

 

отображающей

 

поверх

-

ности

 

видеостены

• 

Видеостену

 

удобно

 

использовать

 

как

 

общий

 

источник

 

информации

 

для

 

всех

 

диспетчеров

 

в

 

смене

Работу

 

с

 

локальными

 

объектами

 (

ВЛ

подстанции

графики

 

из

-

мерений

 

и

 

пр

.) 

удобнее

 

проводить

 

на

 

локальных

 

АРМ

используя

 

функцию

 «Drag&Drop». 

• 

Лучшими

 

эксплуатационными

 

параметрами

 

обладают

 

видеостены

 

на

 LED-

элементах

Такие

 

видеостены

 

бо

-

лее

 

надежны

 

и

 

долговечны

требуют

 

меньше

 

свобод

-

ного

 

пространства

 

для

 

сооружения

 

гермозоны

• 

В

 

качестве

 

фона

 

для

 

видеостены

 

рекомендуется

 

вы

-

бирать

 

черный

 

цвет

Это

 

комфортно

 

для

 

диспетче

-

ра

 

с

 

точки

 

зрения

 

эргономики

 

и

 

позволяет

 

большую

 

часть

 

времени

 

не

 «

засвечивать

» 

светогенерирующие

 

элементы

 (

светодиоды

видеостены

что

 

увеличивает

 

срок

 

их

 

службы

 

и

 

снижает

 

нагрузку

 

на

 

сеть

 

электро

-

питания

• 

Необходимо

 

преодолеть

 

консерватизм

 

диспетчеров

 

и

 

стимулировать

 

их

 

к

 

активному

 

использованию

 

виде

-

остены

 

в

 

своей

 

работе

Диспетчеры

 

могут

 

восприни

-

мать

 

видеостену

 

как

 

статичный

 

электронный

 

ДЩ

не

 

используя

 

все

 

возможности

 

видеостены

 

по

 

назначе

-

нию

предпочитая

 

работать

 «

по

 

старинке

». 

Опыт

 

пока

-

зывает

что

 

ситуация

 

меняется

как

 

только

 

становятся

 

очевидны

 

все

 

преимущества

 

отображения

 

информа

-

ции

 

на

 

видеостене

 

или

 

видеопанелях

.

Несколько

 

рекомендаций

 

по

 

оснащению

 

АРМ

 

дис

-

петчеров

По

 

нашему

 

опыту

 

оптимальным

 

является

 

ис

-

пользование

 

на

 

рабочем

 

месте

 

диспетчера

 

не

 

менее

 

трех

 

широкоформатных

 

мониторов

 

с

 

минимальным

 

разреше

-

нием

 1920

х

1080. 

При

 

этом

 

два

 

монитора

 

должны

 

работать

 

в

 

технологическом

 

контуре

 

АСДТУ

а

 

третий

 

использо

-

ваться

 

для

 

работы

 

диспетчера

 

с

 

другими

 

приложениями

 

(

электронный

 

журнал

система

 

отчетов

корпоративная

 

электронная

 

почта

 

и

 

пр

.). 

В

 2013 

году

 

на

 

заседании

 

технического

 

Совета

 

МРСК

 

Центра

 

и

 

Приволжья

 

было

 

принято

 

решение

 

о

 

дальней

-

шем

 

развитии

 

АСДТУ

 

филиалов

 

Общества

Были

 

запла

-

нированы

 

следующие

 

работы

:

• 

модернизация

 

уже

 

работающих

 

в

 

пяти

 

филиалах

 

АСДТУ

 («

Нижновэнерго

», «

Тулэнерго

», «

Рязаньэнер

-

го

», «

Владимирэнерго

», «

Ивэнерго

») — 

расширение

 

функциональности

 

существующей

 SCADA 

с

 

ГИС

-

подсистемой

а

 

также

 

внедрения

 

нового

 

функциональ

-

ного

 

модуля

 DMS (

расчетно

-

аналитические

 

задачи

);

• 

внедрение

 

ПТК

 

ЦУС

 

в

 

объеме

 

одного

 

пускового

 

ком

-

плекса

 (SCADA+GIS) 

в

 

четырех

 

филиалах

: «

Калуга

-

энерго

», «

Кировэнерго

», «

Мариэнерго

» 

и

  «

Удмурт

-

энерго

». 

