АИИС КУЭ НГДУ
 
ПИК ПРОГРЕСС
разработка, производство, внедрение АСУТП

АИИС КУЭ НГДУ ОАО «Сургутнефтегаз»

АИИС КУЭ ОАО «Сургутнефтегаз» предназначена для обеспечения точной, достоверной, привязанной к единому астрономическому времени информацией по электроэнергии и мощности, потребляемой ОАО «Сургутнефтегаз» и передачи данных коммерческого учета в ОАО «АТС» и другим субъектам оптового рынка электроэнергии (ОРЭ).



Подсистема АИИС КУЭ рассматриваемой НГДУ представляет собой:

  • головной сервер системы коммерческого учета «АльфаЦентр»;
  • головной сервер АИИС КУЭ «Космотроника»;
  • коммуникационные серверы ввода-вывода ПТК «Космотроника» сетевых районов и УЭСХ;
  • шкафы коммерческого учета;
  • счетчики электроэнергии А1805.

Для всех объектов НГДУ в качестве резервного канала связи выступает радиоканал с использованием радиостанции Моторола GM340. Для четырех объектов, где основным каналом связи является RS485, протянута кабельная линия до точки входа в локальную сеть и установлен адаптер локальной сети МИМ-001 производства АО «ПИК ПРОГРЕСС». На двух объектах (ПС 110/35/6 кВ №2 и ПС 110/35/6 кВ №4) - основным каналом связи является локальная сеть. Чтение данных со счетчиков осуществляется по кабельной линии RS-485.

В качестве первичного устройства коммерческого учета электроустановки используются электронные микропроцессорные счетчики типа АЛЬФА А 1800. На всех точках коммерческого учета устанавливаются счетчики классов точности 0,5S. Каждый счетчик снабжается платой с цифровым интерфейсом RS-485 и подключается к коммуникационной аппаратуре для передачи данных на вышестоящие уровни. Второй канал связи счетчика с дополнительной платой и вторым независимым интерфейсом RS-485 в системе АИИС КУЭ ОАО «Сургутнефтегаз» - зарезервирован.

Для снятия данных автономным способом используется оптический порт счетчика. Все счетчики снабжены функцией резервного питания для обеспечения работы счетчиков при отключении питания по цепям напряжения.

Передача данных

Каналообразующее оборудование электроустановки под управлением программы сбора информации со счетчиков электроэнергии выполняет следующие действия:

- Каждые 30 минут считывает со счетчика информацию о 30 минутной мощности и передает ее на локальный сервер ввода-вывода для передачи на центральный сервер ввода-вывода АИИС КУЭ и последующей передачи в АРМ диспетчера.

- Каждые 30 минут в процессе чтения 30 минутных мощностей производится сверка текущего времени опрашиваемого счетчика и текущим временем каналообразующего оборудования. При расхождении времени больше заданной величины (по умолчанию – 3 сек) производится коррекция времени счетчика. Автоматическая коррекция времени работает при расхождении времени счетчика и приемо-передающей аппаратуры не более 30 минут. Если расхождение времени счетчика и приемо-передающей аппаратурой превышает 30 мин., при условии нормального функционирования системы единого времени, необходимо провести проверку функционирования счетчика Альфа А1800 согласно раздела 5. «Руководства по эксплуатации».

- По запросу от локального сервера ввода-вывода производится чтение и передача на центральный сервер ввода-вывода АИИС КУЭ блока данных с профилем нагрузки (существующий формат XL) и блока данных с характеристиками счетчиков, включая авточтение и журнал событий (существующий формат XD). Инициатором запроса является центральный сервер ввода-вывода АИИС КУЭ.

- В случае отсутствия связи по каждому счетчику формируется информация – “Нет связи со счетчиком”. Изменение состояния связи передается на верхний уровень по протоколу связи ПТК “Космотроника”.

