Модель автоматизации электросетей

Автор:

Игорь Фомин — генеральный директор «EnergoKB Group», в прошлом заместитель директора МУП «Ярославская городская электросеть»

 


 

Отсутствие необходимых инвестиций в электросетевой комплекс в последние 20 лет привело к значительному физическому и технологическому устареванию электрических сетей [1]. Отрасль требует инвестиций, а значительную их долю занимают инвестиции в информационные технологии или в it-инфраструктуру. При этом повсеместно встречаются примеры неэффективно вложенных средств и неудачных it-проектов. В данной статье рассматриваются направления и порядок создания it-инфраструктуры электросетевого предприятия с целью обеспечения её поступательного внедрения, освоения и доведения до должного уровня экономической эффективности. Предложенные в статье подходы можно использовать при формировании технических заданий и инвестиционных проектов информатизации электросетей.

 

Современное электросетевое предприятие – как правило, сложная территориально распределённая административная структура, в которой множество подразделений выполняют смежные действия. Каждое подразделение, каждый специалист нуждается в применении современных систем учёта, мониторинга и обработки информации. Какие же задачи при этом являются приоритетными, с чего нужно начинать автоматизацию предприятия? В число ключевых задач государственной политики в сфере электросетевого хозяйства входят создание экономических методов стимулирования эффективности организаций, обеспечение условий для стабилизации тарифов, а также привлечение нового капитала в электросетевой комплекс в объеме, достаточном для модернизации и реконструкции электрических сетей для обеспечения надежности электроснабжения [1].

 

Основа информатизации современного предприятия – корпоративная информационная система (КИС). Эта автоматизированная система сетевой энергетической компании: должна иметь общую базу данных всех технических, административных и коммерческих служб предприятия; обязательно должна иметь информацию, функции и набор отчётов, которые нужны для управления предприятием и обязательно должна ссылаться на базу данных схем питающих центров и топографии объектов энергоснабжения; в ней должна быть информация по каждой воздушной или кабельной линии, а также информация по всем отходящим линиям от питающих центров. Система должна иметь в себе базу данных всех документов участвующих в бизнес-процессе, заключённых договоров с основными атрибутами и текстовой формой, она должна управлять бизнес процессами, разбивая их на этапы, ответственных за выполнение и сроки выполнения, то есть организовывать бизнес-процесс [2]. Но такая глобальная постановка задачи может вызвать конфликт интересов, а главное то, что её невозможно решить без разделения на основные направления. Как показывает практика внедрения корпоративных информационных систем, простая автоматизация тех или иных функций приводит к неполному их использованию и усложняет работу тех подразделений и персонала, чьи функции пока не автоматизированы.

 

Внедрение новых корпоративных информационных систем может продолжаться несколько лет и важная задача, при этом, сделать так, чтобы пока не дошла очередь до следующих функций, внедрённые модули уже эксплуатировались, проходили обкатку и нарабатывались технические задачи на разработку смежных блоков автоматизированной системы. Такая модель разработки КИС носит название «Спиральной модели». Разработка ведётся как бы витками, когда к каждой функции можно вернуться, пройдя все стадии постановки задач, проектирования, разработки и апробации. На каждом витке уточняются цели, требования и характеристики проекта, определяется его качество и планируются работы следующего витка. В данной модели нет необходимости полного и точного формулирования требований к системе на начальной стадии, поскольку они уточняются на каждой итерации [3].

 

Начинать разработку и ввод в эксплуатацию КИС электросетевого предприятия с автоматизации функций связанных с транспортом электроэнергии. Это задача находится как бы на витрине деятельности предприятия, но при этом ещё не касается сложных технологических и бизнес-процессов. Основной функцией, подлежащей автоматизации на этом этапе, становится учёт договоров транспорта электроэнергии, договоров поставки и договоров электроснабжения смежных сбытовых организаций. Естественно задачами автоматизации учёта функций транспорта является: учёт потребителей, объектов электроснабжения, точек поставки, приборов учёт; автоматизация функций контрольного снятия показаний, учёта выявленных и плановых потерь (зафиксированных в договорах), объёмов потерь, подлежащих компенсации; организация технологии обмена данными с АИИС КУЭ, а также множество других задач, напрямую связанных с взаимодействием с потребителями электроэнергии.

 

Следующим направлением автоматизации являются функции диспетчерского управления электросетью. Современные электрические сети всё более становятся «интеллектуальными», энергоснабжение осуществляется с применением интеллектуальных средств телемеханики и  средств учёта электроэнергии, которые собираясь  в системы, образуют сегменты Smart-Grid. Главной составляющей интеллекта измерительных приборов является математический аппарат, алгоритмы, позволяющие развить виды измерений от прямых к косвенным, совокупным и, наконец, - системным [4]. Для обеспечения системности хранения данных об энергопотреблении с учётом переключений и отключений КИС должна поддерживать набор учётных и расчётных функций и обеспечивать хранение учётных и расчётных показателей собранных в организационную модель измерения электроэнергии. Организационная модель измерений электроэнергии – это модель, описывающая (или отражающая в информационной системе) иерархию элементов электрической сети и правила учёта объёмов перетока и потребления электроэнергии [5]. Корректно сформированная организационная модель измерения позволят визуализировать электрическую сеть на экране дисплея или на мнемощите, организовать учёт переключений, формировать и учитывать задачи по изменению топологии сети оперативному персоналу, учитывать переток со смежными сетями и в конечном итоге формировать энергобаланс сегментов сети нажатием одной кнопки.