При

 

этом

 

были

 

поставлены

 

следующие

 

управленче

-

ские

 

задачи

:

1) 

унифицировать

 

и

 

минимизировать

 

состав

 

и

 

архитек

-

туру

 

аппаратного

 

обеспечения

 

ПТК

 

ЦУС

 

во

 

всех

 

фи

-

лиалах

 

Общества

 

с

 

целью

 

снижения

 

стоимости

 

ПНР

 

и

 

последующей

 

эксплуатации

 

комплексов

2) 

унифицировать

 

состав

 

системного

 

и

 

прикладного

 

про

-

граммного

 

обеспечения

 

Системы

 

во

 

всех

 

филиалах

 

вплоть

 

до

 

версии

 

используемого

 

релиза

3) 

за

 

счет

 

выполнения

 

пп

.1 

и

 2 

обеспечить

 

стандартиза

-

цию

централизацию

 

и

как

 

следствие

снижение

 

стои

-

мости

 

услуг

 

технической

 

поддержки

 

Системы

 

во

 

всех

 

филиалах

;

4) 

выбрать

 

филиал

 «

Нижновэнерго

» 

в

 

качестве

 

площад

-

ки

 

для

 

отработки

 

новых

 

технологических

 

функций

 

АСДТУ

Расширение

 

состава

 

функций

 

в

 

других

 

филиа

-

лах

 

проводить

 

после

 

их

 

успешной

 

апробации

 

в

 «

Ниж

-

новэнерго

» 

в

 

рамках

 

принятой

 

политики

 

унификации

5) 

обеспечить

 

качественное

 

обучение

 

оперативного

 

и

 

ИТ

-

персонала

 

с

 

тем

чтобы

 

в

 

дальнейшем

 

персонал

 

филиалов

 

мог

 

самостоятельно

 

актуализировать

 

мо

-

дель

 

данных

 

АСДТУ

 

и

 

выполнять

 

необходимые

 

регла

-

ментные

 

работы

 

с

 

ПТК

;

6) 

организовать

  «

горизонтальный

» 

обмен

 

опытом

 

рабо

-

ты

 

между

 

филиалами

 

Общества

Несмотря

 

на

 

высокую

 

надежность

 

АСДТУ

 

в

 

целом

в

 

состав

 

ПТК

 

образца

 2007 

года

 

входило

 

большое

 

коли

-

чество

 

серверов

 

и

 

коммутационного

 

оборудования

что

 

негативным

 

образом

 

сказывалось

 

на

 

стоимости

 

эксплуа

-

тации

 

ПТК

Учитывая

 

тот

 

факт

что

 

за

 

прошедшие

 

годы

 

ИТ

-

индустрия

 

шагнула

 

далеко

 

вперед

было

 

решено

 

ра

-

дикально

 

минимизировать

 

количество

 

серверов

 

в

 

ПТК

 

за

 

счет

 

применения

 

решений

 

по

 

виртуализации

 

на

 

базе

 

ПО

 VMWare. 

В

 

результате

 

был

 

разработан

 

типовой

 

ПТК

 

ЦУС

который

 

включал

 

в

 

себя

 

всего

 

три

 

сервера

 

и

 

два

 

коммутатора

который

 

обеспечивал

 

решение

 

всех

 

задач

 

Системы

включая

 

горячее

 

резервирование

Экономия

 

от

 

применения

 

решения

 

по

 

виртуализации

по

 

нашим

 

оцен

-

кам

составила

 

порядка

 20–30% 

при

 

закупке

 

и

 

пуско

-

на

-

ладке

 

аппаратного

 

обеспечения

 

ПТК

При

 

этом

 

основные

 

технические

 

характеристики

 

комплекса

 (

например

время

 


Page 6
background image

62

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2, 

сентябрь

 2016

отклика

 

на

 

запросы

 

диспетчера

глубина

 

хранения

 

архи

-

вов

 

и

 

пр

.) 

существенно

 

улучшились

.

Также

 

интересен

 

практический

 

опыт

 

реализации

 

ГИС

-

интерфейса

 

к

 SCADA. 

В

 

связи

 

с

 

существующими

 

финансовыми

 

ограничениями

 

и

 

невозможностью

 

при

-

обрести

 

коммерческую

 

ГЕО

-

подложку

в

 

рамках

 

проекта

 

было

 

разработано

 

техническое

 

решение

 

на

 

базе

 

гео

-

данных

свободно

 

распространяемых

 

по

 

лицензии

 Open 

Database License (ODbL) 

организацией

 OpenStreetMap 

Foundation (www.OpenStreetMap.Org). 

