Геоинформационная система мониторинга электросетевого комплекса

117

УПРАВЛЕНИЕ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ

АКТИВАМИ

Геоинформационная

система

мониторинга

электросетевого

комплекса

Гончаров

Р

.

Г

., 

ПАО

 «

МРСК

Юга

»

Аннотация

В

связи

с

неблагоприятными

погодными

воздействиями

ПАО

  «

МРСК

Юга

» 

ежегодно

несет

экономические

убытки

, 

связанные

с

затратами

на

восстановление

энергоснаб

-

жения

потребителей

и

с

недоотпуском

электроэнергии

, 

вызванным

повреждением

электросетевых

объектов

действием

опасного

погодного

явления

.

Создание

интегрированной

геоинформационной

системы

на

базе

уже

существующих

программных

комплексов

позволит

прогнозировать

появление

опасного

природного

явления

в

зоне

ответственности

ПАО

 «

МРСК

Юга

» 

и

эффективно

использовать

ресурсы

предприятия

при

выполнении

аварийно

-

восстановительных

работ

.

Ключевые

слова

:

геоинформационная

система

 (

ГИС

), 

метеорология

, 

прогнозные

данные

, 

мониторинг

электросетевого

оборудования

Энергетическая

отрасль

в

государстве

Принимая

во

внимание

растущую

озабоченность

государства

по

вопросам

экологии

и

про

-

изводственной

безопасности

населения

, 

проведение

метеорологического

и

экологического

мониторинга

окружающей

среды

в

районе

размещения

объектов

электроснабжения

и

объек

-

тов

инфраструктуры

является

задачей

государственного

значения

. 

Аварии

в

электросетях

, 

природные

или

техногенные

, 

могут

в

одночасье

вывести

из

строя

всю

отлаженную

систему

энергообеспечения

и

связи

. 

Такая

опасность

присутствует

как

в

крупных

городах

-

мегаполисах

, 

так

и

в

сельской

местности

.

Отсутствие

или

недостаток

метеорологических

постов

вблизи

объектов

электроснабжения

и

инфраструктуры

является

причиной

слабой

информированности

управляющих

компаний

о

погодных

условиях

. 

Это

ведет

к

невозможности

предотвращения

или

минимизации

ущерба

от

наступления

опасных

погодных

явлений

 [1, 3].

118

СБОРНИК

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

СТАТЕЙ

Метеорология

в

энергетической

отрасли

Прогнозы

Росгидромета

, 

не

обладающего

разветвленной

сетью

многочисленных

метео

-

станций

, 

зачастую

не

позволяют

предугадать

истинные

масштабы

снегопадов

, 

ливней

или

штормов

. 

Современные

технологии

позволяют

энергетическим

компаниям

самостоятельно

отслеживать

и

прогнозировать

погоду

и

опасные

природные

явления

. 

Заранее

составленный

точный

прогноз

позволяет

существенно

сократить

потери

времени

и

средств

на

ликвидацию

аварий

, 

путем

перевода

персонала

и

техники

в

состояние

повышенной

готовности

 [1]. 

Проблемными

вопросами

метеорологии

в

энергетической

области

считаются

:

–

возможности

и

ограничения

прогнозов

погоды

, 

предсказуемость

гидрометеорологических

процессов

;

–

разработка

специализированных

прогнозов

для

нужд

энергетики

;

–

учет

метеорологических

факторов

в

оперативном

управлении

режимами

энергосистем

;

–

использование

сверхдолгосрочных

прогнозов

в

планировании

балансов

в

электроэнергетике

.

Современные

решения

позволяют

объединить

метеостанцию

с

системой

мониторинга

состояния

ЛЭП

. 

Данное

решение

позволяет

измерять

не

только

температуру

и

влажность

воздуха

, 

точку

росы

, 

атмосферное

давление

, 

направление

и

скорость

ветра

вкупе

с

типом

, 

интенсивностью

и

продолжительностью

осадков

, 

но

и

такие

специфические

параметры

, 

как

температура

провода

ЛЭП

, 

время

начала

и

интенсивность

гололедообразования

. 

Принцип

работы

системы

предупреждения

раннего

гололедообразования

заключается

в

интеграции

данных

из

различных

источников

 (

Росгидромета

, 

собственной

сети

метеостан

-

ций

, 

результатов

численного

моделирования

) 

и

применении

собственных

технологий

прогно

-

зирования

. 

Информация

о

фактической

погоде

и

прогнозные

данные

предоставляются

в

режиме

ре

-

ального

времени

и

могут

быть

выведены

на

один

экран

или

планшет

. 

Штормовые

предупре

-

ждения

рассылаются

автоматически

на

стационарные

компьютеры

и

мобильные

устройства

, 

так

что

получать

их

может

как

диспетчер

, 

так

и

ремонтная

бригада

, 

выехавшая

на

место

ава

-

рии

на

сетях

. 

При

работе

с

системой

можно

задать

критерии

, 

при

которых

снег

, 

дождь

или

ветер

могут

считаться

опасными

для

конкретного

района

 (

участка

) 

сети

. 

Система

мониторинга

метеоусловий

имеет

возможность

создания

статистического

хранилища

параметров

окружаю

-

щей

среды

за

счет

непрерывного

ведения

архива

метеорологических

данных

от

собственной

сети

АМС

. 

