Риски применения электротехнических комплексов на основе CIM-модели (МЭК 61970, МЭК 61968) в сетевом комплексе России

background image

background image

36

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 4(31), 

декабрь

 2023

Информационные

 

модели

 

в

 

электроэнергетике

 

Настоящая

 

статья

 

представляет

 

собой

 

всесторонний

 

ана

-

лиз

 

рисков

связанных

 

с

 

применением

 CIM-

систем

 

в

 

рос

-

сийском

 

контексте

Показано

что

 

внедрение

 

комплексов

 

электротехники

 

на

 

основе

 CIM-

модели

 

в

 

сетевой

 

комплекс

 

России

 

открывает

 

перед

 

ним

 

возможности

 

и

 

риски

Тео

-

ретические

 

исследования

 CIM-

модели

 

и

 

МЭК

-

стандартов

 

61970 

и

 61968 

послужили

 

основой

 

для

 

понимания

 

особен

-

ностей

 

их

 

применения

 

в

 

сетевом

 

комплексе

 

России

Опре

-

делены

 

такие

 

риски

 

и

 

вызовы

 

применения

 

электротехни

-

ческих

 

комплексов

 

на

 

основе

 CIM-

модели

как

 

уязвимости

 

кибербезопасности

 

и

 

сбои

 

в

 

работе

 

сис

 

темы

стандартиза

-

ция

 

данных

сложности

 

интеграции

 

и

 

неготовность

 

заинте

-

ресованных

 

сторон

Кроме

 

того

обсуждаются

 

недостатки

включая

 

высокие

 

первоначальные

 

инвестиции

 

и

 

проблемы

 

точности

 

данных

Проведенный

 

глубокий

 

анализ

 

в

 

статье

 

позволил

 

выделить

 

последствия

 

реализации

 

выделенных

 

рисков

 

и

 

сформировать

 

рекомендации

 

для

 

более

 

эффек

-

тивной

 

работы

 

электротехнических

 

комплексов

 (

ЭТК

на

 

ос

-

нове

 CIM-

модели

 

в

 

сетевом

 

комплексе

 

России

.

Риски

 

применения

 

электротехнических

 

комплексов

 

на

 

основе

 

CIM-

модели

 (

МЭК

 61970, 

МЭК

 61968) 

в

 

сетевом

 

комплексе

 

России

Павел

 

ЧЕРКАССКИЙ

начальник

 

сектора

 

технического

 

перево

-

оружения

 

и

 

реконструк

-

ции

 

объектов

 

электро

-

сете

 

вого

 

хозяйства

 

филиала

 

ПАО

 «

Россети

 

Кубань

» — 

Армавирские

 

электрические

 

сети

Сергей

 

ПОПОВ

к

.

т

.

н

., 

доцент

 

кафедры

 

электротехники

 

и

 

электрических

 

машин

 

ФГБОУ

 

ВО

 «

КубГТУ

»

С

етевой

 

комплекс

 

России

 

играет

 

важную

 

роль

 

в

 

электроэнергетической

 

инфра

-

структуре

 

страны

охватывая

 

различные

 

компоненты

такие

 

как

 

системы

 

гене

-

рации

передачи

 

и

 

распределения

 

электроэнергии

С

 

развитием

 

технологий

 

применение

 

комплексов

 

электротехники

 

на

 

основе

 CIM-

модели

 (

Общей

 

инфор

-

мационной

 

модели

привлекло

 

значительное

 

внимание

Эти

 

комплексы

руководствуемые

 

стандартами

 

МЭК

 (

Международной

 

электротехнической

 

комиссии

) 61970 

и

 61968, 

направ

-


background image

37

лены

 

на

 

повышение

 

эффективности

 

и

 

надежности

 

сетевого

 

комплекса

 

России

 [1].

Актуальность

 

внедрения

 

комплексов

 

электротехники

 

на

 

основе

 CIM-

модели

 

в

 

сетевом

 

комплексе

 

России

 

заключа

-

ется

 

в

 

их

 

потенциале

 

для

 

оптимизации

 

операций

улучше

-

ния

 

координации

 

между

 

различными

 

субъектами

 

и

 

обеспе

-

чения

 

более

 

обоснованного

 

процесса

 

принятия

 

решений

Путем

 

принятия

 

стандартизированных

 

моделей

 

и

 

протоко

-

лов

 

Россия

 

может

 

согласовать

 

свою

 

электротехническую

 

инфраструктуру

 

с

 

международными

 

лучшими

 

практиками

обеспечивая

 

беспрепятственную

 

интеграцию

 

с

 

глобаль

-

ными

 

энергетическими

 

системами

В

 

настоящее

 

время

 

до

-

статочно

 

большое

 

количество

 

научных

 

публикаций

 

посвя

-

щено

 

проблематике

 

применения

 

и

 

внедрения

 CIM-

систем

 

в

 

российском

 

контексте

Авторы

 [2] 

провели

 

анализ

 

истории

 

возникновения

 

концепции

 

Общей

 

информационной

 

моде

-

ли

 (CIM) 

и

 

основ

 

для

 

перехода

 

к

 

единому

 

формату

 

обмена

 

информацией

 

на

 

основе

 

стандартов

 CIM 

как

 

в

 

мире

так

 

и

 

в

 

России

Также

 

рассматривается

как

 

переход

 

к

 

стандар

-

там

 CIM 

позволяет

 

решить

 

проблемы

 

коммунальных

 

услуг

 

в

 

части

 

технологического

 

обмена

 

информацией

 

и

 

перейти

 

на

 

качественно

 

новый

 

уровень

 

управления

 

энергетической

 

системой

Представлено

 

описание

 

текущих

 

открытых

 

стан

-

дартов

 

обмена

 

данными

разработанных

 

для

 

упрощения

 

интеграции

 

данных

 

и

 

соответствия

 

изменяющимся

 

требова

-

ниям

 

к

 

обмену

 

данными

также

 

описывается

 

текущий

 

этап

 

перехода

 

к

 

обмену

 

данными

 

на

 

основе

 

стандартов

 CIM 

в

 

России

В

 [3] 

исследуют

 

возможности

 

применения

 CIM-

мо

-

дели

 

для

 

интеграции

 

информационных

 

компонентов

 

систе

-

мы

 

активно

-

адаптивной

 

сети

 

в

 

рамках

 

стенда

 

полунатур

-

ного

 

моделирования

 Hardware-in-the-Loop (HIL) MicroGrid. 