Поставщиком

 

ПО

 

был

 

разработан

 

специальный

 

конвертор

который

 

по

-

зволил

 

загрузить

 

гео

-

данные

 OpenStreetMap 

заданной

 

степени

 

детализации

 

в

 

базу

 

данных

 SCADA 

и

 

отобразить

 

ГИС

-

подложку

 

в

 

векторном

 

и

 

в

 

растровом

  (

орто

-

фото

форматах

 

в

 

качестве

 

дополнительного

 

слоя

 

встроенного

 

в

 SCADA 

ГИС

-

интерфейса

Результаты

 

работы

 

оказались

 

вполне

 

приемлемыми

 

для

 

работы

 

диспетчера

Опыт

 

экс

-

плуатации

 

АСДТУ

 

с

 

ГИС

-

интерфейсом

 

показал

что

 

ГИС

-

представление

 

электрической

 

сети

 

имеет

 

дополнитель

-

ные

 

преимущества

 

для

 

оперативного

 

персонала

 

ЦУС

диспетчер

 

имеет

 

возможность

 

оперативно

 

реагировать

 

на

 

возникающие

 

технологические

 

нарушения

что

 

приво

-

дит

 

к

 

сокращению

 

перерывов

 

энергоснабжения

 

потреби

-

телей

Основной

 

технологической

 

инновацией

 2-

й

 

стадии

 

проекта

 

стала

 

реализация

 

комплекса

 

расчетно

-

аналити

-

ческих

 

задач

 (DMS), 

поскольку

 

именно

 

этот

 

функционал

 

дает

 

основные

 

конкурентные

 

преимущества

 

современ

-

ных

 

АСДТУ

 

в

 

сравнении

 

с

 

традиционными

 

ОИК

Основой

 

для

 

работы

 

множества

 

отдельных

 

функций

 DMS 

являет

-

ся

 

создание

 

динамической

 

расчетной

 

математической

 

модели

 

электрической

 

сети

которая

 

формируется

 

Сис

-

темой

 

в

 

режиме

 online 

исходя

 

из

 

текущего

 

состава

 

обо

-

рудования

 

и

 

измерений

с

 

количеством

 

узлов

 

и

 

ветвей

строго

 

соответствующим

 

текущей

 

топологии

 

сети

Такая

 

модель

 

позволяет

 

с

 

высокой

 

степенью

 

точности

 

рассчи

-

тывать

 

и

 

анализировать

 

текущий

 

режим

 

работы

 

электри

-

ческой

 

сети

моделировать

 

планируемые

 

режимы

 

работы

 

электрической

 

сети

рассматривать

 

аварийные

 

режимы

 

работы

 

электрической

 

сети

 

в

 

ретроспективе

 

и

 

выраба

-

тывать

 

рекомендации

 

и

 

мероприятия

 

по

 

их

 

локализации

 

и

 

предот

 

вращению

 

последствий

Модель

 

сети

 

является

 

результатом

 

работы

 

ключевой

 

расчетно

-

аналитической

 

функции

 DMS — «

Оценка

 

состо

-

яния

». 

Отладка

 

этой

 

функции

 

представляет

 

собой

 

основ

-

ную

 

трудность

 

при

 

решении

 

расчетно

-

аналитических

 

за

-

дач

Задачей

 «

Оценки

 

состояния

» 

является

 

определение

 

режима

оптимально

 

соответствующего

 

имеющимся

 

зна

-

чениям

 

телеметрии

 

и

 

топологии

 

сети

а

 

также

 

выявление

 

недостоверных

 

значений

 

обрабатываемых

 

измерений

 

(

рисунок

 4). «

Оценка

 

состояния

» 

должна

 

выполнять

 

сле

-

дующие

 

функции

:

• 

определять

 

наблюдаемые

 

и

 

ненаблюдаемые

 

участки

 

сети

;

• 

производить

 

оценку

 

напряжения

 

на

 

шинах

перетоков

 

на

 

основе

 

данных

 

ТИ

;

• 

выявлять

 

единственные

 

и

 

множественные

 

недосто

-

верные

 

ТИ

 

на

 

наблюдаемых

 

участках

 

сети

;

• 

оценивать

 

ошибку

 

ТИ

.

