CC BY
382
УДК 681. 335
ЕДИНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СЕТЬ СВЯЗИ ЭНЕРГЕТИКИ В РАМКАХ ФИЛИАЛА ОАО «ФСК ЕЭС» - МЭС ЦЕНТРА
© С.И. Чичев, В.Ф. Калинин, Е.И. Глинкин
Ключевые слова: система связи, структура, подсистемы, энергетика.
Рассмотрена Единая технологическая система связи энергетики в рамках МЭС Центра, ее структура и основные подсистемы.
Филиал ОАО «ФСК ЕЭС» - МЭС Центра, являясь ключевым звеном единой энергосистемы России и располагаясь на территории 19 субъектов Российской Федерации, обеспечивает взаимодействие между объединенными энергосистемами (ОЭС) Северо-Запада, Средней Волги, Урала и Юга России, а также с ОЭС Украины и Казахстана. Входящие в МЭС Центра филиалы предприятий магистральных электрических сетей (ПМЭС) имеют в своих региональных составах первичные и технологические, информационные и телефонные, локальные вычислительные и другие сети на базе Единой технологической сети связи электроэнергетики (ЕТССЭ).
Единая технологическая сеть связи энергетики. Генеральная схема создания и развития ЕТССЭ была одобрена Решением Правительственной комиссии по федеральной связи № 2 от 6 декабря 2006 г. «О результатах разработки Генеральной схемы создания и развития ЕТССЭ на период до 2015 г.» и была скорректирована в 2008 г. в результате [1]:
1) окончания реформы электроэнергетики и создания организации по управлению единой национальной (общероссийской) электрической сетью ОАО «ФСК ЕЭС» с возложением на нее функций обеспечения услугами связи предприятий электроэнергетики;
2) изменения действующего законодательства в области связи и бурного развития сетей связи ведущих операторов.
ЕТССЭ - это технологическая сеть связи, предназначенная для обеспечения производственной деятельности предприятий электроэнергетики и управления технологическими процессами в производстве на всех уровнях иерархии управления с гарантированным качеством обмена всеми видами информации (звук, видео, данные).
ЕТССЭ обеспечивает [1]:
- услуги телефонной и диспетчерской связи, а также производственно-технологическую связь, в т. ч. аудио- и видеоконференцсвязь;
- предоставление технологических каналов связи для автоматизированных систем технологического управления, таких как: АСУ ТП, системы сбора-передачи технологической информации и телемеханики, автоматизированные системы диспетчерско-техно-
логического управления АСДТУ, автоматизированные информационно-измерительные системы коммерческого учета электроэнергии АИИС КУЭ и корпоративные системы управления производственными ресурсами КСУПР и др.;
- предоставление технологического канала связи для релейной защиты и противоаварийной автоматики и передачу данных;
- услуги передачи данных для корпоративных информационных систем управления КИСУ (АСУ Зарплата, систем документооборота, системы управления активами, АСУ технического обслуживания и ремонта ТОиР).
Структура ЕТССЭ. Генеральной схемой определены принципы создания и «взаимоувязки» строящихся и существующих линий связи в единую сеть ЕТССЭ на основе единых организационно-технических решений для обеспечения надежного и эффективного функционирования их электросетевых комплексов в целом и при взаимодействии субъектов рынка электроэнергетики. Этапы создания ЕТССЭ в рамках ОАО «ФСК ЕЭС» показаны в табл. 1, а общая схема сети существующих и планируемых волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) по воздушным линиям (ВЛ) в рамках МЭС Центра - на рис. 1 [2].
ЕТССЭ в МЭС Центра представляет собой совокупность региональных узлов связи (РУС) ПМЭС (рис. 2), которые объединяются магистральными линиями связи по радиально-кольцевому принципу со своими энергообъектами (подстанциями), а также через окружные ОУС (рис. 3) и центральные ЦУМС узлы магистральной связи с объектами электроэнергетики федеральной сетевой компании и других субъектов.
ЕТССЭ в ПМЭС создается на базе [2]:
- широко внедряемых современных цифровых коммутационных узлов и строительства сетей волоконно-оптических линий связи;
- радиорелейных линий и развертывания систем спутниковой связи;
- цифровой подвижной радиосвязи и использования аппаратуры синхронной цифровой иерархии (SDH); применения технологии временного разделения каналов (TDM) и пакетной коммутации IP.