Все

вышеперечисленные

функциональные

особенности

системы

можно

встроить

в

уже

существующую

автоматику

, 

например

, 

системы

ограничения

перегрузки

линий

 — 

на

ос

-

нове

данных

о

температуре

провода

, 

управления

распределением

нагрузок

или

управления

аварийными

отключениями

. 

Экономический

эффект

от

использования

методов

метеомониторинга

в

энергетической

отрасли

Стоимость

разработки

системы

специализированного

мониторинга

и

прогнозирования

опас

-

ных

природных

явлений

зависит

как

от

набора

оборудования

, 

так

и

от

количества

автоматиче

-

ских

метеостанций

, 

которые

входят

в

состав

системы

метеопрогнозирования

. 

На

цену

влияет

площадь

территории

, 

на

которой

будут

использоваться

автоматические

метеостанции

, 

и

коли

-

чество

лицензий

на

решения

, 

применяемые

в

системе

. 

Как

следствие

, 

стоимость

конкретного

проекта

может

колебаться

от

нескольких

сотен

тысяч

до

нескольких

миллионов

рублей

. 

На

разработку

программного

комплекса

для

ПАО

 «

МРСК

Юга

» 

понадобилось

 32 

месяца

, 

а

стои

-

мость

разработки

составила

 12,5 

млн

руб

. (

с

НДС

).

119

УПРАВЛЕНИЕ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ

АКТИВАМИ

Сроки

окупаемости

системы

специализированного

мониторинга

можно

оценить

, 

исходя

из

коэффициента

экономической

эффективности

затрат

на

метеорологическую

и

климатическую

информацию

 (

в

большинстве

стран

составляет

десять

к

одному

). 

На

сроки

окупаемости

влияет

повторяемость

катаклизмов

, 

которые

специалисты

именуют

опасными

природными

явлени

-

ями

. 

Где

-

то

подобное

происходит

гораздо

реже

, 

так

что

в

целом

по

России

срок

окупаемости

проектов

по

созданию

систем

метеомониторинга

составляет

один

-

два

года

 [2]. 

Метод

расчета

величины

экономического

эффекта

Величина

ожидаемой

плановой

величины

экономического

эффекта

в

год

определяется

по

следующей

формуле

:

EE

y

= 

E

y 

– 

C

, 

где

EE

y

 — 

плановая

величина

экономического

эффекта

в

год

; 

E

y

 — 

годовая

экономия

; 

С

 — 

затраты

за

год

.

E

y

= 

E

y

В

+ 

E

y

Н

,

где

E

y

В

 — 

годовая

экономия

на

снижении

затрат

на

восстановление

энергоснабжения

; 

E

y

Н

 — 

годовой

доход

за

счет

уменьшения

недоотпуска

электроэнергии

.

C 

= 

C

В

+ 

C

ЭС

+ 

C

ЭА

+

C

С

, 

где

C

В

 — 

расходы

на

внедрение

; 

C

ЭС

 — 

расходы

на

эксплуатацию

в

части

оплаты

труда

персо

-

нала

; 

C

ЭА

 — 

расходы

на

эксплуатацию

в

части

амортизации

комплекса

технических

средств

; 

C

С

 — 

расходы

на

сопровождение

.

Таким

образом

:

EE

y 

= 

E

y

В

+ 

E

y

Н

– (

C

В

+ 

C

ЭС

+ 

C

ЭА

+ 

C

С

).

Данные

для

расчета

:

1. 

Экономия

на

снижении

затрат

на

восстановление

энергоснабжения

На

основании

данных

, 

указанных

в

отчете

о

технологических

нарушениях

в

филиалах

ПАО

 «

МРСК

ЮГА

» (

Форма

 16-

энерго

), 

объем

затрат

на

восстановление

энергоснабжения

по

-

требителей

в

результате

стихийных

бедствий

в

 2016 

году

составил

 16 883,106 

тыс

. 

руб

. 

Данные

затраты

включают

в

себя

: 

–

необходимость

привлечения

материальных

ресурсов

, 

как

собственных

, 

так

и

сторонних

организаций

  (

опоры

разных

типов

, 

траверсы

, 

изоляторы

разных

типов

, 

провода

разного

сечения

, 

сцепная

арматура

, 

ограничители

перенапряжения

и

т

.

д

.);

–

необходимость

привлечения

специальной

техники

и

механизмов

как

собственных

, 

так

и

сторонних

организаций

;

–

затраты

на

ГСМ

;

–

необходимость

привлечения

технического

персонала

  (

собственного

и

сторонних

органи

-

заций

).

Плановое

снижение

данных

затрат

при

вводе

системы

в

опытную

и

опытно

-

промышленную

эксплуатацию

 (2017 

год

) 

составляет

в

среднем

 10%, 

что

в

денежном

выражении

составляет

:

16 883,106 

тыс

. 

руб

. · 10% = 1 688,311 

тыс

. 

руб

.

Плановое

снижение

затрат

на

восстановительные

работы

при

более

эффективном

исполь

-

зовании

человеческих

ресурсов

, 

спецтехники

, 

логистики

в

части

снабжения

материалами

и

обо

-

рудованием

при

вводе

системы

в

промышленную

эксплуатацию

 (2018 

год

и

далее

) 

составляет

в

среднем

 40%, 

что

в

денежном

выражении

составляет

 16 883 106 

руб

.· 40% = 6 753 243 

руб

.

