История электротехники

К этому времени в ряде отечественных энергосистем (ЭЭС) и объединенных диспетчерских управлений (ОДУ), так же как и за рубежом, был накоплен опыт использования ЭВМ для долгосрочного и краткосрочного планирования режимов. На национальном диспетчерском центре (НДЦ) Англии и Уэльса, а также на диспетчерских центрах (ДЦ) двух энергообъединений (ЭО) США («Пенсильвания — Нью Джерси — Мериленд» и штата Мичиган), работающих в реальном времени (РВ) ЭВМ осуществляли функции оперативного управления по сбору, обработке и отображению информации (SCADA — System Control and Data Acquisition). Определим их, как первую очередь АСДУ. Одновременно те же ЭВМ осуществляли автоматическое регулирование частоты и активной мощности (АРЧМ).

В те годы внимание зарубежных (да и отечественных) специалистов к проблемам совершенствования средств и методов диспетчерского управления крупными ЭО резко усилилось в связи с происшедшей в конце 1965 г. в северо-восточных штатах США и юго-восточной части Канады катастрофой, названной в свое время «аварией века». Она вызвала погашение соответствующего ЭО и прекращение на длительный срок электроснабжения потребителей на огромной территории с населением около 30 млн. человек. Ущерб составил более 2 млрд. долл.

В нашей стране инициатива в постановке вопроса о создании АСДУ как важнейшего средства повышения надежности и эффективности функционирования Единой энергосистемы (ЕЭС) принадлежит Сибирскому энергетическому институту (Л.А. Мелентьев и Ю.Н. Руденко), Московскому энергетическому институту (В.А. Веников), институту «Энергосетьпроект» (Д.А. Кучкин, Б.А. Федоров). Концепция АСДУ была развита в работах Центрального диспетчерского управления (ЦДУ) ЕЭС (С.А. Совалов, В.А. Семенов, Г.А. Черня), ВНИИЭ (В.М. Горн-штейн, Е.В. Цветков, М.Г. Гутсон и др.), ИЭД АН Украины (Л.В. Цукерник и др.), Института электронных управляющих машин (ИНЭУМ) (B.C. Шаханов) и ряда других организаций.

В 1971 г. в ЦДУ ЕЭС и во всех 10 ОДУ эксплуатировались восемь ЭВМ второго поколения типов БЭСМ-4 и М-220, которые использовались для расчетов нормальных, утяжеленных и аварийных режимов по весьма упрощенным моделям, а также для расчета установок релейных защит (РЗ) и автоматической частотной разгрузки (АЧР).

Активизировалась разработка математических методов и программ, обеспечивающих решение задач прогнозирования, оптимизации режимов и надежности энергосистем и энергообъединений. В разработке принимали участие представители научно-исследовательских институтов, в том числе академических и проектных организаций (В.Н. Авраменко, В.А. Баринов, М.Х. Валдма, Н.И. Воропай, А.З. Гамм, В.М. Горнштейн, Б.И. Иофьев, Н.А. Качанова, Л.А. Крумм, Ю.Н. Руденко, Ф.И. Синьчугов, Е.В. Цветков, Л.В. Цукерник и др.).

Первые мини-ЭВМ типа «Видеотон-1010Б» венгерского производства, предназначенные для работы в РВ, были установлены в ЦДУ ЕЭС и двух ОДУ (Северо-запада и Урала) в 1973 г. Началось оснащение энергосистем ЭВМ второго поколения, которые к этому времени были установлены в 16 ЭЭС. На этих ЭВМ, так же как на ЭВМ, установленных в ЦДУ ЕЭС и ОДУ, внедрялись типовые комплексы программ, разрабатываемых ВНИИЭ, ИЭД АН УССР, а также другими организациями.

В 1974 г. в ЦДУ ЕЭС были внедрены оперативный комплекс программ и специальные средства телекоммуникации, позволившие трем ЭЭС Центра осуществлять оперативные расчеты потокораспределения с помощью ЭВМ М-220, установленной в ЦДУ ЕЭС. В том же году в ЦДУ ЕЭС была внедрена в эксплуатацию первая универсальная ЭВМ третьего поколения типа ЕС-1030.

Программой совершенствования системы диспетчерского управления предусматривалось сооружение центрального и девяти зональных управляющих вычислительных центров (ЗУВЦ), оснащенных современными средствами вычислительной техники, сбора и обработки информации. Эти ЗУВЦ, в состав которых входили и ДЦ соответствующих ОДУ, были призваны координировать деятельность по внедрению новых технических средств и программного обеспечения в регионах.