1594
Рис. 1. Общая схема сети существующих и планируемых волоконно-оптических линий связи по воздушным линиям МЭС Центра
1595
Рис. 2. Воронежский региональный узел связи Единой цифровой сети связи - аппаратная связи
Рис. 3. Центральный узел связи МЭС Центра, окружной узел связи Центра ЕЦССЭ - линейно аппаратный зал связи. Слева направо: серверный шкаф, шкаф ЛВС, шкаф магистральных мультиплексоров, два шкафа мультиплексоров доступа, кроссовый шкаф, шкаф ЕЦССЭ
ЕТССЭ в предприятиях магистральных электрических сетей МЭС Центра по принципам построения и территориальному охвату, количеству применяемого оборудования, объему проводимых работ по ее созданию и эксплуатации будет сопоставима с сетями
ведущих операторов связи в соответствующих административных регионах. А в целом, общая протяженность опорной сети связи ОАО «ФСК ЕЭС» к 2015 г. будет составлять 59 тыс. 985 км ВОЛС (см. табл. 2 и рис. 4) [2].
1596
Таблица 1
Этапы создания Единой технологической сети связи энергетики
Этапы 1 2 3
Основные задачи Создание магистральной и формирование распределительных сетей Создание основной (базовой) телекоммуникационной инфраструктуры электроэнергетики
Год 2006 2007 2008 2009 2010-2012 2013-2015
Создание ЕЦССЭ 74 энергосистемы (АО-энерго), 37 ПМЭС, 8 МЭС, ФСК, РАО, СО-ЦДУ, 7 ОДУ, 56 РДУ, 7 СПБ ЭСС
Создание ВОЛС Линейно-кабельные сооружения -20,2 тыс. км Станционные сооружения - около 400 объектов связи Линейно-кабельные сооружения -29,7 тыс. км Станционные сооружения - около 560 объектов связи Линейно-кабельные сооружения -10,3 тыс. км Станционные сооружения - около 330 объектов связи
Создание сети синхрониза- Главный Центр управления связью - 1 8 - окружных Центров управления 7 - центров синхронизации
Создание опорных сетей
телефонной связи и передачи 83 Центра коммутации
данных
Модернизация внутриобъек-товых сетей и сети ВЧ-связи В рамках Программы реконструкции, технического перевооружения и нового строительства
Из них согласно [2]: 17 тыс. 900 км будет приходиться на ресурсы, приобретенные и полученные за право прохода (т. е. права временного ограниченного использования инфраструктуры электроэнергетики для подвески, а также для эксплуатации ВОЛС, которые предоставляются собственником инфраструктуры на возмездной основе, в т. ч. в обмен на оптические волокна в создаваемой ВОЛС); 42 тыс. 35 км составит собственное строительство в рамках технического перевооружения и строительства новых воздушных линий электропередачи. Строительство ВОЛС по ВЛ с применением оптического волокна, встроенного в грозотрос, является основной технологией создания ВОЛС ЕТССЭ.
Основные подсистемы ЕТССЭ. В состав ЕТССЭ МЭС Центра входят транспортная сеть и наложенные сети - передачи данных, телефонной связи и видеоконференцсвязи.
Транспортная сеть связи состоит из сети высокочастотной связи, ВОЛС, резервной сети связи на арендованных каналах Единой цифровой сети связи электроэнергетики, сети спутниковой связи и образует магистральный и распределительный сегменты ЕТССЭ. Волоконно-оптическая сеть связи является базовой сетью ЕТССЭ. Создание сети обеспечивается подвеской на ВЛ электропередачи самонесущего кабеля либо встроенного в грозозащитный трос с использованием технологий PDH, SDH, IP поверх SDH, спектрального уплотнения с разделением по длинам волн (WDM).
Технология ВОЛС-ВЛ оптимальна для электроэнергетики и, в частности, для ПМЭС, поскольку магистральные участки электрической сети ВЛ электропередачи и телекоммуникационных сетей могут сооружаться как единое целое. Комбинированная инфраструктура максимально эффективно связывает источники информации и источники электрической энергии с их потребителями. По сравнению с другими сетями связи сеть ВОЛС обладает повышенными характеристиками по скорости и емкости, не подвержена внеш-
ним электромагнитным влияниям. При этом ВОЛС с использованием кабелей, подвешиваемых на опорах ВЛ, по статистике реже подвергаются механическим повреждениям, чем проложенные в грунте (например, обрыв кабеля, повреждение муфты и т. п.).
Анализ информационных потоков, возникающих при внедрении современных систем диспетчерского и технологического управления в ПМЭС, показывает, что скорости передачи информации между объектами управления, функционирующими без постоянно действующего обслуживающего персонала, могут достигать десятков мегабит в секунду. Создание ВОЛС-ВЛ наряду с модернизацией радиорелейных линий, вводом в эксплуатацию спутниковой связи и транкинговых радиосетей, техническим перевооружением кабельных линий и высокочастотной связи обеспечит «цифрови-зацию» опорной и вторичной сетей ПМЭС, что является базовым направлением развития Единой технологической сети связи электроэнергетики.