Сигнал отсутствия связи со счетчиком формируется по следующему алгоритму. Перед началом каждого сеанса связи со счетчиком в линию посылается код запроса с информацией о связном номере и пароле доступа к счетчику. В случае отсутствии ответа данная команда выполняется еще два раза подряд. Если ответа от счетчика не последовало, то формируется сигнал “Нет связи со счетчиком”. В случае если счетчик отвечает и опознается, то появляется возможность чтения данных со счетчика. В каждом сеансе обмена данных со счетчиком проверяется контрольная сумма каждого блока данных этого ответа. При несовпадении контрольной суммы блоков данных ответов, так же может быть сформирован сигнал - нет связи, но формирование этого сигнала зависит от того, при приеме каких данных возникает несовпадение контрольной суммы. Если контрольная сумма не совпадает при передаче текущей информации о параметрах электросети , то допускается до 8 подряд ошибок контрольной суммы. Если контрольная сумма не совпадает при передаче информации о профиле нагрузки , то допускается до 3 подряд ошибок контрольной суммы. В случае превышения указанных ошибок контрольной суммы также формируется сигнал – “Нет связи со счетчиком”. Каждое изменение состояния связи - передается на верхний уровень по протоколу связи ПТК “Космотроника”, и фиксируется в журнале событий. Кроме фактов изменения состояния связи со счетчиками, ведется журнал следующих событий:

- фактов перезагрузки контроллера

- фактов параметризации параметров

- попыток несанкционированного доступа к ПО и настройкам оборудования;

- фактов пропадания основного питания контроллера

- фактов коррекции времени подключенных к контроллеру приборов

- фактов потери связи с сервером или невыход сервера на связь в течение длительного времени;

- фактов сбоя при работе программного обеспечения.

Кроме ведения журнала событий, считывания профиля нагрузки 30 мин интервалов, от каждого счетчика на верхний уровень ПТК «Космотроника» передаются текущие параметры электросети. Текущие параметры электросети считываются и передаются при каждом сеансе обмена данных со счетчиком.

Сбор информации со счетчиков осуществляется по основному и резервному каналам связи. От локального сервера ввода-вывода передача информации осуществляется до центрального сервера ввода-вывода АИИС КУЭ. С центрального сервера ввода-вывода АИИС КУЭ информация по коммерческому учету передается на центральный сервер «Альфа ЦЕНТР» объединения.

В штатном режиме работы передача данных осуществляется по основному каналу связи, при этом резервный канал связи тестируется на предмет его работоспособности. При пропадании связи по основному каналу, коммуникационный сервер ввода-вывода проводит попытки связаться с объектом. После 3 неудачных сеансов связи осуществляется переход на резервный канал связи. При этом в системном протоколе фиксируется факт разрыва основного канала связи и передается в АРМ АИИС КУЭ. Во время работы сервера по резервному каналу связи, основной канал связи тестируется на предмет его работоспособности. При восстановлении связи по основному каналу, обмен информацией переключается на него. Все изменения состояния каналов связи передаются в АРМ АИИС КУЭ.

На уровне коммуникационных серверов «Космотроника» и сервера «Альфа ЦЕНТР» бесперебойное питание осуществляется за счет внешних источников бесперебойного питания. На уровне каналообразующей аппаратуры бесперебойное питание осуществляется за счет встроенных аккумуляторов.

Схема организации бесперебойного питания шкафа АИИС КУЭ



Питание коммуникационного оборудования объекта осуществляется от сети переменного напряжения от трансформаторов собственных нужд подстанции.

Питание интеллектуальных модулей технического и коммерческого учета с основным каналом связи осуществляется от двух источников питания – преобразования переменного напряжения 220В в постоянное 24В. В цепи 24В используется 2 аккумулятора 12В, которые выполнены по последовательной схеме. Устройство контроля заряда обеспечивает заряд аккумуляторов до определенного порога напряжения и разряд до определенного уровня. При разряде аккумуляторов ниже допустимого устройство замыкает телесигнал.

При выходе из строя одного из источников питания, питание осуществляется от второго рабочего. При пропадании входного переменного напряжения - питание осуществляется от аккумуляторов. При достижении предельного значения разряда аккумуляторов выдается телесигнал о необходимости сохранения данных и завершения работы.

Питание приемо-передающего устройства второго канала связи, таких как радиостанция, модем, GSM-модуль осуществляется от своего источника питания 220/12В, со своим аккумулятором и устройством контроля заряда аккумулятора.

Основное питание счетчиков электроэнергии осуществляется от линии измерений. Каждый счетчик электроэнергии имеет клеммник дополнительного питания. Дополнительное питание счетчиков осуществляется от трансформатора собственных нужд объекта. При пропадании напряжения питания по одной секции шин собственных нужд, АВР автоматически переводит питание на вторую секцию шин.

