Текущее состояние централизованной системы противоаварийного управления ОЭС Сибири

Содержание

Слайд 2

Текущее состояние ЦСПА в зоне ОДУ Сибири

Текущее состояние ЦСПА в зоне ОДУ Сибири

Слайд 3

Текущее состояние Иерархическая система Верхний уровень – ЦСПА Выбор УВ по

Текущее состояние

Иерархическая система
Верхний уровень – ЦСПА
Выбор УВ по принципу I-ДО (II-ДО)
Использование

расширенной модели и информации ОИК
Учет текущих величин ступеней управления
Нижний уровень – ЛАДВ
Выбор УВ по принципу II-ДО (I-ДО)
Использование специализированной системы сбора информации

Структура

Слайд 4

Структурная схема ЦСПА ОЭС Сибири I-ДО I-ДО II-ДО ЛАПНУ ПС 500

Структурная схема ЦСПА ОЭС Сибири

I-ДО

I-ДО

II-ДО

ЛАПНУ ПС 500 кВ
Камала

ЛАПНУ Богучан-ской ГЭС


ЛАПНУ Саяно-Шушен-ской ГЭС

ЛАПНУ ПС 500 кВ
Восход

ЛАПНУ + КУСАОН
ПС 500 кВ
Заря

Слайд 5

Распределенная вычислительная система ЦСПА ОЭС Сибири Связь с ОИК Связь с

Распределенная вычислительная система ЦСПА ОЭС Сибири

Связь с ОИК
Связь с ЛАПНУ
Оценка состояния

Выбор
управления

I-ДО

Архивирование

Связь с ОИК
Связь с ЛАПНУ
Оценка состояния

Выбор
управления I-ДО

Архивирование

ЛАПНУ

ОИК

ЛАПНУ

ЛАПНУ
IBM x3750 (2x32)
ESXi 5.5 (2x6 ВМ)
QNX 6.5
~350 узлов
~580 связей
До 100 ПО
ОС ~ 1с
Выбор УВ < 30c
ЛАПНУ – 3 (10)

Слайд 6

Распределенная вычислительная система Под распределенная вычислительной системой понимается совокупность вычислительных машин,

Распределенная вычислительная система

Под распределенная вычислительной системой понимается совокупность вычислительных машин, объединенных

сетью передачи данных, и функционирующих как единое целое.
Надежность
Масштабируемость
Гетерогенность
Универсальность
Переносимость
Слайд 7

Распределенная вычислительная система Средства обеспечения надежности Гибкое резервирование технических средств (можно

Распределенная вычислительная система Средства обеспечения надежности

Гибкое резервирование технических средств (можно варьировать количество

резервных машин)
Операционная система ориентированная на использование в промышленной автоматизации (QNX 6.5 или специальные версии Linux)
Модульная структура
системные процессы
технологические процессы
Контроль состояния процессов
наличие процесса
состояние сторожевого таймера процесса
Самовосстановление
пробуждение, рестарт процесса/системы
миграция процессов
Внешняя наблюдаемость
Возможен внешний доступ к сетевой шине данных, обеспечивающий контроль текущего состояния системы
SNMP
Слайд 8

Распределенная вычислительная система Миграция процессов Процесс1 Процесс2 Процесс3

Распределенная вычислительная система Миграция процессов

Процесс1

Процесс2

Процесс3

Слайд 9

Распределенная вычислительная система Масштабируемость Принцип построения – использование отдельных вычислительных машин

Распределенная вычислительная система Масштабируемость

Принцип построения – использование отдельных вычислительных машин
Для взаимодействие машин

используется сетевая шина данных
Распределение процессов по машинам гибко конфигурируется
Количество машин определяется исходя из требований решаемых задач и может при необходимости увеличиваться или уменьшаться
Слайд 10

Распределенная вычислительная система Гетерогенность Возможность использования различных операционных систем Возможность использования

Распределенная вычислительная система Гетерогенность

Возможность использования различных операционных систем
Возможность использования вычислительных устройств как

разной производительности, так и разной архитектуры
Возможность сочетания как физических, так и виртуальных машин

QNX

Linux

Windows

Linux или Windows
(вычисления)

QNX или LinuxRT
(управление)

УСО

Сигнализация

ТМ

Слайд 11

Распределенная вычислительная система Универсальность Системы управления с повышенными требованиями по надежности

Распределенная вычислительная система Универсальность

Системы управления с повышенными требованиями по надежности
Резервирование (дублирование, мажорирование

и т.д.)
Перераспределение функций
Системы управления с повышенными требованиями к производительности вычислительной системы
Использование высокопроизводительных многоядерных многопроцессорных серверов
Создание вычислительных кластеров на базе высокопроизводительной шины передачи данных
Использование виртуализации

ЛПА ЛАПНУ

ЦСПА КСПА

Слайд 12

Распределенная вычислительная система Выводы Разработана масштабируема, универсальная распределенная вычислительная система инвариантная