В то же время формирование системы ВОЛС на базе магистральных линий электропередач, принадлежащих ОАО «ФСК ЕЭС», позволит создать основу для построения опорной сети телекоммуникаций для всей электроэнергетической отрасли Российской Федерации, отвечающей как современным технологическим требованиям, так и запросам рынка электроэнергии.
Высокочастотные сети (ВЧ-сети) по ВЛ электропередачи обеспечивают передачу примерно половины всей информации общей ЕТССЭ в МЭС Центра. Это специфический вид проводных каналов, где в качестве среды передачи сигналов используются фазные провода и тросы воздушных или жилы и оболочки кабельных линий электропередачи. По ВЧ-каналам передаются все виды информации, необходимые для управления функционированием электросетевого комплекса МЭС Центра как в нормальных режимах, так и при аварийных ситуациях.
1597
Tаблица2
Волоконно-оптические линии связи ОАО «ФСК ЕЭС»
Сооружения До 2008 г. 2008 г. 2009 г. 2010 г. 2011 г. 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г. ИТОГО
Собственные ЛКС, км 4 500 2 495 7 690 6 220 6 600 4 290 3 140 3 900 3 200 42 G35 59 985
«Право прохода», км 5 350 6 500 5 200 900 17 95G
Объекты, шт. 90 51 241 178 249 131 107 112 111 127G
Рис. 4. Карта-схема опорной сети ВОЛС ОАО «ФСК ЕЭС»
Роль ВЧ-каналов для релейной защиты и противо-аварийной автоматики в электросетевых комплексах ПМЭС весьма значительна и обусловлена тем, что основными видами релейной защиты (РЗ) для ВЛ-110 кВ и выше являются ВЧ-защиты (дифференциально-фазные и дистанционные), составная часть которых -ВЧ-канал. Системы ВЧ-связи имеют достаточные надежность и эффективность при передаче сигналов РЗ и противоаварийной автоматики (ПА), но не обладают требуемой пропускной способностью для передачи данных АСУ ТП объекта (подстанции). Кроме того, они малопригодны для передачи речевых сигналов из-за воздействия помех от коронных разрядов, особенно в периоды повышенной влажности, гололеда и налипания снега. С учетом этого оптимальными при организации каналов сети связи нижнего уровня для систем диспетчерского и технологического управления, РЗ и ПА являются волоконно-оптические системы передачи с резервированием системами ВЧ-связи (для передачи сигналов РЗ и ПА).
ЕЦССЭ. Наряду с этим предприятия магистральных электрических сетей МЭС Центра своим составом также входят в Единую цифровую сеть связи энергетики - ЕЦССЭ - универсальную структурированную сеть связи, которая предназначена для обеспечения взаимодействия предприятий электроэнергетики на всех
уровнях иерархии управления с гарантированным качеством обмена всеми видами информации. В настоящее время это основная цифровая магистральная сеть, обеспечивающая соединение узлов связи, которая базируется на арендованных цифровых каналах связи. В перспективе сеть подлежит переключению на собственные ВОЛС с отказом от арендованных каналов [3].
ЕЦССЭ в МЭС Центра введена в эксплуатацию в 2005 г. (I и II этапы), в 2009 г. (III этап) и охватила: 9 предприятий магистральных электрических сетей; исполнительный аппарат МЭС Центра с обеспечением услуг телефонии, передачи данных и видеоконференцсвязи. Сеть спутниковой связи (ССС) обеспечивает связь с удаленными энергообъектами и служит для передачи диспетчерско-технологической информации и сбора информации автоматизированной информационно-измерительной системы коммерческого учета электроэнергии АИИС КУЭ. Система спутниковой связи по мере формирования опорно-транспортной сети связи на базе ВОЛС и фиксированных линий связи должна занять место резервной системы связи, обеспечивающей передачу согласованного минимума диспетчерско-технологической информации. Целевая архитектура ССС предусматривает размещение центральных «хабов» в региональных и окружных узлах связи и организацию каналов связи с подстанциями по «кусто-
1598
вому» принципу. Перевод спутниковых каналов связи МЭС Центра в статус резервных позволит существенно снизить затраты на их содержание [1, 3].
Телефонная связь МЭС Центра организуется на базе телефонной сети связи электроэнергетики, построенной по радиально-узловому принципу, и обеспечивает взаимодействие с технологической сетью ОАО «СО ЕЭС». На сети МЭС Центра задействованы учрежденческие производственные автоматические телефонные станции УПАТС различного типа: электромеханические и квазиэлектронные, электронные, цифровые и гибридные. Основным направлением модернизации телефонной сети связи в МЭС Центра является создание опорной коммутационной сети, а также внедрение цифровых УПАТС на объектах ПМЭС. Современная цифровая техника предполагает использование современных протоколов телефонной сигнализации, позволяющих реализовать надежную телефонную связь диспетчеров, дополнительные услуги и средства эффективного использования полосы пропускания канала связи, например, такие как голосовая компрессия [4].