Первый ЗУВЦ (ОЭС Северо-запада) вступил в строй в 1975 г. В том же году были приняты в эксплуатацию первые очереди АСДУ ЦДУ ЕЭС и четырех ОДУ (Урала, Юга, Северо-запада и Казахстана). На этих объектах был освоен полный комплекс программ расчетов долгосрочных и краткосрочных режимов и введены в эксплуатацию мини-ЭВМ, реализующие в ограниченном объеме набор функций, аналогичный тому, который в зарубежных системах именуется термином SCADA. В двух ОДУ (Урала и Северо-запада) на базе мини-ЭВМ «Видеотон-1010Б» были внедрены в эксплуатацию упрощенные системы АРЧМ. Продолжалось оснащение ЭВМ второго поколения на ЭЭС, где они использовались для решения задач АСДУ и задач организационно-экономического управления. Общее число таких ЭЭС достигло 27. Разворачивалось освоение ЭВМ третьего поколения.

В 1976 г. был сдан в эксплуатацию новый ДЦ ЦДУ ЕЭС, а в 1978 г. ЗУВЦ ОЭС Урала.

В течение 80-х годов продолжалась работа по вводу в эксплуатацию ЗУВЦ: Средней Волги (1981 г.), Северного Кавказа (1987 г.), Закавказья (1988 г.), Украины (1989 г.). Все ЗУВЦ оснащались ЭВМ третьего поколения. В то же время развернулась широкая работа по сооружению новых и модернизации действующих ДЦ ЭЭС.

Таким образом, в 80-е годы начался второй этап создания АСДУ в ЕЭС, характеризующийся существенным совершенствованием средств диспетчерского управления на базе ЭВМ третьего поколения, дисплеев, средств отображения информации общего пользования (режимных щитов, информационных табло и др.), новых комплексов телемеханики.

В работы по созданию ЗУВЦ, оснащению их техническими средствами сбора, обработки и отображения информации большой вклад внесли В.И. Бердников, Ю.А. Вихорев, И.И. Вовченко, И.Я. Зейдманис, Н.Д. Кузнецов, УК. Курбангалиев, В.Г. Орнов, Е.И. Петряев, Г.А. Черня и др.

Центральной частью АСДУ стал оперативный информационно-управляющий комплекс (ОИУК), предназначенный для решения всех задач долгосрочного и краткосрочного планирования режимов оперативного и автоматического управления (за рубежом этот комплекс программ называется Energy Management System — EMS). В состав ОИУК входят четыре ЭВМ (две мини и две универсальные), образующие две подсистемы: информационно-управляющую (ИУП) и информационно-вычислительную (ИВП). Подсистема ИУП обеспечивает автоматический сбор и обработку оперативной информации, управление средствами ее отображения, выполнение сравнительно несложных оперативных расчетов, а также функции автоматического управления. Для реализации последних функций ИУП обычно дополняется еще двумя мини-ЭВМ или специальными ЭВМ повышенной надежности. При этом, по сути дела, происходит разделение ИУП на две информационно связанные подсистемы: информационную и управляющую. Реализуемая с помощью мини-ЭВМ ИУП оснащена соответствующими устройствами связи с объектом (ЭЭС).

Подсистема ИВП обеспечивает выполнение оперативных и плановых краткосрочных расчетов по планированию и анализу режимов, выбору установок РЗА. Подсистема строится на базе универсальных ЭВМ средней или большой производительности, позволяющих создавать необходимые архивы данных. Между подсистемами осуществляется обмен массивами информации.

Развитие АСДУ, усложнение функций диспетчерского управления потребовали значительного увеличения объема телемеханической информации: число телеизмерений, поступающих на ДЦ высших уровней управления (ЭЭС, ОДУ, ЦДУ ЕЭС), достигло 500–1000, а телесигналов — 500–1500. Это потребовало модернизации систем телемеханики на основе адаптивных методов передачи информации и центральных программируемых приемопередающих станций (ЦППС), выполненных на базе микроЭВМ типа RPT венгерского производства.

Эти ЦППС обладают следующими возможностями, отличающими их от традиционных приемных устройств телемеханики: взаимодействия с устройствами контролируемых пунктов и другими ЦППС различных типов (благодаря наличию перепрограммируемых канальных адаптеров); адаптивной ретрансляции информации на аналогичный и другие уровни управления без применения специальных ретранслирующих устройств; передачи цифробуквенной информации; подключения цифровых приборов, а также мнемосхемы диспетчерских щитов; простого сопряжения с ЭВМ ОИУК.

Эта работа проводилась совместно со специалистами фирмы «Видеотон» (Венгрия) при активном участии специалистов ВНИИЭ и ЦДУ В.А. Забегалова, В.И. Кочкарева, Г.П. Кутлера, В.Г. Орнова.

Для отображения информации в ОИУК использовались псевдографические, а в отдельных случаях и графические цветные дисплеи. Управление средствами отображения информации коллективного пользования осуществлялось от мини-ЭВМ ОИУК через специальную микроЭВМ.

В качестве средств отображения информации коллективного пользования наряду с традиционными диспетчерскими щитами, оснащенными новыми цифровыми приборами, применяются: информационные табло, режимные щиты с представлением обобщенных показателей режима для ОЭС (ЭЭС) и др.