Распределенная вычислительная система Выводы

Разработана масштабируема, универсальная распределенная вычислительная система инвариантная по отношению

к решаемым технологическим задачам
В проектируемые распределенные ВС для выполнения функций ЦСПА и КСПА целесообразно изначально закладывать гетерогенную структуру, с предвключенные ФМ и ВМ для технологических задач подготовки данных (могут быть виртуальными), а ВМ для выбора УВ (могут быть физическими)
Поведение системы задается путем конфигурирования
На базе разработанной системы реализована ЦСПА ОЭС Сибири
Опыт эксплуатации ЦСПА ОЭС Сибири подтверждает правильность принятых решений
Слайд 13

Слайд 14

Цифровая энергетика, цифровая подстанция. Решение частного вопроса или рассмотрение комплекса проблем.


Цифровая энергетика, цифровая подстанция. Решение частного вопроса или рассмотрение комплекса

проблем.
Слайд 15

Вопросы обеспечения надежности (в частности структурной) Внедрение новых технологий в системах

Вопросы обеспечения надежности (в частности структурной)
Внедрение новых технологий в системах управления расширяющее

возможности, как не парадоксально, привело к всплеску системных аварий. Причинами аварий стала совокупность факторов от ненадлежащей эксплуатации имеющегося оборудования, часто связанной с сокращением численности персонала и его квалификации, ошибок проектирования (последние являются последствиями разрушения сложившейся системы высоквалифицированных проектных институтов (Энергосетьпроект)), попыток повышения точности управления без имеющихся на то технических предпосылок.
Вопросы обеспечения надежности энергосистемы это не надежность конкретной «железки» в теоретических условиях, а система мер, которая должна обеспечивать функционирование энергосистемы с заданными характеристиками практически при любых аварийных возмущениях, с учетом возможности разнообразных отказов оборудования. Поэтому традиционно система управления в энергетике строилась многоуровневой, причем резервирование осуществлялось не только экстенсивным способом путем дублирования, троирования т.д. технических средств, но и путем резервирования принципов управления и мест размещения (децентрализации) средств управления.
Использование цифровых устройств принципиально снижает живучесть отдельных энергетических объектов и энергосистемы в целом в условиях чрезвычайных ситуаций (природные катаклизмы, локальные и глобальные конфликты, работоспособность спутниковой группировки ГЛОНАС, наличие интернета).
Слайд 16

Вопросы надежности и информационной безопасности в условиях информационной, экономической и киберконфронтации

Вопросы надежности и информационной безопасности в условиях информационной, экономической и киберконфронтации

На

ряду, с очевидными вопросами информационной безопасности (санкционирования доступа, защиты от внешних воздействий и т.д.) возникает вопрос о безопасности применения в энергетике стандартов, разработанных вероятными «друзьями». Причем в качестве «пропуска» оборудования на объект служит сертификация его в зарубежных лабораториях, ну или по методикам разработанным и утвержденными нашими «друзьями».
Представляется, что принципы, протоколы, алгоритмы используемые в системах управления должны быть разработаны в России, причем все импортное оборудование должно им соответствовать и проходить сертификацию в России (в том числе и на наличие не декларируемых возможностей).
Очевидно, что одним из действенным способом обеспечения информационной безопасности является изоляция систем управления от всемирной паутины и использования специализированных защищенных каналов связи. Конечно, это вносит «неудобство» при сопровождении, эксплуатации, обслуживании, но, наверное, это не критерий когда речь идет о национальной безопасности.
Идет размытие границ между эшелонами противоаварийного управления, что влияет на общий уровень надежности.
Слайд 17

Вопросы внедрения С учетом сложности поставленной задачи и большого числа субъектов,

Вопросы внедрения
С учетом сложности поставленной задачи и большого числа субъектов, затрагиваемых

рассматриваемой проблематикой, работа в данном направлении должна вестись государством с последующим предоставлением полученных результатов всем заинтересованным сторонам (на безвозмездной основе, включая всю необходимую документацию, алгоритмы и программные средства).
Вопросы совместимости могут решены быть решены только при вышеобозначенном подходе. Крупные западные производители, как правило, полностью комплектуют объект, что решает вопросы совместимости.
Слайд 18

Вопросы эксплуатации Обучение. Квалификация и стоимость требуемого персонала. Наличие (доступность) персонала,

Вопросы эксплуатации
Обучение.
Квалификация и стоимость требуемого персонала.
Наличие (доступность) персонала, требуемой квалификации.
Стоимость эксплуатации,

с учетом стоимости оборудования (восстановления).
Слайд 19

Выводы При разработке таких широкомасштабных проектов, затрагивающих вопросы национальной безопасности, ведущая

Выводы

При разработке таких широкомасштабных проектов, затрагивающих вопросы национальной безопасности, ведущая роль