Для

 

обеспечения

 

эффективного

 

информационного

 

обмена

 

в

 

единой

 

активно

-

адаптивной

 

сети

 

необходимо

 

использо

-

вать

 

общую

 

модель

 

электроэнергетической

 

системы

ко

-

торая

 

может

 

быть

 

описана

 

с

 

использованием

 

стандартов

 

МЭК

 61968 

и

 

МЭК

 61970. 

Эти

 

стандарты

 

предусматривают

 

описание

 

классов

объектов

 

и

 

их

 

атрибутов

а

 

также

 

исполь

-

зование

 

наследования

агрегирования

 

и

 

двунаправленных

 

ассоциаций

 

для

 

обозначения

 

информационной

 

связи

 

между

 

объектами

 

классов

В

 [4] 

сделан

 

обзор

 

текущего

 

состояния

 

информационных

 

систем

 

на

 

предприятиях

 

электроэнергетики

которые

 

содер

-

жат

 

информацию

 

о

 

линиях

 

электропередачи

оборудовании

 

и

 

других

 

объектах

 

электроэнергетической

 

системы

Отмеча

-

ется

что

 

взаимная

 

интеграция

 

таких

 

систем

 

либо

 

не

 

пред

-

усмотрена

либо

 

реализована

 

лишь

 

частично

В

 

связи

 

с

 

этим

 

для

 

унификации

 

описания

 

объектов

 

электроэнергетической

 

системы

 

предлагается

 

использовать

 

международные

 

стан

-

дарты

 

МЭК

 61970 

и

 61968, 

которые

 

определяют

 

Общую

 

информационную

 

модель

 (CIM). 

В

 

данной

 

статье

 

авторы

 

де

-

лятся

 

опытом

 

АО

 «

СО

 

ЕЭС

» 

по

 

созданию

 

единой

 

информа

-

ционной

 

модели

 

для

 

энергосистемы

 

России

 

на

 

основе

 CIM. 

Для

 

проведения

 

исследования

 

использовались

 

материалы

 

и

 

методы

представленные

 

в

 

группах

 

стандартов

 

МЭК

 61970 

и

 61968, 

которые

 

определяют

 

структуру

 

и

 

семантику

 

данных

 

Общей

 

информационной

 

модели

В

 

результате

в

 

период

 

с

 2012 

по

 2016 

год

 

была

 

разработана

 

и

 

внедрена

 

автома

-

тизированная

 

система

 

управления

 

изменениями

 

информа

-

ционной

 

модели

 (

Трехуровневая

 

АС

), 

а

 

также

 

создана

 

еди

-

ная

 

информационная

 

модель

 

энергосистемы

 

России

 (

ЕИМ

). 

В

 2019 

году

 

была

 

внедрена

 

автоматизированная

 

интеграци

-

онная

 

платформа

которая

 

позволяет

 

интегрировать

 

внеш

-

ние

 

приложения

 

с

 

ЕИМ

 

согласно

 

стандартам

 

МЭК

 61970 

и

 61968. 

На

 

данный

 

момент

 

ЕИМ

 

используется

 

для

 

расчетов

 

установившихся

 

режимов

 

и

 

оценки

 

состояния

 

энергосистем

а

 

также

 

интегрирована

 

с

 

различными

 

приложениями

таки

-

ми

 

как

 

ПК

  «

Заявки

», 

ПО

  «

Ремонты

», 

ПК

  «

Перечень

» 

и

 

ПК

 

«RastrWin3». 

На

 

ее

 

основе

 

также

 

реализуются

 

пилотные

 

проекты

 

по

 

внедрению

 

автоматизированной

 

системы

 

про

-

изводства

 

переключений

 

и

 

разработке

 

форм

 

отображения

 

для

 

объектов

 

инженерно

-

технического

 

контроля

 

надеж

-

ности

 

электроэнергетических

 

объектов

В

 2018–2019 

годах

 

АО

  «

СО

 

ЕЭС

» 

разработало

 

два

 

национальных

 

стандарта

которые

 

описывают

 

базовый

 

профиль

 

информационного

 

обмена

Выводы

 

данного

 

исследования

 

показывают

что

 

опыт

 

АО

  «

СО

 

ЕЭС

» 

подтверждает

 

возможность

 

и

 

целе

-

сообразность

 

построения

 

информационных

 

моделей

 

для

 

отечественных

 

предприятий

 

электроэнергетики

 

в

 

соответ

-

ствии

 

со

 

стандартами

 

МЭК

 61970 

и

 61968 [4].

