Быстрее, дешевле и масштабнее — это возможно

Автор: Игорь Лапинский
18.05.2009

Экономическая ситуация заставляет компании считать деньги и при запуске новых проектов более внимательно относиться к оценке их стоимости, сроков реализации, достигаемому результату. При этом возможности оптимизации по этим критериям во многом определяются развитием здоровой рыночной конкуренции, позволяющей заказчику выбирать из множества предложений наиболее подходящее. Между тем, когда речь идет о масштабных территориально распределенных структурах (например, энергетических), состоящих из множества сравнительно самостоятельных подразделений, которые, с одной стороны, должны действовать согласованно, а с другой — являются самостоятельными финансовыми единицами и сами решают вопросы своей автоматизации, все оказывается не столь однозначно. Казалось бы, в такой ситуации ставка на типовые, уже апробированные в отрасли решения позволяет избежать одних и тех же ошибок и получить гарантированный результат, но при этом возникает реальная почва для монополизации рынка отдельными поставщиками, которые со временем начинают диктовать заказчику свои условия и даже могут препятствовать появлению на рынке более современных и технологичных решений. 

В этом контексте весьма интересным представляется опыт РДУ ОАО “Башкирэнерго” (с 1 ноября 2008 г. филиал ОАО “СО ЕЭС” “Региональное Диспетчерское Управление Энергосистемы Республики Башкортостан”), где недавно был завершен проект по модернизации диспетчерского зала. В ходе этого проекта были внедрены новые алгоритмы управления энергосистемой, а использовавшийся для отображения оперативной информации о состоянии сетей статический мнемощит заменен современной видеостеной, позволяющей динамически менять набор отображаемой информации, на основе которой операторы принимают решения.

Нагрузка нарастает, управление усложняется 

Вообще говоря, проблемы, заставившие руководство РДУ ОАО “Башкирэнерго” инициировать данный проект, отнюдь не новы. Энергопотребление в стране постоянно растет, и, как следствие, усложняются задачи оперативного управления энергосистемами. Республика Башкортостан в этом смысле не исключение. “Необходимо было срочно вводить в работу автоматизированную версию разработанного нашими специалистами алгоритма формирования режимов работы системы, обеспечивающих требуемую ее надежность, — пояснил Ильдар Шахмаев, директор РДУ ОАО “Башкирэнерго”. — А поскольку существовавший диспетчерский щит (марки ЩД-7, производства ленинградского завода “Электроаппарат”) не соответствовал возросшим требованиям по объему отображаемой информации, встал вопрос и о его замене”. Переход на современную видеостену с разработкой и внедрением программного обеспечения, позволяющего реализовать созданные алгоритмы, автоматически решал эти проблемы и позволял внедрить новые схемы отображения оперативной информации. 

Таким образом, главный акцент при разработке технических требований на проект был сделан на внедрение математических алгоритмов формирования режимов работы энергосистемы и адаптацию к нуждам РДУ новой системы отображения информации. Более или менее схожие задачи решались и в других аналогичных энергетических структурах, поэтому предварительно специалисты “Башкирэнерго” изучили опыт применения и эксплуатации видеостен в “Башкирской генерирующей компании”, Ленинградском, Челябинском и Московском РДУ, ОДУ Средней Волги и ОДУ Урала. И все же выбранный в “Башкирэнерого” путь во многом оказался уникальным.

Особенности проекта 

Как утверждает заказчик, руководство “Башкирэнерго” изначально не ограничивало финансовые затраты на проект определенными рамками, ставя во главу угла оптимизацию по качеству, срокам реализации и цене. Здесь сразу же заложились на более масштабный, чем в других РДУ, вариант основной видеостены (8х4 видеокуба, или 11х4 м), которую должна была дополнять небольшая резервная (3х2 куба). Последнюю предполагалось использовать как переходный вариант, а впоследствии — для тренингов персонала. Кроме того, предполагался большой объем работ по созданию программного обеспечения. Оно должно было, во-первых, реализовать математические алгоритмы расчета режимов энергосистемы, во-вторых, обеспечить вывод оперативной информации на видеостену в удобном для операторов виде и, в-третьих, упростить оператору принятие решений в различных ситуациях (модуль “Помощник диспетчера”). 

