|
Aktualności
|
|
Informacje
Numery
Numer 09/2002
Zarządzanie zasobami sieciowymi
|
|
|
W branżach sieciowych takich jak energetyka, ciepłownictwo czy gazownictwo, większość informacji przetwarzanych w systemach informatycznych jest powiązana z obiektami przestrzennymi (lokalizowanymi geograficznie), stąd też muszą tu być zastosowane wyspecjalizowane systemy do zarządzania zasobami przestrzennymi.
|
Systemami, które umożliwiają w pełni realizację takich wymagań we wskazanych powyżej sektorach, są opracowane przez warszawską firmę Globema:
-
EL. GIS - dla zakładów dystrybucji energii elektrycznej,
-
EC. GIS - dla przedsiębiorstw energetyki cieplnej,
-
GAZ. GIS - dla zakładów dystrybucji gazu.
Omawiane systemy, bazowane na technologii GE Smallworld, umożliwiają kompleksowe rozwiązanie problemu zarządzania zasobami przestrzennymi, mogące stanowić uzupełnienie systemów klasy ERP (Enterprise Resource Planning). Technologia ta pozwala na wierne modelowanie obiektów świata rzeczywistego (przewody, węzły, przepompownie, źródła) wraz z ich zachowaniami i cechami. Dane opisowe i lokalizacja przestrzenna obiektów, mapy i schematy sieci są dostępne w zunifikowanym środowisku graficznym. Architektura systemu opiera się na realizacji trzech postulatów: obiektowości bazy danych (opisy zasobów), topografii (rozmieszczenie obiektów w przestrzeni) oraz topologii (wzajemne powiązanie obiektów). Dzięki takiej architekturze system jest przystosowany do realizacji złożonych analiz przestrzenno-topologicznych. W takim ujęciu system *.GIS może być postrzegany jako centralny moduł systemu informatycznego przedsiębiorstwa z możliwością integracji z innymi systemami, takimi jak system sterowania ruchem, obsługi klienta, rozliczeniowy (billing, zbyt, finanse), informowania kierownictwa.
Wymienione wyżej systemy są wykorzystywane w następujących przedsiębiorstwach w Polsce:
-
STOEN S.A. w Warszawie,
-
Rzeszowski Zakład Energetyczny S.A. w Rzeszowie,
-
Zespół Elektrociepłowni Łódź S.A. w Łodzi,
-
Stołeczne Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej w Warszawie,
-
Lubelskie Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplej Sp. z o.o. w Lublinie.
EL.GIS – System do zarządzania zasobami energetycznymi
System do ewidencji i zarządzania obiektami energetycznymi EL.GIS oferuje bogaty model sieci obejmujący obiekty występujące na mapie (np. kable/linie, stacje, słupy, mufy, budynki), na schematach wewnętrznych (np. transformatory, łączniki) i takie, które nie posiadają swej reprezentacji graficznej (np. przęsło, projekt). Model danych i struktura systemu są przystosowane do specyfiki polskich zakładów energetycznych. Wyraża się to m.in. obecnością 3 poziomów napięć (WN, SN i nn), z możliwością łatwego dodefiniowania następnych (np. napięcia najwyższego NN).
Obiekty takie jak stacja, złącze, źródło energii, a także słupy mają schematy wewnętrzne, które mogą zawierać np. transformatory (2- lub 3-uzwojeniowe), szyny, łączniki różnych rodzajów, kable wewnątrzstacyjne, urządzenia pomiarowe itp. Elementy schematu są topologicznie powiązane między sobą i z liniami energetycznymi na mapie, tworząc faktyczny obwód elektryczny. Dzięki temu można odpowiedzieć np. na pytanie, którzy odbiorcy (na mapie) są zasilani w danej chwili z wybranego pola (na schemacie) z uwzględnieniem stanów łączników. System sam dba o topologię sieci, która jest tworzona automatycznie w momencie rysowania obiektów. Zdefiniowane reguły topologiczne określają, które obiekty (i w jaki sposób) mogą się łączyć - z którymi, np. transformator nie połączy się bezpośrednio z linią energetyczną, gdyż zawsze między nimi musi się znajdować łącznik.