Следует

 

отметить

что

 

комбинация

 CIM 

и

 

онтологий

 

приобретает

 

популярность

 

как

 

средство

 

предоставления

 

модели

 

данных

 

с

 

формальной

 

семантикой

 

на

 

основе

 

обще

-

го

 

машинно

-

читаемого

 

понимания

Это

 

достигается

 

путем

 

использования

 

стандартизованных

 

объектных

 

моделей

которые

 

предлагают

 

четкое

 

контекстное

синтаксическое

 

и

 

семантическое

 

представление

 

информации

обеспечивая

 

общее

 

понимание

 

данных

используемых

 

в

 

цифровой

 

элек

-

троэнергетической

 

системе

Данная

 

модель

 

определена

 

как

 

в

 

международных

 

стандартах

 

серии

 

МЭК

 61968 

и

 

МЭК

 

61970, 

так

 

и

 

в

 

национальных

 

стандартах

 

серии

 

ГОСТ

 

Р

 58651 

«

Информационная

 

модель

 

электроэнергетической

 

промыш

-

ленности

», 

в

 

настоящее

 

время

 

разрабатываемых

 

в

 

рамках

 

ТК

 016 «

Электроэнергетика

» 

Росстандарта

Модель

 

охва

-

тывает

 

широкий

 

спектр

 

концепций

начиная

 

от

 

организа

-

ций

  (

субъектов

 

электроэнергетической

 

промышленности

 

и

 

потребителей

 

электроэнергии

до

 

электроэнергетических

 

объектов

  (

включая

 

оборудование

устройства

 

и

 

установ

-

ки

), 

а

 

также

 

их

 

свойств

 

и

 

взаимосвязей

Основными

 

нацио

-

нальными

 

стандартами

 

в

 

данной

 

серии

 

являются

 

ГОСТ

 

Р

 

58651.1–2019 

и

 

ГОСТ

 

Р

 58651.2–2019. 

Эти

 

стандарты

 

опре

-

деляют

 

автоматизированный

 

обмен

 

информацией

 

в

 

рамках

 

профиля

 

модели

 

и

 

профиля

 

обмена

устанавливая

 

основ

-

ную

 

структуру

 

классов

атрибутов

 

и

 

ассоциаций

 

в

 

рамках

 

профиля

 

модели

Национальные

 

стандарты

 

разработаны

 

на

 

основе

 

международной

 CIM-

модели

учитывая

 

расширения

 

для

 

удовлетворения

 

специфических

 

требований

 

российской

 


background image

38

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 4(31), 

декабрь

 2023

электроэнергетической

 

промышленности

Соблюдение

 

на

-

циональных

 

стандартов

 

обеспечивает

 

совместимость

 

с

 

ин

-

формационными

 

продуктами

поддерживающими

 

обмен

 

ин

-

формацией

 

в

 

формате

 CIM, 

соответствуя

 

упомянутой

 

выше

 

серии

 

международных

 

стандартов

 [5].

Несмотря

 

на

 

достаточно

 

широкое

 

изучение

 

тематики

 

применения

 CIM-

систем

 

в

 

российском

 

контексте

 

на

 

сегод

-

няшний

 

день

все

 

еще

 

есть

 

необходимость

 

выделения

 

ос

-

новных

 

рисков

 

и

 

вызовов

 

этих

 

процессов

 

в

 

аспекте

 

достиже

-

ния

 

эффективности

 

внедрения

 CIM-

систем

Именно

 

поэтому

 

тематика

 

данного

 

исследования

 

весьма

 

актуальна

 

и

 

востре

-

бована

Целью

 

данной

 

статьи

 

является

 

исследование

 

рис

 

ков

связанных

 

с

 

применением

 

комплексов

 

электротехники

 

на

 

ос

-

нове

 CIM-

модели

 (

МЭК

 

или

 IEC 61970, 

МЭК

 

или

 IEC 61968) 

в

 

сетевом

 

комплексе

 

России

Путем

 

выявления

 

и

 

анализа

 

этих

 

рисков

 

статья

 

стремится

 

углубить

 

понимание

 

и

 

помочь

 

заинтересованным

 

сторонам

 

принимать

 

обоснованные

 

ре

-

шения

 

относительно

 

внедрения

 CIM-

систем

 

в

 

российском

 

контексте

.

Материалами

 

исследования

 

выступают

 

процессы

 

вне

-

дрения

 CIM-

модели

 

в

 

сетевой

 

комплекс

 

России

Методы

 

исследования

 

включают

 

комплекс

 

средств

 

систематиза

-

ции

обобщения

 

и

 

анализа

 

научной

 

и

 

исследовательской

 

литературы

 

по

 

тематике

 

внедрения

 CIM-

модели

  (

МЭК

 

или

 

IEC 61970, 

МЭК

 

или

 IEC 61968) 

в

 

сетевом

 

комплексе

 

России

.

Общая

 

информационная

 

модель

 — CIM (

МЭК

 61970 

и

 61968) 

служит

 

стандартизированным

 

представлением

 

и

 

форматом

 

обмена

 

информацией

связанной

 

с

 

электро

-

энергетическими

 

системами

Она

 

предоставляет

 

общий

 

язык

 

для

 

различных

 

систем

 

и

 

заинтересованных

 

сторон

обеспечивая

 

беспрепятственную

 

коммуникацию

 

и

 

совме

-

стимость

Модель

 CIM 

определяет

 

структуру

 

и

 

семантику

 

данных

облегчая

 

обмен

 

данными

моделирование

 

системы

 

и

 

анализ

 

в

 

области

 

электротехники

 [6]. 

МЭК

 61970 

и

 61968 

могут

 

быть

 

использованы

 

в

 

интеллектуальной

 

сети

Взаи

-

модействие

 

стандартов

 

и

 

обобщенной

 

модели

 

энергопред

-

приятия

 

отображено

 

на

 

рисунке

 1 [7]. 