Для участия в тендере на выполнение этого проекта в качестве генподрядчика заказчик пригласил несколько компаний, включая компанию Polymedia, специализирующуюся в области комплексного оснащения диспетчерских залов и к тому моменту выполнившую множество проектов для МЧС и Минобороны РФ, а также для некоторых предприятий энергетической отрасли. Ей в конечном счете заказчик и отдал предпочтение. Как пояснил Ильдар Шахмаев, предложение Polymedia наиболее полно соответствовало сформулированным в условиях тендера критериям. При этом оно оказалось и самым низким по цене, хотя, как утверждает генеральный директор Polymedia Елена Новикова, смета проекта составлялась по обычным для ее компании нормам и никакого демпинга в данном случае не было. Отметим, что выбор Polymedia в качестве генподрядчика автоматически означал отказ от получивших наибольшее распространение в других РДУ видеостен Barco в пользу аналогичного оборудования Mitsubishi Electric. Что же касается разработки программного обеспечения, то тут все сложилось довольно неожиданным образом.

Форсмажор на старте 

Фактически для Polymedia это был первый генподряд, в котором компания отвечала не только за проектирование видеостены и системы управления ею, но и за разработку всего программного обеспечения, составлявшего, как утверждает сам заказчик, наиболее объемную часть проекта. “Для нас это был большой элемент новизны, — признает г-жа Новикова. — Чтобы грамотно руководить процессом, пришлось разобраться во всем комплексе программных средств и их взаимодействии, а также возложенных на него задачах”. Поэтому на тендер компания вышла, заручившись предварительной договоренностью с одной из хорошо известных в энергетике фирм, специализирующейся на создании программных систем для данной отрасли. Однако уже после того как тендер был выигран и началось детальное обсуждение задач, возлагавшихся на программную часть проекта, первоначально выбранный субподрядчик не подтвердил свое участие в проекте в требуемые сроки и дело застопорилось, еще не начавшись. 

“Изначально планировалось выполнить реконструкцию диспетчерского пункта в течение 2008 г. начиная с января, причем в ноябре-декабре должна была начаться опытная эксплуатация, — рассказывает Ильдар Шахмаев. — Однако, по вышеуказанным причинам, договор подряда вместо декабря 2007 г. был подписан только 11 марта 2008-го. Выход из ситуации мы нашли, но было потеряно много драгоценного времени”. Так, в составе участников проекта появился еще один ключевой исполнитель — отдел АСДУ ВНИИЭ, возглавляемый д. т. н. Марком Рабиновичем. Вот только времени на работу у него теперь было меньше, чем предполагалось изначально.

От организационных проблем к техническим 

По словам Елены Новиковой, поиск нового субподрядчика для ее компании оказался самой большой проблемой в данном проекте. “Этот процесс был очень сложным, поскольку мы думали, что разработчиков нужных нам систем в России больше нет”, — вспоминает она. Однако и чисто технических проблем по ходу дела пришлось преодолеть немало. Если резервная видеостена представляла собой вполне обычное для инженеров Polymedia решение, то основная, монтируемая в главном диспетчерском зале, в силу своего масштаба требовала новых подходов к монтажу видеокубов, доставке сигнала к отдельным кубам, обеспечению удобства обзора и организации диспетчерского пространства в целом. Инженерам Polymedia пришлось самим делать систему мониторинга состояния стены, а отдельные задачи решать в тесном сотрудничестве со специалистами Mitsubishi Electric. Прежде чем элементы конструкции были доставлены заказчику, видеостена была собрана и опробована в работе непосредственно на заводе японской компании. Кроме того, специалистами Polymedia и привлеченных ею по субподряду организаций был полностью реконструирован и сам центральный диспетчерский пункт: изменен дизайн помещений, установлена система специализированного освещения, выполнена акустическая отделка помещения, инсталлирован ряд дополнительных систем — в частности, кондиционирования, электроснабжения, видеонаблюдения и контроля доступа к помещению. “Благодаря постоянному контакту сотрудников Polymedia и РДУ больших проблем удалось избежать, — отмечает Ильдар Шахмаев. — Некоторые задержки относительно графика работ у нас случились, пожалуй, только на стадии согласования дизайна ЦДП и на отдельных этапах строительных работ”. 