 

Важным направлением автоматизации электросетевых предприятий должен быть процесс технологического присоединения. Всем предприятиям, осуществляющим техприсоединение, согласно Распоряжению Правительства РФ № 1144-р от 30 июня 2012 г., предстоит существенно уменьшить количество этапов присоединения и сократить время получения доступа к энергосети до сорока дней. Как сказано в Распоряжении, это позволит добиться улучшения инвестиционного климата в России, повысить качество услуг по передаче и по техприсоединению и, как следствие, повысить приток капитала в страну и рост уровня жизни. Для оценки качества предоставляемых услуг, государством планируется ввод оценочного интегрального показателя, отражающего не только качество услуг по передаче электрической энергии, но и качество обслуживания потребителей, в том числе при осуществлении технологического присоединения [1].

 

Модули КИС, обеспечивающие регистрацию процедур технологического присоединения, должны вести учёт заявок на техприсоединение, автоматизировать процесс принятия технических решений о возможности подключения, выдачи технических условий, регистрации договоров о техприсоединении к сетям, регистрации объёма и видов работ по выполнению техусловий. Расчётные функции этого модуля должны обеспечивать расчёт потребностей в мощности по секторам электросети, расчёт установленной или плановой максимальной мощности, расчёт укрупнённой сметной стоимости техприсоединения. Этот модуль должен печатать и вести учёт всех распорядительно-утвердительных документов и регистрировать изменения в организационной модели измерения электроэнергии и топологии сети в модуле диспетчерского управления КИС. Правительством заявлено, что на фоне внедрения новых технологий и оборудования, а также повышения уровня автоматизации серьезное внимание будет уделено процессу совершенствования бизнес-процессов, подходам к обслуживанию электросетевых активов и более эффективному взаимодействию подразделений внутри компаний [1]. В свете этого, самое главное в процессе автоматизации процедуры присоединения к сетям – автоматизация бизнес-процессов в виде автоматического формирования задач для каждого этапа техприсоединения после регистрации в КИС факта выполнения предыдущего этапа.

 

Четвёртое важное направление автоматизации – это управление планово – предупредительными ремонтами оборудования. Графики ППР должны формироваться на основе электронных паспортов агрегатов и оборудования электрохозяйства и быть согласованы со смежными сетями, сбытами и потребителями. Стратегия развития энергетики РФ декларирует, что в целях повышения качества энергоснабжения будет разработан соответствующий регламент синхронизации действий различных электросетевых организаций при планировании своих ремонтных программ. Несинхронный вывод в ремонт оборудования разных электросетевых организаций не должен приводить к многократным плановым отключениям потребителей [1]. В свете этого, в информационной системе должны быть инструменты обмена информаций, рассчитанный график ППР должен автоматически формировать ремонтную документацию, готовить информацию для расчёта материальных и трудовых ресурсов и для прогнозирования аварий на основании их тотальной регистрации в базе данных КИС. Несоблюдение этих подходов к управлению планово-предупредительными ремонтами усложнит выполнение требований Правительства по оптимизации численности работников, а также перехода от планово-предупредительных ремонтов к ремонтам с учетом фактического индекса технического состояния оборудования [1].

 

Решение задач автоматизации вышеописанных четырёх направлений эффективнее всего реализовывать на концептуальной платформе с оригинальной структурой базы данных, в которой изначально отражена организационная и технологическая структура автоматизируемого сетевого предприятия. Для этих целей часто используют технологии SAP, Microsoft и в последнее время 1С, что приводит к значительному удешевлению проектов автоматизации.

 

Рисунок 1, отражающий технологическую модель автоматизации электросетевых организаций, показывает, что все четыре направления технологически связаны друг с другом и оказывают влияния друг на друга как в процессе эксплуатации, так и в процессе разработки по спиральной модели. Наличие концептуальной платформы, наличие четырёх направлений, осуществляющих управление договорной деятельностью, управление диспетчеризацией, управление техприсоединением и управление ремонтами, даёт возможность создания финансово-экономического модуля КИС. Этот модуль может осуществлять учёт технико-экономических показателей, взаимодействовать с бухгалтерским учётом, готовить информацию и распечатывать документацию для защиты потерь, для претензионной деятельности, осуществлять производственное и финансовое планирование.

 

Как показала практика, нарушение порядка ввода в эксплуатацию перечисленных модулей или направлений не приводит к эффективной работе КИС и усложняет работу смежных подразделений, проходящих через процесс автоматизации.