Математический

 

аппарат

  «

Оценки

 

состояния

» 

доста

-

точно

 

требователен

 

к

 

качеству

 (

прежде

 

всего

 — 

достовер

-

ности

данных

 

об

 

оборудовании

 

сети

 

и

 

данных

 

измерений

 

(

ТИ

/

ТС

), 

а

 

также

 

обязывает

 

оперативный

 

персонал

 

ЦУС

 

более

 

качественно

 

вести

 

схему

 (

топологию

сети

и

 

дает

 

 

 

DBS1
DBS2

Виртуальные

 

машины

 

ПТК

 SCADA

Группа

 1

Сетевой

 

коммутатор

 

(

основной

)

Сетевой

 

коммутатор

 

(

резервный

)

Основной

 

шлюз

 

телемеханики

Физический

 

сервер

 

А

Физический

 

сервер

 

В

Физический

 

сервер

 

С

SAN-

коммутатор

(

резервный

)

SAN-

коммутатор

(

основной

)

Система

хранения

 

данных

(

основная

)

Резервный

 

шлюз

 

телемеханики

Группа

 2

Группа

 3

IPS1
IPS2

BS

WEB

WPS1

...

WPSN

vCenter

Veeam 

Bckup

ых

тор

(

ре

(

зерв

Рис

. 3. 

Текущая

 

конфигурация

 

ПТК

 

ЦУС

филиалов

 

ПАО

 «

МРСК

 

Центра

 

и

 

Приволжья

»

Управление

 

сетями


Page 7
background image

63

больше

 

возможностей

 

для

 

выявления

 

некорректной

 

теле

-

информации

поступающей

 

с

 

объектов

Важным

 

этапом

 

проекта

 

стал

 

комплекс

 

мероприятий

 

по

 

верификации

 

полученной

 

динамической

 

математиче

-

ской

 

модели

 

сети

Фактически

 

предстояло

 

ответить

 

на

 

во

-

прос

насколько

 

оперативный

 

персонал

 

может

 

доверять

 

полученной

 

модели

 

и

 

расчетам

 

на

 

ее

 

базе

Для

 

финаль

-

ной

 

проверки

 

точности

 

модели

 

был

 

выбран

 

метод

 

про

-

ведения

 

натуральных

 

испытаний

который

 

заключается

 

в

 

следующем

:

• 

выбирается

 

сложный

 

режим

 

работы

 

сети

 

с

 

предстоя

-

щим

 (

по

 

разрешенной

 

заявке

отключением

/

включени

-

ем

 

ВЛ

• 

фиксируется

 

исходное

 

состояние

 

физических

 

процес

-

сов

 

в

 

электрической

 

сети

 

по

 

данным

 

телеметрии

 (

так

 

называемый

 «

срез

 

процесса

») — 

все

 

значимые

 

пара

-

метры

 

текущего

 

режима

 

электрической

 

сети

после

 

чего

 

выбранные

 

пользователем

 

логические

 

мониторы

 

АРМ

 

АСДТУ

 

переводятся

 

в

 

режим

 

моделирования

;

• 

в

 

режиме

 

моделирования

 

осуществляются

 

необходи

-

мые

 

переключения

фиксируется

 

рассчитанное

 

состо

-

яние

 

физических

 

процессов

 

в

 

электрической

 

сети

то

 

есть

 

режим

 

электрической

 

сети

установившийся

 

по

-

сле

 

проведения

 

всех

 

переключений

;

• 

оперативным

 

персоналом

 

производятся

 

оперативные

 

переключения

 

в

 

реальной

 

сети

;

• 

по

 

данным

 

телеизмерений

 

снимаются

 

параметры

 

ре

-

жима

 

электрической

 

сети

сложившиеся

 

после

 

прове

-

дения

 

оперативных

 

переключений

;

• 

параметры

 

режима

полученные

 

в

 

результате

 

модели

-

рования

 

в

 DMS, 

сравниваются

 

с

 

реальными

 

измерени

-

ями

 

после

 

проведения

 

переключения

Расхождение

 

между

 

параметрами

 

реальных

 

измере

-

ний

 

и

 

смоделированного

 

режима

 

не

 

превышало

 2–3%. 

Результатом

 

успешной

 

реализации

 

функции

  «

Оценка

 

состояния

» 

стала

 

возможность

 

использования

 

прочих

 

функций

 DMS-

пакета

таких

 

как

 «

Расчет

 

установившегося

 

режима

», «

Анализ

 

вариантов

 

отказов

», «

Оптимизация

 

по

-

токораспределения

» 

и

 

др

При

 

этом

 

данные

 

функции

 

до

-

ступны

 

диспетчеру

 

в

 

том

 

же

 

интерфейсе

 SCADA 

в

 

любой

 

момент

 

времени

 

в

 

режиме

 online. 

Это

 

позволяет

 

контро

-

лировать

 

режим

 

работы

 

сети

 

и

 

осуществлять

 

режимную

 

проверку

 

текущего

 

состояния

 

сети

 

и

 

осуществляемых

 

технологических

 

операций

 

без

 

привлечения

 

специали

-

стов