120

СБОРНИК

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

СТАТЕЙ

2. 

Доход

за

счет

уменьшения

недоотпуска

электроэнергии

На

основании

данных

, 

указанных

в

отчете

о

технологических

нарушениях

в

филиалах

ПАО

  «

МРСК

ЮГА

» (

Форма

 16-

энерго

), 

в

целом

, 

недоотпуск

электроэнергии

в

 2016 

году

при

технологических

нарушениях

составил

порядка

 6 061 060 

кВт

· 

ч

. 

Экономический

ущерб

по

ПАО

«

МРСК

Юга

» 

составил

 56 277 021 

руб

.

Согласно

Положению

об

экспертной

системе

контроля

и

оценки

состояния

и

условий

экс

-

плуатации

воздушных

линий

электропередачи

 110 

кВ

и

выше

 (

РД

 153-34.3-20.524-00) 

на

долю

природно

-

климатических

факторов

приходится

около

 30% 

всех

аварий

на

ВЛ

.

Таким

образом

, 

в

соответствии

с

РД

 153-34.3-20.524-00, 

недоотпуск

электроэнергии

при

технологических

нарушениях

, 

вызванных

именно

погодными

воздействиями

, 

может

состав

-

лять

около

 1 818 318 

кВт

· 

ч

в

год

. 

Принятие

предупредительных

мер

с

оптимальным

привлечением

персонала

и

спецтехники

позволит

сократить

время

недоотпуска

электроэнергии

в

среднем

до

 2 

раз

: 1 818 318 

кВт

· 

ч

 / 2 

= 909 159 

кВт

· 

ч

.

Средняя

величина

одноставочного

тарифа

на

оказание

услуг

по

передаче

электро

-

энергии

по

низкому

напряжению

составит

 1560,9 

руб

./

тыс

. 

кВт

·

ч

. 

В

денежном

выраже

-

нии

снижение

экономического

ущерба

от

уменьшения

недоотпуска

энергии

составит

909 159 

кВт

· 

ч

 · 1560,9 

руб

./

тыс

. 

кВт

· 

ч

 = 1 419 106 

руб

.

3. 

Расходы

на

создание

и

внедрение

системы

Согласно

смете

затрат

на

выполнение

работ

по

созданию

и

внедрению

системы

, 

расходы

в

 2015 

году

составили

 11 198 200 

руб

., 

в

 2016 

году

 — 1 298 000 

руб

.

4. 

Расходы

на

эксплуатацию

системы

Средняя

стоимость

комплекса

технических

средств

, 

соответствующего

по

характеристикам

требованиям

на

создание

системы

, 

составляет

 229 477 

руб

. 

При

сроке

амортизации

в

 3 

года

(

средний

срок

гарантии

производителя

) 

сумма

амортизации

комплекса

технических

средств

в

год

будет

составлять

 229 477 

руб

. · 33% = 75 717 

руб

.

5. 

Расходы

на

сопровождение

системы

Исходя

из

общей

практики

сопровождение

систем

аналогичного

масштаба

и

сложности

, 

учитывая

отсутствие

программных

составляющих

иностранного

производства

, 

а

также

компонент

, 

исключительные

права

на

которые

принадлежат

третьим

лицам

, 

планируемые

затраты

на

сопровождение

системы

будут

составлять

 20% 

в

год

от

стоимости

внедрения

12 496 200 

руб

.· 20% = 2 499 240 

руб

.

Табл

. 1. 

Расчет

ожидаемой

плановой

величины

экономического

эффекта

Год

E

y

В

, 

руб

.

E

y

Н

, 

руб

.

C

В

, 

руб

.

C

ЭА

, 

руб

.

C

С

, 

руб

.

EE

y

, 

руб

.

Итог

, 

руб

.

2017

8 219 036  

1 727 123

0  

92 151  

3 041 701  

6 812 307  

–995 932  

2018

9 067 241  

1 905 362  

0  

101 661  

3 355 604  

7 515 337  

6 519 405  

2019 10 002 980  

2 101 996  

0  

112 153  

3 701 902  

8 290 920  

14 810 325  

2020 11 035 287  

2 318 922  

0  

123 727  

4 083 939  

9 146 543  

23 956 868  

121

УПРАВЛЕНИЕ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ

АКТИВАМИ

Цели

и

задачи

НИОКР

Система

способствует

решению

всего

спектра

задач

по

эксплуатации

электросетевого

ком

-

плекса

как

повседневно

, 

так

и

в

особых

режимах

работы

и

применима

для

персонала

всех

уровней

и

структурных

подразделений

 (

технических

руководителей

, 

оперативного

персонала

ИА

ПАО

 «

МРСК

Юга

», 

филиалов

, 

ПО

, 

РЭС

, 

УЭС

).

Основными

функциональными

возможностями

программного

комплекса

являются

фор

-

мирование

оперативной

информации

о

вероятном

возникновении

чрезвычайных

ситуаций

на

основе

прогноза

опасных

явлений

, 

отображение

метеоусловий

и

критериев

обнаружения

, 

информации

о

массовых

отключениях

электросетевых

объектов

, 

используя

статистику

по

от

-

ключаемому

оборудованию

на

основе

метода

рекурсивного

отключения

линий

, sms- 

и

 email- 

оповещение

персонала

при

вводе

РПГ

или

ОРР

РСК

/

ПМЭС

.

