70
СЕТИ
РОССИИ
у
п
р
а
в
л
е
н
и
е
с
е
т
я
м
и
управление сетями
О
рганизация
удалённого
управления
оборудова
-
нием
подстанций
—
теле
-
управление
и
телерегулиро
-
вание
—
является
следующим
шагом
развития
средств
автоматизации
в
электроэнергетике
.
Использование
телеуправления
обеспечивает
ряд
очевидных
преимуществ
по
сравне
-
нию
с
традиционной
организацией
местного
управления
и
ручными
пе
-
реключениями
:
•
высокую
оперативность
выпол
-
нения
переключений
за
счёт
ис
-
ключения
необходимости
взаи
-
модействия
между
персоналом
верхнего
уровня
(
ЦУС
или
ДЦ
)
и
оперативным
персоналом
под
-
станций
;
•
снижение
количества
технологи
-
ческих
нарушений
и
травматизма
при
выполнении
переключений
,
связанных
с
присутствием
опера
-
тивного
персонала
в
электроуста
-
новках
,
его
недостаточным
опы
-
том
,
квалификацией
и
др
.;
•
повышение
эффективности
экс
-
плуатации
электрических
сетей
путём
снижения
затрат
,
связан
-
ных
с
выездом
или
постоянным
присутствием
оперативного
пер
-
сонала
на
месте
выполнения
пе
-
реключений
.
Применяемые
в
электроэнергети
-
ке
средства
автоматизации
подстан
-
ций
,
средства
связи
уже
давно
обе
-
спечивают
техническую
возможность
использования
ТУ
для
достаточно
широкого
круга
объектов
.
Почему
же
телеуправление
не
вошло
в
общепри
-
нятую
практику
при
управлении
обо
-
рудованием
на
ПС
?
Безусловно
,
одним
из
ключевых
вопросов
при
переходе
к
широкому
практическому
использованию
ТУ
яв
-
ляется
соответствующая
нормативная
база
,
регламентирующая
возможность
и
технологию
выполнения
таких
пере
-
ключений
.
Одним
из
серьёзных
шагов
в
данном
направлении
стало
утверж
-
дение
в
2011
г
.
новых
Правил
пере
-
ключений
в
электроустановках
[1].
Современные
средства удалённого
управления
оборудованием ПС
нового поколения
Олег ФЁДОРОВ, руководитель продуктового
направления технической дирекции,
Алексей НЕБЕРА, технический директор
по электроэнергетике,
ЗАО «РТСофт»,
Андрей БЕРЕЗИН, заместитель генерального директора,
директор Департамента промышленности и энергетики,
Александр КОЗЛОВ, заместитель директора
Департамента промышленности и энергетики,
ООО «ПСИ»
71
№ 3 (18), май–июнь, 2013
Ещё
одной
состав
-
ляющей
технологи
-
ческой
информации
являются
данные
о
ме
-
теорологических
усло
-
виях
и
техническом
состоянии
электротех
-
нического
оборудова
-
ния
,
которые
могут
пре
-
пятствовать
надёжному
и
безопасному
выпол
-
нению
переключений
.
Системами
сбора
не
-
оперативной
техноло
-
гической
информации
оснащены
пока
дале
-
ко
не
все
подстанции
,
однако
формирование
и
передача
нескольких
обобщён
-
ных
аварийно
-
предупредительных
сигналов
,
например
о
перегрузке
трансформаторов
,
снижении
комму
-
тационного
ресурса
выключателей
и
др
.,
не
является
сложной
задачей
для
систем
АСУТП
и
телемехани
-
ки
(
при
наличии
соответствующих
средств
мониторинга
оборудова
-
ния
).
Необходимым
требованием
для
современного
ПТК
ЦУС
является
обеспечение
возможности
приёма
такой
информации
и
её
учёта
при
анализе
возможности
исполнения
команд
ТУ
.
Контроль
соблюдения
условий
и
ограничений
является
обязатель
-
ным
компонентом
надёжной
и
без
-
опасной
организации
ТУ
.