При

 

этом

 

в

 

общей

 

структуре

 

каждому

 

стандарту

 

присуща

 

определенная

 «

зона

 

ответственности

».

Рис

. 1. 

Взаимодействие

 

стандартов

 

и

 

наложение

 

их

 

на

 

обобщенную

 

модель

 

энергетического

 

предприятия

 

IEC 61970:

Ядро

 CIM

и

 

энергетическое

управление

Р

ынк

и

У

У

У

У

п

п

р

р

р

а

а

а

в

в

л

л

л

л

е

е

н

н

н

и

и

и

е

е

е

е

З

З

З

З

З

З

З

З

З

аказчик

Р

Р

Р

Р

Р

Р

а

а

а

а

а

с

с

с

с

с

п

п

п

р

р

р

р

р

е

е

д

д

д

д

д

е

ел

л

е

е

н

н

и

и

и

и

е

е

е

е

е

е

П

П

ередача

М

М

М

М

М

М

а

а

с

с

с

с

с

о

о

о

в

в

в

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

 

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

я

 

 

 

г

г

г

г

г

г

г

г

г

е

е

е

е

е

е

е

е

е

е

е

е

е

е

н

н

н

н

н

н

н

н

н

н

н

е

е

е

р

р

р

р

р

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

 

 

ц

ц

ц

ц

ц

ц

ц

ц

ц

ц

ц

ц

ц

ц

ц

ц

ц

ц

ц

ц

ц

ц

и

и

и

и

я

я

я

я

я

я

я

П

о

ст

т

т

т

т

т

т

т

т

т

т

т

т

т

т

т

т

т

т

т

т

т

 

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

а

вщ

щ

ик

IEC 62351:

Безопасность

для

 IEC 60870-6,

IEC 61850,

DNP3

IEC 61850:

Подстанции

и

 

др

.

IEC 61968:
CIM 

Управление

распределением

IEC 60870-6:

Между

Центрами
управления

у

  

слуг

Информационные

 

модели

 

в

 

электроэнергетике

 


background image

39

Имеется

 

пять

 

семейств

 

стандартов

относящихся

 

к

 

ин

-

теллектуальным

 

сетям

 

для

 

энергетической

 

отрасли

:

 

МЭК

 61970 

и

 

МЭК

 61968 — 

описывают

 

Общую

 

инфор

-

мационную

 

модель

 (CIM), 

необходимую

 

для

 

обмена

 

данными

 

между

 

аппаратурой

 

и

 

сетями

прежде

 

всего

 

в

 

передающем

 

секторе

  (

МЭК

 61970) 

и

 

распределении

 

(

МЭК

 61968);

 

МЭК

 61850 — 

способствует

 

автоматизации

 

подстанций

 

и

 

коммуникаций

равно

 

как

 

и

 

совместимости

 

на

 

основе

 

единого

 

формата

 

данных

;

 

МЭК

 60870-6 — 

описывает

 

информационный

 

обмен

 

между

 

центрами

 

управления

;

 

МЭК

 62351 — 

решает

 

задачи

 

кибербезопасности

 

комму

-

никационных

 

протоколов

определенных

 

предыдущими

 

стандартами

 

МЭК

.

Международная

 

электротехническая

 

комиссия

  (

МЭК

разработала

 

два

 

ключевых

 

стандарта

а

 

именно

 

МЭК

 61970 

и

 

МЭК

 61968, 

которые

 

являются

 

инструментальными

 

для

 

внедрения

 

комплексов

 

электротехники

 

на

 

основе

 CIM. 

МЭК

 

61970 

сосредоточен

 

на

 

обмене

 

информацией

 

и

 

моделях

 

данных

 

для

 

систем

 

управления

 

энергией

тогда

 

как

 

МЭК

 

61968 

касается

 

систем

 

управления

 

распределением

Эти

 

стандарты

 

предоставляют

 

руководства

 

по

 

представлению

 

данных

интеграции

 

систем

 

и

 

взаимодействию

 

в

 

электро

-

энергетической

 

инфраструктуре

 [8].

В

 

России

 

модель

 CIM 

и

 

МЭК

 

стандарты

 61970 

и

 61968 

получили

 

значительное

 

распространение

 

в

 

сетевом

 

ком

-

плексе

Они

 

используются

 

для

 

оптимизации

 

обмена

 

данны

-

ми

 

между

 

электростанциями

системами

 

передачи

сетями

 

распределения

 

и

 

различными

 

центрами

 

управления

Приме

-

няя

 

эти

 

модели

заинтересованные

 

стороны

 

в

 

энергетиче

-

ской

 

сфере

 

России

 

стремятся

 

повысить

 

надежность

 

систе

-

мы

оптимизировать

 

энергопоток

 

и

 

обеспечить

 

эффективное

 

управление

 

сетью

 [9].

Выделим

 

основные

 

преимущества

 

применения

 CIM-

сис

-

тем

 

в

 CIM-

модели

 

в

 

сетевом

 

комплексе

 

России

.

Весьма

 

важны

 

аспекты

 

универсальности

Модели

 IEC 

61968 

и

 IEC 61970 

предоставляют

 

универсальные

 

стан

-

дарты

 

и

 

концепции

 

для

 

описания

 

информации

связанной

 

с

 

электроэнергетическими

 

системами

Это

 

позволяет

 

ис

-

пользовать

 

эти

 

модели

 

в

 

различных

 

контекстах

 

и

 

примене

-

ниях

 

в

 

области

 

электроэнергетики

.