 

Каждое из четырёх направлений автоматизации требует создание программно-аппаратной инфраструктуры и хранение больших массивов той информации, которая может потребоваться в различных географически распределённых местах на территории деятельности сетевой компании. Это актуально как для межрегиональных сетевых компаний, так и для небольших электросетей, чьи офисы и производственные подразделения рассредоточены по городу.

 

Решение этих задач может быть осуществлено путём выноса программно-аппаратной инфраструктуры за пределы предприятия и размещения её в дата-центрах с применением облачных технологий. Большое количество коммерческих компаний предоставляют сейчас «облачные» сервисы, но их применение требует особой культуры ведения облачной КИС. При этом важно определиться с моделью эксплуатации облачной инфраструктуры. Облачные сервисы можно разделить на три основные категории:

  • AaaS – модель доставки программного обеспечения, при которой поставщик разрабатывает веб-приложение и предоставляет заказчикам доступ к нему по сети. При этом провайдер берет на себя полную ответственность за гибкое масштабирование услуги по требованию, за решение вопросов развертывания, управления и поддержки ПО на протяжении всего жизненного цикла;
  • PaaS – платформа как сервис, при которой поставщики услуги предоставляют разработчикам готовую виртуальную платформу, состоящую из виртуальных серверов, операционных систем и специализированных приложений;
  • IaaS – инфраструктура как сервис, или облачный хостинг, когда слуга предоставления ИТ-инфраструктуры, вычислительной мощности и систем хранения предоставляется по требованию с возможностью наращивания ресурсов по мере необходимости и с оплатой по мере потребления [6].

 

Каждая из этих моделей организации КИС на облаках вполне приемлема исходя из целей и задач энергетического предприятия. В Росси пока не активно развиты эти сервисы, особенно в топливно-энергетическом комплексе. В развитых странах уже получили популярность сервисы, предоставляющий платформу для создания и развертывания приложений на инфраструктуре дата-центров с использованием нереляционной структуры баз данных, а также сервисы выполнения высокомасштабируемых приложений с услугами предоставления масштабируемых виртуальных частных серверов. Для этих целей часто используют технологии Google, Microsoft, Oracle Corporation, Cisco Systems, IBM, VMware, и Amazon.com.

 

Автоматизировать деятельность географически распространённой электросетевой организации лучше доверять специализированным интеграторам и консалтинговым компаниям имеющие набор компетенций не только в облачных технологиях, но и вопросах электроэнергетики и компьютерной безопасности.

 

Компаниям, планирующим использовать облачные вычисления, ведущие мировые специалисты в области компьютерной безопасности, предлагает шесть шагов по переходу к новой инфраструктуре:

  • оценить используемые приложения – некоторые приложения настолько интегрированы в корпоративную систему, что переход к облачным вычислениям невозможен;
  • классифицировать данные – определить, какая информация является конфиденциальной;
  • определить наиболее подходящий тип облачных вычислений, а именно выбрать Программное обеспечение как сервис, Платформа как сервис или Инфраструктура как сервис;
  • узнать архитектуру платформы – необходимо знать технологии, используемые провайдером для хранения и обработки информации;
  • узнать технологии контроля данных – необходимо знать, какие средства обнаружения вторжений и контроля данных использует провайдер;
  • узнать уровень конфиденциальности, предоставляемый провайдером – политика безопасности компании-провайдера должна совпадать с потребностями клиента [7].

 

Независимо от того какую инфраструктуру выберет электросеть для внедрения новой корпоративной системы, классическую или облачную, ей потребуется поэтапное внедрение четырёх основных направлений деятельности и изменение общей культуры организации бизнес-процессов.

 

Список литературы:

  1. 1) Стратегия развития электросетевого комплекса Российской Федерации // Распоряжение Правительства РФ № 511-р от 3 апреля 2013 г.;
  2. 2) Фомин И. Н. Энергосетевые компании и особенности их автоматизации. // Журнал «ЭнергоИнфо», 2008 г.,  № 6-7;
  3. 3) Гусятников В.Н. Безруков А.И. Стандартизация и разработка программных систем / Саратовский государственный социально-экономический университет, 2008 г.;
  4. 4) Осика Л. К. Расчетные методы интеллектуальных измерений (Smart Metering) в задачах учета и сбережения электроэнергии. Практическое пособие / Изд. дом МЭИ, 2013 г.;
  5. 5) Фомин И. Н. Классификация функциональных характеристик автоматизированных информационных систем в электроэнергетике" // «Автоматизация и IT в энергетике» 2013 г., № 3;
  6. 6) Прохоров А. Рынок облачных услуг на взлете / А. Прохоров // ИКС-журнал. – 2011 г., № 3;
  7. 7) Рихтер К. Chris Richter on Cloud Computing Security and Compliance [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://blog.centurylinktechnology.com/.
Компания "ОргЦентр"© 2009-2017г. Все права защищены
Копирование материалов сайта возможно только с ссылкой на источник
Энергосбытам Электросетям Генераторам Потребителям
Консалтинговое агентство "EnergoKB Group"

Яндекс.Метрика