В
данной
области
современный
ПТК
ЦУС
обе
-
спечивает
:
•
обмен
командами
передачи
прав
управления
с
подстанции
в
ЦУС
и
обратно
для
исключения
возможности
передачи
команд
ТУ
в
момент
проведения
работ
на
управляемом
оборудовании
;
•
аутентификацию
и
контроль
прав
доступа
персонала
к
ПТК
ЦУС
,
а
также
фиксацию
в
журнале
всех
действий
по
управлению
;
•
наличие
текущих
прав
управле
-
ния
(«
захват
управления
»)
для
исключения
одновременных
по
-
пыток
управления
несколькими
диспетчерами
ЦУС
;
•
автоматическая
оценка
воз
-
можных
последствий
переклю
-
чений
и
блокировка
команд
ТУ
,
включая
:
•
топологические
блокировки
(
включение
ЗН
на
область
,
находящуюся
под
напряже
-
нием
,
шунтирование
разъ
-
Помимо
этого
,
очень
важным
для
диспетчера
,
принимающего
на
себя
всю
ответственность
за
пра
-
вильность
переключений
,
являет
-
ся
наличие
информации
и
инстру
-
ментов
,
обеспечивающих
для
него
уверенность
в
полном
владении
ситуацией
в
условиях
удаления
от
объекта
управления
.
Особое
значе
-
ние
при
этом
приобретает
полнота
информации
и
уровень
аналитиче
-
ской
поддержки
,
предоставляемый
программно
-
диспетчерскими
ком
-
плексами
центров
управления
сетя
-
ми
(
ПТК
ЦУС
).
Основные
требования
к
совре
-
менным
ПТК
ЦУС
,
обеспечиваю
-
щим
удалённое
управление
обору
-
дованием
ПС
,
можно
разделить
на
три
категории
:
•
обеспечение
технологической
информации
по
объекту
управ
-
ления
;
•
контроль
надёжности
и
безопас
-
ности
выполнения
удалённого
управления
;
•
автоматизация
переключений
.
Полнота
технологической
ин
-
формации
в
первую
очередь
обе
-
спечивается
наличием
достоверной
оперативной
информации
о
пара
-
метрах
режима
и
топологии
управ
-
ляемой
сети
.
С
точки
зрения
соста
-
ва
принимаемых
телеизмерений
и
телесигналов
в
ЕНЭС
достаточным
является
выполнение
требований
Руководящих
указаний
по
выбору
со
-
става
оперативной
информации
[2].
Однако
,
кроме
собственно
приёма
и
отображения
оперативной
теле
-
информации
,
современный
ПТК
ЦУС
должен
обеспечивать
постоян
-
ный
контроль
её
полноты
и
коррект
-
ности
,
что
обычно
выполняется
с
использованием
функциональных
компонент
процессора
топологии
и
оценивания
состояния
.
В
соот
-
ветствии
с
требованиями
[1],
ПТК
ЦУС
должен
также
обеспечивать
возможность
приёма
и
отображе
-
ния
потоков
информации
от
систем
технологического
видеонаблюде
-
ния
.
Необходимо
отметить
,
что
,
например
,
в
западноевропейских
странах
,
достаточно
давно
исполь
-
зующих
ТУ
на
подстанциях
высоко
-
го
класса
напряжения
,
организация
видеонаблюдения
не
является
обя
-
зательным
требованием
для
уда
-
лённого
управления
.
Возможно
,
это
связано
с
более
широким
использо
-
ванием
КРУЭ
.
единителями
выключателя
,
подача
напряжения
на
место
производства
работ
,
разде
-
ление
или
соединение
сетей
,
запитанных
от
разных
источ
-
ников
,
отключение
потреби
-
телей
и
т
.