Не

 

менее

 

важна

 

также

 

сфера

 

совместимости

Модели

 

соответствуют

 

международным

 

стандартам

 

и

 

рекомендаци

-

ям

что

 

обеспечивает

 

совместимость

 

и

 

возможность

 

обмена

 

информацией

 

между

 

различными

 

системами

 

и

 

организация

-

ми

работающими

 

в

 

электроэнергетической

 

сфере

.

Также

 

можно

 

отметить

что

 

модели

 CIM 

позволяют

 

опи

-

сывать

 

различные

 

аспекты

 

электроэнергетической

 

систе

-

мы

включая

 

организации

электроэнергетические

 

объекты

свойства

 

и

 

взаимосвязи

Это

 

обеспечивает

 

полную

 

и

 

всесто

-

роннюю

 

информацию

 

о

 

системе

что

 

важно

 

для

 

эффективно

-

го

 

управления

 

и

 

планирования

.

Стандартизация

 

моделей

 IEC 61968 

и

 IEC 61970 

свя

-

зана

 

с

 

тем

что

 

они

 

являются

 

частью

 

международных

 

и

 

на

-

циональных

 

стандартов

что

 

способствует

 

единообразию

 

и

 

стандартизации

 

в

 

области

 

обмена

 

информацией

 

в

 

элек

-

троэнергетической

 

сфере

Это

 

упрощает

 

разработку

 

и

 

внед

-

рение

 

систем

а

 

также

 

обеспечивает

 

согласованность

 

между

 

различными

 

участниками

 

отрасли

.

Нельзя

 

также

 

не

 

отметить

 

аспект

 

расширяемости

когда

 

модели

 CIM 

предусматривают

 

возможность

 

рас

-

ширения

 

и

 

адаптации

 

для

 

учета

 

специфических

 

потреб

-

ностей

 

и

 

требований

 

различных

 

стран

 

и

 

организаций

Это

 

позволяет

 

легко

 

внедрять

 

модели

 

в

 

различных

 

контекстах

 

и

 

применениях

.

В

 

то

 

же

 

время

несмотря

 

на

 

приведенные

 

преимуще

-

ства

 CIM-

систем

в

 

процессе

 

их

 

внедрения

 

могут

 

возникать

 

многие

 

риски

 

и

 

вызовы

 

для

 

сетевого

 

комплекса

 

России

Несмотря

 

на

 

потенциальные

 

выгоды

внедрение

 

ЭТК

 

на

 

основе

 CIM 

в

 

сетевой

 

комплекс

 

России

 

влечет

 

за

 

собой

 

ряд

 

рисков

Эти

 

риски

 

могут

 

включать

 

необходимость

 

обшир

-

ной

 

стандартизации

 

данных

интеграцию

 

с

 

устаревшими

 

системами

технические

 

сложности

 

и

 

участие

 

множества

 

заинтересованных

 

сторон

 

с

 

различными

 

уровнями

 

готов

-

ности

 

к

 

принятию

 CIM. 

Решение

 

этих

 

проблем

 

имеет

 

клю

-

чевое

 

значение

 

для

 

успешного

 

внедрения

 

и

 

эксплуатации

 

систем

 

на

 

основе

 CIM [10].

Обязательно

 

необходимо

 

учитывать

 

показатели

 

эффективности

критерии

 

оценки

 

рисков

 

и

 

общую

 

на

-

дежность

 

ЭТК

 

на

 

основе

 CIM. 

В

 

указанных

 

стандартах

 

появились

 

фактические

 

комплексные

 

показатели

 

эф

-

фективности

 

и

 

оценки

 

рисков

Риски

 

создают

 

угрозу

 

вреда

в

 

отношении

 

которого

 

необходимо

 

принимать

 

меры

 

защиты

Если

 

рисков

 

нет

то

 

и

 

меры

 

предосторож

-

ности

 

не

 

нужны

Однако

 

когда

 

выявляется

 

риск

необ

-

ходимо

 

определить

 

уязвимые

 

места

 

и

 

угрозы

которые

 

повлияют

 

на

 

надежность

 

системы

Соответственно

«

надежность

 — 

это

 

способность

 

компонента

 

или

 

всей

 

системы

 

выполнять

 

свои

 

функции

 

в

 

предусмотренных

 

условиях

 

в

 

предусмотренный

 

период

 

времени

», 

но

 

сте

-

пень

 

и

 

сложность

 

архитектуры

 CIM-

сис

 

тем

 

создает

 

труд

-

ности

 

для

 

обеспечения

 

их

 

надежности

 

до

 

такой

 

степени

какой

 

сегодня

 

могло

 

бы

 

и

 

не

 

быть

Аналогично

разме

-

ры

 

и

 

географический

 

размах

 

влияния

 

отказов

 

сетей

несомненно

растут

 

по

 

мере

 

распространения

 

сложных

 

архитектур

 

и

 

средств

 

связи

 

в

 CIM-

системах

 

на

 

каждом

 

уровне

Чтобы

 

эффективно

 

выработать

 

требования

 

по

 

риск

-

менеджменту

 CIM-

систем

 

и

 

их

 

надежности

следу

-

ет

 

понимать

что

 

означает

 

надежность

 

в

 

сфере

 

энерге

-

тики

 

и

 

в

 

области

 

информационных

 

и

 

коммуникационных

 

технологий

 (ICT). 