Кроме

того

, 

система

имеет

возможность

расширения

функционала

по

следующим

направ

-

лениям

:

1) 

мониторинг

и

управление

технологическими

процессами

, 

развитыми

информационно

-

тех

-

нологическими

и

управляющими

системами

и

средствами

 (

АСУТП

/

ССПИ

, 

АИИС

КУЭ

, 

РЗА

, 

ПА

, 

РАС

, 

ОМП

и

др

.), 

где

все

процессы

информационного

обмена

между

элементами

сети

, 

с

внешними

системами

, 

а

также

управления

работой

сети

осуществляются

в

цифровом

виде

на

основе

протоколов

МЭК

;

2) 

создание

системы

учета

и

ведения

технологического

присоединении

для

подготовки

тех

-

нических

условий

, 

технических

заданий

и

договоров

ТП

; 

3) 

создание

мобильных

приложений

для

эффективного

использования

консолидированных

данных

в

полевых

условиях

;

4) 

внедрение

ГИС

МЭК

в

ситуационно

-

аналитический

центр

 (

САЦ

) 

Чемпионата

мира

по

фут

-

болу

 2018 

года

, 

в

том

числе

создание

мобильного

приложения

для

объектов

ЧМ

-2018.

В

настоящее

время

прорабатывается

вопрос

по

интеграции

ГИС

МЭК

ПАО

 «

МРСК

Юга

» 

в

ГИС

ПАО

  «

Россети

» «

Панорама

» (

объекты

электросетевого

хозяйства

) 

и

ПК

  «

Пирамида

сети

» (

учет

электроэнергии

).

Проблематика

сбора

, 

передачи

и

анализа

статистической

гидрометеорологической

информации

В

электроэнергетике

накоплен

значительный

научный

потенциал

в

виде

различных

методик

, 

в

которых

исходными

данными

являются

метеорологические

величины

 [2, 3]. 

Возникают

проблемы

сбора

и

передачи

статистической

информации

:

•  

отсутствие

единой

базы

данных

 — 

централизованного

источника

, 

способной

выдать

необ

-

ходимый

объем

информации

в

сжатые

сроки

, 

что

делает

невозможным

оперативный

анализ

возникающих

проблем

;

•  

координация

действий

и

использование

идентичной

достоверной

информации

;

•  

необходимость

формирования

единого

центра

ответственности

за

качество

прогнозных

данных

.

Гидрометеорологические

прогнозы

не

могут

напрямую

использоваться

для

решения

цело

-

го

ряда

энергетических

задач

. 

Существующие

прогнозы

в

основном

предоставляют

прогнозы

наблюдаемых

параметров

  (

температура

, 

скорость

ветра

, 

осадки

), 

в

то

время

как

требуются

прогнозы

готовых

прикладных

климатологических

характеристик

, 

которые

можно

сразу

встроить

в

существующие

методики

или

напрямую

использовать

для

принятия

решений

. 

Решение

данной

проблемы

 — 

опытная

эксплуатация

единого

специализированного

информационного

портала

, 

122

СБОРНИК

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

СТАТЕЙ

системы

мониторинга

специализированной

информации

для

принятия

оперативных

управлен

-

ческих

решений

при

возникновении

опасных

погодных

воздействий

 (

далее

 — 

Система

). 

Система

принимает

прогнозную

гидрометеорологическую

информацию

оперативного

ха

-

рактера

, 

обрабатывает

ее

по

определенному

алгоритму

:

–

выявление

зон

с

гидрометеорологическими

характеристиками

, 

превышающими

опреде

-

ленные

пределы

;

–

определение

зон

с

опасными

метеорологическими

явлениями

по

известным

критериям

;

–

визуализация

зон

, 

что

позволит

в

значительной

степени

исключить

человеческий

фактор

из

процесса

принятия

решений

.

Система

обладает

функциями

идентификации

рисков

 [5]:

–

различные

гидрометеорологические

характеристики

оказывают

различное

влияние

на

раз

-

личное

оборудование

, 

что

требует

формирования

различного

набора

метеорологических

параметров

;

–

анализ

полноты

и

достоверности

получаемых

метеоданных

;

–

статистическая

обработка

метеоданных

, 

включающая

оценку

качества

прогноза

;

–

использование

прогнозов

метеорологического

параметра

различной

заблаговременности

для

количественного

оценивания

рисков

.

Общая

структура

и

построение

системы

Система

разработана

в

объектно

-

ориентированной

среде

и

имеет

функционально

-

модульную

структуру

с

возможностью

разработки

, 

дополнения

или

замены

отдельных

модулей

в

целях

расширения

функциональных

возможностей

. 

Система

использует

 «

клиент

-

серверную

» 

архи

-

тектуру

построения

приложений

 [7].

Система

использует

идеологию

трехзвенной

архитектуры

: 

–

сервер

управления

базой

данных

 (

СУБД

);

–

сервер

приложений

, 

реализующий

основной

функционал

взаимодействия

пользователя

с

системой

;

–

клиентское

 Web-

приложение

, 

выполняющееся

на

рабочей

станции

пользователя

. 