д
.);
•
режимные
блокировки
—
фоно
-
вое
моделирование
режимов
электрической
сети
после
плани
-
руемого
переключения
с
целью
выявления
возможных
наруше
-
ний
:
•
превышение
предельно
до
-
пустимой
загрузки
оборудо
-
вания
;
•
появление
участков
сети
с
недопустимыми
уровнями
напряжения
;
•
превышение
допустимых
то
-
ков
термической
или
дина
-
мической
стойкости
шин
или
отключающей
способности
коммутационных
аппаратов
в
случае
возможного
возникно
-
вения
трёхфазного
короткого
замыкания
или
однофазного
замыкания
на
землю
;
•
возникновение
критичных
вариантов
отказов
(
по
крите
-
рию
n-1).
После
оценки
возможных
по
-
следствий
исполнения
команд
теле
-
управления
пользователю
ПТК
ЦУС
должен
предоставляться
перечень
выявленных
блокировок
.
При
не
-
обходимости
пользователь
должен
иметь
возможность
прервать
ис
-
полнение
команды
или
выполнить
деблокирование
и
продолжить
вы
-
полнение
операции
телеуправления
(
с
автоматической
фиксацией
дан
-
ных
действий
в
электронном
опера
-
тивном
журнале
).
72
СЕТИ РОССИИ
Для
реализации
контроля
техни
-
ческого
состояния
силового
обору
-
дования
,
а
также
для
других
целей
актуальна
поддержка
в
ПТК
ЦУС
параметрируемых
(
т
.
е
.
настраивае
-
мых
)
блокировок
типа
«
запрет
на
включение
», «
запрет
на
отключение
».
Условиями
возникновения
таких
бло
-
кировок
могут
быть
получение
опре
-
делённых
аварийных
сигналов
,
на
-
хождение
измеряемых
параметров
режима
в
недопустимой
зоне
и
др
.
Для
повышения
оперативности
переключений
и
эффективности
управления
электрическими
сетями
ПТК
ЦУС
должен
обеспечивать
воз
-
можность
автоматизации
операций
переключения
,
поддерживая
:
•
одиночное
телеуправление
ком
-
мутационным
аппаратом
или
те
-
лерегулирование
ступеней
РПН
уставками
компенсирующих
устройств
и
др
.;
•
групповое
телеуправление
для
выполнения
простейших
типо
-
вых
операций
(
отключение
при
-
соединений
с
последующим
созданием
видимого
разрыва
в
цепи
,
вывод
в
резерв
или
ре
-
монт
трансформаторов
,
одно
-
сторонние
или
двусторонние
отключения
ЛЭП
,
перевод
присо
-
единений
с
одной
СШ
на
другую
и
др
.)
с
поддержкой
автоматиче
-
ского
формирования
программ
переключений
средствами
ПТК
;
•
групповое
изменение
оператив
-
ного
состояния
коммутацион
-
ного
оборудования
и
устройств
РЗА
по
заранее
составленной
последовательности
переклю
-
чений
,
подготовленной
или
в
режиме
управления
(
запись
вы
-
полняемой
последовательности
переключений
однократно
с
возможностью
её
последующего
воспроизведения
),
или
в
режи
-
ме
моделирования
.
При
автоматизации
операций
групповых
переключений
необ
-
ходим
контроль
дополнительных
условий
,
таких
как
проверка
соот
-
ветствия
текущего
состояния
всех
объектов
управления
,
участвующих
в
последовательности
переключе
-
ний
,
начальному
,
определённому
пользователем
в
последовательно
-
сти
переключений
,
контроль
успеш
-
ности
завершения
предыдущей
операции
,
контроль
доступности
ка
-
налов
связи
и
др
.
При
этом
каждый
шаг
в
после
-
довательности
переключений
,
как
и
отдельно
взятая
внеплановая
ко
-
манда
телеуправления
,
автоматиче
-
ски
проходят
ряд
проверок
:
•
контроль
на
наличие
и
нару
-
шение
блокировок
доступа
со
-
гласно
роли
пользователя
ПТК
и
принадлежности
оборудования
к
зонам
ответственности
;
•
контроль
на
наличие
и
наруше
-
ние
блокировок
выбора
—
за
-
прет
на
одновременную
работу
с
одним
и
тем
же
объектом
с
разных
АРМ
или
разных
центров
управления
;
•
топологические
блокировки
для
защиты
от
коммутационных
ошибок
,
основанные
на
тополо
-
гическом
анализе
сети
средства
-
ми
ПТК
;
•
параметрируемые
блокировки
.
