История электротехники - Коллектив авторов

ЭВМ, работающие в составе АСДУ, используются также для реализации функций автоматического управления, основными из которых являются АРЧМ, автоматическое предотвращение нарушения устойчивости (АПНУ), автоматическая корректировка настройки ПА и др.

Специальные программы, функционирующие в составе АСДУ, используются для реализации функций обучения и тренировки оперативного персонала. С помощью ЭВМ реализуются разные формы обучения: постановка вопросов и задач обучаемому; изложение кратких сведений по изучаемой проблеме с иллюстрацией диаграммами, графиками, схемами; моделирование и пересчет режимов в процессе обучения. Система тренажера может реализовать и справочные функции, отвечать на вопросы обучаемого по интересующим его проблемам.

Возможности машинных систем обучения и тренировки оперативного персонала существенно расширяются при использовании удаленных терминалов. Персонал при этом обучается не только выполнению функций управления определенным объектом (ПЭС, ЭЭС), но и использованию средств управления (работе с клавиатурой дисплея, поиску необходимой информации и т.д.). При необходимости в обучении (тренировке) принимает участие инструктор, для которого предусматривается специальный пульт. Подобная система может использоваться одновременно дежурными нескольких ПЭС, на которых установлены соответствующие терминалы.

В 90-х годах развернулись работы третьего этапа по переводу АСДУ на новую платформу (технические средства и программное обеспечение). Эти работы определяются необходимостью замены технически и морально устаревших средств вычислительной техники на ДЦ всех уровней управления. При этом предполагается поэтапный переход от централизованных ОИУК к децентрализованным сетевым структурам.

Вначале в качестве платформы новых ОИУК были выбраны локальные сети (ЛС) персональных ЭВМ (ПЭВМ) и программные средства MS DOS, Windows, Netware Novell, языки программирования С, Pascal, Fortran. В течение нескольких лет было переработано для ПЭВМ и существенно улучшено все прикладное программное обеспечение (ПО), реализованное ранее на ЕС ЭВМ и мини-ЭВМ. Разработано также ПО для ПЭВМ при работе их в реальном времени, коммуникаций между ОИУК разных уровней управления, современного интерфейса для пользователей и др.

На действующих ДЦ модернизация осуществляется без нарушения функций управления за счет стыковки старой и новой платформ, постепенного перевода задач АСДУ со старых технических средств на новые и последующего исключения из ОИУК старых ЭВМ. Практически во всех ОДУ и АОэнерго ЛС ПЭВМ используются для решения основных задач АСДУ, а около 40% ОИУК ЭЭС реализованы только на базе ЛС ПЭВМ (без использования старых универсальных и мини-ЭВМ). Кроме того, на базе ЛС ПЭВМ созданы ОИУК более чем 100 ПЭС и РЭС.

В состав сетевых ОИУК, как правило, входят одна-две ПЭВМ для приема и обработки информации, два файл-сервера и более, одна-две ПЭВМ-коммуникатора (для приема-передачи данных по телефонным и телеграфным каналам), а также необходимое количество ПЭВМ для автоматизированных рабочих мест (АРМ) диспетчеров и технологов. Все ПЭВМ работают под управлением MS DOS в сетевой среде Netware Novell.

Основное отличие модификаций ОИУК — способ ввода (вывода) телеинформации (функции ЦППС). Первый способ предусматривает использование специальных ЦППС (микроЭВМ RPT, приемные устройства телекомплексов). Первый вариант базируется на ЭВМ фирмы IBM System RS/6000. В состав комплекса технических средств входит четыре коммуникационных сервера, два файл-сервера для полнографического диалога и отображения информации. АРМ диспетчера оснащаются большими графическими мониторами. Все ЭВМ RS/6000 подключены к двойной ЛС Ethernet, которая в свою очередь, через мост (бридж) связана с существующей ЛС ПЭВМ. Каналы связи и телемеханики подключаются к программируемым адаптерам, имеющимся в двух коммуникационных серверах. Этот комплекс ориентирован в основном на применение в ЦДУ ЕЭС и ОДУ и является аналогом наиболее современных ОИУК ряда ЭЭС США и Европы. Первые четыре комплекса поставлены в ЦДУ ЕЭС России, ОДУ Урала, Центра и Северо-запада. В последующие годы планируется оснащение такими комплексами остальных ОДУ России.

Комплекс работает под управлением операционной системы OS AIX (UNIX), прикладное программное обеспечение ПО SCADA (основной объем информационных задач ОИУК) поставлено фирмой Siemens Empros. Освоение, адаптация ПО SCADA, подготовка информационного обеспечения осуществляются специалистами ВНИИЭ, ЦДУ ЕЭС и ОДУ Урала.