На самого заказчика также выпал огромный объем работы. Для адекватного отображения состояния региональной энергосистемы и расчета ее режимов необходимо было детально описать все объекты распределительной сети и внести эту информацию в базу данных использовавшейся в “Башкирэнерго” SCADA-системы СК2003. Естественно, это пришлось делать без отрыва персонала от его повседневных обязанностей. Для ускорения работы здесь даже были вынуждены привлечь к выполнению рутинных операций студентов УГАТУ. 

Сотрудники отдела АСДУ ВНИИЭ тем временем разрабатывали комплекс программных средств. Вместо традиционного программирования они воспользовались своим, создававшимся в течение многих лет инструментом, представляющим собой систему конструкторов. “Такая система конструкторов позволяет формировать программное обеспечение с помощью специального человеко-машинного интерфейса и технологических модулей непосредственным рисованием на экране и заданием определенных свойств, — пояснил г-н Рабинович. — Обладая таким инструментом, можно довольно быстро создавать те или иные приложения”. 

Так, с помощью этого инструмента было создано ПО для отображения на видеостене схемы энергообъединения в структурной и коммутационной формах. Структурная схема отображает все основные энергообъекты (400 станций и подстанций), 62 из которых могут раскрываться в детализированном виде. Коммутационная схема, которую также удалось отобразить корректно, играет важную технологическую роль — по ней выполняется топологический анализ состояния основного оборудования энергосети. В данном случае пришлось анализировать граф, содержащий около 5000 элементов. “Для нас это была самая тяжелая часть, — признает Марк Рабинович. — Кроме того, были проблемы с выводом данных на большой экран, потому что для диспетчера процесс обновления информации должен проходить незаметно. То есть система должна работать быстро”. 

На видеостенах в “Башкирэнерго” помимо схемной зоны предусмотрена также технологическая — под нее выделены четыре крайних видеокуба. На них выводятся данные об энергопотреблении, потерях в сетях, температуре в разных регионах и прочее. В этой же зоне выводятся различные графики и список последних событий в системе (нарушение уровней напряжения, отключение выключателей и т. п.). 

Еще один программный компонент, “Помощник диспетчера”, позволяет получать сбалансированный режим всего энергообъединения с периодичностью в 30 с или каждую минуту и загружать его в моделирующую систему. После этого диспетчер или режимные службы получают возможность анализировать, что произойдет, если будут отключены один или несколько элементов системы, и сохранит ли она устойчивость (так называемая проверка по критерию N-1). В “Башкирэнерго” таким образом проверяются 400 элементов за 10 мин — это втрое быстрее, чем предполагалось по ТЗ. У “Помощника диспетчера” есть и еще одна важная функция — в случае тех или иных нарушений режима работы системы он выступает в роли советчика диспетчера. Все советы взяты непосредственно из диспетчерских инструкций, но из них автоматически выбираются только те, которые можно реализовать в данный момент. Это тоже сложная задача, которую нужно решать без заметных задержек.

К намеченному сроку 

Уже в октябре 2008 г. диспетчеры “Башкирэнерго” сели за новые рабочие места. “Большинство заявленных и поставленных целей достигнуто, — констатировал Ильдар Шахмаев. — Качественно вырос уровень предоставления оперативной информации о работе энергосистемы Республики Башкортостан диспетчерам ОДС. Появилась возможность проведения диспетчерских противоаварийных тренировок на рабочих местах диспетчеров с отображением схемы и режима на видеостене. Кроме того, всеми участниками процесса, на мой взгляд, получен бесценный опыт”. 

Действительно, как утверждают участники проекта, на момент его завершения это было самое масштабное решение (по сравнению с реализованными в других аналогичных энергоструктурах) и по размерам установленной видеостены, и по возможностям программного обеспечения. Между тем Елена Новикова в этом проекте отмечает другое: “Главное, что ту работу, которую предполагалось сделать за полтора года, мы сумели сделать за 8 месяцев и уложиться в обозначенные сроки”. 

Сегодня в созданной системе “вылизываются” отдельные участки. “Планируется доработка ПО в соответствии с Правилами отображения диспетчерской информации ОАО “СО ЕЭС”, выпущенными после реализации проекта, — пояснил г-н Шахмаев. — Кроме того, будем развивать алгоритмы управления режимами для обеспечения требуемой надежности энергосистем”.

Проект "Башкирэнерго" в PCWeek