Práce na projektu „SCADA2012“, na jehož realizaci se podílel rozsáhlý, více než 30členný mezinárodní tým několika společností, začaly v roce 2012. V dalším roce došlo ke schválení cílového konceptu, který je základním kamenem i detailním zadáním takto složitého systému. Po schválení cílového konceptu se zahájilo období skutečné realizace – konfigurace hardwaru, přípravy rozhraní, SW parametrizace z podkladů ze stávajících systémů, nákup HW a další kroky. Následoval tzv. FAT (Factory Acceptance Test) ve Vídni a došlo k převozu celého systému na finální lokality do Prahy s postupným oživováním, včetně spuštění paralelního provozu se stávajícími systémy. Práce pokračovaly kontinuálně probíhající parametrizací celkové databáze, tj. definováním signálů, měření, povelů a vizualizací těchto informací ve formě potřebné pro dispečery, a vytvářením obrazovek pro další cílové uživatele tohoto systému. Vlastní uvedení do plnohodnotného provozu nastalo v červenci 2016, kdy se SP4 stal jediným dispečerským systémem PREdistribuce, a.s. U takto složitého řídicího systému nebyl slavnostní okamžik koncem, nýbrž začátkem nové etapy shromažďování odchylek a ladění detailů celého komplexního systému, včetně následující kontinuální aktualizace datových podkladů. Nyní je systém již třetím rokem v provozu, a tak nastal čas celé řešení náležitě představit.

Od paty domů až po nejvyšší napětí

SCADA je zkratka pro dispečerské řízení a sběr dat, a pochází z anglického Supervisory Control And Data Acquisition. SCADA je součástí řídicích systémů v mnoha moderních průmyslových odvětvích, jako jsou výroba, energetika, doprava a další, dokáže totiž propojit několik technologií dohromady a zajistit monitorování, shromažďování a zpracování dat stejně jako posílání povelů na prvky, které jsou dálkově ovládatelné (vypínače, odpojovače, odbočky traf…). V prostředí PREdistribuce, a.s., šlo již o několikátou náhradu stávajícího dispečerského systému. S každým novým systémem došlo k rozšíření funkčnosti a k nárůstu počtu datových bodů. Aktuální systém monitoruje distribuci elektrické energie na území hlavního města Prahy, města Roztok a obce Žalov od úrovně NN, tedy od přípojného místa jednotlivých budov (paty domů), přes úroveň VN (22 kV) až na úroveň VVN (110 kV). Síť 110 kV je ve společném řízení se společností ČEZ Distribuce, a.s., v oblasti Středočeského kraje. Systém PREdistribuce, a.s., zobrazuje i část informací z přenosové soustavy společnosti ČEPS, a.s., především pak informace 400 kV a 220 kV vztahující se k napájení transformoven 110/22 kV pro oblast Prahy a informace z výstražného systému společnosti ČEPS, a.s.

Základní údaje Spectrum Power™ 4 verze 4.70 v dispečerském systému PRE distribuce, a.s.

• 38 serverů – Oracle SUN FIRE X3-2 
• 8 ks dispečerských pracovišť (čtyřmonitorová pracoviště)
• 22 ks nedispečerských pracovišť (pracoviště parametrizace, přípravy, analýzy, systémové údržby...)
• Uživatelé mimo budovu dispečinku se ze svých kancelářských PC připojují pomocí Exceed on Demand (aktuálně umožňuje 64 souběžných připojení uživatelů z celkového neomezeného počtu uživatelů PREdistribuce)
• Operační systém – Oracle Solaris 10 8/11
• Sběr informací – ze třech lokalit, kde jsou historicky soustředěny komunikační cesty
• Použité komunikační protokoly – TG800, IEC 60870-5-101, IEC 60870-5-104
• 480 RTU
• 24 transformoven 110/22 kV
• 340 RS (rozpínacích stanic)
• 4800 TS (distribučních stanic)
• Externí komunikace s ČEZ Distribuce, ČEPS
• Aktuálně cca 70 000 online signálů / 12 500 online měření
• Aktuálně 4,5 mil. datových bodů

