Типовые решения по программно-аппаратному оснащению Центров управления сетями, создаваемых в филиалах ЕЭС» - ПМЭС и РСК (стр. 3 )

При создании новой информационной инфраструктуры электричексих сетей для каждого из центров (ОДУ, РДУ, ЦУС ПМЭС, МЭС, ЦУС РСК, МРСК) на подстанциях предусматривается подготовка (средствами АСУТП или модернизированной телемеханики) самостоятельной «посылки» телеинформации (ТИ, ТС), объем и номенклатура которой определяется распределением функций и конкретных объектов по способу оперативно-диспетчерского управления и ведения. Указанные «посылки» передаются в оконечное оборудование выделенных каналов связи (взаиморезервирующих), к которым предъявляются «жесткие» требования по п. 4.2. Аналогично «в обратном направлении» должна предусматриваться возможность передачи команд телеуправления.

Кроме того, должна обеспечиваться возможность передачи большего объема информации, концентрируемой в средствах среднего уровня АСУТП, во все центры управления функционированием и эксплуатацией сетей, по отдельному каналу связи, предназначенному для передачи неоперативной информации (в этом случае должен гарантироваться факт доставки данных адресату, время доставки определяется проектом).

4.5. Основные решения по реализации информационного взаимодействия между компонентами ЦУС 

Подсистемы (программно-технические комплексы) внутри ЦУC должны поддерживать информационное взаимодействие на основе Общей информационной модели (CIM-модели).

Информационный обмен между подсистемами ЦУС должен осуществляться через системную шину обмена информацией, посредством стандартизованных интерфейсов и на основе CIM-модели.

Для обеспечения взаимодействия между отдельными функциональными подсистемами и/или компонентами ЦУС должны использоваться стандартизованные программные интерфейсы (API), определенные в серии стандартов IEC 61970-4xx.

ПТС организации информационного взаимодействия между компонентами ЦУС  должны обеспечивать возможность реализации в перспективе (при развитии введенной в эксплуатацию 1-ой очереди ПТК ЦУС) информационного обмена между прикладными подсистемами ЦУС и бизнес системами МЭС (МРСК) и аппарата ФСК ЕЭС, который должен основываться на концепции Модели обмена информацией (Information Exchange Model, IEM) и стандартизованных в соответствии с IEC 61968 форматах XML-сообщений. С этой целью в составе подсистем ЦУС должны предусматриваться средства экспорта модели энергосистемы в формате CIM/XML и импорта CIM/XML-описаний смежных энергосистем с целью обеспечения прозрачного обмена информацией о моделях энергосистемы в соответствии с положениями стандартов IEC серии x.

4.6. Требования к моделям данных

В качестве обобщающей модели данных верхнего уровня (информационной модели) должна использоваться Общая информационная модель (CIM-модель), включающая информационную модель энергосистемы и информационную модель измерений и сигналов.

Информационная модель энергосистемы должна создаваться на основе положений международных стандартов МЭК 61970 и 61968 и должна иметь детализацию вплоть до элементов оборудования на ПС.

Информационная модель измерений/сигналов должна создаваться на основе положений международных стандартов МЭК 61970 и 61968 и должна включать все измерения/сигналы, требуемые для функционирования ЦУС, обрабатываемые посредством ПТК ССПИ.

Все измерения в информационной модели измерений/сигналов должны быть связаны с элементами модели энергосистемы.

4.7. Обеспечение сохранности информации

Должно обеспечиваться сохранение информации при авариях электропитания любой продолжительности - при условии получения сообщения о прекращении электропитания не менее чем за 20 минут до момента отключения - и продолжение работы после восстановления электропитания без дополнительной настройки.

Система резервного копирования данных должна обеспечивать полное восстановление всего программного обеспечения комплекса, включая операционные системы, прикладное программное обеспечение и данные.

Средствами обеспечения сохранности информации при авариях и сбоях в процессе эксплуатации могут являться:

·  носители информации (сменные: оптические - дисковые или магнитные - ленточные, накопители на сменных твердых дисках);

·  переключение на резервный сервер;

·  создание резервной копии базы данных.

