Учет электроэнергии в оперативном режиме

Один из самых важных компонентов рынка электроэнергии — его инструментальное обеспечение, которое представляет собой совокупность систем, приборов, устройств, каналов связи, алгоритмов и т. п. для контроля и управления параметрами энергопотребления. Базой формирования и развития инструментального обеспечения являются автоматизированные системы контроля и учета потребления электроэнергии. С их помощью можно обеспечить и значительную часть энергосбережения, потенциал которого составляет более трети всего нынешнего объема энергопотребления. Развитие рынка электроэнергии на основе экономического метода управления потребовало от генерирующей компании “ЮГЭнерго” создания такой системы в 2006—2007 гг. Интегратором проекта выступила группа компаний “Оптима”, а основным поставщиком оборудования —RAD Data Communications.

Мотивация на изменения

Филиал ОАО “ФСК ЕЭС” — МЭС Юга (“ЮгЭнерго”) осуществляет ремонтно-эксплуатационное обслуживание магистральных электрических сетей одного из самых сложных регионов России — Северного Кавказа — на территории одиннадцати субъектов РФ общей площадью около 440 тыс. кв. км с населением свыше 18 млн. человек. Компания обеспечивает электрическую связь ОЭС Северного Кавказа с энергосистемами Центра РФ, Украины, Грузии, Азербайджана, а через них — перетоки электроэнергии в Турцию и Иран. На начало 2007 г. в эксплуатации компании находилось 56 подстанций напряжением 500, 330, 220 и 110 кВ, что составляет 13,7% общего количества подстанций ОАО “ФСК ЕЭС”; численность персонала МЭС Юга — около 800 человек.

Учитывая тот факт, что в условиях рыночной экономики электроэнергия является полноценным товаром, а процесс купли-продажи завершается только после оплаты (реализации), основными рыночными параметрами становятся количество полезно отпущенной энергии и ее оплаченная стоимость, а формирующиеся розничный и оптовый рынки электроэнергии представляют собой по сути рынок полезно потребленной электроэнергии. Для учета выработки энергии и ее пропуска через транспортную сеть в компании “ЮгЭнерго” была создана сеть сбора и анализа данных, в которой с помощью специальных датчиков обеспечивается постоянный мониторинг энергетического и телекоммуникационного оборудования, включая ИБП и другие обслуживающие системы. Также в единую сеть были связаны каналы передачи данных и голоса. Фактически, рассказывает Константин Павленко, руководитель проекта в компании “Оптима”, заказчику требовалось создать комплексную сеть (с каналами резервирования), где будут передаваться данные, голос и собственно информация для АСКУЭ (автоматиче

ская система контроля и учета электроэнергии) — технологические сигналы управления электроэнергетической сети.

“Изначально, — продолжает Константин Павленко, — была выбрана не обычная технологию TDM, а более “продвинутая” версия — TDM over Internet Protocol TDMoIP — технология эмулирования традиционных сервисов TDM через сети c коммутацией пакетов], поскольку она больше подходит для корпоративного рынка и служит для передачи TDM-трафика по сетям с пакетной коммутацией: соединения АТС или другого оборудования для сетей с коммутацией каналов, эмуляции традиционных каналов TDM, передачи сигнализации ОКС7, восстановления связи при чрезвычайных происшествиях, а также для других приложений передачи голоса, видео, данных (в том числе и телеметрических). Тем более этот вариант поддерживал типологию сети с множеством узлов и несколькими центрами сбора информации”.

Всего в проекте было задействовано оборудование более двух десятков поставщиков, среди которых можно отметить Siemens (телефония), ABB (высокочастотная связь по высоковольтным линиям), Alcatel (SDH), MGE (системы бесперебойного электропитания), SDMO (дизель-генераторные установки), Cisco (маршрутизаторы, коммутаторы), HP (серверы и системы хранения данных), Polycom (видеоконференцсвязь).

Значительная часть оборудования, по информации генерального директора “ЮгЭнерго” Геннадия Колесникова, была поставлена производителем RAD Data Communications. Оно было выбрано исходя из соображений надежности и хорошей адаптивности. Инсталлированное оборудование позволяет взаимодействовать с различными средами передачи информации (медь, оптика), интерфейсами и протоколами передачи данных. В решении для “ЮгЭнерго” удаленные узлы сети соединяются с центральным через арендованные каналы связи, при этом магистральная сеть оператора представляет собой сеть с коммутацией пакетов. Преимущества выбранной топологии заключаются в организации виртуальных транков, что позволяет агрегировать в центральном узле каналы тональной частоты (ТЧ), двухпроводные окончания FXS (Foreign Exchange Subscriber — голосовой интерфейс, эмулирующий расширение интерфейса PBX, для подключения обычного телефона к мультиплексору) и FXO (Foreign Exchange Office) — голосовой интерфейс, эмулирующий расширение интерфейса PABX, для подключения телефонной станции к мультиплексору), каналы телемеханики (ТМ).

