 |
Автоматизация управления электроснабжением, которой сейчас активно занимаются энергоснабжающие организации, требует обоснованного выбора каналов связи, по которым будет осуществляться передача данных. Наш журнал неоднократно обращался к этой теме (материалы можно найти на сайте www.news.elteh.ru). Сегодня своим опытом делятся Петербургские специалисты.
КАНАЛЫ СВЯЗИ ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ДОСТОИНСТВА РАДИОКАНАЛОВ
|
Александр Шашкин, доцент, к.т.н.,
Алексей Катушкин,
Владимир Копылов,
Александр Лисенков, инженеры, ООО «РИСКОМ», г. Санкт-Петербург
|
СТРУКТУРА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ОАО «ПЕТРОДВОРЦОВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ»
Проектирование автоматизированных систем диспетчерского управления электрических сетей неизбежно связано с выбором каналов связи диспетчерского пункта с пространственно-распределенными оконечными пунктами. При этом в качестве каналов связи могут рассматриваться:
- радиоканалы сотовых систем;
- радиоканалы транковых сетей общего пользования;
- радиоканалы транковых сетей предприятия;
- оптоволоконные каналы связи;
- проводные арендуемые каналы связи, проводные каналы связи предприятия;
- каналы связи по линиям энергосетей.
Кроме того, могут быть созданы структуры радиосвязи на основе существующих сетей связи предприятия.
Ниже приводится обоснование выбора каналов связи диспетчерского управления применительно к «Петродворцовым электрическим сетям».
ОАО «Петродворцовые электрические сети» (ПЭС) включает в себя распределительные сети 10(6)/0,4 кВ четырех районов Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Управление сетями всего предприятия осуществляется из единого диспетчерского пункта (ДП).
Проблемы выбора каналов связи для ОАО «Петродворцовые электрические сети» являются, на наш взгляд, типичными для подобных энергоснабжающих организаций.
АСУ диспетчерского пункта
АСУ ДП – одна из информационных составляющих АСУ ОАО «ПЭС». Вычислительные средства АСУ ДП связаны внутри здания с АСУ предприятия проводными, относительно короткими, линиями связи.
Подсистемы АСУ ДП:
- «Свет» – подсистема управления киосками уличного освещения;
- «Телемеханика РП» – подсистема управления распределительными подстанциями, а также приема из этих пунктов сообщений телесигнализации и телеизмерений;
- «Связь с МО» – подсистема связи ДП с мобильными объектами – дежурными машинами;
- «Навигатор» – подсистема определения местоположения и отображения на карте компьютера диспетчера местоположения дежурных машин.
Общим для всех каналов связи АСУ диспетчера является относительно малая информационная емкость передаваемых по каналам связи подсистем сообщений («Свет» – 10 байт; «Телемеханика РП» – 49 байт; «Навигатор» – 16 байт). Применение в этом случае оптоволоконных каналов связи нецелесообразно как по техническим, так и по экономическим характеристикам (мощные по информативности каналы связи требуют очень дорогого оборудования).
Использование проводных линий весьма нежелательно. Арендуемые проводные линии, как правило, ненадежны и дороги, создание собственных также связано со значительными финансовыми затратами (в первую очередь на проведение земляных работ).
Применение транковых систем общего пользования тоже не обеспечивает требуемые характеристики надежности связи (типичный пример – негативный опыт их использования для связи городских такси). Создание же транковой сети связи предприятия, объединяющей все подсистемы АСУ, требует достаточно больших первоначальных финансовых вложений, окупаемость которых проблематична.
Использование существующих сетей радиосвязи предприятия (выполнение комплексирования существующих сетей) либо создание новых аналогичных сетей радиосвязи радиально-зонального типа для целей АСУ диспетчера приемлемо как в отношении технических возможностей (скорость передачи данных 1,2 – 2,4 – 4,8 кбит/сек), так и в плане экономических затрат. Такая связь более мобильна, организация каналов не ведет к значительным потерям времени.
Применение современных методов борьбы с помехами [1] радиолиний и исключение сбоев в принятых сообщениях, а также введение дублирования каналов радиосвязи делают использование радиоканалов более надежным средством связи по сравнению с проводными (вероятность ошибки передачи сообщений телесигнализации и телеизмерений не более 10–6, а телеуправления не более 10–10).
Создание каналов связи на базе линий энергосетей является также весьма привлекательным направлением: отсутствует необходимость земляных работ, инфраструктура весьма распространена [2].
Рассмотрим далее выбор каналов связи для каждой из подсистем более детально.
Подсистема «Свет»
Система телемеханики уличного освещения «Свет» предназначена для обеспечения централизованного оперативного включения и отключения уличного освещения в соответствии с утвержденным расписанием горения ламп. Система настраивается диспетчером и производит автоматические переключения во всех районах и отдельных контролируемых киосках уличного освещения (КУО).