Для планирования организационно-технических мероприятий по восстановлению системы на этапе проектирования системы должна быть произведена оценка технических рисков аварий и сбоев и должна быть разработана процедура резервного копирования и восстановления системы.

5. Типовые решения по программно-аппаратному оснащению ЦУС

5.1. Структура ПТК ЦУС

«Типовая» укрупненная структурная схема ПТК ЦУС приведена на рис. 5.

ПТК ЦУС должен строиться, как модульная распределенная система с резервированием особо важных компонентов, и включать в свой состав следующие основные функциональные, выделяемые на логическом уровне, компоненты (в приведенном ниже перечне курсивом выделены компоненты ПТК, предназначенные для реализации неоперационных функций; внедрение указанных компонентов может осуществляться в качестве расширения и развития 1-ой очереди создания ЦУС, обеспечивающей выполнение преимущественно операционных функций):

·  серверы задач диспетчерской службы (в объеме, обусловленном задачами ЦУС по контролю и управлению электрическими сетями), в том числе:

- серверы SCADA-системы, включая программно-технические средства формирования и ведения базы данных реального времени (БД РВ) и средства организации человеко-машинного интерфейса (MMI),

- серверы расчетных диспетчерских задач.

При этом в составе ПТК должна обеспечиваться возможность горячего резервирования серверов и других важных компонентов системы управления в целом;

·  автоматизированные рабочие места (АРМ) оперативно-диспетчерского персонала ЦУС, в том числе:

- АРМ дежурных диспетчеров, осуществляющих текущий контроль и управление режимом и состоянием электрической сети данного ЦУС, включая:

- диспетчерский пульт,

- рабочие станции на базе взаиморезервирующих персональных компьютеров (не менее трех),

- оборудование диспетчерской связи,

- аппаратуру регистрации диспетчерских переговоров и др.

АРМ диспетчерского персонала ЦУС ПМЭС (РСК) целесообразно оснащать LCD-дисплеями с размером экрана 21 дюйм по диагонали. Вместе с тем следует рассматривать и возможность использования современных мониторов высокого разрешения (2560 X 1600 пикселей) и размером экрана 30 дюймов по диагонали;

Рис. 5. «Типовая» укрупненная структурная схема ПТК ЦУС

- АРМ персонала, осуществляющего под руководством дежурного диспетчера оперативные переключения на подстанциях без постоянного дежурства оперативного персонала (АРМ оборудуются рабочими станциями на базе взаиморезервирующих персональных компьютеров) – в перспективе.

При выборе количества АРМ оперативно-диспетчерского персонала и их оснащении программно-техническими средствами отображения информации необходимо учитывать категорию, к которой отнесен данный ЦУС (для ЦУС ПМЭС см. табл. 2 в разделе 6. настоящего документа), в связи с чем должно предусматриваться различное количество персонала в смену;

·  АРМ персонала диспетчерской службы, выполняющего неоперационные функции ЦУС (МЭС, МРСК);

·  система коллективного отображения информации, включающая диспетчерский щит (ДЩ) с контроллерами системы управления щитом;

·  серверы приема/передачи и первичной обработки телеинформации, реализующие функции, аналогичные центральным приемо-передающим станциям телемеханики (ЦППС) и осуществляющие решение задач: собственно приема/передачи ТИ, ТС, ТУ по заданному протоколу информационного обмена (ГОСТ Р МЭК 004), масштабирования, контроля и обеспечения достоверности данных, контроля выполнения команд управления, контроля исправности каналов передачи данных и каналообразующего оборудования;

·  серверы формирования и ведения долговременных архивов, где в соответствии с заданными для каждого параметра регламентами (периодичностью поступления, форматом и длительностью хранения, допустимыми способами доступа и обработки и т. п.) хранится полный объем поступающей в ЦУС обработанной неоперативной технологической информации (поступающей в архив как в «ранге» НТИ, так и в виде «устаревшей» телеинформации из БД РВ), с устройствами периодического резервного копирования данных архива;