Сюда

 

относится

 

разъяснение

 

разных

 

сопутствующих

 

концепций

включая

 

обеспечение

 

на

-

дежности

 

электроэнергии

надежность

 

передачи

 

дан

-

ных

итеративный

 

характер

 

проектирования

работу

 

оборудования

 CIM-

сис

 

тем

 

в

 

нештатной

 

ситуации

.


background image

40

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 4(31), 

декабрь

 2023

В

 

электроэнергетике

как

 

правило

надежность

 

харак

-

теризуется

 

терминами

 

надежности

 

энергоснабжения

 — 

мерами

 

надежного

 

энергоснабжения

 

потребителей

Но

 

в

 

части

 

надежности

 

передачи

 

данных

 CIM-

систем

 

для

 

поддержания

 

применения

 

интеллектуальных

 

энергосетей

 

необходимо

 

указать

 

другую

 

концепцию

 

надежности

 

дан

-

ных

Один

 

ряд

 

мер

 

может

 

описывать

 

надежность

 

электро

-

снабжения

другой

 — 

надежность

 

данных

 CIM-

систем

Не

-

смотря

 

на

 

использование

 

различных

 

мер

 

по

 

достижению

 

надежности

 

инфраструктуры

 CIM-

систем

безопасность

 

и

 

надежность

 

энергосистем

 

в

 

случае

 

нарушений

 

в

 

инфра

-

структуре

 ICT 

должны

 

иметь

 

приоритетную

 

значимость

В

 

распределительном

 

сетевом

 

комплексе

 

надежность

 

энергоснабжения

 

часто

 

характеризуется

 

показателями

 

надежности

например

:

 

SAIDI (

средний

 

показатель

 

аварий

 

в

 

системе

);

 

SAIFI (

средний

 

показатель

 

частоты

 

аварий

 

в

 

системе

). 

CIM-

системы

 

в

 

потенциале

 

способны

 

улучшить

 

на

-

дежность

 

энергораспределения

Для

 

этого

 

через

 

каналы

 

передачи

 

данных

 

на

 

базе

 ICT 

должны

 

предоставляться

 

разные

 

данные

 

управления

 

и

 

данные

 

от

 

сенсоров

Для

 

некоторых

 

маршрутов

 

передачи

 

прикладных

 

данных

 

тре

-

буется

 

сверхвысокий

 

уровень

 

управления

  (

например

устранение

 

неисправностей

 

и

 

автономное

 

восстановление

 

энергоснабжения

), 

в

 

то

 

время

 

как

 

большинство

 

приложе

-

ний

 

способно

 

выдерживать

 

сравнительно

 

длительные

 

или

 

частые

 

прерывания

 

без

 

отрицательного

 

воздействия

 

на

 

надежность

 

энергоснабжения

  (

например

считывание

 

электросчетчиков

). 

Входные

 

данные

 

для

 

расчета

 

надеж

-

ности

 

электроснабжения

 

в

 

рамках

 CIM-

систем

 

можно

 

структурировать

 

с

 

использованием

 

стандартных

 

в

 

области

 

энергетики

 

понятий

продолжительность

 

аварии

 

и

 

частота

 

аварий

В

 

контекс

 

те

 CIM-

систем

 

данных

 

нарушение

 

крите

-

риев

 

надежности

 

не

 

обязательно

 

приводит

 

к

 

прекращению

 

электроснабжения

но

 

ведет

 

к

 

разным

 

значениям

Очень

 

важно

 

понимать

что

 

в

 

любое

 

время

когда

 

согласованные

 

расчетные

 

критерии

 

для

 

потоков

 

данных

 

не

 

соблюдаются

это

 

считается

 

прерыванием

  (

или

  «

потерей

» 

данных

). 

На

-

пример

если

 

время

 

передачи

 

информации

 

для

 

опреде

-

ленного

 

потока

 

данных

 

заданы

 

как

 2 

секунды

но

 

данные

 

передаются

 

только

 

через

 4 

секунды

это

 

будет

 

считаться

 

прерыванием

 

даже

 

в

 

том

 

случае

если

 

данные

 

переданы

 

точно

Соответственно

 

способность

 

приложений

 CIM-

сис

-

тем

 

выдерживать

 

потерю

 

или

 

задержки

 

данных

 

можно

 

на

-

звать

 «

устойчивостью

 

к

 

потере

 

данных

». 

В

 

аспекте

 

успешности

 

применения

 CIM-

систем

 

в

 

россий

-

ском

 

контексте

 

важно

 

выделить

 

различные

 

факторы

вли

-

яющие

 

на

 

принятие

 

и

 

эксплуатацию

 

комплексов

 

электро

-

техники

 

на

 

основе

 CIM 

с

 

минимизацией

 

выше

 

выделенных

 

рисков

Эти

 

факторы

 

включают

 

минимизацию

 

технических

 

проблем

устранение

 

проблем

 

совместимости

соблюдение

 

аспектов

 

безопасности

формирование

 

системных

 

требо

-

ваний

 

к

 

соблюдению

 

регулирования

 

и

 

другие

 

соответствую

-

щие

 

аспекты

Изучая

 

эти

 

аспекты

достигается

 

глобальное

 

понимание

 

рисков

 

и

 

последствий

связанных

 

с

 

внедре

-

нием

 CIM.

На

 

основе

 

системного

 

анализа

 

рисков

 

применения

 

CIM-

систем

 

в

 

российском

 

контексте

 

можно

 

связать

 

выяв

-

ленные

 

проблемы

недостатки

 

и

 

потенциальные

 

опаснос

-

ти

 

с

 

широким

 

контекстом

 

комплексов

 

электротехники

 

на

 

основе

 CIM 

в

 

российском

 

сетевом

 

комплексе

отображая

 

эти

 

риски

 

и

 

их

 

конкретное

 

влияние

 

на

 

производительность

 

системы

надежность

 

и

 

безопасность

Были

 

выделены

 

основные

 

принципы

 

риск

-

ме

 

недж

-

мента

 

при

 

внедрении

 

ЭТК

 

на

 

основе

 

СИМ

 

в

 

аспекте

 

мини

-

мизации

 

негативных

 

последствий

:

1. 