Вопросы эксплуатации и повышения надежности. Исторически до начала формирования ЕТССЭ в ОАО РАО «ЕЭС России» и ОАО «ФСК ЕЭС» сеть связи в предприятиях магистральных электрических сетей (энергосистемах) была построена в основном с использованием аналогового оборудования связи с соответствующей системой организации эксплуатации. Эта система, в отличие от современных цифровых сетей, не предусматривает централизованного мониторинга и управления сетью. Особенности эксплуатации аналоговых систем связи также имеют существенные отличия от эксплуатации цифровых систем в части методики обслуживания и технологий предупреждения, раннего предупреждения, предотвращения аварийных ситуаций и методов организации резервирования [4].
Планы развития общей ЕТССЭ подразумевают в перспективе полную «цифровизацию» сети. Требования к показателям надежности сети обусловливают необходимость на этапе перехода к «цифре» обеспечивать функционирование как аналогового, так и цифрового сегментов с постепенным выводом из работы аналоговых систем связи. Это, в свою очередь, требует создания целостной системы управления ЕТССЭ и ее эксплуатации.
Первоочередные задачи ЕТССЭ в рамках МЭС Центра:
1. Для обеспечения надежности создаваемых цифровых систем связи требуется построение единой системы управления и обслуживания ЕТССЭ и выработка единой скоординированной технической и технологической политики.
2. Для сохранения надежности существующих средств диспетчерского технологического управления СДТУ и сети связи в переходный период необходимо обеспечение: ремонтно-эксплуатационного обслуживания действующих (старых) систем СДТУ и систем связи ЕТССЭ; планирования и сопровождения вывода из
эксплуатации устаревшего оборудования и систем; «бесшовного» перехода к цифровым системам связи.
3. Для повышения эффективности эксплуатационной деятельности и создания условий для реализации стратегических целей эксплуатационной политики ОАО «ФСК ЕЭС» в МЭС Центра определяются приоритетные направления: повышение эффективности эксплуатационной деятельности; разработка и пересмотр нормативно-технической документации; повышение квалификации персонала.
С целью достижения поставленных целей реализуются следующие задачи: проведение инвентаризации и классификации существующих сетевых ресурсов; создание эффективной системы контроля качества потребляемых услуг; формирование централизованной системы эксплуатации на основе мирового опыта и международных стандартов.
Последнее предполагает: организацию единой
службы мониторинга и диспетчеризации инцидентов; создание и внедрение единого каталога телекоммуникационных услуг; создание системы инвентаризации сетевых объектов и услуг; внедрение процессов поддержки актуального состояния сетевой информационной модели; создание единой системы планирования, формирования и обращения резервного фонда оборудования.
Таким образом, несмотря на то, что перечисленные задачи требуют нового уровня квалификации персонала и значительных инвестиций, реализация планов по созданию и эксплуатации Единой технологической сети связи электроэнергетики в рамках филиала ОАО «ФСК ЕЭС» - МЭС Центра позволит обеспечить устойчивое развитие его электросетевого комплекса в целом на годы вперед.
ЛИТЕРАТУРА
1. Родионов В.Н. Итоги и основные задачи развития ЕТССЭ и АСТУ на период 2012-2013 гг. Доклад начальника департамента развития систем связи ОАО «ФСК ЕЭС» на совещании ИТС и СС в МЭС Сибири. Новосибирск, 2012. 17 с.
2. Ли В.А. Информационно-технологические системы МЭС Центра. Доклад начальника службы ИТС филиала ОАО «ФСК ЕЭС» -МЭС Центра на совещании в ОАО «СО ЕЭС». М., 2009. 35 с.
3. Чичев С.И., Калинин В.Ф., Глинкин Е.И. Корпоративная интегрированная система управления распределительным электросетевым комплексом / Спектр. М., 2012. 228 с.
4. Чичев С.И. Идеология построения прикладных сетей связи в региональной сетевой компании // Вести высших учебных заведений Черноземья. ЛГТУ, 2011. № 2. С. 10-15.
Поступила в редакцию 16 июля 2012 г.
Chichyov S.I., Kalinin V.F., Glinkin E.I. ONE TECHNOLOGICAL COMMUNICATION NETWORK OF ENERGETICS WITHIN BRANCH OF JSC “UES FGC” - MEN CENTER
The one technological communication system of energy within the Magistrate Energetic Networks Center, its structure and major subsystems are considered.
Key words: communication system; structure; subsystem; energetics.
1599
