Бизнес-кейс компании Viola на примере решения для компании ESB

Решение компании Viola для удаленного управления реклоузерами и выключателями повышает надежность, снижает затраты на эксплуатацию и помогает  соблюдать тербования регулятора.  

Компаний ESB - независимый поставщик электроэнергии в Ирландии. ESB обслуживает около 1.7 млн. абонентов и их сеть передачи протяженностью более 160 000 км. простирается на площади более чем 70000 кв.км.

Сеть включает в себя подстанции, воздушные и подземные линии, которые используются, чтобы обеспечить энергией 2 млн. Ирландских домохозяйств, коммерческих и промышленных абонентов. В зону ответственности ESB входит строительство и управление всеми подстанциями, сетевой инфраструктурой в стране.

Рост потребления электроэнергии требует модернизации сетей 

Ирландия является одним из быстрорастущих рынков электроэнергетики в развивающимся мире. Средний ежегодный ростэнергопотребления составлял 5.2 % и был самым большим в европейском союзе. В связи с растущим спросом на энергоресурсы и новыми требованиями регулятора к качеству электрической энергии и времени простоя сети, ESB инициировало в 2001 году проект реновации всех линий передач и распределительных сетей в Ирландии. Это был крупнейший проект в Европе из когда-либо реализованных, суммарные затраты планировались на уровне 6 миллиардов евро. 

Автоматизация удаленных объектов - реклоузеров и подстанций, выполненная компанией Viola была частью этого проекта.  

Связь с удаленными объектами как ключевая проблема 

Сеть ESB имеет большое количество объектов, разбросанных по всей стране и за счет непростого местоположения отдельных из них эксплуатационному персоналу могло потребоваться более 2 часов, чтобы обнаружить вышедший из строя объект. 

Обнаружение неисправности и эксплуатация обходились слишком дорого, ESB приняла решение, что реклоузеры должны управляться удаленно из центральной системы. Было принято решение оборудовать эти устройства и разъединители решением, которое позволит осуществлять мониторинг и управлять ими автоматически из центров управления сетями, расположенными в Дублине и Корке. 

Реклоузеры и разъединители играют важную роль в управлении временем простоя сети. Регулятор установил штрафные санкции в случае нарушения компанией заданных показателей и бонусы в случае соблюдения контрольных параметров. Ежегодно выходили суммы в размере нескольких сотен тысяч долларов. Кроме того очень важно восстановить электроснабжение потребителя в самые кратчайшие сроки после отключения. Для таких критически важных задач было бы нерационально строить собственную телекоммуникационную инфраструктуру для получения доступа к реклоузерам. Необходимо было решение на базе публичных сетей связи.

Преодоление сложностей со связью

Основным технической проблемой, по мнению Франка Бурого - специалиста центра управления сетями в Дублине было установление постоянного мониторинга для удаленных объектов. В начале была попытка использовать сеть радиосвязи, используемую для связи с подстанциями, но в связи с тем, что большое количество реклоузеров расположены в местах с плохим покрытием радио сети и качество сигнала было неудовлетворительным. Стало также очевидным, что радио сети не обладают необходимым запасом полосы пропускания для предполагаемого количества устройств.

На помощь пришли специалисты компании ESВ Telecom, в ходе обсуждений они сделали вывод, что необходимо ориентироваться на две технологии GSM и GPRS и так как пропиетарная система не годилась, получить полное покрытие мы могли только используя сети сотовых операторов.

GSM был конечно лучше чем радио, но требовал регулярного опроса удаленных устройств. Так как число устройств росло, операторы SCADA стали испытывать сложности, когда они пытались установить связь с каждым устройством отдельно, и становилось все тяжелее найти свободный модем для установки соединения. Это также задерживало получение информации от реклоузеров иногда модемы зависали и требовалось ехать на объект, чтобы перезапустить его.

GPRS с другой стороны является технологией реального времени, без необходимости регулярного дозвона и проблем с масштабированием как в GSM. GPRS технология также имеет преимущества, такие как: простота в развертывании, возможность работы в любой удаленной точке и низкую стоимость владения. Проблемой было то, что полевые устройства использовали серийный протокол IEC-101 , который не работал напрямую с пакетным протоколом GPRS. GSM в свою очередь работает с протоколом IEC 101, но его развертывание требует значительных инвестиций в модемы со стороны центра управления сетями SCADA для обеспечения своевременного ответа.

На первый взгляд технология GPRS выглядит предпочтительней GSM, но возникает вопрос, найдется ли решение, которое позволит решить задачу с конвертацией протоколов IEC-101 в IEC-104.

