По материалам ESRI и статьи Джима Баумана в журнале UtilityAutomation & EngineeringT&D, июль 2007 г.
В завершении… министрами были достигнуты соглашения и оговорены направления дальнейшего экономического развития: … Основной задачей экономической политики стран-участниц является создание общего энергетического рынка без количественных ограничений ресурсов и с пониженными тарифами. Поэтому все дальнейшие действия должны быть ориентированы на развитие новых источников энергии, позволяющих увеличивать доходность инвестиций и сокращать стоимость самих ресурсов…
Мессинская декларация, 1955
Несмотря на то, что многое изменилось с 1940–50-х годов, когда основной задачей было восстановление Европы после второй мировой войны, главные цели Мессинской декларации (написанной более 50-ти лет назад) не сильно отличаются от тех, что приведены в докладе «Энергетическая политика Европы», изданном Комиссией европейского сообщества в начале 2007 года. Принципиальное отличие современной стратегии развития заключается в официальном признании того, что именно возобновляемые источники энергии должны интенсивно развиваться и интегрироваться в общую энергосистему.
Управление энергоресурсами
Энергетические ресурсы уже давно признаны европейскими странами силой, влияющей на все аспекты национальной и международной экономики. Но лишь в последнее время возникло четкое понимание ограниченности и уязвимости национальных энергетических программ, а вместе с этим и признание необходимости тесного общеевропейского сотрудничества в этом вопросе.
Для повышения конкуренции и привлечения дополнительных капиталов в энергетику с целью дальнейшего финансирования реконструкции объектов инфраструктуры и других проектов Европейский Союз (ЕС) заявил о намерении прекратить регулирование этой отрасли на территории стран-членов ЕС с июля 2007 г. Несмотря на влияние национальных интересов и экономических ограничений на процесс приватизации, сформировавшаяся на рынке ситуация благоприятна, и члены ЕС демонстрируют готовность сотрудничать в решении общих задач энергетики.
В последние годы в результате отмены государственного контроля масштабы обмена электроэнергией между странами ЕС существенно возросли. Это привело к дополнительным нагрузкам на энергетическую сеть Европы. Добавление в структуру энергетического комплекса возобновляемых источников энергии, например, использование энергии ветра, безусловно поощряется общей стратегией развития. Но при этом возникают дополнительные нагрузки, поскольку количество энергии, выработанной в том или ином узле сети, зависит от колебания потоков ветра.
Необходимость регулирования нагрузок на европейскую энергосистему привела к созданию огромной сети, опутывающей континент гигантской паутиной и обеспечивающей взаимодействие между всеми поставщиками энергоресурсов. И это гарантирует поступление электроэнергии к каждому конечному потребителю, даже в случае сбоев внутри системы. Но, несмотря на столь развитую инфраструктуру, сбои в поставках электроэнергии продолжают происходить. Так, энергетический кризис ноября 2006 года был вызван временным отключением линии высокого напряжения в Германии для обеспечения безопасного прохождения судна по реке Эмс. При отключении произошел сбой, а вмешательство автоматической системы безопасности привело к каскадному отключению миллионов потребителей. Правда необходимо отметить, что без устройств автоматического контроля сети могла произойти и более серьезная авария с отключением подачи электроэнергии в странах региона.
Информация – залог успеха
Магистральные линии электропередачи и распределительные сети – это динамические объекты, требующие постоянного мониторинга и комплексного обслуживания. Автоматические устройства контроля помогают предотвратить аварийные ситуации еще до возникновения реальной угрозы сбоя. При этом движущей силой, иными словами топливом, поддерживающим штатное функционирование этой сложной системы, является информация. От ее качества и оперативности поступления зависит скорость принятия правильных решений.
Рис. 1. Представление распределительной электросети в ГИС.
Географические информационные системы (ГИС) позволяют обслуживающим компаниям визуализировать сети в динамическом режиме, охватывая и контролируя весь инфраструктурный комплекс (рис. 1). Использование взаимосвязанных слоев данных, таких как топографические особенности рельефа, дорожная сеть, гидрография, полосы отчуждения, позволяет лучше понимать и анализировать ситуацию. В отличие от других управленческих и эксплуатационных IT-систем, ГИС обеспечивают возможность интеграции данных из разных систем на основе пространственной привязки и точного географического отображения всего комплекса объектов инфраструктуры. Эта технология предоставляет компаниям-производителям и поставщикам электроэнергии оптимальный и во многом уникальный метод для эффективного использования информационной базы данных при автоматизации рабочих процессов, для общего контроля текущей ситуации и планирования развития на перспективу.
