Сетевой журнал: галерея ИТ-проектов

“Микротест”: энергосбережение для российских железных дорог

На долю ОАО “РЖД” приходится около 6% общероссийского потребления электроэнергии. Задачи ее учета и экономного расходования встали перед российской железной дорогой практически сразу, как только отрасль была электрифицирована. Но особую остроту они приобрели с приходом в экономику страны рыночных отношений

Внедрение автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) на железной дороге началось в конце 90-х годов. Система должна была обеспечить необходимые условия для выхода МПС РФ на оптовый рынок электроэнергии. Поскольку около 60% платежей за электроэнергию в отрасли приходится на оплату питания контактной сети, т.е. тяги подвижного состава, то вполне понятно, почему в начале 2003 года в тогдашнем МПС РФ был поднят вопрос более точного учета электроэнергии, потребляемой на объектах, отвечающих именно за этот вид электропотребления. Суть задачи состояла в том, чтобы обеспечить условия для планирования и закупки строго необходимого количества электроэнергии на Федеральном оптовом рынке электроэнергии (мощности) (ФОРЭМ), где один киловатт-час стоит всего 52 копейки против 83 копеек (в среднем) по электроэнергетической отрасли.

Чтобы оптимизировать затраты электроэнергии, расходуемой на тягу подвижного состава, в марте 2003 года в МПС был начат проект, основными направлениями которого были объявлены:

  • установка на тяговых подстанциях оборудования, выполняющего сбор первичных данных для учета съема электроэнергии;
  • построение сетевой инфраструктуры, обеспечивающей передачу информации с первичного оборудования;
  • разработка программного обеспечения для сбора, обработки и визуализации информации, необходимой для контроля энергопотребления.

    За обеспечение электрической энергией ОАО “РЖД” отвечает его подразделение “Энергосбыт”. Ему и было поручено вести проект. Возглавил работы один из вице-президентов РЖД Валентин Гапанович. Высокий ранг руководителя и его деловые качества облегчили успех всех стадий проекта.

    Компания “Микротест”, которая специализируется на проектировании сетей связи и разработке инфраструктуры информационных систем, и ОАО “РЖД” имеют давние деловые отношения: начиная с 1998 года “Микротест” участвовала в строительстве сети передачи данных Министерства путей сообщения РФ. Опыт партнерства предопределил привлечение компании к участию в новом проекте заказчика (который к тому времени был преобразован в ОАО “РЖД”) для выполнения задачи объединения тяговых подстанций в единую информационную систему и обеспечения доступа к ним для сбора и учета необходимой информации.

    Сложность выполнения поставленной задачи заключалась прежде всего в территориальных масштабах: в хозяйстве РЖД насчитывается 1400 тяговых подстанций, распределенных вдоль железнодорожных линий на тысячи километров по всей стране от Дальнего Востока до Калининграда. Специалисты “Микротеста” должны были обследовать каждую подстанцию, чтобы проконтролировать наличие физической кабельной связи и ее качество и на основе полученных результатов спроектировать узлы сбора первичных данных и способы подключения их к вышестоящим узлам связи.

    К работам был привлечен головной НИИ информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте (ВНИИАС), который на стадии идейной проработки проекта возглавил координационный совет, куда вошла группа экспертов и администраторов от заказчика и исполнителей. Совет сосредоточился на разработке технических требований к сетевой инфраструктуре. На это ушло около четырех месяцев. За это же время в “Микротесте” были проведены стендовые испытания: на имитаторе тяговой подстанции испытывали образцы первичного оборудования, изготовленные разными производителями, и обосновывались технические требования к аппаратуре. Поскольку серверные программы и ПО обработки учетной информации накладывали свои требования к пропускной способности сети, к этой стадии проекта были привлечены и остальные компании-исполнители. Создание необходимого программного обеспечения и установка электросчетчиков на тяговых подстанциях было поручено компании “Энероаудитконтроль”. Поскольку проект имел четкую коммерческую направленность, выражающуюся в снижении затрат на электропитание контактной сети, в технические требования была введена также и экономическая часть.

    К середине 2003 года технические требования к проекту были разработаны и утверждены В. Гапановичем, а “Микротест” приступил к полевым испытаниям, которые проводились на Московской железной дороге. Для этого на нескольких тяговых подстанциях поочередно устанавливали коммуникационное оборудование разных производителей, из которого в дальнейшем надлежало собирать блок, поддерживающий связь на “последней миле”. По результатам испытаний в качестве одного из самых важных устройств блока был выбран модем российского производителя – ЗАО “Научно-технический центр НАТЕКС”, который по параметру “цена/качество” оказался наиболее близким к прописанному в технических требованиях. Чтобы полностью соответствовать требованиям заказчика, “НАТЕКСу” пришлось провести его доработку.

