Требования к эталонной архитектуре МАСУ ИЭС ААС

Основой концептуальной модели МАСУ ИЭС ААС является эталонная открытая архитектура, описываемая в виде четырех крупных инфраструктурных компонент: энергетической, экономической, информационной и коммуникационной. Отдельно следует выделить систему безопасности, которая информационно связана со всеми инфраструктурными компонентами.

Для разработки полной архитектуры ИЭС ААС, включающей архитектуры всех входящих в нее указанных выше инфраструктурных компонент, необходимо разработать полный перечень интерфейсов, определяющих взаимодействие всех элементов и субъектов ИЭС ААС в рамках, происходящих в этой системе процессов. Принципы описания интерфейсов сводятся к следующему:

- определяются два субъекта (объекты, технологические и программные комплексы, субъекты электроэнергетики или рынка и др.) между которыми необходимо определить связь;

- определяется процесс, в рамках которого устанавливается данная связь;

- определяется тип связи: обмен электроэнергией, обмен информацией, передача управляющих воздействий в автоматическом, автоматизированном или ручном режиме;

- определяется форма связи - технологические средства осуществления связи: электрические соединения, выключатели, коммутаторы, маршрутизаторы, каналы связи и др.;

- определяются принципы и средства управления интерфейсом: автоматы, автоматические комплексы управления, агенты МАСУ, операторы.

В таблице 6.1 приведен пример описания интерфейса «Центр управления сетями - подстанция распредсетей» для энергетической инфраструктурной компоненты.

 

Таблица 6.1- Интерфейс «Центр управления сетями - подстанция распредсетей»

Наименование интерфейса		Центр управления сетями - подстанция распредсетей
Объекты интерфейса		ЦУС- ПС распредсетей
Процесс, в рамках которого устанавливается данная связь		Управление в нормальном режиме функционирования с подпроцессами
Подпроцесс	Требования к синхронности передачи	Периодичность замеров и оценки состояния	Время передачи параметров	Информаци-онная безопасность	Конфидеци-альность
Мониторинг состояния	Синхронизация от единого источника сигналов	До 150 мсек	До 120 мсек	средняя	средняя
Формирова-ние архивов режимной информации	Синхронизация не требуется	По заданному графику	часы	низкая	средняя
Управление состоянием объекта	Синхронизация от единого источника сигналов	До 150 мсек	До 120 мсек	средняя	низкая
Объем пакета информации		Для мониторинга и управления - до 10 кб, для архивирования до 100 кб;
Источник информации		Многоадресная система измерений на ПС распредсетей
Тип связи		Обмен информацией и передача управляющих воздействий ЦУС - ПС
Форма связи		Выделенный канал связи по ВОЛС, либо РРЛС
Принцип управления		Воздействие со стороны ЦУС на устройства регулирования напряжения, установленные на ПС распредсети
Средства управления		Агенты первого уровня, формирующие сигналы управления

 

На рис. 6.2 представлена схема общей архитектуры управления ИЭС ААС, в которой показаны информационные обмены через информационные шины с соответствующей коммуникационной поддержкой. Шины управляющей информации также используют систему коммуникаций двунаправленного обмена. Рыночное управление обеспечивается за счет передачи управляющих воздействий через систему управления технологией. Следует отметить, что информационное взаимодействие и управление как в общей системе, так и внутри инфраструктурных компонент осуществляется посредством взаимодействия агентов МАСУ в соответствии со схемой, приведенной на рис. 6.1.

 

 

Рис. 6.2. Общая архитектура управления ИЭС ААС

 

При построении моделей системы управления (МАСУ ИЭС ААС), для каждого из указанных выше четырех инфраструктурных компонент, должны соблюдаться базовые принципы архитектуры, представленные в таблице 6.2.

 

Таблица.6.2 - Базовые принципы архитектуры

Принцип	Описание
Стандартизация	Элементы инфраструктуры и их взаимосвязи четко определены, опубликованы, открыты, используются и устойчивы на протяжении времени.
Открытость	Инфраструктура основана на технологии, доступной всем квалифицированным заинтересованным сторонам без дискриминации. Разработчик технологии имеет перспективный план развития в сторону большей открытости и стандартизации.
Совместимость	Стандартизация интерфейса инфраструктуры проходит таким образом, что систему можно легко адаптировать к географическим особенностям, а также особенностям, вытекающим из бизнес-процессов и структуры приложений, но эта адаптация не препятствует связи элементов инфраструктуры
Безопасность	Инфраструктура защищена от неавторизованного доступа и нарушения нормального функционирования. Имеет место планомерное внедрение политик приватности и безопасности информации.
Расширяемость	В инфраструктуре нет внутренних сдерживающих факторов для расширения возможностей по мере развития новых приложений, для этого данные определены и структурированы в соответствии с CIM. Определения данных отделены от методов для их реализации компоненты могут определять и прописывать себя по отношению к другим компонентам.
Масштабируе-мость	Отсутствуют сдерживающие факторы для расширения инфраструктуры в пределах энергосистемы.
Управляемость	Имеет место оценка и управление компонентами системы, а также способы обнаружения и локализация аварий. Используются также другие методы удаленного управления компонентами.
Возможность обновления	Конфигурация, программы, алгоритмы, и основные компоненты безопасности можно обновлять безопасным способом с минимальным удаленным доступом (частный аспект управляемости).
Возможность распространения	Инфраструктура использует общие ресурсы, обеспечивающие экономию от масштаба, минимизируют усилия по дублированию и при верной организации, способствуют внедрению конкурирующих инновационных технологий.
Повсеместность	Авторизованные пользователи полигона ПТК ИЭС ААС могут пользоваться преимуществами инфраструктуры независимо от географических и иных ограничений.
Достоверность	Инфраструктура характеризуется высоким уровнем доступности, производительности и надежности. Она производит автоматическое перенаправление потока данных, сохраняет жизнеспособность во время перебоев электроснабжения, и хранит данные во временном интервале, достаточном для восстановления после аварии (сбоев).
Простота в использовании	Наличие логичных, последовательных и понятных на интуитивном уровне правил и процедур использования и управления с максимумом доступа к информации при минимуме действий со стороны пользователя.