Система

состоит

из

подсистем

и

компонент

:

–

подсистема

хранения

данных

;

–

подсистема

визуализации

данных

 — 

графическая

подсистема

;

–

подсистема

интеграции

со

сторонними

информационными

системами

;

–

подсистема

обработки

данных

;

–

подсистема

моделирования

;

–

подсистема

оповещения

.

Подсистема

хранения

данных

обеспечивает

хранение

истории

изменения

состояний

ин

-

формации

обо

всех

технологических

нарушениях

, 

авариях

и

опасных

природных

явлениях

. 

Модули

приема

данных

обеспечивают

достоверизацию

и

анализ

полноты

входящих

дан

-

ных

с

возможностью

формирования

ответного

макета

с

указанием

ошибок

и

его

отправки

от

-

ветственным

лицам

компании

. 

Для

достоверизации

используется

определенный

набор

методов

 [5]:

–

проверка

полноты

метеоданных

для

всех

объектов

задачи

;

–

проверка

вхождения

метеоданных

в

расчетный

и

/

или

заданный

диапазон

;

–

проверка

на

превышение

метеоданных

относительно

предыдущих

суток

на

расчетную

и

/

или

заданную

величину

отклонения

;

–

проверка

дублирования

информации

.

123

УПРАВЛЕНИЕ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ

АКТИВАМИ

При

отсутствии

данных

по

какому

-

либо

объекту

они

замещаются

определенными

дорас

-

четными

моделированными

данными

 [6]:

–

интерполированными

значениями

, 

если

период

отсутствующих

данных

не

превышает

заданной

величины

, 

изменяемой

в

настройках

 (

по

умолчанию

 12 

часов

);

–

среднемноголетними

данными

климатических

норм

для

данного

периода

года

с

внутрису

-

точной

детализацией

, 

полученной

на

основе

рассчитанных

сезонных

кривых

;

–

результатами

поиска

суток

с

идентичными

метеоусловиями

за

аналогичный

период

прош

-

лых

лет

или

предыдущий

месяц

.

Подсистема

визуализации

данных

обеспечивает

вывод

информации

Системы

на

экра

-

ны

автоматизированных

рабочих

мест

пользователей

, 

в

том

числе

включает

в

себя

следую

-

щие

функции

:

–

графическое

отображение

объектов

, 

имеющих

пространственную

привязку

, 

на

интерактив

-

ную

географическую

карту

местности

;

–

создание

/

корректировка

расположения

объектов

 (

в

том

числе

путем

ввода

координат

) 

и

их

семантических

характеристик

;

–

управление

составом

отображаемых

на

карте

данных

  (

включение

/

отключение

слоев

, 

фильтрация

объектов

по

семантическим

характеристикам

, 

фильтрация

объектов

по

при

-

надлежности

);

–

управление

способом

отображения

объектов

на

карте

 (

настройка

условных

обозначений

, 

цветов

и

форматов

линий

, 

заливок

);

–

определение

на

основе

прогнозных

метеорологических

данных

географических

мест

, 

вре

-

мени

начала

и

продолжительности

возможного

опасного

природного

явления

;

–

информирование

оперативного

персонала

ПАО

 «

МРСК

Юга

» 

о

прогнозируемых

метеоро

-

логических

условиях

, 

опасных

природных

явлениях

и

неблагоприятных

погодных

условиях

с

целью

обеспечения

долгосрочного

и

краткосрочного

планирования

режима

работы

сети

с

учетом

данных

факторов

;

–

информирование

оперативного

персонала

ПАО

  «

МРСК

Юга

» 

о

наличии

повышенных

рисков

 (

угроз

) 

обеспечения

надежной

работы

электросетевых

объектов

;

–

информирование

оперативного

персонала

ПАО

 «

МРСК

Юга

» 

о

фактическом

возникнове

-

нии

опасных

погодных

явлений

;

–

средства

повышения

оперативности

формирования

аналитических

оперативных

сводок

за

произвольный

период

времени

, 

содержащих

информацию

по

всем

технологическим

нарушениям

, 

произошедшим

на

контролируемой

территории

, 

с

возможностью

выбора

зон

эксплуатационной

ответственности

;

–

средства

автоматизации

процесса

подготовки

отчетов

, 

содержащих

технические

, 

эксплуа

-

тационные

и

иные

справочные

сведения

об

объектах

электросетевого

комплекса

.

Подсистема

визуализации

данных

имеет

следующие

функции

управления

картой

 (

отобра

-

жаемой

информацией

):

–

изменение

состава

отображаемых

слоев

 (

управление

содержанием

карты

);

–

изменение

масштаба

карты

;

–

отображение

текущего

масштаба

карты

;

–

отображение

текущих

координат

курсора

;

–

измерение

расстояний

;

–

измерение

площадей

;

–

управление

историей

экстентов

карты

;

–

управление

обзорной

картой

;

124

СБОРНИК

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

СТАТЕЙ

–

перемещение

карты

.

Подсистема

интеграции

со

сторонними

информационными

системами

 (

ИС

)

обеспечи

-

вает

взаимодействие

Системы

со

смежными

информационными

системами

в

части

передачи

целевых

данных

в

Систему

посредством

следующих

способов

:

–

прямое

подключение

к

базе

данных

смежной

информационной

системы

с

передачей

дан

-

ных

в

режиме

онлайн

;

–

подключение

к

сервису

вывода

данных

смежной

информационной

системы

;

–

загрузка

данных

из

смежной

информационной

системы

посредством

выгрузки

данных

из

смежной

системы

в

обменный

формат

.