·  серверы приема/передачи и первичной обработки неоперативной технологической информации (НТИ) – серверы доступа и маршрутизации на базе CIM-модели, осуществляющие, с одной стороны - прием данных по каналам межмашинного обмена, их конвертирование в форматы хранения, обусловленные стандартами IEC 61970/61968, и передачу в долговременный архив, а с другой стороны – прием разнообразных запросов (в том числе достаточно сложных) на предоставление той или иной информации, поступающих от АРМ персонала и подсистем единой АСТУ ФСК (как локализованных в данном ЦУС, так и удаленных), а также обеспечение соответствующего доступа к архивам и передачу информации адресатам;

·  активное и пассивное оборудование локальной вычислительной сети (ЛВС) ЦУС и ПМЭС (РСК), специализированными сегментами которой являются как перечисленные выше серверы и АРМ ЦУС, так и АРМ служб ПМЭС (РСК);

·  коммуникационное оборудование связи (системы передачи данных), обеспечивающее информационный обмен (ввод – вывод) ПТК ЦУС со всеми адресатами информации: подстанциями; несколькими РДУ, ЦУС РСК (ПМЭС), соседними ЦУС ПМЭС (РСК); МЭС (МРСК), ТОиР, Исполнительным аппаратом ФСК;

·  АРМ служб ПМЭС (РСК) – пользователи получаемой и сохраняемой в архивах ЦУС технологической информации (в том числе АРМ службы РЗА и ПА, осуществляющей ретроспективный анализ аномальных событий и процессов по данным объектных подсистем РЗА, ПА, РАС, ОМП; АРМ службы подстанций, анализирующей данные от подсистем мониторинга и диагностики силового оборудования, и др.);

·  АРМ администратора ПТК в целом, осуществляющего контроль состояния и обслуживание программно-аппаратных средств ЦУС, а именно: серверов оперативного комплекса, архивов, ЛВС, системы коллективного отображения информации, АРМ персонала ЦУС;

·  АРМ инженера ССПИ, обслуживающего все ПТС ССПИ, включая серверы приема/передачи и обработки информации и каналообразующую аппаратуру связи; (на первом этапе может быть объединен с АРМ администратора ПТК).

5.2. Основные требования к ПТК оперативно-диспетчерского управления ЦУС

ПТК, обеспечивающий выполнение основных функций оперативно-диспетчерского управления ЦУС (включающий серверы SCADA-системы; АРМ оперативно-диспетчерского персонала ЦУС; ДЩ с контроллерами системы управления щитом; серверы приема/передачи и первичной обработки телеинформации; серверы расчетных диспетчерских задач) должен поддерживать:

- диалог оперативно-диспетчерского персонала ЦУС на рабочих местах с несколькими мониторами;

- отображение многоэкранных схем сети и подстанций в нескольких уровнях детализации;

- отображение состояний объектов на схемах сети и подстанций в реальном времени;

- визуализацию цепочек линий без напряжения, заземленных, питаемых от выбранного присоединения линий и т. п.;

- отображение и печать: протоколов событий, схем сети и подстанции, комплексной информации о подстанциях и сети в целом, ведомостей, балансов, сводок, таблиц, графиков, и т. п.;

- архивирование событий и измерений;

- телеуправление устройствами на подстанциях в зоне оперативного подчинения ЦУС;

- ретроспективу данных,

- прием телеинформации от энергообъектов и обмен информацией с оперативно-информационными комплексами других диспетчерских центров по стандартным протоколам;

- возможность имитации работы системы для организации диспетчерского тренажера;

- контроль правильной работы всех устройств в каждой подсистеме (самодиагностика) и др.