Второй вариант ОИУК базируется на ЭВМ фирмы «Motorola» или их аналогов «Сапсан Веста», работающих под управлением OS UNIX. Комплекс содержит две взаиморезервированные ЭВМ, включенные в ЛС и оснащенные канальными адаптерами для приема телеинформации и управления диспетчерским щитом. Эти ЭВМ выполняют основной объем задач SCADA, a диалог и отображение информации на первом этапе внедрения осуществляются с помощью ПЭВМ ЛС. В дальнейшем количество UNIX-ЭВМ может наращиваться по аналогии с комплексом на базе ЭВМ RS/6000. Программное обеспечения SCADA для этого комплекса разработано сотрудниками ВНИИЭ и ЦДУ ЕЭС, причем оно может работать и на других UNIX-ЭВМ (RS/6000, SUN и др.). Первые подобные комплексы апробированы и внедрены в ЦДУ ЕЭС, ОДУ Северного Кавказа и «Ленэнерго». Этот вариант ОИУК обладает меньшей производительностью, чем ОИУК на базе ЭВМ RS/6000, но проще и дешевле. Поэтому он рекомендован для большинства ЭЭС и крупных ПЭС.

ВНИИЭ совместно с Научно-техническим центром (НТЦ) ГВЦ РАО «ЕЭС России» разработан ОИУК DC-VAX на базе локальных и региональных вычислительных сетей, которые могут включать в свой состав VAX-ЭВМ, MS-DOS-ЭВМ, UNIX-ЭВМ OS-2 и WINDOWS-ЭВМ. В качестве ядра системы предусматривается использование VAX-совместимых ЭВМ (VAX и DEC-VAX) производительностью 10–24 млн. и 80 млн. операций в секунду соответственно. ЭВМ оснащены ОЗУ с объемом памяти 32–512 Мбайт и накопителями на магнитных дисках 3–5 Гбайт. Надежность ядра системы и сохранность информации обеспечиваются использованием кластерной структуры технических средств, «теневых» дисков и резервированием всех основных элементов комплекса технических средств. В качестве серверов АРМ в первой версии системы используются VAX-совместимые ЭВМ.

Приватизация и акционирование электроэнергетических предприятий России определяют необходимость расширения состава АСДУ за счет комплекса программ, поддерживающих функционирование федерального оптового рынка электрической энергии и мощности. Подобная подсистема под названием Billing and Accounting (Учет и банковские расчеты) успешно функционирует в составе комплекса EMS АСДУ стран с развитой электроэнергетикой.

Поскольку ФОРЭМ, функционирующий в основных сетях ЕЭС России, жестко регулируется и в перспективе его правила будут, безусловно, корректироваться в направлении дерегулирования и усиления конкуренции, представляет интерес изучение опыта ряда стран (Англии, Норвегии, США и др.), значительно продвинувшихся в этой области.

Коммерческие отношения между субъектами ФОРЭМ, в которых диспетчерские подразделения энергокомпаний (ЭК) участвуют во взаимодействии с другими подразделениями, ответственными за реализацию функций экономического управления, охватывают разные временные уровни: перспективное планирование (годы), долгосрочное планирование режимов (месяцы, год), краткосрочное планирование (сутки, неделя), оперативное управление (минуты, часы).

В процессе перспективного и долгосрочного планирования диспетчерские подразделения играют вспомогательную роль, давая оценку допустимости (с точки зрения надежности и пропускной способности соответствующих участков электрической сети) и эффективности реализации тех или иных контрактов и соглашений.

В процессе краткосрочного планирования и оперативного управления диспетчерские подразделения (в том числе дежурный персонал) непосредственно осуществляют функции оператора или брокера на оперативном оптовом рынке электроэнергии и мощности (ООРЭМ). При этом можно выделить следующие функции, реализуемые диспетчерским персоналом, выступающим в роли оператора ООРЭМ: формирование состава участников ООРЭМ (Англия); формирование цен на ООРЭМ [Англия; Норвегия; Нью-Йоркский пул (НП), США]; корректировка цен на ООРЭМ при изменении схемы, режима сети, состава работающих агрегатов; формирование на основании показаний счетчиков электроэнергии и других приборов расчетных документов на ООРЭМ (Норвегия, НП); претензионная работа с субъектами ООРЭМ по оформленным коммерческим документам; контроль оплаты по оформленным документам. Рассмотрим коротко, как реализуются перечисленные функции диспетчерскими подразделениями национальных сетевых компаний (НСК) Англии и Норвегии, а также службами НП (США).

Состав участников ООРЭМ формируется НСК Англии для 48 коммерческих (диспетчерских) интервалов продолжительностью 0,5 ч каждый накануне рабочих суток. При этом к работе в каждом диспетчерском интервале привлекаются агрегаты, владельцы которых предложили поставлять электроэнергию по наименьшим ценам. Если за электроэнергию, произведенную теми же агрегатами, ЭК или независимые производители запросили слишком высокую цену, диспетчер НСК эти агрегаты к работе не допускает, оставляя часть из них в резерве. Стоимость поставляемой производителями электроэнергии для каждого диспетчерского интервала определяется граничной стоимостью, предложенной за электроэнергию, поставляемую последним допущенным к работе агрегатом.