Náš zákazník, naše PRE

Hlavním požadavkem zadavatele byla integrace několika stávajících systémů do jednoho dispečerského systému. Integrace se týkala dosavadního dispečerského systému pro distribuční síť 22 kV, systému pro zadávání prací, systému správy výpadků, systému pro měření fázorů, původního dispečerského systému TELEGYR TG8000, geografického informačního systému (GIS), aplikace vývody a dalších. Dispečerský systém je jednotný pro všechny napěťové hladiny (NN, VN a VVN) a obsahuje jedna společná data – data distribuční sítě skupiny PRE. Společná data jsou zobrazena v různých formách a reflektují odlišné potřeby jednotlivých uživatelů. Využití společných dat přináší pro uživatele mnoho výhod. Od jednotné správy parametrizační databáze až po možnost komplexního dispečerského vyhodnocení dění v síti. Díky importům z ostatních systémů a každodenní práci parametrizátorů mají dispečeři všech napěťových úrovní k dispozici schémata sítě s podklady z GIS, zjednodušená schémata sítě, jednopólová schémata rozpínacích a distribučních stanic, detailní schémata rozvoden a v neposlední řadě i přehledy signálů a měření z ochran a pomocných technologií. Pro všechny dispečerské úrovně je společné využití i tzv. OMS (Outage Management System – systém řízení výpadků) subsystému, v němž se zadávají všechny plánované práce, včetně plánování bezproudí, veškeré poruchy a evidence „B“ příkazů. Do aktivních záznamů v OMS je možné vstoupit ze všech výše uvedených schémat. OMS subsystém online komunikuje se systémem SAP na principu zamykání a uvolňování jednotlivých OMS záznamů. Tím je zajištěna spolupráce s dalšími odděleními PREdistribuce. Jednou ze zajímavostí systému je i začlenění databáze veřejného osvětlení do správy dispečerského systému. Pomocí čísel sloupů veřejného osvětlení je možné snadno lokalizovat vzniklou poruchu a zobrazit ji na mapě dispečerského systému.

Komunikace – alfou i omegou

Systém zajišťuje mnoho různých komunikací – od nejrychlejší interní komunikace mezi servery pomocí „Soft bus“ sběrnice přes pomalejší komunikaci s externími systémy – online komunikace se SAP až po dávkovou výměnu informací. Komunikace s externími systémy probíhá přes tzv. demilitarizovanou zónu (DMZ). Komunikace se SAP moduly slouží hlavně pro výměnu informací pro OMS subsystém, kdy Spectrum Power se chová jako terminál SAP. Možnost souběžné práce na jednom OMS záznamu poruchy, jak na straně SAP, tak na straně SP4, je řešena používáním principu zamykání a uvolňování jednotlivých záznamů. Dávkovou komunikací je výměna informací s GIS – většinou inkrementálně jednou až dvakrát za 14 dní směrem z GIS do SP4 (GIS podklady), a pravidelně každý den v noci směrem ze systému SP4 do GIS systému aktuální stavy všech silových prvků v síti PRE. Dávkově jsou zpracovávána data s centrálou MEg40 i exporty pro systém SIEMENS PSS SINCAL. Plošně nejrozsáhlejší a nejpočetnější jsou komunikace s technologickými zařízeními v transformovnách, rozpínacích a distribučních stanicích na území celé Prahy.

Vlajková loď mezi výpočetními programy: Siemens PSS Sincal

Siemens Sincal je právem považovaný za vlajkovou loď mezi výpočetními programy. Je to uznávaný systém s nástroji pro analýzu, plánování a rozvoj sítí (a to nejen elektrických). Mezi funkce, které se týkají analýzy energetických systémů, patří výpočet ustáleného chodu sítě, výpočet zkratů, dynamické simulace v čase, harmonická analýza, simulace ochran, kontingenční analýza a další. PSS SINCAL podporuje všechny typy sítí od nejnižších až po nejvyšší napěťové úrovně. V rámci integrace PSS SINCAL do prostředí PRE bylo vyvinuto automatizované rozhraní pro periodické i jednorázové importy topologie, stavů spínacích prvků a měření ze SCADA systému.