Единое информационно-технологическое пространство для эффективной работы центров управления в электроэнергетике
«Многомерное» информационное пространство СК-11
В ядро СК-11 заложены технологии решения задачи создания единой распределенной инфраструктуры АСДТУ. В основе этих технологий лежит «многомерное» информационное пространство SCADA/EMS/DMS для физических и эквивалентных моделей энергосистем. «Измерения» этого информационного пространства таковы:
- вертикальная интеграция информационных моделей в иерархии центров управления одной энергокомпании (информационный лифт);
- горизонтальная интеграция приложений на базе полной физической модели энергосистемы (сети) с возможностью автоматического построения эквивалентных моделей и их версий в рамках одного центра управления;
- перекрестное наложение (интеграция) информационных моделей смежных центров управления, имеющих четко определенные границы зон ответственности, как по территориям, так и по классам напряжения, с функцией автоматического получения изменений, внесенных в модель смежного центра.
Информационный лифт
Для решения задачи создания общей распределенной информационной модели в СК-11 реализован механизм межуровневого информационного взаимодействия – информационный лифт (InfoLift), который обеспечивает возможность распределенной актуализации модели, транспорта корректировок снизу вверх и сверху вниз, автоматизации процессов согласования и утверждения изменений.
Технология InfoLift позволяет пользователю системы, находящемуся в любом центре управления, в любой момент времени иметь доступ к актуальным данным о полной физической модели подведомственной энергосистемы (сети). В модель каждого центра управления в том числе включаются объекты и оборудование, необходимые для его работы, но находящиеся в ведении и управлении других центров (соседних энергосистем и сетей, центров управления другого уровня). При этом ответственность за актуальность информации об оборудовании смежных центров несёт персонал этих центров.
Информационный лифт действует для всех центров и объектов управления, входящих в единое информационное пространство, и автоматически переносит данные всем заинтересованным пользователям при возникновении изменений в модели любого центра после их утверждения в соответствии с настроенным бизнес-процессом.
InfoLift позволяет гибко настраивать и менять на протяжении жизненного цикла системы конфигурацию центров управления (слияние и расширение состава центров), границы операционных зон и зон заинтересованности в информации о модели, описание бизнес-процессов согласования изменений.
Управление масштабом модели. Эквивалентирование
Использование полных физических моделей для больших энергосистем и сетей имеет ряд ограничений. Пользователям затруднительно, а в некоторых случаях невозможно запомнить все объекты в информационной модели и осознать их поведение и режим работы. Алгоритмическая обработка полных физических моделей также не всегда возможна ввиду большого объема данных о состоянии оборудования, которые необходимо актуализировать вручную, а также ввиду наличия ограничений на допустимое время обработки (расчета). Поэтому на практике используются упрощенные и эквивалентные модели. При этом для получения работоспособной эквивалентной модели в центре управления любого уровня необходимо учитывать участки соседних энергосистем (сетей).
СК-11 включает технологию Model Clipper – для автоматического и автоматизированного упрощения моделей и уменьшения их размеров. Эквивалентные модели в информационном пространстве СК-11 называются рабочими. Проекты преобразования (эквивалентирования) для каждой рабочей модели хранятся централизованно и поддерживаются в актуальном состоянии. При внесении изменений в полную физическую модель правила преобразования автоматически применяются, и формируются актуальные рабочие модели во всех центрах управления. Одно из дополнительных преимуществ технологии – возможность заказа эквивалента соседней энергосистемы (сети) специалистам соответствующего центра управления, которые могут справиться с этой задачей заведомо лучше.
Мультимодельность
В последние годы на рынке начали появляться приложения, поддерживающие работу на базе модели, описанной в соответствии со стандартом CIM. Однако существует несколько официальных версий стандарта (за 12 лет увидело свет 2 версии стандарта IEC 61970, 6 рабочих версий CIM и большое число рабочих подверсий). Кроме того, стандарт допускает расширение модели собственными классами. В связи с этим большинство приложений различных производителей, созданных для работы с моделью CIM, за исключением расчета установившегося режима и, в какой-то степени, оценки состояния, несовместимы между собой и не могут работать на общей платформе без усилий по преобразованию и дополнению данных в модели.
Для решения этой проблемы СК-11 предлагает технологию мультимодельности, предоставляющую возможность создания нескольких вариантов частных информационных моделей для обеспечения совместной работы приложений, требующих различных форматов и версий модели данных (включая поддержку разных версий CIM и даже унаследованных «не-CIM» форматов). Это позволяет использовать имеющиеся в наличии версии и варианты программного обеспечения, которые в принципе поддерживают CIM, пользуясь преобразованиями версий модели от общей к частным. Лучшим вариантом на практике считается использование широкого спектра приложений от разных производителей, полностью совместимых по модели данных. Однако такие предложения в настоящее время на рынке отсутствуют.
Управление общей информационной моделью
Информационная модель для комплекса СК-11 создаётся автоматически на основе заранее сформированного с помощью UML профиля. В дальнейшем при изменении профиля (добавлении новых классов и атрибутов) модель трансформируется администратором с помощью специального приложения, при этом сохраняются все данные и работоспособность приложений.
Одновременно может быть создано неограниченное количество версий моделей, в большинстве случаев – производных от базовой. Это используется для планирования развития сети, подготовки к вводу в эксплуатацию новой версии модели, отладки работы приложений и т.д. Для всех версий модели ведется история изменений. Предусмотрены средства сравнения версий между собой.
После внесения любых изменений в модель производится автоматический анализ корректности этих изменений на основе сотен семантических, технологических, топологических и других правил. Предусмотрена возможность добавления пользователем собственных проверок.
Единая среда описания и редактирования информационной модели позволяет создавать и поддерживать в актуальном состоянии модель для всех сущностей, которыми оперируют пользователи и приложения СК-11 (энергообъекты, оборудование, персонал, санкционирование доступа, структура АСДТУ и т.д.)
Обеспечивается визуальное редактирование с поддержкой автокомпановки элементов на схеме по описанию в модели.
Для эффективного ввода и модификации больших объёмов данных используется дополнение, которое позволяет гибко конструировать таблицы, поддерживает вызов специализированных редакторов для всех видов объектов и обеспечивает возможность использования аналитических инструментов табличного редактора.
Кроме того, поддерживается web-доступ к информационной модели для просмотра информации, что позволяет эффективно использовать ее в качестве справочника и базы знаний.
Адаптация семантики CIM для технологов
Общая информационная модель, построенная в соответствии с группой стандартов CIM, имеет довольно сложную объектную структуру с непривычной для пользователя предыдущих поколений АСДТУ семантикой.
Система управления информационной моделью СК-11 (Model Management System) обеспечивает промежуточный слой представления информации в терминах предметной области, что позволяет работать с системой на понятном технологу языке. Внутренняя структура данных модели в обычном режиме скрыта, но при необходимости может быть представлена в соответствующих дополнительных областях стандартного пользовательского интерфейса.