Перечислим основные возможности, которые должен предоставлять ПТК оперативно-диспетчерскому персоналу ЦУС:

- общие диспетчерские функции, в том числе:

графический интерфейс оператора с возможностью непосредственной увязки любых графических элементов на схеме и между разными схемами для ориентации и анализа, а также с базой данных; использование "всплывающей" информации на схемах при выборе элемента; обеспечение команд телеуправления непосредственно из схем подстанции или сети в целом с определением состояний "теле" и "по месту" индивидуально для элемента, присоединения или подстанции и т. п.;

- обеспечение полномочий персонала и информационной безопасности, в том числе:

задание полномочий оператора на использование отдельных функций с возможностью их динамического изменения; динамическое изменение диапазона ведения оператором зоны сети с точностью определения до любого объекта и др.;

- различные виды аварийной и предупредительной сигнализации, в том числе:

сигнализация состояний аварийных присоединений на схемах подстанций; сигнализация попытки опасного телеуправления; аварийная сигнализация с заданием приоритетов сигналов и с отдельной звуковой сигнализацией для каждого приоритета; динамическая предупредительная сигнализация на схемах в виде надписей, списков отклонений от нормальной схемы и т. п.;

- различные способы работы со схемами (возможность непрерывного прокручивания изображения в любом направлении, плавного увеличения с возможностью показа деталей, использование различных видов колористики и т. п.);

- различные виды ведомостей в виде таблиц, графиков и сводок, в том числе:

учет постоянных и переносных заземлений, установленных на подстанциях; ведомости отказов (средств управления, сигнализации, каналов связи и т. п.); суточные и почасовые ведомости; регистрация присутствия ОВБ на подстанциях и др.;

- различные поисковые функции (поиск объектов по всем элементам названия и т. п.);

- различные способы ведения журналов событий с обеспечением возможностей их экспорта в другие диспетчерские центры;

- различные способы редактирования отображаемых компонентов (схем, текстов и т. п.);

- выполнение расчетов на базе данных аналоговых измерений и логических данных, в том числе:

вычисление средних величин, max и min на графиках в заданный промежуток времени; расчеты времени, в течение которого отсутствовало питание любых цепей и т. п.;

- различные способы архивирования данных и результатов вычислений.

Следует отметить, что ЦУС некоторых ПМЭС будут размещаться при соответствующих МЭС; в связи с этим при проектировании такого ЦУС должна быть определена необходимость и разработаны решения по совмещению функций ДП МЭС с функциями ЦУС и обеспечению совместимости вновь устанавливаемых ПТК с действующими информационно-программными комплексами (ИПК), в том числе СК-2003.

ПТК ССПИ для уровня ЦУС РСК может строиться по упрощенной схеме, без использования кластерной технологии серверов и без применения специализированного программного обеспечения, ориентированного на использование CIM-модели для описания объектов диспетчеризации и электрической сети в целом. При этом базы данных ПТК ЦУС могут базироваться на универсальных СУБД SQL (например, MS SQL Server или Oracle), а доступ к данным со стороны АРМ может обеспечиваться с использованием SQL-запросов или на основе WEB-интерфейса.

5.3. Основные требования к ПТК подсистемы приема, хранения и передачи неоперативной технологической информации

При необходимости в состав 1-ой очереди ЦУС может быть включен программно-технический комплекс подсистемы сбора и передачи информации, предназначенный для унифицированного приема, долговременного хранения и предоставления неоперативной технологической информации (ПТК ССПИ НТИ) в контексте единой информационной модели (CIM - модели), независимо от источника поступления данных. В этом случае при проектировании конкретного ЦУС должны быть разработаны соответствующие технические решения. Общие требования к ПТК ССПИ НТИ приведены в Приложении 2.

6. Типовые решения по диспетчерскому щиту управления (ДЩ)

Возможны два основных «типовых» варианта построения диспетчерского щита управления (ДЩ) ЦУС:

ДЩ - видеостена на основе видеопроекционного оборудования (видеокубов) или LCD-панелей; комбинированный ДЩ, включающий мозаичную обзорную часть и совокупность отдельных проекционных модулей отображения видеоинформации (видеокубов или LCD-панелей).

Вариант построения мозаичного диспетчерского щита в чистом виде не рассматривается в связи с ограниченными техническими возможностями и повышенными требованиями к площади помещения.

Выбор варианта построения ДЩ должен осуществляться при проектировании каждого конкретного ЦУС с учетом целого ряда факторов, в том числе: площади помещения, необходимого для размещения ДЩ, его стоимости и др.

