Проблемы обработки технологической информации
Система сбора и передачи технологической информации ОАО «ФСК ЕЭС»
1 Декабря 2009
Вячеслав Максимов, директор по промышленным решениям департамента информационных технологий компании КРОК
Модель измерений ССПТИ
Вся неоперативная технологическая информация в системе ССПТИ описывается в виде Модели измерений, построенной на базе Общей информационной модели (CIM-модели) ЕНЭС. CIM-модель ЕНЭС обеспечивает описание и классификацию элементов силового и измерительного оборудования, схемы электрических соединений силового оборудования, точки измерения и непосредственно сами измерения и сигналы. Сама Модель измерений строится в соответствии с требованиями международных стандартов МЭК 61970/61968. Такой подход к структурированию информации (т.е. привязка сигналов к точкам измерений, ведение общих справочников, типов и единиц измерений) существенно упрощает совместный анализ и обработку данных от различных источников и устройств.
На рис. 3 представлена реализация интерфейса представления оборудования и привязанной к нему технологической информации в контексте CIM-модели ЕНЭС.
Использование Модели измерений ССПТИ обеспечивает:
· единую систему классификации измерений и использования общих справочников типов и единиц измерений, независимо от источника технологической информации;
· привязку измерений к схеме электрических соединений силового оборудования подстанции и средствам измерений;
· корректное описание измерительных устройств и параметров проведения измерений.
Выводы
Использование распределенной системы сбора и передачи неоперативной технологической информации упрощает доступ к информации сотрудникам служб РЗА различных подразделений ОАО «ФСК ЕЭС» — ПМЭС, МЭС, Центров управления сетью ЕНЭС и даже Исполнительного аппарата «ФСК ЕЭС». Автоматический сбор и передача данных от уровня подстанции на уровни ПМЭС, МЭС и ИА «ФСК ЕЭС» позволяет обеспечить оперативную обработку технологической информации на разных уровнях иерархии управления непосредственно по факту поступления данных в хранилище, при этом поддерживается онлайн-доступ к хранимой технологической информации независимо от срока давности. Система позволяет комфортно работать с данными, собранными в течение нескольких десятилетий. Создание общей Модели измерений на базе требований стандарта МЭК 61970/61968 позволяет организовать и упорядочить данные и создать единую инфраструктуру хранения и обработки данных для использования всеми прикладными системами АСТУ ОАО «ФСК ЕЭС».
В заключении хотелось бы выразить благодарность сотрудникам ОАО «ФСК ЕЭС», принимавших участие в разработке АРМ ПТК ССПТИ и системы ССПТИ в целом. Особенно хотелось бы поблагодарить Александра Александровича Андро, Алексея Геннадиевича Ткаченко, Александра Сергеевича Зорихина, Константина Евгеньевича Уткина, Александра Михайловича Маргуляна и Андрея Сергеевича Березина, принимавших непосредственное участие в формировании требований и выработке технических решений ПТК ССПТИ.
Система сбора и передачи технологической информации ОАО «ФСК ЕЭС»
1 Декабря 2009
Вячеслав Максимов, директор по промышленным решениям департамента информационных технологий компании КРОК
Проблемы обработки технологической информации
В настоящее время в ОАО «ФСК ЕЭС» реализуется ряд широкомасштабных программ реконструкции подстанций ЕНЭС с созданием систем АСУ ТП на базе современных интеллектуальных измерительных устройств как российских, так и западных производителей, содержащих подсистемы:
· мониторинга и диагностики состояния силового оборудования,
· цифровой релейной защиты и противоаварийной автоматики,
· регистрации аварийных событий и процессов,
· контроля качества электроэнергии событий и др.
Системы АСУ ТП обеспечивают высокий уровень контроля состояния оборудования ПС, при этом устройствами АСУ ТП генерируется значительный объем сигналов и измерений, правильное применение которых важно для повышения эффективности технологического управления ЕНЭС. В то же время, у персонала подразделений и служб МЭС и ПМЭС отсутствуют унифицированные средства доступа к технологической информации от АСУ ТП — в лучшем случае для этого используются выносные АРМ или удаленный доступ к отдельным подсистемам АСУ ТП ПС.
Усугубляет ситуацию то, что до последнего времени в ОАО «ФСК ЕЭС» не было единой политики и регламентов сбора и долгосрочного хранения технологической информации, существовали только отдельные упоминания в нормативных документах, определяющие сроки хранения некоторых частных видов технологической информации.
В ОАО «ФСК ЕЭС» принято условное разделение видов технологической информации в зависимости от задач, для которых они используются на оперативно-технологическую и неоперативную технологическую информацию.
Оперативно-технологическая информация (ОТИ) в основном используется для решения задач диспетчерского управления энергосистемой и в основном включает в себя следующие виды данных — перетоки мощности и состояние коммутационных аппаратов (выключателей) по основным присоединениям подстанции, напряжения на секциях шин, частота и обобщенные сигналы срабатывания защит и аварийной сигнализации. В среднем, количество сигналов измерений и сигналов оперативно-технологической информации по одной подстанции не превышает несколько сотен.
