Благодаря компьютерным технологиям создаются условия для обучения, которые максимально приближены к реальным. В результате новичку можно доверить проведение корабля по неизвестной бухте, посадку самолета в различных аэропортах мира и управление сложными системами

С тренажерами обычно не связаны риски возникновения катастрофических последствий даже при грубых ошибках и сбоях в работе обучающихся. Это правило не касается тренажерного зала, построенного и оснащенного в Объединенном диспетчерском управлении (ОДУ) Северо-Запада, поскольку он будет выполнять функции не только учебного центра, но и основного диспетчерского зала, точнее полноценного его дублера.

На время реконструкции главного диспетчерского зала традиционные летние аварии в энергосистеме Северо-Запада будут предотвращаться в новом Центре тренажерной подготовки персонала

ОДУ СЗ является одним из семи ОДУ филиалов ОАО «Системный оператор — Центральное диспетчерское управление Единой энергетической системы», которое создано в июне 2002 года в рамках реформы электроэнергетики России. На это общество возложены задачи централизованного оперативно-технологического управления Единой энергетической системы страны, обеспечения ее надежного функционирования и развития. Также оно создает условия для эффективного функционирования рынка электроэнергии.

По словам Сергея Папафанасопуло, заместителя генерального директора филиала северо-западного ОДУ, во многом благодаря отлаженному централизованному диспетчерскому управлению в России не было аварий, подобных тем, которые случились в Америке и Западной Европе в 2003 году — с отключением потребителей на огромных территориях, потреблявших десятки тысяч мегаватт.

Зоны ответственности

Подразделения ОАО «Системный оператор-ЦДУ ЕЭС» не отвечают за обеспечение работоспособности вырабатывающего и передающего электроэнергию оборудования. Это зона ответственности собственников последнего. В случае необходимости проведения каких-либо ремонтов (плановых, аварийных) подразделения СО-ЦДУ ЕЭС получают соответствующие извещения и планируют режим работы сети, исходя из имеющегося в наличии оборудования.

Их информационные системы предоставляют оперативную (в режиме реального времени) информацию диспетчерам для анализа текущей ситуации с возможностью предотвращения возникновения аварии. При наступлении аварийной ситуации диспетчером эта информация используется для остановки развития аварии и ее ликвидации. Однако полностью исключить человеческий фактор невозможно. Особенно сейчас, когда в российских электросетях слишком велика доля физически изношенного оборудования.

Территории, которые обслуживают диспетчеры СО-ЦДУ ЕЭС, в основном совпадают с федеральными округами. ОДУ Северо-Запада осуществляет диспетчерское управление параллельной работой Кольской, Карельской, Ленинградской, Новгородской, Псковской, Коми, Калининградской и Архангельской энергосистем, а также электростанциями федерального уровня, находящимися на их территории. Общая численность персонала, занятого оперативно-диспетчерским управлением в регионе, составляет около 500 человек. Из них более 50 человек непосредственно обеспечивают непрерывное круглосуточное управление работой всего энергетического комплекса Северо-Западного региона.

Работа без склада

Особенность предприятий электроэнергетики в том, что весь выработанный ими продукт сразу же потребляется, поскольку хранить его невозможно. В зависимости от потребления энергии нужно изменять и ее выработку — поддерживать постоянный баланс между производством и потреблением электроэнергии. На необходимость поддержания и обеспечения так называемого нормального режима работы накладываются объективно существующие различные непредвиденные отклонения и события, которые могут быть причиной аварии. Задача диспетчера — самому не стать причиной аварийной ситуации (не допускать ошибок), предотвратить аварийную ситуацию (смотреть вперед), локализовать аварийную ситуацию — не дать ей развиться и максимально быстро ликвидировать, если она произошла.

Летом внештатные ситуации возникают из-за гроз, поросли под линиями, птичьих гнезд, снижения потребления и высокой температуры воздуха. Кроме того, летом проводятся основные ремонтные работы. Зимой другая проблема — существенно возрастает нагрузка в энергосистеме (1,5-2 раза). А в последние годы появилась новая особенность в управлении потоками энергии, связанная с внедрением и развитием рыночных отношений в энергетике (обеспечение и содействие в выполнении договорных отношений между поставщиками и потребителями энергии).

Работу диспетчеров энергосетей, по словам Папафанасопуло, по сложности и ответственности можно сравнить с работой авиадиспетчеров. Именно поэтому очень важна постоянная тренировка, которую обеспечивают создаваемые центры тренажерной подготовки персонала. Тренажеры этих центров полностью идентичны рабочим местам.

Полное дублирование

В числе первых подобный ЦТПП был создан в 2002 году в ОДУ Северного Кавказа. Следующий аналогичный проект завершен в конце 2004 года на Северо-Западе.

Уникальность северо-западного ЦТПП в том, что он построен не только для подготовки и тренировки диспетчеров ОДУ и РДУ. Из него диспетчерами будет осуществляться управление энергосистемой региона в период реконструкции главного диспетчерского зала, которую планируется провести летом 2005 года. Таким образом, тренажерный центр на время станет частью АСУТП.

СО-ЦДУ ЕЭС для создания ЦТПП на Северо-Западе в качестве генерального подрядчика выбрало московскую компанию «Оптима-интерграция», входящую в группу компаний «Оптима», которая уже осуществила аналогичный проект на Северном Кавказе. Одним из условий конкурса было привлечение петербургских субподрядчиков в целях сокращения стоимости проекта. Координатором проекта выступила петербургская компания «Новая энергия».

