ЦИП: виртуальная реальность ФСК

Трехмерная работа

В 2003 году в исполнительном аппарате ФСК было принято решение о создании системы, позволяющей реально оценивать состояние сетей, к управлению которыми компания в тот момент только приступала. Ею стала корпоративная система управления пространственно-распределенными ресурсами (КСУПР).

Основные функции корпоративной системы управления пространственно-распределенными ресурсами – сбор, обработка и хранение информации о состоянии электросетевого комплекса компании. Головным разработчиком системы, на основе конкурсной процедуры, было выбрано ЗАО «Центр Инфраструктурных Проектов» (ЦИП).

После испытаний системы в декабре 2006 года был подписан приказ «О развитии и эксплуатации проекта корпоративной системы управления пространственно-распределенными ресурсами (КСУПР)» с планом мероприятий по развитию системы.

Чтобы запустить систему, потребовалось создать научно-техническую базу ЦИП с самым современным оборудованием – сканерами для воздушной и наземной лазерной локации. «Центр Инфраструктурных Проектов» создал также собственный гидрометеорологический центр и единственную в РФ базу воздухоплавания в городе Киржач c дирижаблями для пространственно-технического мониторинга.

Такие летательные аппараты сегодня есть только в России.

С момента внедрения КСУПР под наблюдением специалистов находится большая часть территории страны. За первые три года напряженной работы удалось собрать и обработать данные о линиях электропередачи напряжением 330 кВ и выше общей протяженностью более 75 тыс. км. В 2007 году сотрудники ЦИП перешли к сканированию воздушных линий напряжением 220 кВ протяженностью еще 20 тыс. км.

По земле и воздуху

В результате обработки собранных данных создаются трехмерная модель всех линий и автоматически рассчитанные таблицы характеристик опор и просек. Детальность данных, полученных с помощью сканирования местности, позволяет не просто отображать линии электропередачи на карте, но устанавливать отклонения опор от вертикали, развороты траверс, дефекты конструктивов, определять провесы проводов и многие другие параметры, от которых зависит надежность работы линий.

Каким образом происходит сбор столь достоверной информации? Специально для этой цели используются воздушные носители – вертолеты, а также дирижабли с камерами для лазерного сканирования и инфракрасной фотосъемки.

Пролетая над воздушными линиями с небольшой скоростью, воздушное судно собирает всю необходимую объективную информацию о состоянии сети. Точную координатную привязку полученных данных к местности осуществляет бригада наземного обеспечения.

В конце маршрута собранный материал проверяется, и, если он не удовлетворяет заданным параметрам, выполняется новый облет. Затем данные попадают в Центр инфраструктурных проектов для расшифровки и создания трехмерных моделей.

Эта кропотливая работа занимает несколько недель. Иногда обработка приносит неожиданные результаты. Благодаря тому, что лазерные лучи просвечивают листву насквозь, под ее сенью – в зоне отчуждения ЛЭП – обнаруживаются самовольные и неучтенные постройки.

Главная экономическая выгода моделирования заключается в оценке общего технического состояния воздушных линий и прогнозировании его изменений в ближайшие годы. Детальность и высочайшая точность собранной информации позволяют моделировать воздействие различных природных факторов на линии электропередачи, чтобы прогнозировать его последствия.

Например, с помощью системы можно рассчитать провесы проводов не только при зафиксированной в момент съемки температуре, но при любой заданной. Кроме того, система дает возможность моделировать прирост растительности на просеках и вдоль них, а заодно и спланировать необходимые вырубки на несколько лет вперед.

Собранные сведения оказываются в базе данных на сервере ОАО «ФСК ЕЭС», который связан с предприятиями всех МЭС. Специалисты, сидя перед экраном компьютера, могут совершить виртуальный обход любой линии электропередачи ФСК, а в скором времени смогут и «посетить» подстанцию.

В их распоряжении весь спектр возможностей КСУПР: измерение расстояний от опоры до опасных зон, просек, определение точек пересечения воздушных линий электропередачи с железнодорожными полотнами и трубопроводами, а также моделирование ситуаций, которые могут сложиться благодаря погодным или ландшафтным изменениям.

Одно из основных достоинств использования трехмерных моделей объектов – объективность данных, которые дают возможность наилучшим образом подготовить бригаду для выполнения работ на определенном участке, вплоть до выбора оптимального маршрута подъезда к нему.

Внедрение КСУПР позволило также контролировать весь комплекс работ – от проектных изысканий до реального завершения строительства с обнаруженными отклонениями от нормативов. Можно найти все отступления от проекта и уличить недобросовестных подрядчиков, нарушивших свои обязательства.

На сегодняшний день можно с уверенность сказать, что внедрение проекта КСУПР позволит организовать системный учет и прогнозирование состояния активов компании, объективно оценить техническое состояние воздушных линий электропередачи, спланировать техобслуживание и ремонт объектов в соответствии с их фактическим состоянием, а также предусмотреть изменения в техническом состоянии линий электропередачи 220 кВ и выше.

Тучи развести руками

В планах развития КСУПР на 2008-2009 годы – дальнейший сбор данных по линиям 220 кВ, а также обследование подстанций: проведение съемки с применением методов воздушного и наземного лазерного сканирования, формирование электронной базы проектно-конструкторской и строительной документации, анализ соответствия документации и результатов строительства. Планируется также передавать данные из КСУПР в другие автоматизированные информационные системы ОАО «ФСК ЕЭС».

Большое значение в планах на ближайшие 2 года уделяется мониторингу внешней среды в зонах прохождения линий 330 кВ. Особое внимание – на сбор данных по переходам линий через водные преграды. Сегодня в ФСК насчитывается 228 таких переходов.

Благодаря проведению лазерной съемки можно оценить состояние перехода, а КСУПР позволит спрогнозировать, каким станет фундамент опор через 10 лет и как изменится русло реки спустя десятилетия. Это поможет предотвратить аварийные ситуации, связанные с размывом фундамента, и заранее рассчитать программу по ремонту и техническому перевооружению данного объекта.

Уже ведется мониторинг пожароопасности на высоковольтных линиях ФСК. Специально для этого внедряется система, которая позволит по фотографиям со спутников обнаруживать лесные и степные пожары и прогнозировать их дальнейшее распространение.

В совместных планах Центра инфраструктурных проектов и департамента управления активами ФСК – мониторинг погодных условий, включая составление прогнозов погоды на трое суток вперед в населенных пунктах и зонах прохождения линий электропередачи, а также оценка ветровых нагрузок и резких перепадов температур воздуха.

Много перспектив сулит и запланированное ЗАО «Центр Инфраструктурных Проектов» приобретение станций нового поколения, способных фиксировать молниевые разряды на линиях электропередач. Сейчас, помимо российских, используются и станции, расположенные в Финляндии: данные о разрядах молний в зоне ЛЭП передаются через диспетчерскую службу, что позволяет определять причину и точное место аварии.

В совместных планах Центра инфраструктурных проектов и департамента управления активами ФСК – мониторинг погодных условий, включая составление прогнозов погоды на трое суток вперед в населенных пунктах и зонах прохождения линий электропередачи, а также оценку ветровых нагрузок и резких перепадов температур воздуха.

Главная цель всей этой большой и сложной работы – снижение технических рисков в деятельности главной энергетической компании страны, уменьшение количества отключений линий электропередачи из-за неполадок и чрезвычайных ситуаций и, в конечном счете, – улучшение жизни россиян.

Центр Инфраструктурных Проектов / R&D.CNews