Инициирование
запуска
кон
-
троля
наличия
и
нарушений
топо
-
логических
блокировок
в
режиме
реального
времени
происходит
по
изменению
состояния
коммутаци
-
онного
аппарата
либо
по
активации
команды
на
телеуправление
комму
-
тационным
аппаратом
.
Помимо
контроля
целостности
и
надёжности
топологии
сети
,
необ
-
ходимо
оперативно
моделировать
последствия
и
степень
влияния
от
-
даваемых
команд
ТУ
на
основе
оцененных
данных
телеметрии
.
Для
обеспечения
режимной
на
-
дёжности
сети
перед
подачей
дис
-
петчером
команды
управления
в
ПТК
ЦУС
выполняются
следующие
расчётно
-
аналитические
функции
в
режиме
моделирования
:
•
оценка
состояния
.
Формируется
расчётная
модель
сети
,
исполь
-
зуемая
для
контроля
топологи
-
ческих
и
режимных
блокировок
перед
выдачей
команд
управле
-
ния
;
•
расчёт
токов
короткого
замыка
-
ния
(
ТКЗ
)
в
заданном
перечне
точек
сети
и
проверка
отклю
-
чающей
способности
коммута
-
ционных
аппаратов
.
Перед
вы
-
полнением
команды
управления
расчёт
ТКЗ
запускается
автома
-
тически
на
основе
результатов
каждой
оценки
состояния
или
моделирования
установивше
-
гося
режима
с
формированием
списка
нарушений
проверяе
-
мых
значений
отключающей
способности
силовых
выключа
-
телей
и
дополнительно
электродинамической
или
термической
стойко
-
сти
сборных
шин
;
•
анализ
вариантов
отказов
оборудования
в
моделируемом
состоя
-
нии
после
реализации
команды
удалённого
управления
.
Последо
-
вательно
моделируются
режимы
сети
с
пооче
-
рёдным
вводом
каждого
из
списка
расчётных
ва
-
риантов
нарушений
или
нормативных
возмуще
-
ний
в
работе
оборудо
-
вания
с
оценкой
рисков
предстоящих
команд
удалённого
управле
-
ния
.
73
№ 3 (18), май–июнь, 2013
Приём
команд
телеуправления
на
уровне
объекта
управления
осу
-
ществляется
ПТК
АСУТП
подстан
-
ции
.
Принятая
команда
телеуправ
-
ления
проверяется
на
допустимость
по
следующим
критериям
:
•
наличие
права
управления
у
ЦУС
ПМЭС
;
•
контроль
качества
команды
по
признакам
качества
,
описан
-
ным
в
МЭК
60870-5-104;
•
допустимость
выполнения
ко
-
манды
по
условиям
оператив
-
ных
блокировок
АСУТП
.
При
этом
в
АСУТП
ПС
реализует
-
ся
передача
функции
управления
в
ЦУС
с
возможностью
принудитель
-
ного
её
отключения
.
На
уровне
объекта
управления
устройства
РЗА
и
ПА
могут
поддер
-
живать
переключение
групп
уставок
и
ввод
-
вывод
защитных
функций
из
системы
АСУТП
ПС
.
Панели
и
шка
-
фы
РЗА
и
ПА
проектируются
таким
образом
,
чтобы
исключить
необ
-
ходимость
ручного
оперирования
ключами
или
накладками
при
из
-
менении
режима
работы
оборудо
-
вания
ПС
.
Переход
к
необслуживаемым
подстанциям
нового
поколения
,
согласно
требованиям
[1],
должен
сопровождаться
,
помимо
пред
-
ставленных
решений
,
организаци
-
ей
технологического
видеонаблю
-
дения
от
подстанционных
систем
в
виде
сжатого
видеопотока
.