Геоинформационные системы используются в различных областях энергетики по всей Европе. С их помощью проводится анализ трасс прокладки линий электропередачи и полос отчуждения, управление нагрузками на электрические сети, контроль сбоев в электросетях, оценка воздействия на окружающую среду, управление активами, поддержка служб работы с клиентами, сбор и корректировка данных (в том числе непосредственно на месте выполнения работ), управление технологическими процессами, автоматизированный контроль работы датчиков и оборудования, решаются разнообразные задачи маршрутизации.
ГИС в действии, ряд примеров
Возможность использования данных из различных источников и их наглядное отображение с привязкой к местности – ключевой аспект успеха геоинформационной системы энергетической компании PRE (Prazska energetikaGroup) на территории Чешской республики. Программное обеспечение ArcGIS позволяет сотрудникам компании работать с пространственными данными в разных форматах и обращаться к ним по сети Интернет, а также работать с СУБД и поддерживать взаимодействие с другими программными платформами.
В Германии энергетическая компания EWRAG использует ArcGIS и комплиментарные программные продукты для управления данными по корпоративным сетям. Это позволяет компании эффективно управлять своими активами, проводить пространственный анализ данных и использовать эту информацию для принятия решений на разных уровнях управления. Особое внимание при разработке проекта было уделено реализации возможности прямого взаимодействия ГИС с системой SCADA таким образом, чтобы вся информация по сбоям в сетях, выдаваемая системой SCADA, отображалась с точной привязкой к пространственному местоположению. В будущем планируется обеспечить доступ местных органах управления и строительных компаний к получаемым с помощью ГИС отчетным материалам с целью выработки планов совместных действий в критических ситуациях, при ремонтных и восстановительных работах.
В соответствии с мандатом ЕС о возобновляемых источниках энергии, Nuon – одна из крупнейших энергетических компаний Нидерландов – планирует построить комплекс ветряных электростанций на континентальном шельфе Северного моря. Выбор подходящего участка осуществляется при помощи программного обеспечения ArcGIS (рис. 2). ГИС помогает интегрировать и в комплексе проанализировать многие лимитирующие факторы, такие как пути и интенсивность судоходства, территории разработки нефтяных месторождений и пути прокладки нефтепроводов, маршруты миграции птиц, ограничения со стороны военных ведомств и т.д. При оценке территории влияние каждого из лимитирующих факторов учитывается с определенным весом. Этот принцип позволяет более точно проанализировать пригодность и экологическую чувствительность того или иного участка в процессе выбора мест для строительства.
Рис. 2. Пространственный анализ факторов риска в компании Nuon.
В 2007 году компания ESRI (UK) получила контракт в размере 750 000 на внедрение второго поколения мобильной Географической информационной системы компании ScottishPower, которая предоставляет услуги по передаче и распределению электроэнергии более чем 4,3 млн. потребителей в графстве Мерсисайд, в Шотландии и Северном Уэлсе. Введенная в строй система предоставила 800 техническим специалистам ScottishPower эффективный доступ, в том числе в полевых условиях, к картографической информации по электрическим сетям общей протяженностью более чем 100 000 км. С помощью пользовательских ГИС-приложений, разработанных на основе набора встраиваемых компонентов ArcGIS Engine, и пакета GeoField Network Map Viewer для мобильного картирования они могут быстро обратиться к полному набору картографических, инфраструктурных и эксплуатационных данных.
В начале 2008 года, учитывая популярность этой системы и многолетний опыт применения ГИС, ScottishPower заключила с ESRI (UK) новый контракт на ?1,7 млн. на разработку и внедрение развитой корпоративной ГИС на основе технологии ArcGIS 9.2. Услугами новой системы будут пользоваться более 2000 сотрудников ScottishPower, а также местные органы власти и другие сторонние организации. На основе ГИС также реализуется интеграция с другими существующими в компании информационными системами.
Таким образом, новейшие средства географических информационных технологий стали важной составной частью среды поддержки бизнес процессов компании ScottishPower, помогли автоматизировать сбор, обработку и анализ разнообразных данных, способствуют дальнейшему развитию и совершенствованию предоставляемых ею услуг.
Резюме
Внедрение энергетическими компаниями корпоративных ГИС в качестве платформы для интеграции имеющихся IT-систем позволяет эффективно использовать географически привязанные данные и методы пространственного анализа, недоступные в стандартных системах управления и поддержки бизнес процессов, при планировании эксплуатационной и коммерческой деятельности компаний. Такой подход к управлению и доступу к данным экономит ресурсы компаний, позволяя повышать рентабельность инвестиций.
Рис. 3. ГИС от ESRI в энергетических компаниях во всем мире.
Энергетические компании в Европе и во всем мире широко используют ГИС-технологии от компании ESRI (рис. 3). Дополнительную информацию о примерах успешного внедрения ГИС и их встраивания в корпоративную ИТ-инфраструктуру можно посмотреть на сайте ESRI.