В решении была использована современная технология Pseudowire Access (псевдопроводного доступа), преимуществом которой является переход к мультисервисным сетям, построенным в соответствии с концепцией NGN (сети связи следующего поколения), рассказал Дмитрий Дергалов, технический директор RAD Data Communications в России: “К традиционным магистральным сетям связи относятся сети, построенные по технологиям SDH, PDH, ATM, однако в настоящее время интенсивно развиваются магистральные сети с коммутацией пакетов Ethernet, MPLS, IP. Благодаря технологии Pseudowire Access заказчик может осуществлять постепенный переход от сетей с временным разделением каналов TDM (SDH, PDH) к сетям с коммутацией пакетов. Таким образом, решение позволяет сохранить традиционное оборудование энергетиков со всеми необходимыми функциональными возможностями при подключении к магистральным сетям с коммутацией пакетов”.

Процесс внедрения

Изначально проект был разделен на две части. Несмотря на то что обе части назывались “пусковым комплексом проекта”, рассказал Константин Павленко, они были разделены по времени. На первом этапе, который проходил с ноября 2004-го по декабрь 2005 г., было запущено ядро сети — смонтирована транспортная волоконно-оптическая сеть (топология — “кольцо”), которое уплотнялось мультиплексорами моделей 2100, 2104.

По словам Геннадия Колесникова, такой подход обеспечил повышение эффективности управления. Например, на определенных участках сети за счет высокой пропускной способности каналов связи была реализована видеоконференцсвязь — это позволило проводить оперативные совещания между различными областями присутствия в режиме реального времени. Была увеличена и надежность функционирования всей сети за счет использования кольцевой структуры сети: при разрыве на одном участке трафик перебрасывался по резервному направлению (“кольцевой петле”). Для резервирования использовались арендованные интернет-каналы общего пользования (на некоторых участках) и каналы спутниковой связи. Отметим, что высокоскоростной передачи данных на линиях public Internet с гарантированной скоростью удается достичь далеко не всегда, но в данном случае ставилась задача резервирования каналов связи, и всё. Спутниковая связь в проекте использовалась только для резервирования потоков управления, узкополосных по своей природе.

На втором этапе, который начался в августе 2005-го и закончился в декабре 2006 г., арендовались оптические линии связи и также производилось уплотнение мегаплексорами RAD, но лишь на удаленных точках присутствия. Таким образом удалось довести более мелкие каналы от магистральной сети (SDH, PDH) до предприятий уже по медным окончаниям. Кроме того, на втором этапе заказчик получил возможность самостоятельно наращивать сеть на более низком уровне по своим планам строительства, была обеспечена конвергенция существующей инфраструктуры сети компании и новой, более современной, а также были объединены в единую сеть различные типы трафика и среды передачи — медь/оптика, данные и голос. Подобный подход, по словам Геннадия Колесникова, был реализован благодаря линейке оборудования MAP (Multiservice Access Platform).

Традиционные сети доступа подразумевают подключение потоков E1 к магистральным сетям TDM, но практика показывает, что при подключении удаленных узлов энергетиков большая часть тайм-слотов в потоке Е1 не нужна. Фактически заказчик теряет значительную долю пропускной способности, а значит, переплачивает за неиспользованный ресурс.

Надо сказать, что технология Pseudowire Access позволяет реализовать преимущества сетей с коммутацией пакетов, т. е. пропускная способность, требуемая для оконечного оборудования энергетиков, соответствует пропускной способности каналов сети доступа при подключении к магистральным сетям с коммутацией пакетов. При этом в случае большого числа удаленных узлов отпадает необходимость устанавливать в центральном узле цифровой кросс-коннектор уровня DSO (канал 64 кбит/c). Таким образом, затраты оказываются наиболее эффективными. Технически внедрение оборудования RAD Data Communications проходило достаточно гладко и по плану, отметил Константин Павленко. Оно хорошо стыковалось с оборудованием других производителей, были лишь неизбежные организационные трудности, связанные с согласованием подключения к сетям операторов дальней связи. Но и эти задачи были решены.

В итоге сеть объединила такие города Южного федерального округа, как Ростов-на-Дону, Сочи, Буденновск, Пятигорск, Черкесск и др. Всего смонтировано 16 узлов доступа серии MP21xx и обеспечено сопряжение с магистральными каналами связи крупнейших операторов — “Ростелекома” и “ТрансТелеКома”. Общая стоимость проекта составила более 1 млн. долл.

Подобная сеть отвечает важным для всех подразделений «ЮгЭнерго» требованиям: надежность (по информации интегратора показатель увеличился в 9 раз), безопасность, быстрота передачи информации (в том числе и видеосвязи). Эти качества весьма важны, поскольку в случае возникновения критических ситуаций на подстанциях, иных энергетических блоках и локальных системах управления необходимо гарантированно и мгновенно передать управляющие сигналы и данные телеметрии на автоматизированный пульт управления энергетической системой.

Вполне возможно, что помимо энергетических генерирующих компаний данное решение будет интересно газовым и нефтяным компаниям, силовым ведомствам, ОАО “РЖД”, так как оно позволяет существенно увеличить производительность и эффективность работы каналов связи с переходом к магистральным сетям с коммутацией пакетов без значительных инвестиций в тотальную смену всего уже существующего оборудования.