Tworząc w bazie danych nowy obiekt klasy stacja lub złącze, nie trzeba za każdym razem rysować całego schematu od początku. Istnieje bowiem możliwość utworzenia szablonów schematów, które potem można wykorzystać przy tworzeniu konkretnego schematu.
Podstawowa funkcjonalność systemu EL.GIS obejmuje między innymi:
-
znajdowanie odbiorców zasilanych przez linię (lub część obwodu) sieci z danego pola w stacji energetycznej (śledzenie „w dół”),
-
znajdowanie pól, z których zasilany jest dany odbiorca (śledzenie „w górę”), wraz ze sprawdzaniem, czy łącznik w polu liniowym jest zamknięty,
-
wizualizację rozcięć na sieci (dynamicznie – zależnie od aktualnego stanu łączników),
-
wizualizację obwodów pozbawionych zasilania, zasilanych dwustronnie i pracujących w warunkach normalnych (dynamicznie – zależnie od aktualnego stanu łączników).
Funkcjonalność ta może zostać rozszerzona m.in. o:
-
wspomaganie pozyskiwania i przetwarzania pomiarów stacji,
-
obsługę sieci wysokiego i najwyższego napięcia (WN, NN),
-
wykonywanie analiz biznesowych w ujęciu przestrzennym (wykonywanie analiz kosztowych prowadzenia linii przez działki),
-
wspomaganie zarządzania pracami projektowania nowej sieci,
Dodatkowym modułem są obliczenia techniczne, które umożliwiają wykonanie szeregu analiz, mających na celu przede wszystkim zminimalizowanie kosztów strat, zarówno technicznych jak i handlowych w sieci SN i nn. Może być to bardzo istotne zarówno w świetle nowego prawa energetycznego, jak też biorąc pod uwagę ewentualny rozwój konkurencji na rynku. Zastosowanie obliczeń technicznych pozwala na podejmowanie działań organizacyjnych i technicznych mających na celu ograniczanie strat mocy i energii w sieci SN i nn poprzez:
-
estymację obciążeń szczytowych w stacjach SN/nn,
-
wyznaczanie probabilistycznego rozpływu mocy w sieci SN,
-
wyznaczanie strat mocy i energii w sieci SN,
-
obliczanie spadkow i poziomów napięć w sieci SN,
-
obliczanie prądów zwarciowych (zwarcia trójfazowe oraz jednofazowe doziemne) oraz ustalenie mocy zwarciowych w stacjach SN/nn,
-
optymalizacja rozcięć sieci SN i nn.
Dzięki zastosowaniu powyższych obliczeń jest możliwe prowadzenie właściwej gospodarki transformatorami SN/nn, lokalizowanie elementów zbyt dużych strat handlowych z dokładnością do obszaru zasilania z jednej stacji SN/nn, a nawet jednego obwodu nn wychodzącego ze stacji oraz wspomaganie podejmowania decyzji inwestycyjnych w zakresie rozbudowy i modernizacji sieci SN. Możliwe jest także dokonanie symulacji rozbudowy sieci czy też wymiany elementu sieci, a następnie uzyskanie danych na temat poziomów napięć i strat dla zmodyfikowanej sieci.
EC.GIS – System do zarządzania zasobami ciepłowniczymi
System EC.GIS służy do ewidencji obiektów ciepłowniczych i wspiera większość procesów biznesowych w przedsiębiorstwach dystrybucji energii cieplnej. Model sieci cieplnej zapewnia jej podział na wodną i parową, obejmuje odcinki przewodów i łączące je punkty węzłowe, łącznie z podłączeniami do odbiorców. Warstwa budowlana sieci cieplnej obejmuje kanały i komory oraz wszelkie budowle punktowe na sieci (konstrukcje wsporcze, punkty stałe itp.). Komora i węzeł cieplny posiadają schematy wewnętrzne, na których mogą być przedstawione obiekty takie jak armatura, przewody, zasobniki, wymienniki itp., również stanowiące integralną część bazy danych.