    Силами “Микротеста” и субподрядчиков был разработан и изготовлен блок
    Рисунок 1. Структура блока связи АСКУЭ (85 Kb)
    связи с требуемыми характеристиками (рис. 1). Он состоял из маршрутизатора производства Cisco, модема НАТЕКСа и источника бесперебойного питания APC. Вместе с “НТЦ НАТЕКС” сотрудникам “Микротеста” пришлось провести серьезные исследования, чтобы обеспечить надежную работоспособность оборудования в условиях эксплуатации, диктуемых заказчиком: климатическая обстановка на тяговых подстанциях, проблемы с вентиляцией и пылезащищенностью, электромагнитные наводки предъявляли к устройству самые серьезные требования. Далеко не всякое оборудование в состоянии выдержать их, ведь некоторым блокам предстояло работать полностью автономно, без участия операторов.

    Изначально заказчик объявил, что средств на доработку кабельной инфраструктуры в рамках проекта не выделяется: предполагалось использовать имеющиеся кабельные возможности действующей СПД. Это усложнило работы на этапе проектирования и отразилось на выборе подходящих технологических решений. Основные трудности заключались в низком качестве связи на “последней миле”, поскольку зачастую на подстанциях используются кабели, проложенные еще в 60-е годы прошлого века. При отладке связи это потребовало дополнительных усилий и времени. Длина “последней мили” для объектов АСКУЭ в основном составляла 2 км. Однако для некоторых подстанций она достигала 30 км, а на таких расстояниях модемы НАТЕКСа не работают. В этих редких случаях были установлены GSM-модемы для связи через сотовых операторов, хотя были идеи использовать спутниковую связь. На некоторых участках “Микротест” все же потребовал заменить кабели, поскольку полностью маршрутизировать сложную систему на кабельном хозяйстве, выполненном по старым технологиям, оказалось невозможно, и там было проложено оптоволокно. Результирующие предложения “Микротеста” и субподрядчиков с упором на максимальное выжимание возможностей из уже существующей сетевой инфраструктуры были признаны оптимальными.

    По требованиям заказчика устанавливаемые на тяговых подстанциях комплексы в перспективе должны уметь снимать данные не только о количестве потребленной энергии на “низкой”, выходной питающей стороне, но и о ее качестве, потерях и некоторых других учетных показателях. Оборудование НАТЕКСа было доработано и в этой части, чтобы в дальнейшем можно было подключить к АСКУЭ считывающие такую контрольную информацию устройства. Однако конкретно в проекте вопрос модернизации управления тяговыми подстанциями не стоял, поскольку ранее смонтированное там аналоговое оборудование на сегодняшний день вполне справляется с действующими требованиями к управлению подстанциями.

    После подведения итогов испытаний стали окончательно понятны комплексные требования, на основании которых были разработаны типовые решения. Исполнители вышли к руководству заказчика с предложением начать этап проектирования АСКУЭ на объектах. По планам это должны были быть железные дороги европейской части страны.

    Основная сложность дальнейших работ заключалась в том, чтобы физически
    Проект построения автоматизированных систем сбора и учета данных о потреблении электроэнеhргии подобного масштаба для России первый, но отнюдь не последний, поскольку в нашей стране работает несколько гигантских системообразующих структур, для которых проблемы энергосбережения столь же актуальны. По оптимистическим оценкам ОАО “РЖД” он должен принести запланированные выгоды и послужить положительным примером для новых заказчиков

    пройти по всем тяговым подстанциям, промерить расстояния до создаваемых узлов АСКУЭ, проверить качество имеющихся кабелей на соответствие требованиям новой системы. Предстояло собрать данные о типе проложенных к тяговым подстанциям кабелей, убедиться в наличии свободных жил практически на всей сети железных дорог. Эта работа началась в конце 2003 года и продолжалась до марта 2004-го, и только затем началось первое проектирование системы в европейской части РАО “РЖД”. До окончания 2004 года “Микротесту” удалось поставить заказчику оборудование, полностью смонтировать и запустить его на подстанциях Приволжской ЖД, а на подстанциях Северной, Юго-Восточной, Октябрьской, Московской, Горьковской и Куйбышевской ЖД это было сделано на 70–90%.

    Проект был большой, а сроки жесткими, и заказчик контролировал их строго. Временные границы работ были продиктованы предварительно сверстанными в ОАО “РЖД” планами аттестации объектов для выхода на оптовый рынок электроэнергии ФОРЭМ. После аттестации данные об энергопотреблении подстанций с серверов учета информации, поступающие через промежуточные агрегирующие серверы на центральный сервер в ГВЦ (рис.2), предполагается использовать для планирования энергопотребления тяговых подстанций на сутки вперед. На основе этого планирования будут составляться оптимизированные заявки на суточные закупки электроэнергии на ФОРЭМе. На сегодняшний день некоторые подстанции не соответствуют требованиям учета электроэнергии, предъявляемым ФОРЭМом. После их доведения до необходимого технического состояния можно будет производить съем информации в должном виде и предоставлять ее по правилам, которые диктует этот рынок.