Подсистема

интеграции

обеспечивает

загрузку

внешних

данных

  (

импорт

) 

из

обменных

форматов

 (xls, csv, dbf, xml) 

на

основе

сопоставления

структуры

загружаемых

данных

и

струк

-

туры

базы

данных

Системы

.

Система

интегрируется

с

информационными

системами

предприятия

. 

Источниками

дан

-

ных

для

Системы

служат

:

–

модуль

ТОРО

интегрированной

системы

управления

ресурсами

на

базе

программного

обеспечения

 SAP AG (SAP 

ТОРО

);

–

модуль

 IS-U 

интегрированной

системы

управления

ресурсами

на

базе

программного

обес

-

печения

 SAP AG (SAP IS-U);

–

система

управления

распределительными

ресурсами

при

производстве

аварийно

-

восста

-

новительных

работ

 (

СУРР

АВР

);

–

программный

комплекс

 «

Аварийность

»;

–

система

мониторинга

транспорта

ГЛОНАСС

/GPS;

–

система

оповещения

раннего

гололедообразования

 (

АИСКГН

);

–

система

сбора

метеопараметров

 (

ССМП

);

–

программный

комплекс

обеспечения

работы

систем

сбора

, 

обработки

, 

отображения

и

архивирования

информации

об

объектах

распределительного

электросетевого

комплек

-

са

 SCADA;

–

автоматизированная

система

коммерческого

учета

электроэнергии

 (

АСКУЭ

);

–

корпоративные

информационные

системы

на

платформе

 1

С

.

Подсистема

обработки

данных

обеспечивает

выполнение

алгоритмов

обработки

данных

Системы

, 

обработки

запросов

пользователей

. 

Подсистема

служит

связующим

звеном

между

подсистемой

визуализации

и

подсистемой

хранения

данных

 [8].

Подсистема

обработки

данных

организована

на

технологии

 RESTful API (Representational 

State Transfer — «

передача

состояния

представления

») — 

метод

взаимодействия

компонен

-

тов

распределенного

приложения

в

сети

Интернет

, 

при

котором

вызов

удаленной

процедуры

представляет

собой

обычный

 HTTP-

запрос

  (

обычно

 GET 

или

 POST; 

такой

запрос

называют

REST-

запрос

), 

а

необходимые

данные

передаются

в

качестве

параметров

запроса

. 

Данный

тип

структурных

отношений

предоставляет

клиенту

конкретную

модель

поведения

и

работы

с

данными

. 

В

случае

необходимости

в

приложении

можно

реализовать

несколько

типов

структурных

отношений

, 

которые

будут

обеспечивать

перекрестный

функционал

с

ин

-

дивидуальными

особенностями

работы

с

данными

.

Подсистема

моделирования

обеспечивает

моделирование

процессов

на

основе

массива

данных

Системы

и

смежных

ИС

с

формированием

предполагаемых

параметров

в

привязке

ко

времени

, 

в

том

числе

:

–

моделирование

отключения

участка

сети

с

формированием

списка

отключаемых

потреби

-

телей

;

125

УПРАВЛЕНИЕ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ

АКТИВАМИ

–

прогнозирование

вероятности

возникновения

опасных

для

функционирования

объектов

электросетей

метеоусловий

;

–

система

мониторинга

повреждений

электрической

сети

, 

вызванных

неблагоприятными

метеоусловиями

, 

с

оценкой

необходимой

мобилизации

ресурсов

при

возникновении

опас

-

ных

погодных

явлений

.

Подсистема

оповещения

обеспечивает

оповещение

сотрудников

оперативно

-

диспетчер

-

ских

центров

о

возможных

опасных

явлениях

 (

в

случае

ухудшении

метеоусловий

 — 

с

указа

-

нием

прогнозных

величин

) 

в

целях

задействования

в

аварийно

-

восстановительных

работах

аварийных

бригад

, 

находящихся

в

допустимой

доступности

от

места

предполагаемого

проис

-

шествия

, 

посредством

рассылки

 e-mail-

писем

или

СМС

-

сообщений

. 

Подсистема

обеспечивает

настройку

в

части

параметров

погодных

явлений

и

масштабах

отключений

, 

при

которых

необходимо

введение

режима

повышенной

готовности

 (

РПГ

) 

и

осо

-

бого

режима

работы

 (

ОРР

).

Схема

функционального

взаимодействия

В

рамках

создания

и

внедрения

системы

мониторинга

специализированной

информации

для

принятия

оперативных

управленческих

решений

при

возникновении

опасных

погодных

воз

-

действий

в

зоне

эксплуатационной

ответственности

ПАО

 «

МРСК

Юга

» 

выделяются

функцио

-

нальные

подсистемы

, 

представленные

на

рисунке

 1 [9]:

Файл 

xls, csv, dbf, xml

Подсистема 

хранения данных  

БД 

Запись данных 

Импорт 

данных 

Формат  

html, json, 

xml

Подсистема 

визуализации 

данных

Подсистема 

обработки  данных 

Подсистема 

оповещения  

Подсистема 
интеграции  

Подсистема 

моделирования 

Экспорт 

данных 

Файл 

xls, csv, dbf, xml  

Отчеты и сводки  

Тип и формат 

данных

Рис

. 1. 