Moduł do obliczeń hydraulicznych i termodynamicznych sieci wodnej i parowej pozwala na wykonanie obliczeń między innymi:
-
ciśnień w punktach węzłowych sieci, w tym ciśnienie dyspozycyjne,
-
spadków ciśnień na odcinkach,
-
czasu dopływu czynnika do każdego punktu węzłowego, w tym odbiorcy,
-
temperatury czynnika w punktach węzłowych,
-
strat cieplnych na odcinkach przewodów.
-
Ponadto liczone są:
-
kryzy zbiorcze i wyrównawcze dla każdego obiegu,
-
hydroelewatory,
-
sieci niskich parametrów,
-
stabilizatory w gałęziach osiedlowych.
Dodatkowy tryb obliczeń – symulacyjny – uwzględnia wpływ zmian temperatury zewnętrznej oraz umożliwia wprowadzenie dodatkowych parametrów regulacyjnych i korekt mocy zamówionych, zależnych od klasy odbioru, dnia tygodnia, pory dnia itp.
Moduł rozbudowy i remontów sieci i węzłów umożliwia zaplanowanie prac inwestycyjnych związanych z rozbudową sieci, przyłączaniem nowych odbiorców oraz remontem istniejącej sieci lub węzłów. Po określeniu przez użytkownika zakresu i rodzaju inwestycji, system wylicza szacunkowy koszt na podstawie tabel cen jednostkowych i umożliwia sporządzenie harmonogramu robót w rozbiciu na miesiące, kwartały i lata. Z drugiej strony, po podaniu odpowiednich współczynników zapotrzebowania i mocy zamówionych z umów przyłączeniowych, system wylicza spodziewany pobór energii, dając odpowiedź na pytanie o zwrot inwestycji.
Moduł wspomagania pracy dyspozytorskiej, lokalizacji i oceny skutków awarii umożliwia rejestrację i archiwizację obszarów zasilań sieci cieplnej przez poszczególne EC, „rozcięcia” na sieci magistralnej i wydzielone awaryjnie obszary. Umożliwia także rejestrowanie i archiwizowanie każdego nowego stanu ustawienia armatury odcinającej na sieciach, co może być wykorzystane m.in. do naliczania opłat odbiorcom w zależności od źródła zasilania. Aplikacja ułatwia organizację działań przy usuwaniu awarii, szacowanie kosztów awarii oraz współpracę przy minimalizacji zakłóceń w dostawie ciepła m.in. przez określenie nowej drogi zasilania.
W 2002 roku Globema wspólnie z firmą KomPakt opracowały interfejs między swoimi systemami, czyli EC.GIS i ZBYT-Ciepło. Umożliwia on m.in. powiązanie danych o płatnikach, odbiorcach i umowach w systemie ZBYT z węzłami cieplnymi w systemie GIS oraz pozyskiwanie danych rozliczeniowych z systemu ZBYT np. mocy zamówionych do systemu GIS, potrzebnych m.in. do obliczeń hydraulicznych.
GAZ.GIS – System do zarządzania zasobami gazowniczymi
Podstawowym modułem aplikacji GAZ.GIS jest Moduł Główny, którego zadaniem jest:
-
pełna i szczegółowa ewidencja infrastruktury sieciowej (np. odcinki/przyłącza, stacje, armatura zaporowa, uzbrojenie, urządzenia w podłączeniach, schematy wewnętrzne, itp.),
-
rejestracja awarii sieciowych, a także w podłączeniach i stacjach redukcyjnych,
-
ewidencja podłączeń do odbiorców, odbiorów (punktów instalacyjnych) i odbiorców gazu.
Model danych Modułu Głównego obejmuje około 80 wzajemnie powiązanych klas obiektów, z czego część to tabele słownikowe i katalogowe. Zestaw tych klas obiektów stanowi kompletny model sieci gazowej. Oprócz obiektów i powiązań model danych definiuje również topologię sieci gazowej z uwzględnieniem trzech statusów eksploatacyjnych: planowany, rzeczywisty oraz wycofany.