Инновационные

 

подходы

 

к

 

стандартизации

 

данных

Российский

 

сетевой

 

комплекс

 

может

 

внедрить

 

новые

 

методы

 

и

 

технологии

 

для

 

стандартизации

 

данных

 

в

 

соответствии

 

с

 CIM-

моделью

Это

 

может

 

включать

 

разработку

 

унифицированных

 

схем

 

данных

единых

 

форматов

 

обмена

 

и

 

механизмов

 

проверки

 

и

 

контроля

 

качества

 

данных

Такой

 

подход

 

позволит

 

снизить

 

ошиб

-

ки

 

и

 

несоответствия

 

данных

повысить

 

их

 

надежность

 

и

 

достоверность

.

2. 

Улучшенные

 

рамки

 

совместимости

Важно

 

разработать

 

и

 

внедрить

 

усовершенствованные

 

рамки

 

совместимо

-

сти

 

для

 CIM-

модели

 

и

 

стандартов

 

МЭК

 61970 

и

 61968. 

Это

 

позволит

 

различным

 

системам

 

и

 

участникам

 

взаи

-

модействовать

 

и

 

обмениваться

 

данными

 

более

 

эффек

-

тивно

обеспечивая

 

безупречную

 

интеграцию

 

между

 

различными

 

компонентами

 

российского

 

сетевого

 

ком

-

плекса

.

3. 

Усиленные

 

меры

 

кибербезопасности

С

 

учетом

 

воз

-

растающих

 

угроз

 

кибербезопасности

 

необходимо

 

улучшить

 

меры

 

защиты

 CIM-

систем

 

от

 

возможных

 

атак

 

и

 

вторжений

Российский

 

сетевой

 

комплекс

 

мо

-

жет

 

использовать

 

передовые

 

методы

 

аутентификации

шифрования

мониторинга

 

и

 

обнаружения

 

инцидентов

а

 

также

 

проводить

 

регулярные

 

аудиты

 

безопасности

 

для

 

обеспечения

 

надежности

 

и

 

защиты

 CIM-

систем

 

от

 

угроз

.

4. 

Стратегии

 

преодоления

 

регуляторных

 

проблем

Вне

-

дрение

 CIM-

систем

 

в

 

российском

 

сетевом

 

комплексе

 

может

 

сталкиваться

 

с

 

регуляторными

 

препятствиями

 

и

 

ограничениями

Для

 

успешного

 

преодоления

 

этих

 

проблем

 

необходимо

 

разработать

 

стратегии

которые

 

включают

 

взаимодействие

 

с

 

регулирующими

 

органами

предоставление

 

обоснования

 

выгод

 

от

 

использования

 

CIM-

систем

 

и

 

разработку

 

регуляторных

 

рамок

способ

-

ствующих

 

их

 

широкому

 

принятию

 

и

 

использованию

.

Эти

 

предложения

 

направлены

 

на

 

усовершенствование

 

применения

 CIM-

комплексов

 

в

 

российском

 

сетевом

 

ком

-

плексе

повышение

 

эффективности

 

и

 

надежности

 

систе

-

мы

а

 

также

 

обеспечение

 

согласованности

 

с

 

международ

-

ными

 

стандартами

.

Информационные

 

модели

 

в

 

электроэнергетике

 


background image

41

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В

 

данной

 

статье

 

показано

что

 

для

 

того

чтобы

 

извлечь

 

из

 

процессов

 

внедрения

 CIM-

систем

 

максимально

 

возможный

 

потенциал

они

 

должны

 

быть

 

не

 

менее

 

надежны

безопасны

 

и

 

отказоустойчивы

чем

 

существующие

 

энергосистемы

Сформированные

 

принципы

 

риск

-

менеджмента

 

должны

 

включать

 

инновационные

 

подходы

 

к

 

стандартизации

 

дан

-

ных

улучшенные

 

рамки

 

совместимости

усиленные

 

меры

 

кибербезопасности

 

и

 

стратегии

 

преодоления

 

регуляторных

 

проблем

.    

ЛИТЕРАТУРА

1. 

Ершов

 

М

.

С

., 

Жалилов

 

Р

.

Б

., 

Сит

-

диков

 

Р

.

А

Основные

 

направления

 

развития

 

мероприятий

 

по

 

повы

-

шению

 

надежности

 

электроэнер

-

гетических

 

систем

 / 

Методические

 

вопросы

 

исследования

 

надежности

 

больших

 

систем

 

энергетики

, 2019, 

вып

. 70, 

т

. 1. 

С

. 18–26.

2.  Chernysheva A., Vanin A. Features, 

Advantages and Current Problems of 
the Russian Power Sector Transition 
to Data Exchange based on CIM 
Standards. Proceedings of the 2022 
4th International Youth Conference 
on Radio Electronics, Electrical and 
Power Engineering, REEPE 2022. 
URL: https://ieeexplore.ieee.org/do-
cu ment/9731470.

3. 

Чудинов

 

А

.

В

., 

Кычкин

 

А

.

В

CIM-

модель

 

локального

 

сегмен

-

та

 

активно

-

адаптивной

 

сети

 HIL 

MICROGRID // 

Инновационные

 

технологии

теория

инструменты

практика

, 2015, 

т

. 1. 

С

. 235–242.

4. 

Беляев

 

Н

.

А

., 

Богомолов

 

Р

.