Схема

функционального

взаимодействия

126

СБОРНИК

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

СТАТЕЙ

Схема

автоматизации

В

рамках

создания

и

внедрения

системы

мониторинга

специализированной

информации

для

принятия

оперативных

управленческих

решений

при

возникновении

опасных

погодных

воз

-

действий

в

зоне

эксплуатационной

ответственности

ПАО

 «

МРСК

Юга

» 

разработана

схема

ав

-

томатизации

, 

представленная

на

рисунке

 2.

Рис

. 2. 

Схема

автоматизации

БД системы

БД смежных информационных систем

Сервер

Хр

ан

ил

ищ

е 

Инфор

маци

о

нны

е системы

Экспорт/Импорт

Система

Функциональные приложения системы

Скрипты  

Статические данные

Клиентские модули

Каталог

автома-

тической

выгрузки

данных

127

УПРАВЛЕНИЕ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ

АКТИВАМИ

В

состав

разработанной

системы

включены

следующие

технологические

компоненты

 [7]:

Сервер

баз

данных

 (database server)

 — 

программная

платформа

, 

обслуживает

базы

данных

и

обеспечивает

целостность

и

сохранность

данных

при

их

хранении

, 

а

также

операци

-

ях

ввода

-

вывода

при

доступе

клиента

к

информации

. 

Используют

язык

 SQL (Structured Query 

Language — 

язык

структурированных

запросов

).

Сервер

приложений

— 

программная

платформа

, 

определяющая

структуру

программной

системы

, 

предназначена

для

централизованного

решения

прикладных

задач

в

некоторой

предметной

области

. 

Веб

-

сервер

— 

программная

платформа

, 

работающая

по

схеме

 «

запрос

-

ответ

», 

представ

-

ляет

доступ

к

гипертекстовым

документам

по

протоколу

 HTTP (Huper Text Transfer Protocol), 

в

частности

, 

к

работе

с

бинарными

файлами

 (

изображения

, 

мультимедиа

и

т

.

п

.).

Прокси

-

сервер

— 

программная

платформа

, 

работающая

по

схеме

 «

запрос

-

ответ

», 

дейст

-

вует

как

посредник

, 

помогая

пользователям

получить

информацию

из

Интернета

и

при

этом

обеспечивая

защиту

сети

. 

Файл

-

сервер

— 

программная

платформа

, 

которая

хранит

информацию

в

виде

файлов

и

представляет

пользователям

доступ

к

ней

. 

Как

правило

файл

-

сервер

обеспечивает

и

опре

-

деленный

уровень

защиты

от

несакционированного

доступа

.

Клиент

— 

рабочая

станция

или

персональный

компьютер

, 

работающие

под

управлением

соб

-

ственной

дисковой

операционной

системы

и

имеющие

необходимый

набор

программного

обеспе

-

чения

, 

предоставляющий

интерфейс

пользователя

, 

выполняющий

логику

приложения

, 

проверяю

-

щий

допустимость

данных

, 

посылающий

запросы

к

серверу

и

получающий

ответы

от

него

.

Логическая

структура

системы

В

рамках

создания

и

внедрения

системы

мониторинга

специализированной

информации

для

принятия

оперативных

управленческих

решений

при

возникновении

опасных

погодных

воз

-

действий

в

зоне

эксплуатационной

ответственности

ПАО

 «

МРСК

Юга

» 

выделяются

логические

связи

и

функции

системы

, 

представленные

на

схеме

рисунка

 3.

Подсистема

хранения данных

Подсистема

обработки данных

Подсистема

визуализации

данных

Подсистема

оповещения

Подсистема

интеграции с ИС

Подсистема

моделирования

Рис

. 3. 

Логическая

структура

системы

128

СБОРНИК

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

СТАТЕЙ

В

рамках

многоуровневого

представления

вычислительных

систем

можно

выделить

три

группы

функций

, 

ориентированных

на

решение

различных

подзадач

 [7]:

–

функции

ввода

и

отображения

данных

 (

обеспечивают

взаимодействие

с

пользователем

);

–

прикладные

функции

, 

характерные

для

данной

предметной

области

;

–

функции

управления

ресурсами

 (

файловой

системой

, 

базой

данных

и

т

.

д

.).

Выполнение

этих

функций

в

основном

обеспечивается

программными

средствами

, 

кото

-

рые

можно

представить

в

виде

взаимосвязанных

компонентов

, 

где

:

• 

компонент

представления

отвечает

за

пользовательский

интерфейс

;

• 

прикладной

компонент

реализует

алгоритм

решения

конкретной

задачи

;

• 

компонент

управления

ресурсом

обеспечивает

доступ

к

необходимым

ресурсам

.

Система

мониторинга

специализированной

информации

для

принятия

оперативных

управленческих

решений

при

возникновении

опасных

погодных

воздействий

в

зоне

эксплу

-

атационной

ответственности

ПАО

 «

МРСК

Юга

» 

разработана

в

рамках

схемы

проектирования

системы

 — Model-view-controller (MVC, «

Модель

-

Представление

-

Контроллер

», «

Модель

-

Вид

-

Кконтроллер

») [10].