должна принадлежать Государству, а не частным компаниям. Все разработки должны быть национальным достоянием, а их внедрение поощряться. При разработке инновационных проектов государство не должно ставить цель получение прибыли от продажи результатов разработки – прибыль должна формироваться за счет эффектов от внедрения решений, построенных на базе результатов данных разработок.
Таким образом, необходимо:
Слайд 20

Что делать Сформулировать понятные, конкретные цели цифровой трансформации энергетики и создания

Что делать
Сформулировать понятные, конкретные цели цифровой трансформации энергетики и создания цифровой

подстанции в частности.
Сформулировать критерии позволяющие контролировать достижение поставленных целей.
Разработать концепцию «цифровизации», учитывающую весь спектр затрагиваемых аспектов:
Социальных
Переподготовка высвобождающихся специалистов
Создание альтернативных рабочих мест
Трудовая миграция
Технических
Обеспечение энергобезопасности страны
Надежность
Живучесть
Безопасность (включая кибер и т.д.)
Технической целесообразности и реализуемости
Выбор принципов обмена информацией для цифровых устройств (Ethernet – не единственный способ)
Организации системной подготовки кадров по новым специальностям, требуемым для проектирования и эксплуатации «цифровой» энергетики
Экономических с учетом затрат на социальные нужды
Организовать разработку требуемых технических решений и регламентов
Разработать необходимые алгоритмы
Разработать необходимое программное обеспечение (проектирования, реализации протоколов общения и т.д.), включая средства позволяющие использовать его в устройствах разных производителей (сертифицировать)
Разработать нормативную базу для проектирования и эксплуатации
Организовать подготовку и переподготовку кадров во всех ведущих специализированных ВУЗах
Слайд 21

optiFIELD Российская концепция цифровой подстанции optical optimal

optiFIELD
Российская концепция цифровой подстанции

optical

optimal

Слайд 22

optiFIELD Что не так с МЭК-61850??? ЦИФРОВОЙ ОБМЕН: В любом режиме

optiFIELD

Что не так с МЭК-61850???
ЦИФРОВОЙ ОБМЕН: В любом режиме работы объекта

(нормальный, аварийный) не должно быть понятия «ИНФОРМАЦИОННЫЙ ШТОРМ»
ЦИФРОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ: Не должно быть никакого специализированного сетевого оборудования ориентированного на протокол обмена
ПРОЕКТИРОВАНИЕ: Квалификация персонала для проектирования цифровых подстанций должна быть аналогична квалификации персонала для проектирования традиционных подстанций
ЭКПЛУАТАЦИЯ: Для эксплуатации цифровых подстанций не должен требоваться персонал с принципиально новым уровнем знаний
Слайд 23

optiFIELD ОБЛАСТЬ: Цифровые подстанции с классом напряжения от 110кВ МИССИЯ: Продвижение

optiFIELD

ОБЛАСТЬ: Цифровые подстанции с классом напряжения от 110кВ
МИССИЯ: Продвижение принципиально новой

российской архитектуры цифровой подстанции, ориентированной на применение в качестве стандарта на срок до 100 лет
ЦЕЛИ: Создание архитектуры и стандартов цифровой
подстанции, создающих очевидное технологическое
превосходство и новый уровень технологической
надежности объектов распределения и генерации
электроэнергии. Распространение полученных результатов
в электроэнергетике страны и на экспорт
Слайд 24

optiFIELD ИДЕЯ: В тракте обмена информацией между устройствами контроля, защит и

optiFIELD

ИДЕЯ: В тракте обмена информацией между устройствами контроля, защит и управления

и полевого оборудования не должно быть настраиваемого и конфигурируемого оборудования
СРЕДА ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ:
Одножильное оптоволокно с простым однонаправленным цифровым протоколом optiFIELD
Слайд 25

optiFIELD

optiFIELD

Слайд 26

optiFIELD

optiFIELD

Слайд 27

optiFIELD ЦЕННОСТЬ ИДЕИ optiFIELD: Сохранение структурной надежности подстанции Использование неактивных устройств

optiFIELD

ЦЕННОСТЬ ИДЕИ optiFIELD:
Сохранение структурной надежности подстанции
Использование неактивных устройств
Использование активных устройств

с простой настройкой
Простая замена неисправных элементов
Простая эксплуатация с низким уровнем отказов
Конкурентное преимущество:
Разумное использование цифровых технологий с максимальным использованием их преимуществ с упором на использование простых эффективных решений
Решение на основе концепции optiFIELD может стать основой для создания цифрового полевого уровня подстанции на следующие 100 лет. Идеологи технологии 61850 в перспективе 7-10 лет обязательно предложат новую концепцию, якобы решающую проблемы 61850.
Слайд 28

optiFIELD Текущее состояние: Создана рабочая группа для реализации конепции optiFIELD Рассмотрен

optiFIELD

Текущее состояние:
Создана рабочая группа для реализации конепции optiFIELD
Рассмотрен пилотный проект для

проверки функциональных показателей концепции optiFIELD
Сформирована рабочая группа российских производителей для реализации пилотных проектов optiFIELD