При
этом
обеспечивается
визуальный
мониторинг
состояния
оборудова
-
ния
ПС
,
в
том
числе
визуальный
контроль
выполнения
оперативных
переключений
на
ОРУ
,
контроль
от
-
сутствия
людей
в
зоне
,
прилегаю
-
щей
к
оборудованию
,
с
которым
производятся
операции
.
Передача
видеопотока
инициируется
по
за
-
просу
со
стороны
персонала
цен
-
тра
управления
.
Применение
технологий
те
-
леуправления
невозможно
без
комплексного
решения
задач
ин
-
формационной
безопасности
.
К
тех
-
нологическим
приёмам
обеспече
-
ния
защиты
от
специфических
угроз
Рис
.
Структурная
схема
полигона
отработки
решений
безопасного
телеуправления
74
СЕТИ РОССИИ
информационной
безопасности
[3—
5]
могут
быть
отнесены
следующие
:
•
выделение
и
защита
электрон
-
ного
периметра
;
•
сегментирование
(
зонирова
-
ние
),
использование
межсете
-
вых
экранов
,
в
том
числе
с
шиф
-
рованием
(VPN/FW);
•
специализированное
ПО
—
анти
-
вирусное
, WhiteListing,
инвента
-
ризации
программного
обеспе
-
чения
и
оборудования
;
•
шифрование
IPSec, TLS, DTSL,
SSL, SSH
и
др
.;
•
идентификация
и
аутентифика
-
ция
с
использованием
специ
-
альных
ключей
,
включая
био
-
метрическую
,
использование
электронной
подписи
;
•
защита
удалённого
доступа
;
•
средства
обнаружения
и
предот
-
вращения
сетевых
вторжений
(IPS, IDS, NIPS, HIPS);
•
технологии
Data Loss Prevention
(DLP), Security Information and
Event Management (SIEM),
honeypots
и
т
.
д
.
Детальные
практические
реко
-
мендации
по
обеспечению
инфор
-
мационной
безопасности
в
рамках
ТУ
энергообъектами
зависят
от
ак
-
туальной
модели
угроз
,
выбранной
ориентации
на
соответствие
опре
-
делённой
группе
стандартов
.
В
процессе
реализации
функций
удалённого
управления
оборудова
-
нием
ПС
большая
часть
вопросов
может
быть
снята
на
стендовых
ис
-
пытаниях
,
в
ходе
которых
согласо
-
вываются
формуляры
обмена
дан
-
ными
между
ПТК
ЦУС
и
ПТК
АСУТП
ПС
и
требования
по
информацион
-
ному
обеспечению
,
отрабатывают
-
ся
функции
блокировок
и
ограниче
-
ний
выполнения
команд
и
пр
.
лиза
расчётов
вариантов
отказов
и
ТКЗ
.
Для
этого
подготавливается
цифровая
модель
энергосистемы
,
которая
будет
воспроизводить
раз
-
личные
режимы
работы
оборудова
-
ния
сети
и
отработку
команд
управ
-
ления
от
ПТК
ЦУС
.
Связь
между
параметрами
моде
-
лирования
оборудования
энергоси
-
стемы
и
данными
,
поступающими
в
ПТК
ЦУС
полигона
,
осуществляется
посредством
модели
сети
переда
-
чи
телеметрии
(
ТМ
).
Производится
конвертация
протоколов
передачи
данных
цифровой
модели
в
стан
-
дартные
протоколы
МЭК
,
эмули
-
руются
каналы
передачи
данных
,
адресация
.
Модель
сети
передачи
ТМ
позволяет
воспроизводить
на
полигоне
нештатные
режимы
рабо
-
ты
системы
информационного
обе
-
спечения
расчётных
приложений
ПТК
ЦУС
и
ПТК
АСУТП
ПС
.
Реализация
надёжного
и
безо
-
пасного
телеуправления
является
основой
для
перехода
к
подстан
-
циям
без
постоянного
присутствия
обслуживающего
персонала
.