Model-view-controller (MVC) 

— 

схема

использования

нескольких

шаблонов

проектирова

-

ния

, 

с

помощью

которых

модель

приложения

, 

пользовательский

интерфейс

и

взаимодействие

с

пользователем

разделены

на

три

отдельных

компонента

таким

образом

, 

чтобы

модифика

-

ция

одного

из

компонентов

оказывала

минимальное

воздействие

на

остальные

. 

Данная

схема

проектирования

используется

для

построения

архитектурного

каркаса

в

части

реализации

в

предметной

области

.

Модель

предоставляет

знания

: 

данные

и

методы

работы

с

этими

данными

, 

реагирует

на

запросы

, 

изменяя

свое

состояние

. 

Не

содержит

информации

, 

как

эти

знания

можно

визуали

-

зировать

.

Представление

отвечает

за

отображение

информации

 (

визуализацию

). 

Часто

в

качестве

представления

выступает

форма

 (

окно

) 

с

графическими

элементами

.

Контроллер

обеспечивает

связь

между

пользователем

и

системой

: 

контролирует

ввод

данных

пользователем

и

использует

модель

и

представление

для

реализации

необходимой

реакции

.

Системы

мониторинга

метеорологических

условий

.

Пространственное

отображение

картографических

данных

Подключение

внешних

картографических

и

пространственных

данных

позволяет

отображать

местоположение

объектов

электросетевого

комплекса

всех

классов

напряжения

с

учетом

при

-

вязки

к

местности

на

разных

масштабных

уровнях

.

В

системе

доступны

следующие

картографические

слои

 (

рисунок

 4):

–

Яндекс

, Google, 2

ГИС

карты

;

–

Спутниковая

карта

;

–

Кадастровая

карта

;

–

Метеоданные

.

ГИС

мониторинга

электросетевого

оборудования

позволяет

отображать

объекты

электро

-

сетевого

хозяйства

из

разных

программных

комплексов

в

едином

формате

данных

и

реализо

-

вать

в

виде

: 

–

управляемых

слоев

;

–

динамического

масштабирования

данных

на

разных

уровнях

карты

;

129

УПРАВЛЕНИЕ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ

АКТИВАМИ

–

создания

и

редактирования

координат

объектов

.

В

системе

доступны

следующие

тематические

слои

 (

рисунок

 5):

–

объекты

организационной

структуры

общества

;

–

координаты

электросетевых

объектов

 0,4 

кВ

и

выше

;

–

подстанции

;

–

линии

электропередачи

;

–

ТП

, 

КТП

;

Рис

. 4. 

Картографические

слои

Рис

. 5. 

Пространственное

слои

сети

электроснабжения

130

СБОРНИК

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

СТАТЕЙ

–

опоры

ЛЭП

;

–

центры

питания

;

–

потребители

электроэнергии

;

–

склады

АР

и

ТМЦ

;

–

транспорт

;

–

каналы

связи

.

Отображение

пространственных

данных

позволяет

оперативно

получать

информацию

об

объектах

электросетевого

комплекса

при

любой

картографической

подложке

на

разных

мас

-

штабных

уровнях

.

Интеграция

с

системой

 SAP TOPO

Интеграция

с

программным

комплексом

 SAP TOPO 

обеспечивает

выполнение

следующих

за

-

дач

 (

рисунок

 6):

–

пространственное

хранение

объектов

электросетевого

хозяйства

всех

классов

напряже

-

ния

;

–

редактирование

координат

местоположения

объекта

с

учетом

привязки

к

местности

;

–

отображение

объектов

электросети

системы

 SAP TOPO 

по

отдельным

картографическим

слоям

;

–

построение

дерева

объектов

электросетевого

комплекса

;

–

формирование

перечня

установленных

единиц

оборудования

по

каждому

объекту

.

Интеграция

с

системой

 SAP IS-U

Интеграция

с

системой

 SAP IS-U 

выполняет

задачи

по

анализу

расположения

потребителей

электроэнергии

относительно

объектов

электросетевого

хозяйства

:

–

автоматическое

геокодирование

адресов

потребителей

электроэнергии

; 

Рис

. 6. 

Пространственное

слои

 SAP TOPO

131

УПРАВЛЕНИЕ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ

АКТИВАМИ

–

отображение

потребителей

электроэнергии

на

карте

 (

рисунок

 7);

–

визуальное

отображение

данных

.

Интеграция

с

системой

СУРР

АВР

Интеграция

с

системой

СУРР

АВР

обеспечивает

информационно

-

аналитическую

функцию

по

средствам

отображения

следующих

данных

 (

рисунок

 8):

Рис

. 7. 

Отображение

потребителей

электроэнергии

Рис

. 8. 

Отображение

данных

СУРР

АВР

132

СБОРНИК

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

СТАТЕЙ

Рис

. 9. 

Отображение

данных

мониторинга

транспорта

–

административное

деление

Группы

компаний

 «

Россети

» 

по

всей

территории

РФ

;

–

объекты

генерации

электроэнергии

;

–

объекты

электросетевого

комплекса

 10 

кВ

и

выше

;

–

подстанции

;

–

линии

электропередачи

;

–

опоры

ЛЭП

;

–

склады

аварийных

запасов

;

–

статистические

метеорологические

данные

.

Интеграция

с

системами

мониторинга

транспорта

Интеграция

с

системами

мониторинга

транспорта

позволяет

анализировать

местоположение

аварийно

-

восстановительных

бригад

относительно

объектов

электросетевого

комплекса

 (

ри

-

сунок

 9):