    Поставщики электроэнергии требуют от РЖД прямого доступа к серверам первичных данных тяговых подстанций. В связи с этим “Микротест” получил от ОАО “РЖД” заказ на исследование возможностей подключения этих серверов к СПД напрямую. Технические предложения уже готовы, но экономические расчеты показывают, что это потребует больших денежных затрат. Результаты исследований “Микротеста” доложены заказчику на уровне вице-президента компании. Опираясь на них, ОАО “РЖД” готовит обращение к РАО “ЕЭС” с просьбой изменить требования к участию РЖД в работе ФОРЭМа, поскольку технически выполнить предъявляемые требования несложно, но вкладывать средства в соответствующие разработки представляется нецелесообразным. Со стороны РЖД было сделано предложение заинтересованным партнерам по ФОРЭМу обращаться непосредственно на центральный сервер ГВЦ ОАО “РЖД” и выбирать нужные данные оттуда. Там консолидируется информация по всем тяговым подстанциям с необходимым разнесением по объектам и по временной шкале вплоть до суток.

    На сегодняшний день проект перешагнул за Урал, где начался первый этап поставки оборудования для развития АСКУЭ в рамках проекта. В европейской части система уже построена, оттестирована и готова (с учетом изложенного выше) обслуживать выход заказчика на рынок свободной электроэнергии. Дело за аттестацией объектов заказчика. По планам переговоры между ОАО “РЖД” и РАО “ЕЭС”, касающиеся работы РЖД на ФОРЭМе, должны завершиться в конце нынешнего года, и тогда РЖД начнет там закупки электроэнергии для прошедших сертификацию тяговых подстанций.

    От “Микротеста” в проекте было постоянно занято десять специалистов. К этой работе “Микротест” привлек еще четырнадцать компаний – своих партнеров. На себя подрядчик взял разработку технического проекта, опираясь на который, субподрядчики выполнили рабочие проекты на порученных им объектах заказчика. Средняя длительность проектирования по каждой железной дороге составила четыре месяца. Всего над этой задачей трудилось около 80 проектировщиков. Монтажные работы на одной тяговой подстанции занимали около двух дней, а общий срок монтажных работ был ограничен тремя месяцами.

    Проект построения автоматизированных систем сбора и учета потребления электроэнергии подобного масштаба для России первый, но отнюдь не последний: в нашей стране работает несколько гигантских системообразующих структур, для которых проблемы энергосбережения столь же актуальны, как и для ОАО “РЖД”. По оптимистическим оценкам, система должна приносить запланированные выгоды и послужить положительным примером для новых заказчиков.

    Для “Российских железных дорог” проект проявился еще и
    Компания “Микротест”, которая специализируется на проектировании и создании сетей связи и разработке инфраструктуры информационных систем, и ОАО “РЖД” имеют давние деловые отношения: начиная с1998 года “Микротест” участвовала в строительстве сети передачи данных (СПД) Министерства путей сообщения РФ. Опыт партнерства предопределил привлечение “Микротеста” к участию в новом проекте, в котором предстояло объединить тяговые электроподстанции заказчика в единую информационную систему сбора и учета данных об энергопотреблении на объектах в целях ее коммерческого использования
    дополнительным, незапланированным выигрышем. Когда на близлежащих железнодорожных станциях строились узлы связи для тяговых подстанций, одновременно формировались условия для подключения этих объектов к таким важным бизнес-приложениям заказчика, как системы ЭТРАН, ЕК АСУФР, АСУ ГП и АСУ “Экспресс”. Таким образом, расширение ИТ-инфраструктуры, выполненное в рамках проекта, обеспечило возможность подтянуть общий уровень автоматизации на объектах заказчика.

    Эксплуатацией и поддержкой АСКУЭ занимается служба связи ОАО “РЖД”. После передачи заказчику документации на оборудование НАТЕКСа принципиальных трудностей это не вызывает, поскольку остальные использованные в проекте технологии и решения уже известны специалистам заказчика по совместной работе с “Микротестом” над построением СПД ОАО “РЖД”. Обучение операторов, поддерживающих созданное и установленное в рамках проекта заказное ПО, организовано разработавшими его компаниями.

    В этом году работы по проекту практически полностью завершаются, и только в малой части, связанной с модернизацией каналов связи (а не с непосредственными задачами построения АСКУЭ), переходят на 2006-й год. Что касается участия в проекте “Микротеста” и его партнеров, то они уложились в установленные заказчиком жесткие сроки и бюджет, в полном объеме выполнив поставленные задачи.

  • сетевой форум
    поиск
    подписка на журнал
    о сетевом