Под неоперативной технологической информацией (НТИ) подразумеваются все виды технологической информации, обрабатываемой в рамках АСУТП ПС, которые используются не только для решения задач диспетчерского управления, но и задач эксплуатации подстанции и линии электропередач. В составе неоперативной технологической информации можно выделить следующие виды данных:
· дополнительный объем информации о состоянии схемы соединений и параметров режима функционирования оборудования ПС;
· данные от средств регистрации аварийных событий и процессов подстанций (РАС, ОМП);
· данные от микропроцессорных (МП) устройств РЗА, ПА;
· данные от МП устройств ОМП;
· данные от подсистем мониторинга и диагностики силового оборудования ПС и ВЛ;
· данные от МП устройств контроля качества электроэнергии;
· данные от инженерных и вспомогательных систем ПС;
· данные от систем климат-контроля, раннего обнаружения гололедообразования и плавки гололеда на проводах и тросах ВЛ;
· информация от систем технологического и охранного видеонаблюдения «необслуживаемых» подстанций.
В отличие от оперативно-технологической информации, объем данных НТИ, обрабатываемых в рамках АСУТП ПС, в среднем достигает десятка тысяч измерений и сигналов.
Все эти виды технологической информации могут быть эффективно использованы при решении большого числа задач:
· планирование и проведение ремонтов оборудования;
· стратегическое планирование развития сети;
· оценка состояния оборудования и общая оценка надежности энергосистемы;
· расследование аварийных ситуаций;
· анализ протекавших режимов электрических сетей с точки зрения обеспечения надежности передачи и потребления электроэнергии, максимальной экономической эффективности передачи электроэнергии, либо эффективной эксплуатации оборудования электрических сетей;
· оценка воздействия решений диспетчерского персонала на состояние оборудования;
· оценка воздействия условий эксплуатации на состояние оборудования;
· статистический анализ надежности работы оборудования;
· анализ действий и обучение диспетчерского персонала.
На данный момент, большинство данных, необходимых для решения перечисленных задач, недоступно для сотрудников эксплуатирующих организаций (ПМЭС, МЭС, ТОиР).
Исторически, в составе систем АСУТП ПС разворачивались автоматизированные рабочие места оперативно-диспетчерского персонала и сотрудников службы релейной защиты непосредственно на подстанциях. На верхние уровни управления осуществлялась передача только ограниченного объема оперативно-технологической информации (телеметрии), необходимой для решения задач диспетчерского управления энергосистемой. При этом передача телеметрии осуществлялась в основном в диспетчерские управления Системного оператора (РДУ и ОДУ). Неоперативная технологическая информация в большинстве случаев была «заперта» на уровне подстанции и недоступна для сотрудников эксплуатирующих предприятий МЭС (ПМЭС).
В качестве примера можно привести АСУ ТП ПС 500 кВ «Хабаровская», которая включает пять интегрированных подсистем в составе АСУ ТП и две автономные системы, из них только АСКУЭ передает информацию в МЭС Востока. При этом внутри АСУ ТП регистрируется порядка 37 000 сигналов и измерений, из них на SCADA-сервере регистрируется порядка нескольких тысяч, в ПМЭС информация не передается, а в архиве системы SCADA сохраняются только сводки технического учета по основным присоединениям. Доступ к данным системы АСУ ТП может осуществляться только средствами доступа к контроллерам и серверам АСУ ТП с удаленного АРМ сотрудника службы ИТСиСС в МЭС, используемого для мониторинга и конфигурирования средств АСУ ТП ПС.
В целом же по ФСК ЕЭС имеется следующая статистика: персоналу МЭС и ПМЭС доступно менее 10% неоперативной технологической информации, необходимой для эффективной эксплуатации ПС и ВЛ, при этом более 85% информации в существующих условиях не может быть проанализирована и обработана автоматизированными средствами, а более чем 75% информации не доступна персоналу ЦУС и ПМЭС принципе.
Обеспечить передачу требуемого объема неоперативной технологической информации на уровни ЦУС/ПМЭС/МЭС существующими средствами телемеханики не представляется целесообразным, так как специфика решаемых задач в случае оперативного диспетчерского управления энергосистемы и задач эксплуатации оборудования подстанции и ВЛ достаточно сильно отличаются в требованиях к объемам передаваемых данных, оперативности доставки и требованиям к долгосрочному хранению данных.
Для решения данной проблемы создается система сбора и передачи технологической информации (ССПТИ). Система предназначена для обработки технологической информации на всех уровнях иерархии технологического управления (подстанциях, ЦУС ПМЭС, ЦУС МЭС, исполнительного аппарата ФСК ЕЭС), ее долгосрочного хранения и предоставления доступа к ней персоналу служб и подразделений ФСК ЕЭС.