Организация информационных потоков АИИС КУЭ

Информация по коммерческому учету электроэнергии передается по следующей цепочке:

Счетчик - Каналообразующее оборудование электроустановки - локальный сервер ввода-вывода - центральный сервер ввода-вывода АИИС КУЭ - центральный сервер «Альфа Центp» - OAO «ATC».

От каждого счетчика до сервера «Альфа ЦЕНТР» информация по коммерческому учету передается в виде блоков данных в формате счетчика (форматы XL и XD) один раз в сутки.

Сбор информации со счетчиков осуществляется по основному и резервному каналам связи. От локального сервера ввода-вывода до центрального сервера ввода-вывода АИИС КУЭ передача информации осуществляется напрямую, минуя центральные серверы структурных подразделений. С центрального сервера ввода-вывода АИИС КУЭ информация по коммерческому учету передается на центральный сервер «Альфа ЦЕНТР» объединения.

Обмен между локальным сервером ввода-вывода и центральным сервером ввода-вывода АИИС КУЭ осуществляется по сети TCP/IP с использованием протокола связи ПТК “Космотроника”.

Обмен между центральным сервером ввода-вывода АИИС КУЭ и центральным сервером «Альфа ЦЕНТР» осуществляется по существующему протоколу (файлы форматов XL и XD).

Центральный сервер «Альфа ЦЕНТР» распаковывает и обрабатывает полученную информацию. Далее информация передается в ОАО «АТС» в XML – формате имеющихся макетов ПО «Альфа ЦЕНТР».

Система единого времени

Система единого времени автоматически функционирует на всех уровнях иерархии АИИС КУЭ ОАО «Сургутнефтегаз». В качестве эталона используются серверы точного времени Государственного эталона времени и частоты.

Центральный сервер «Альфа ЦЕНТР» синхронизируют свое системное время по протоколу NTP.

Все локальные коммуникационные серверы ввода-вывода, в том числе центральный сервер АИИС КУЭ, автоматически синхронизируют свое системное время по протоколу NTP в локальной сети.

Локальный сервер ввода-вывода передает метку времени каналообразующему оборудованию при каждом сеансе обмена данными. Обмен данными осуществляется циклически от объекта к объекту. В штатном режиме работы передача метки времени осуществляется по основному каналу связи. При отказе основного канала связи, передача метки времени осуществляется по резервному каналу связи.

В качестве основного канала связи для двух объектов рассматриваемого НГДУ выступает локальная сеть. При этом задержка на передачу метки времени от локального коммуникационного сервера ввода-вывода минимальна.

В качестве основного канала связи для остальных четырех объектов НГДУ выступает локальная сеть с адаптером локальной сети МИМ-001. При этом учитываемая задержка на передачу метки времени составляет 0,5 сек.

В качестве резервного канала связи для всех объектов НГДУ выступает радиоканал с использованием радиостанции «Моторола GM340». При этом, учитываемая задержка на передачу метки времени, составляет 3 сек.

От каналообразующего оборудования передача метки времени счетчикам осуществляется с привязкой к началу 30 мин интервала при расхождении времени равном 3 сек и более. Сбор данных со счетчиков осуществляется по кабельной линии RS485. При этом, задержка на передачу метки времени, составляет 0,3 сек.

Контроль полноты данных со счетчиков электроэнергии

Сбор данных со счетчиков электроэнергии производится с периодичностью 30 минут. Показания счетчиков по каналам связи передаются на сервер, который обеспечивает их передачу в АИИС КУЭ. Потеря показаний счетчиков в процессе передачи данных по каналам связи приводит к невозможности получения платежных ведомостей по расходу электроэнергии в подразделениях АИИС КУЭ. Для предотвращения потерь в АРМ реализована подсистема контроля полноты данных со счетчиков электроэнергии.

Подсистема может работать в одном из следующих режимов:

  • Проверка отключена. Отключает проверку целостности данных
  • Автоматически. Включает автоматический режим проверки целостности данных
  • Только наблюдение. Автоматический режим работы отключается. Возможен вызов окна “Запрос данных со счетчиков ” с целью наблюдения за ходом поступления данных со счетчиков. Запрос данных в окне запрещается.