Модель создания ЦТПП была отработана в Пятигорске (в ОДУ Северного Кавказа), поэтому проект в Петербурге реализовывался без особых проблем и был завершен за год. Большую помощь в организации и сопровождении работ оказал заказчик в лице своего филиала — ОДУ Северо-Запада. Тренажерный центр был сдан в эксплуатацию в декабре 2004 года.

Поскольку ЦТПП предполагается в течение нескольких месяцев использовать в качестве главного диспетчерского зала, а в дальнейшем и в качестве полноценного его дублера, то требования к нему были особыми. Работа тренажера в случае какого-то сбоя или ошибки в проектировании без серьезных последствий регулируется, что невозможно в условиях реального управления энергосистемой. Необходимо было повысить надежность функционирования всей системы обработки и отображения информации. Кроме того, требовалось предоставить диспетчерам соответствующий реальным условиям функционал по выводу информации.

ПО для моделирования

На установку и настройку всего оборудования ЦТПП ушло около одного месяца. Необходимое для тренировок программное обеспечение уже имелось. Сотрудники ОДУ СЗ самостоятельно разрабатывали сценарии и математически описывали различные ситуации (в том числе аварийные), которые когда-либо возникали или могут возникнуть в энергосистеме. С помощью программы «Феникс» (разработчик — ЗАО «Монитор Электрик») моделировались процессы в электроэнергетической системе.

Для управления тренажерным процессом, настройки автоматизированных рабочих мест и открытия программы «Феникс» в автоматическом и ручном режимах используется программное обеспечение Apollo (от Barco). В систему управления Apollo входит модуль диагностики и контроля состояния видеостены, а также модуль сбора и отображения данных об эксплуатационных параметрах (число перезагрузок системы и видеокубов, время работы и даты замены ламп, сбои контроллера, температура в видеокубах).

Кроме того, имеется специальный программный модуль, позволяющий изменять яркость всей видео?стены, а также каждого куба по отдельности. Данную операцию можно осуществлять как в автоматическом режиме (по заранее подготовленному сценарию, который формируется с помощью Apollo, — определенная яркость экрана устанавливается в зависимости от времени суток), так и «вручную» по команде оператора.

Снова тренажер

После выполнения функции дублирования основного диспетчерского пункта тренажерный центр будет использоваться не только для обучения персонала ОДУ и РДУ Северо-Запада, но и для совместных тренировок со смежными энергетическими системами и зарубежными диспетчерскими центрами (в первую очередь Балтии, Белоруссии), с которыми связана энергосистема региона.

Целевая программа, принятая СО-ЦДУ ЕЭС, предполагает создание аналогичных ЦТПП во всех управлениях. На очереди — Средняя Волга.

Чтобы все было видно

Работу Центра тренажерной подготовки персонала ОДУ Северо-Запада обеспечивают следующие основные комплексы: система отображения информации, система диспетчерско-технологической связи, переговорный комплекс для двусторонней связи руководителей и диспетчеров, система видеоконференц-связи, активное оборудование для организации сегмента ЛВС ТЦ ОДУ Северо-Запада, структурированная кабельная система ЛВС и телефонии, автоматизированные рабочие места диспетчеров и руководителей, орг?техника. Четыре рабочих места находятся в помещении руководителей тренировки. В диспетчерском зале также четыре рабочих места, из которых три составляют одно целое с видеопроекционной стеной из шести видеокубов, а одно место предназначено для контроля тренировки.

С тем чтобы получить необходимое качество отображения информации, пришлось изучить оборудование для видеостены десяти производителей. Предпочтение было отдано бельгийской фирме Barco. Ее видеостена Barco CDG67-DL обеспечивает хорошую контрастность и светоотдачу. При этом все шесть кубов (3х2), из которых она состоит, воспринимаются как единый экран. Диагональ каждого дисплея составляет 67 дюймов, а общее разрешение — 3072х1536 точек. Помимо видеостены в состав системы отображения информации входят проекторы и графический контроллер EOS.

В разные области экрана возможен вывод приложений, запущенных со своих рабочих мест разными пользователями. В то же время всю площадь видео?стены может задействовать один пользователь. Пользовательские приложения запускаются на контроллере EOS Compact Windows 2000 System. Интерфейсом с проекционными кубами являются двухканальные цифровые карты вывода производства Barco, работающие по протоколу DVI. Система управления обеспечивает вывод информации из сетей на основе сетевого протокола TCP/IP. Вывод изображения от видеоисточника информации (система видеоконференц-связи, видеокамера, VHS- или DVD-проигрыватель) осуществляется в соответствии со стандартом Composite Video.

Для обеспечения резервирования ламп в серии проекторов OverView D применен механизм автоматической замены ламп при перегорании. Проекторы имеют двухламповый модуль с возможностью ручного и автоматического переключения на исправную лампу. Все компоненты системы отображения имеют либо высокое время наработки на отказ, либо горячее резервирование.

Узким местом оставался контроллер системы управления видеостеной. В связи с этим было принято решение об установке второго аналогичного устройства. В рамках отдельного проекта был внедрен оперативно-информационный комплекс СК-2003, предназначенный для обработки данных и отображения их на экранах с большим разрешением без искажения текстовой и графической информации.

Все компьютеры тренажерного центра объединяются в локальную сеть, для этого используется два 24-портовых 100-мегабайтных коммутатора Catalyst 3750. Рабочее место диспетчера подключено к обоим коммутаторам с целью обеспечить резервирование доступа к локальной сети.