ДП связан радиоканалом с более чем тридцатью киосками уличного освещения. Обращение к каналам связи эпизодическое, определенное сменой режимов освещения (вечернее, ночное, выключено). КУО также инициируют передачу сообщений в случае довольно редких аварийных ситуаций. Занятость канала связи в этой системе низкая, и поэтому передачу сообщений этой подсистемы можно осуществлять посредством каналов связи с мобильными объектами, т.е. комплексным использованием одного радиоканала двумя подсистемами: подсистемой «Свет» и подсистемой «Связь с МО».
Применение в подсистеме «Свет» каналов связи по линиям энергосистем нецелесообразно в силу того, что система освещения использует воздушные линии энергопитания, более подверженные действию различных факторов: обрывы проводов, нестационарные наводки, отключения.
Поскольку зона покрытия телемеханики уличного освещения превышает зону покрытия радиосвязи, связь удаленных пунктов осуществляется с ретрансляцией. Это позволяет уменьшить влияние дестабилизирующих факторов на достоверность передачи сообщений. Диапазон радиоволн, используемый в этом случае, – 30–50 МГц, весьма подвержен влияниям сезонных изменений атмосферы [3]. Кроме того, используемую радиочастоту применяют для мобильной связи и другие предприятия в зоне радиослышимости. Однако применяемые коды и резервные каналы связи обеспечивают необходимую надежность передачи данных. Правильность такого использования радиоканала подтверждена более чем 10-летним сроком эксплуатации.
Подсистема «Телемеханика РП»
Система телемеханики распределительных подстанций предназначена для оперативного управления и контроля состояния электрических подстанций. Канал связи такой подсистемы осуществляет периодическое обновление информации о состоянии объекта, о параметрах контролируемых цепей.
Время доступа к каналу связи в подсистеме «Телемеханика РП» должно быть порядка секунды. В такой ситуации комплексное использование канала связи не представляется возможным. Кроме того, условия прохождения радиосигнала должны быть стабильными.
Это приводит к необходимости использования диапазона радиоволн, не подверженного заметному влиянию сезонных и суточных состояний атмосферы. В качестве такого диапазона радиоволн можно использовать диапазон отведенных для связи радиоволн не ниже 150 МГц. Используемая предприятием «ПЭС» радиочастота в этой подсистеме – 400 МГц. Опыт ее применения подтверждает изложенные выше предположения.
Кроме того, система телемеханики распределительных подстанций должна быть связана с трансформаторными подстанциями каналами связи для получения данных об учете потребления электроэнергии. Энергетические линии между распределительными и транформаторными подстанциями обычно выполнены кабелями напряжением 10(6) кВ. На основе этих энергетических линий целесообразно создать каналы связи для получения данных об учете потребления электроэнергии [4, 5].
Подсистема «Навигатор»
Задача подсистемы – контроль местоположения мобильных средств предприятия. Мобильные средства оснащены датчиками GPS, устройствами согласования датчиков с бортовой радиостанцией. По запросу из ДП информация о местоположении мобильного средства с выхода датчика передается посредством радиостанции мобильного объекта на ДП и отображается на электронной карте. Информативность сообщения о местоположении составляет 16 байт (4 байта – синхронизация, 2 байта – адрес, 8 байт – данные, 2 байта – контрольная сумма), время передачи 0,2–0,3 сек. Передача этой информации носит эпизодический характер, поэтому без проблем совмещается с передачей сообщений связи мобильных объектов.
Подсистема «Связь с МО»
Задачей данной подсистемы является обеспечение связи с оперативными выездными бригадами районных сетей и мобильными испытательными лабораториями.
Связь осуществляется на радиочастоте в диапазоне 30–50 МГц. Изменение условий распространения радиоволн несущественно сказывается на качестве радиосвязи. Не влияет на качество также совместная передача сообщений управления освещением и навигации.
Таким образом, для обеспечения производственной связи АСУ ДП достаточно двух радиочастот, одна из которых используется в комплексе различными подсистемами АСУ. Использование энерголиний для контроля потребления энергии требует лишь начальных затрат на приобретение оборудования.
Литература
- Федоров А.М. Достоверная передача информации по линиям связи //Сети. – 1995. – N 7. – С.18-26.
- Подгурский Ю., Заборовский В. Технологии и компоненты передачи данных по линиям электропитания //Сети. – 1999. – N 10. – С. 38-47. http://www.networld.ru
- Ли У. Техника подвижных систем связи. – М.: Радио и связь, 1985.
- Катушкин А.В., Копылов В.В., Лисенков А.В., Шашкин А.К. Системы контроля объектов энергопотребления с гибкой архитектурой // Известия СПб ГЭТУ «ЛЭТИ». Сер. Радиоэлектроника и телекоммуникации. Вып. 1. – 2003. – С. 45-48.
- Катушкин А.В., Копылов В.В., Лисенков А.В., Шашкин А.К. К вопросу о помехах в линиях энергетических сетей //Известия СПб ГЭТУ «ЛЭТИ». Сер. Радиоэлектроника и телекоммуникации. Вып. 1. – 2003. – С. 48-52.
| 
|