А

. CIM 

в

 

России

опыт

 

АО

  «

СО

 

ЕЭС

» 

по

 

внедрению

 

и

 

сопровождению

 

Еди

-

ной

 

информационной

 

модели

 

ЕЭС

 

России

 

в

 

иерархической

 

структуре

 

диспетчерского

 

управления

планы

 

и

 

перспективы

 / 

Сб

трудов

 

конфе

-

ренции

  «

Электроэнергетика

 

глаза

-

ми

 

молодежи

». 

Иркутск

ИРНИТУ

2019, 

т

. 1. 

С

. 38–43.

5. 

Наумов

 

В

.

А

., 

Матисон

 

В

.

А

., 

Федо

-

ров

 

Ю

.

Г

Новые

 

направления

 

раз

-

вития

 

стандартизации

 

в

 

процессе

 

цифровой

 

трансформации

 

элек

-

троэнергетики

 // 

Энергия

 

единой

 

сети

, 2022, 

 3–4(64–65). 

С

. 20–29.

6.  Uslar M., Specht M., Rohjans S., 

Trefke J. The Common Information 
Model CIM: IEC 61968/61970 and 
62325-A practical introduction 
to the CIM. Springer Science 
& Business Media, 2012. URL: 
https://www.researchgate.net/pub-
lication/258052986.

7. 

Конев

 

А

.

В

., 

Куприяновский

 

В

.

П

., 

Бадалов

 

А

.

Ю

., 

Волков

 

С

.

А

Энер

-

гетика

, Smart Grid, 

интеллекту

-

альные

 

транспортные

 

сети

Прак

-

тические

 

возможности

 

в

 

Рос

-

сии

. URL: https://arcreview.esri-

cis.ru/2012/05/08/practical-oppor tu-
nities-in-russia/.

8. 

Казанцева

 

Л

.

В

Международная

 

электротехническая

 

комиссия

 

(

МЭК

) // 

Энергобезопасность

 

в

 

до

-

кументах

 

и

 

фактах

, 2008, 

 3. 

С

. 3–22.

9. 

Жилкина

 

Ю

.

В

., 

Воденников

 

Д

.

А

Влияние

 

цифровой

 

экономики

 

на

 

цифровизацию

 

энергетики

 // 

Элек

-

троэнергетика

 

в

 

национальных

 

проектах

, 2020. 

С

. 110–122.

10. 

Гаффаров

 

Р

.

Ф

., 

Александров

 

С

.

А

., 

Харитонов

 

М

.

Ю

Текущее

 

состо

-

яние

 

цифровизации

 

в

 

электро

-

энергетике

проблемы

 

и

 

пути

 

их

 

решения

 // 

Энергоэксперт

, 2020, 

. 1(73). 

С

. 12–14.

Романов В.С., Гольдштейн В.Г.

В  книге  рассматриваются  проблемы  эффективности  эксплуатации  и  обес -
печения технического состояния погружных электроустановок (ПЭУ) нефтедобы-
чи и реализации путей ее повышения с учетом обобщения и анализа опыта их 
эксплуатации. Производится классификация и анализ результатов эксплуатаци-
онных  физических  воздействий  на  ПЭУ,  их  сопоставление  со  статистическими 
данными эксплуатации и формулируются практические мероприятия и рекомен-
дации, направленные на обеспечение и повышение надежности ПЭУ. Книга пред-
назначена для инженерно-технического персонала эксплуатации и проектирова-
ния электроснабжения погружного электрооборудования в нефтедобыче, а также 
преподавателей, аспирантов и студентов старших курсов бакалавриата и маги-
стратуры электротехнических специальностей вузов.

Издательство журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»,

2023. 192 с.

Повышение эффективности эксплуатации 

погружных электроустановок нефтедобычи

Книга доступна на сайте издательства 

www.eepir.ru

В  книг

е 

печ

ения 

чи 

и реа

эксплуат
онных  ф
данными
дации, н
назначен

ния

 элек

пре

пода

страту

ры

Из

Повы

погру

Кни


Оригинал статьи: Риски применения электротехнических комплексов на основе CIM-модели (МЭК 61970, МЭК 61968) в сетевом комплексе России

Читать онлайн

Настоящая статья представляет собой всесторонний анализ рисков, связанных с применением CIM-систем в российском контексте. Показано, что внедрение комплексов электротехники на основе CIM-модели в сетевой комплекс России открывает перед ним возможности и риски. Теоретические исследования CIM-модели и МЭК-стандартов 61970 и 61968 послужили основой для понимания особенностей их применения в сетевом комплексе России. Определены такие риски и вызовы применения электротехнических комплексов на основе CIM-модели, как уязвимости кибербезопасности и сбои в работе системы, стандартизация данных, сложности интеграции и неготовность заинтересованных сторон. Кроме того, обсуждаются недостатки, включая высокие первоначальные инвестиции и проблемы точности данных. Проведенный глубокий анализ в статье позволил выделить последствия реализации выделенных рисков и сформировать рекомендации для более эффективной работы электротехнических комплексов (ЭТК) на основе CIM-модели в сетевом комплексе России.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 2(83), март-апрель 2024

Анализ нагрузочных режимов и регулировочной способности по напряжению распредсети при оптимизации секционирования на ее участках

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Диагностика и мониторинг
Яхин Ш.Р. Пигалин А.А. Галиев И.Ф. Маклецов А.М.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 2(83), март-апрель 2024

Использование машинного обучения для определения максимально возможного значения наведенного напряжения на отключенной линии электропередачи

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Охрана труда / Производственный травматизм
Горшков А.В.
Спецвыпуск «Россети» № 1(32), март 2024

О необходимости расширения профиля информационной модели линии электропередачи переменного тока, определенной серией ГОСТ 58651

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция
Карельский филиал ПАО «Россети Северо-Запад»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»