Оборудование Violasystems как ответ на требования компании ESB

Дальше мы просто запустили поиск в браузере и нашли подходящие устройства Viola Arctic Gateway на сайте Виола системс - говорит сотрудник компании ESB. Дальнейшие исследования показали, что другие решения сходного функционала попросту отсутствуют. Хотя решение Viola и казалось подходящим для ESB, требовалось проведение испытаний на пилотной зоне, для начала договорных отношений. Viola организовала визиты на предприятия в Финляндии, которые уже использовали решения, аналогичные предложенным ESB. И хотя проект ESB планировался большим по объему, решение было признано жизнеспособным и начавшееся взаимодействие было успешно доведено до завершения.

Законченное решение от Violasystems для безопасных коммуникаций

Экспертами компании Viola был сделан дизайн системы, определены конфигурации и установлены адресные планы. Так как безопасность является одной из важнейших при управлении энергетической сетью, серия встреч со специалистами по информационной безопасности компании ESB и представителями сотового оператора Vodafone, позволили создать информационную систему, предусматривающую двустронний обмен между SCADA и удаленными устройствами и обеспечивающую безопасное многоточечное соединение.

Это было решение с использованием APN , все устройства Arctic оборудовались сим-картами со строго оговоренными условиями обслуживания у оператора. Решение было разработано таким образом, что в случае пропадания связи с одним из центров управления сетями устройства могли передавать данные в другой.

Каждый реклоузер и разъединитель был оснащен устройством Viola, который давал возможность SCADA осуществлять контроль и мониторинг за всеми устройствами традиционно выпадавшими из под контроля.

После проведения полевых испытаний ESB приобрела первую партию устройств. После их успешной инсталляции были осуществлены дальнейшие закупки. Более 1000 устройств были закуплены в ходе проекта . Количество устройств в проекте приведено в Таблице 1.

Дополнительные сервисы от компании Viola

На протяжении всего проекта компания Viola предлагала дополнительные сервисы основываясь на опыте предыдущих проектов такие как: дизайн системы, конфигурирование и т.д.

Для более простой инсталляции и развертывания система была разработана так, что устройства Arctic могли быть преднастроены. Заранее сконфигурированные устройства значительно облегчали дальнейшее развертывание системы и инсталляцию, необходимо было только пристегнуть устройство на дин рейку и подключить питание. Подключение к SCADA осуществлялось как только антенна была подключена к устройству. Преимущества устанавливать уже скофигурированные приемущества были ощутимо заметны при установке Arctic модемов сторонними подрядчиками, которым не нужно было проходить специальные тренинги. Для завершения процесса установки использовалась только отвертка.

Финансовые выгоды от лучшей доступности и снижения эксплуатационных затрат

Решение Viola обеспечивает глубокую интеграцию со SCADA для сетей среднего и высокого напряжения, благодаря этому это эффективное решение. Теперь ESB может получать информацию в реальном времени о состоянии своей сети значительно снизив затраты на эксплуатацию.

Диспетчера центра управления сетями очень довольны, что получили практически постоянный доступ к своим удаленным объектам. Теперь мы можем удаленно контролировать и разрешать возникающие неисправности, а раньше нам приходилось отправлять человека на машине, комментирует директор по эксплуатации компании ESB

ESB подсчитало, что возврат инвестиций для линий с высокими платежами за неисправность находится на уровне 8 %. Во многом благодаря лучшему взаимодействию с удаленными устройствами с помощью м2м решения от Violasystems.

Бизнес кейс - автоматизация работы фидеров

Для определения выгоды от решений по автоматизации ESB компания Violasystems создала следующий дизайн системы:

Ниже уровня подстанции находится реклоузер, на который заведены около 50 % фидерных линий, и два разъединителя на которые приходится 25 и 75% линий соответственно. Поставщики энергии получают штрафные санкции за количество перерывов и их длительность. Санкции по каждому отдельному перерыву не могут быть уменьшены посредством автоматизации, но теперь благодаря автоматизированным полевым устройствам неисправность может быть переведена на другой исправный фидер.

Когда неисправность устранена можно подсчитать, что время устранения неисправности уменьшилось в половину за счет отсутствия потерянного времени в первом случае. Устранение и быстрое восстановление неисправности и привело к тому, что санкции за длительность отключения уменьшились до 88%, а в суммарные на 54%. Проводя исследование экономической эффективности внедрения решения Viola было подсчитано, что вложения окупились за 10 месяцев. Оказывается автоматизация в этом случае это очень выгодная инвестиция.

Ниже приведен визуальный пример.

Violasystems-надежный партнер

Так как спрос на электрическую энергию будет расти в ближайшее время, решение Viola способно гибко масштабироваться под эти потребности. Использование элементов SmartGrid позволит нам управлять сетью более эффективно в будущем.Компания ESB очень довольна партнером в лице компании Violasystems. Они эксперты в своей отрасли и обеспечивают нам необходимую поддержку во всем. Нет таких задач, которые специалисты компании Viola не смогли бы решить, отмечает ESB.