Требуемая площадь помещения для размещения обоих «типовых» вариантов ДЩ зависит от категории данного ЦУС, определяемой количеством входящих в его операционную зону ПС и ВЛ (см. табл. 2). При проектировании ЦУС конкретного ПМЭС (РСК) указанные размеры помещения для размещения ДЩ подлежат уточнению с учетом реальных количеств контролируемых ПС и присоединений.

Требования к диспетчерским щитам и диспетчерским залам для различных категорий ЦУС ПМЭС

Таблица 2.

№ п/п	Наименование ЦУС предприятия МЭС	Кол-во ПС 110 кВ и выше в опер. зоне ЦУС	Кол-во ВЛ 220 кВ и ниже в опер. зоне ЦУС	Расчетное количество информационных элементов	Размеры комбинированного ДЩ (м2)	Миним. размеры помещения	*Размеры видеостены (м2)	Миним. размеры помещения
I категория
1.	ЦУС Тюменского ПМЭС	12	21	400	4,3*1,5=6,5 м2	Ш=6,3м Д=6,3м	3,0*1,5=4,5 м2 (3*2=6шт.)	Ш=4,5м Д=6,0м
2.	ЦУС Ставропольского ПМЭС	13	0
3.	ЦУС Ямало-Ненецкого ПМЭС	13	24
4.	ЦУС Приморского ПМЭС	17	20
II категория
5.	ЦУС Забайкальского ПМЭС	17	60	750	4,3*2,5=10,8 м2	Ш=6,3м Д=6,7м	4,0*1,5=6,0 м2 (4*2=8шт.)	Ш=5,5м Д=6,0м
6.	ЦУС Юго-Запада Сибири	21	51
7.	ЦУС Кубанского ПМЭС	22	27
8.	ЦУС Хабаровского ПМЭС	23	36
9.	ЦУС Ростовского ПМЭС	24	49
10.	ЦУС ПМЭС Средней Волги	26	40
III категория
11.	ЦУС Приокского ПМЭС	24	59	1050	4,9*3,0=14,6 м2	Ш=6,9м Д=7,6м	3,0*2,25= 6,75 м2 (3*3=9шт.)	Ш=4,5м Д=7,0м
12.	ЦУС ПМЭС Севера	28	71
13.	ЦУС Московского ПМЭС	28	64
14.	ЦУС Кузбасского ПМЭС	29	64
15.	ЦУС Амурского ПМЭС	29	64
16.	ЦУС Свердловского ПМЭС	31	63
17.	ЦУС ПМЭС Южного Урала	33	70
18.	ЦУС ПМЭС Нижней Волги	35	58
IV категория
19.	ЦУС Пермского ПМЭС	36	74	1400	5,9*3,2=18,9 м2	Ш=7,9м Д=8,0м	4,0*2,25=9,0 м2 (4*3=12шт.)	Ш=5,5м Д=7,0м
20.	ЦУС ПМЭС Северо-Востока	39	66
21.	ЦУС Волго-Донского ПМЭС	43	57
22.	ЦУС ПМЭС Верхнего Дона	44	66

V категория
23.	ЦУС ПМЭС Енисея	42	87	1600	6,1*3,5=21,4 м2	Ш=8,1м Д=8,5м	4,0*2,25= 9,0 м2 (4*3=12шт.)	Ш=5,5м Д=7,0м
VI категория
24.	ЦУС Ханты-Мансийского ПМЭС	55	98	2400	9,0*3,5=31,4	Ш=11,0м Д=11,0м	5,0*2,25= 11,25 м2 (5*3=15шт.)	Ш=6,5м Д=7,0м
25.	ЦУС ПМЭС Северо-Запада	57	72

* видеостена набирается из LCD-панелей или видеокубов с размером экрана 1,0м на 0,75м (при использовании LCD-панелей длина помещения диспетчерского зала может быть уменьшена примерно на 1,5м за счет меньшей их толщины и отсутствия зоны обслуживания видеостены).