Для
сокращения
времени
и
затрат
на
период
опытных
внедрений
,
сни
-
жения
числа
ошибок
предлагается
использовать
накопленный
опыт
поддержки
ТУ
современными
сред
-
ствами
ПТК
ЦУС
,
рассмотренный
в
настоящей
статье
.
ЛИТЕРАТУРА
1.
СТО
59012820.29.020.005-
2011 «
Правила
переключений
в
электроустановках
».
2.
СТО
56947007-29.130.01.092-
2011 «
Выбор
видов
и
объёмов
телеинформации
при
проекти
-
ровании
систем
сбора
и
пере
-
дачи
информации
подстанций
ЕНЭС
для
целей
диспетчерско
-
го
и
технологического
управ
-
ления
».
3.
Е
uropean Network for the Security
of Control and Real Time Systems,
R&D and standardization Road
Map, preliminary Deliverable 3.1
Rev, 2010
г
.
4. ISO/IEC 27002:2005 «
Информа
-
ционные
технологии
—
Методы
обеспечения
безопасности
—
Практические
правила
управле
-
ния
информационной
безопас
-
ностью
».
5. BDEW. White Paper Requirements
for Secure Control and Telecommu-
nication Systems, 2010
г
.
Для
испытаний
и
ком
-
плексного
опробования
функций
телеуправления
в
компании
«
РТСофт
»
создан
полнофункциональный
по
-
лигон
по
интеграции
ре
-
шений
от
различных
раз
-
работчиков
,
включающий
в
себя
два
уровня
:
ЦУС
и
подстанция
110—750
кВ
.
Структурная
схема
поли
-
гона
представлена
на
ри
-
сунке
.
На
уровне
ЦУС
при
-
меняется
ПТК
PSIControl
производства
компании
PSI AG,
который
удовлет
-
воряет
рассмотренным
ранее
требо
-
ваниям
к
обеспечению
функций
уда
-
лённого
управления
оборудованием
.
Подстанционный
уровень
включает
в
себя
технические
решения
россий
-
ских
и
зарубежных
поставщиков
обо
-
рудования
РЗА
и
АСУТП
(«
РТСофт
»,
Siemens, «
ЭКРА
», «
Бреслер
»).
В
каче
-
стве
источников
телеинформации
по
энергосистеме
для
полигона
,
а
также
приёмников
команд
ТУ
на
подстанци
-
онном
уровне
используются
станци
-
онные
контроллеры
(STC) SPRECON-
E-C.
Контроллеры
имеют
встроенный
логический
переключатель
режима
ТУ
(
ЦУС
/
ПС
),
управляемый
через
интерфейс
АСУТП
SCADA V460.
Для
отработки
функций
технологических
блокировок
в
составе
полигона
пред
-
усмотрен
сервер
с
программным
обеспечением
PowerFactory
разра
-
ботки
компании
DigSILENT,
обеспе
-
чивающий
возможности
моделиро
-
вания
электрических
режимов
.
На
стенде
выполнены
следую
-
щие
испытания
:
•
передача
функций
управления
между
ЦУС
и
АСУТП
ПС
;
•
отработка
оперативных
,
топо
-
логических
и
параметрируемых
блокировок
на
уровнях
АСУТП
и
ЦУС
;
•
прохождение
команд
ТУ
,
в
том
числе
последовательности
пере
-
ключений
;
•
переключение
групп
уставок
терминалов
РЗА
из
ЦУС
;
•
ввод
-
вывод
защит
РЗА
.
На
момент
написания
статьи
производится
наладка
работы
циф
-
ровой
модели
сети
для
отработки
на
полигоне
функций
режимных
блокировок
ТУ
,
контроля
удалённого
управления
в
режиме
моделирова
-
ния
в
ПТК
ЦУС
с
точки
зрения
ана
-
Оригинал статьи: Современные средства удалённого управления оборудованием ПС нового поколения
Организация удалённого управления оборудованием подстанций — телеуправление и телерегулирование — является следующим шагом развития средств автоматизации в электроэнергетике. Использование телеуправления обеспечивает ряд очевидных преимуществ по сравнению с традиционной организацией местного управления и ручными переключениями.