В автоматическом режиме через определенные промежутки времени производится проверка поступления показаний со счетчиков, а при их длительном отсутствии выполняются запросы недостающих данных. Запросы, транзитом через сервер, поступают на контроллеры счетчиков, которые и выполняют выборку необходимых данных. Проверка осуществляется на заданном временном интервале наблюдения. Интервал наблюдения начинается с момента запуска АРМ и заканчивается текущим временем за вычетом заданной дельты ожидания прихода данных. В течение времени интервал наблюдения увеличивается. Его рост ограничен заданным числом дней наблюдения. Пользователь может изменить время начала интервала наблюдения.

При работе в автоматическом режиме пользователь может запросить недостающие данные вручную, вызвав окно “Запрос данных со счетчиков ”.

При задании режима работы “Только наблюдение” ряд органов управления в окне становятся невидимыми или недоступными с целью сокрытия от пользователя возможностей запроса данных от счетчиков.

В верхней части окна выводится строка “Интервал наблюдения” с указанием времен начала и конца интервала. Временной интервал наблюдения за счетчиками начинается от момента запуска АРМ. Ввиду того, что данные от счетчиков передаются с некой задержкой по времени, интервал наблюдения заканчивается не текущим временем, а за вычетом этой задержки.

Максимальная протяженность интервала наблюдения ограничивается заданным числом дней наблюдения. При этом , в зависимости от набора полученных данных индикатор состояния счетчиков выделяется разным цветом.

Для настройки работы подсистемы контроля целостности принятых показаний счетчиков электроэнергии используется встроенный редактор.

Контроль полноты данных из базы данных системы коммерческого учета электроэнергии

Для проверки целостности данных полученных от счетчиков электроэнергии и передаваемых в систему «Альфа ЦЕНТР», АРМ АИИС КУЭ проводится периодическая (ежесуточная) проверка данных в БД «Альфа ЦЕНТР». С этой целью АРМ содержит папку с общим доступом, в которую в определенное время производится запись файлов с показаниями счетчиков из БД Альфа ЦЕНТР за прошедшие сутки. Формат файлов – ASKP. Запись совершает программа “Альфа ЦЕНТР Диспетчер заданий”, входящая в состав поставки ПО “Альфа ЦЕНТР”.

Ежесуточно АРМ автоматически запускает подсистему “Сверка данных АРМ и Альфа ЦЕНТР” , которая выполняет следующие действия:

  • Проверяет целостность показаний счетчиков, полученных из БД Альфа ЦЕНТР. Данные считаются полными, если получены все показания счетчиков за прошедшие сутки.
  • Сравнивает значения полученных показаний счетчиков из БД Альфа ЦЕНТР со значениями из архива АРМ.
  • При обнаружении нарушений целостности или наличии расхождений в показаниях счетчиков формирует запросы к счетчикам на повторную передачу данных в БД Альфа ЦЕНТР.
  • Предоставляет возможность просмотра полученных данных из БД Альфа ЦЕНТР и соответствующих им данных из архива АРМ для каждого счетчика в отдельности. Также, возможен просмотр результатов сравнения показаний счетчиков в графической или табличной формах. АРМ позволяет получить файлы с показаниями счетчиков из собственного архива в формате ASKP для диагностики подсистемы “Сверка данных АРМ и Альфа ЦЕНТР”.

ПО “Космотроника”, в состав которого входят АРМ, коммуникационный сервер позволяет настроить таблицу счетчиков АИИС КУЭ, для которых необходима эта сверка.

Если в настройках указана автоматическая проверка данных Альфа ЦЕНТР, то в период, указанный пользователем, автоматически всплывает информационное окно “Сверка данных АРМ и Альфа ЦЕНТР”. В окне отображается ход выполнения проверки, а после ее завершения предлагаются средства просмотра результатов проверки и формирования запросов доставки данных в Альфа ЦЕНТР. Сверку данных также можно проводить вручную.

Также реализована возможность запроса профиля коммерческих данных с выбранного пользователем счетчика и их отправка в БД Альфа ЦЕНТР.

Для настройки работы подсистемы контроля целостности данных, переданных в «Альфа ЦЕНТР», используется встроенный редактор.