W gazowym modelu danych wyróżniono następujące grupy tematyczne obiektów:
-
sieć gazowa – obejmuje odcinki i łączące je punkty węzłowe, w tym stacje i punkty redukcyjne, armaturę zaporową oraz podłączenia do odbiorców,
-
odbiorcy – podłączenia (skrzynka z kurkiem głównym), odbiory, odbiorcy, liczniki,
-
szereg innych obiektów towarzyszących i pomocniczych.
System GAZ.GIS posiada moduł obliczeniowy dla sieci niskiego i średniego ciśnienia. Zaprojektowane zostały obiekty odpowiedzialne za obciążanie sieci (rzeczywiste odbiorniki gazu u odbiorców i obciążenia dodatkowe) oraz obiekty reprezentujące źródła gazu (rzeczywiste stacje redukcyjne i źródła dodatkowe). Ponadto reguły i powiązania topologiczne (tzn. wzajemne powiązania pomiędzy obiektami) zostały w taki sposób zaprojektowane, aby procesy obliczeniowe przebiegały w sposób najbardziej naturalny. Sieć obliczeniowa jest przedstawiana w postaci odcinków i przyłączy, pomiędzy którymi występują punkty węzłowe. Całość obliczeń została umieszczona w sposób spójny w Menadżerze obliczeń. Znajdują się tam definicje wszystkich danych niezbędnych do obliczeń, takich jak: temperatura gazu, wzór na spadek ciśnienia, tabele chropowatości, grupowanie odbiorników o porównywalnym zużyciu gazu w tak zwane klasy odbioru i inne.
Wynikiem obliczeń są ciśnienia w punktach węzłowych, spadki ciśnień w odcinkach sieci, prędkości przepływu gazu, liczby Reynoldsa. Ponadto istnieje możliwość analiz skutków awarii (znajdowanie armatury niezbędnej do odcięcia miejsca awarii, koszty straconego gazu oraz zestawienie odbiorców objętych awarią np. w celu ewidencji czasu odcięcia gazu). Prezentacja wyników obliczeń odbywa się na wiele sposobów, w tym w postaci zestawień tabelarycznych oraz prezentacji graficznej na mapie.
Zastosowanie modułu obliczeń ma na celu wspomaganie podłączania nowych klientów (zwłaszcza dużych takich jak kotłownie osiedlowe), prac projektowych oraz modernizacyjnych sieci, wykrywanie fragmentów sieci zagrożonej spadkiem ciśnienia gazu poniżej minimalnego, wspomaganie stanów awaryjnych i szacowanie skutków awarii.
*
Każdy z omówionych powyżej systemów jest zbudowany z kilku grup tematycznych. Podstawową grupą jest grupa specjalistyczna, zależna od branży; do grup pomocniczych zaliczamy:
-
warstwę katastralną – działki i budynki,
-
adresy – sieć ulic wraz z punktami adresowymi,
-
rastry – podkładowe mapy zasadnicze obejmujące nakładkę z uzbrojeniem technicznym oraz sytuacyjno-wysokościową.
Moduł adresowy posiada interfejs wprowadzający hierarchiczny model adresowy, obejmujący miasta, ulice (w tym odcinki ulic) i adresy (włącznie z punktami adresowymi). Specjalne okienko pozwala na łatwe i szybkie wyszukiwanie adresów i ulic (poprzez podanie pierwszych liter) i wskazanie ich na mapie.
Wszystkie systemy współpracują również z przeglądarką WEB, która daje dostęp do danych przez zwykłą przeglądarkę internetową. Funkcjonalność ta obejmuje przeglądanie bazy za pomocą mapy i tabeli, formułowanie dowolnych zapytań, eksportowanie do innych programów zarówno danych tekstowo-numerycznych jak również mapowych. Zastosowana technologia IAS (Internet Application Server) pozwala na pracę w ramach wewnętrznej sieci przedsiębiorstwa (intranet), jak również na publikację danych przestrzennych na stronach WWW.
Marek Maniecki, Jacek Wielgosz
|
|
|
|