 

Ниже приводятся общие схемы архитектур инфраструктурных компонент энергетического и экономического уровней.

Архитектура энергетического уровня. Архитектура энергетического уровня определяет взаимодействие различных энергетических объектов и комплексов при осуществлении обменов электрической энергией (мощностью) и предоставлении услуг, связанных с этими процессами (системные и сервисные услуги), рис. 6.3.

 

Рис. 6.3. Архитектура энергетического уровня.

 

Она связывает между собой традиционные генерирующие источники, электрические сети и потребители, а так же распределённую генерацию, содержащую энергоустановки на базе ВИЭ, накопители энергии, локальные сети и автономные потребители (частного сектора).

Архитектура рыночного (экономического) уровня. Архитектура рыночного уровня, рис. 6.4, определяет взаимодействие различных организаций и граждан (юридических и физических лиц) - субъектов оптового, розничных и локальных рынков энергетических объектов и комплексов при осуществлении процессов торговли электрической энергией (мощностью) и предоставлением услуг, связанных с процессами торговли (торговые площадки, сбытовые компании, операторы учета операторы финансовых расчетов и др.).

Ввиду сложности и многообразия элементов рыночной структуры, ключевые интерфейсы архитектуры экономического уровня представлены между классами субъектов рынка. При проектировании ИЭС ААС данные интерфейсы должны быть реализованы, как минимум, для выделенных типов субъектов рынка в каждом классе.

В рамках экономического уровня реализуется взаимодействие разных типов Поставщиков и Покупателей электроэнергии (мощности) и услуг через механизмы торговых площадок рынков: оптового (в масштабах энергосистемы), розничного (в масштабах крупной территории) или локального (в масштабах населенного пункта или района). При этом снижение длительности торговых сессий (до 5 минут) и приближение торговых операций к режиму реального времени изменит существующую структуру рынков (РСВ, балансирующий рынок, рынок мощности, рынок услуг).

 

Рис. 6.4. Архитектура рыночного (экономического) уровня.

 

Принципиальной особенностью ИЭС ААС является снятие барьеров и ограничений разного рода на одновременное участие субъектов рынка на разных торговых площадках - от локальных, до оптовых. Интерфейс взаимодействия определяется видом площадки и типом субъекта рынка:

- покупатели первого типа - активные потребители, имеющие в своем составе генерирующие источники (в т.ч. накопители электроэнергии), и комплексно управляющие собственной генерацией и потреблением, исходя их коммерческих интересов;

- покупатели второго типа - активные потребители, не имеющие в своем составе генерирующих источников, но имеющие возможность гибко изменять объем потребления в зависимости от текущих рыночных условий и собственных коммерческих интересов;

- покупатели третьего типа - пассивные потребители, не имеющие в своем составе генерирующих источников, и не имеющие возможность гибко регулировать объем электропотребления, которое определяется собственными технологическими или бытовыми условиями использования электроэнергии.

Интерфейсы экономического уровня должны обеспечить любому типу покупателя, в зависимости от его предпочтений и возможностей:

- прямое участие в работе торговых площадок любого типа;

- опосредованное участие - через энергосбытовую компанию, которая, как правило, реализует функции покупателя-перепродавца для совокупности потребителей.

Взаимодействие Поставщиков с торговой площадкой осуществляется, как правило, напрямую. Для распределенной генерации может использоваться механизм виртуальной электростанции, интегрирующей режимы работы множества локальных источников.

Возможности участия Поставщиков на торговых площадках разного типа определяются технологическими условиями выдачи мощности электростанций на сети высокого, среднего или низкого напряжения. При этом для любого Поставщика обеспечивается возможность присутствия на торговой площадке «верхнего» уровня. Так Поставщик, технологически относящийся к розничному рынку, может также участвовать в работе оптового рынка, а Поставщик локального уровня может равноправно участвовать в торговых операциях розничного рынка.

В систему интерфейсов экономических взаимодействий должны быть включены Сетевые компании (операторы основной и распределительной сети), которые:

- предоставляют услуги по передаче электроэнергии (мощности), как для Поставщиков, так и для Покупателей;

- являются Покупателями электроэнергии (мощности) в объемах, необходимых для компенсации потерь;

- являются Поставщиками системных услуг.

Участие поставщиков, покупателей и сетевых компаний в рынке системных услуг должно осуществляться с использованием интерфейсов, гибко реагирующих на режимную ситуацию в энергосистеме и обеспечивать возможность перехода от оказания услуг в нормальном режиме, к услугам, оказываемым в предаварийных и аварийных ситуациях.

Связующими структурами экономического уровня, наряду с самими торговыми площадками, являются взаимосвязанные с ними системы:

- коммерческого учета сделок и результатов их исполнения;

- финансовых расчетов между субъектами рынка (Поставщиками и Покупателями), а также субъектов рынка с Сетевыми компаниями.