CIM-МОДЕЛЬ. СОЗДАНИЕ ЕДИНОЙ ЦИФРОВОЙ МОДЕЛИ

Проблема информационной совместимости и интеграции систем – одна из ключевых, с которыми сталкиваются руководители ИТ-направлений компаний при реализации стратегии цифровой трансформации. Наличие большого количества систем различных производителей с закрытыми внутренними моделями баз данных зачастую ставят под сомнение реализуемость и экономическую целесообразность такой интеграции. Хранение, каталогизация и использование данных в универсальном формате в соответствии со стандартом CIM позволят создать единое информационное пространство электроэнергетических систем и решить вопросы интеграции ПТК с различными корпоративными информационными системами предприятий.

CIM – это набор открытых стандартов, разработанных Международной Электротехнической Комиссией (англ. IEC) для описания электроэнергетических систем. CIM был задуман для того, чтобы дать общепонятные определения элементов электроэнергетических систем, их свойств и связей между ними для использования в системах управления производством и передачей электроэнергии (EMS) и их программных интерфейсах. В настоящее время разрабатывается 57 Техническим комитетом МЭК в нескольких рабочих группах.

Состав CIM:

- Стандарт МЭК 61970 описывает базовые понятия CIM. Он одобрен большинством поставщиков EMS-решений, что позволяет обмениваться данными между их приложениями, независимо от внутренней архитектуры ПО и используемой операционной платформы.

- Стандарт МЭК 61968 расширяет модель CIM, покрывая другие аспекты обмена данными для ПО в области электроэнергетики, такие как учет основных средств, планирование работ, биллинг.

- Стандарт МЭК 62325 расширяет оба перечисленных выше стандарта в части обмена данными между участниками энергетических рынков.

Создание CIM-модели – не простой процесс. Он требует специальных усилий, как в части подготовки данных, так и в части организационных механизмов обработки данных.

Первые шаги на пути создания Единой информационной модели ЕЭС России (ЕИМ) были сделаны в 2006 году, когда применение стандартов CIM в международной практике еще набирало обороты. В 2013 году началась активная фаза создания ЕИМ. Разработка модели завершилась к 2016 году, и на работу с ней были переведены два деловых процесса из числа выполняемых Системным оператором — расчет установившихся режимов и оценка со стояния энергосистемы. Затем началось поэтапное увеличение количества информации в ЕИМ и перевод других задач на использование данных ЕИМ. Постепенно с ЕИМ были интегрированы программные комплексы для управления ремонтами, оперативно-информационный комплекс и другие информационные системы.

Вскоре стало ясно, что путь унификации программных средств Системного оператора и их взаимной интеграции путем так называемой кроссировки (через таблицы соответствия) является далек от оптимального и не решает всех проблем информационного обмена. Требовался переход к использованию единых принципов и технологий взаимодействия информационных систем, включая единые структуру данных и формат информационного обмена. К тому же в тот период на фоне реформирования отрасли с разделением по видам деятельности начал более активно развиваться информационный обмен диспетчерских центров с субъектами отрасли, что только усугубляло непростую ситуацию в области обмена данными.

С учетом того, что профиль ЕИМ будет развиваться, Системный оператор строил свою систему управления моделью таким образом, чтобы иметь возможность самостоятельно, без привлечения разработчиков добавлять новые классы, атрибуты, своими силами проводить инжиниринг данных, добавлять в модель непосредственно экземпляры объектов и данные по ним. В настоящее время каноническая модель содержит 902 класса, 2254 атрибута, 1296 связей, в ней представлено 6,6 миллиона именованных объектов.

На пути создания единой информационной модели пришло Создание Единой информационной модели ЕЭС России понимание, что помимо соответствующей внутренней стандартизации информационного обмена, нужно двигаться и к отраслевой. В решении этого вопроса активное участие приняло Минэнерго России. В сотрудничестве с отраслевым министерством Системный оператор инициировал разработку национальных стандартов для обеспечения перехода к стандартизированному информационному обмену, построенному на базе стандартов CIM. Было ясно, что это будет «русский CIM», дополненный особенностями, характерными исключительно для российской электроэнергетики, в частности, такими, как трехуровневая структура диспетчерского управления и масштабы ЕЭС России

Процесс создания ЕИМ можно разделить на два этапа. Изначально предполагалось, что первичный инжиниринг данных будет выполнен подрядчиком, что позволит «сгладить» процесс ее внедрения и сразу приступить к ее эксплуатации и использованию ее данных в технологических задачах. На этом этапе специалистами Системного оператора проведена большая работа по сбору сводных данных для передачи подрядчику. После создания информационной модели, которая охватывала три операционные зоны (ОДУ Северо-Запада, ОДУ Центра и ОДУ Юга), стало понятно, что проверка, верификация и актуализация далеко не полной модели очень трудозатратны, а детальная верификация модели на стороне подрядчика практически невозможна.

Второй этап создания ЕИМ включал в себя инжиниринг данных модели операционных зон ОДУ Урала, ОДУ Средней Волги, ОДУ Сибири и ОДУ Востока. На этом этапе специалисты Системного оператора сразу приступили к самостоятельному созданию модели, что позволило ускорить внедрение модели в эксплуатацию.

Несмотря на то, что первичный инжиниринг данных был выполнен на стороне подрядчика, доработка модели оказалась непростой задачей и потребовала колоссального напряжения и усилий как руководителей, так и специалистов, работающих непосредственно над созданием ЕИМ. Не всегда было легко выявить ошибки и неточности, ведь проверка расчетов осуществлялась также на вновь разработанном ПО, алгоритмы расчетов которого проходили практическую апробацию. Основная тяжесть легла на плечи специалистов технологического функционального блока АО «СО ЕЭС», которые держат информацию об объектах ЕЭС России буквально на кончиках пальцев и понимают конкретные значения тех или иных параметров, а также цену ошибки при внесении недостоверных данных. Итогом второго этапа стало создание и использование основных деловых процессов Единой информационной модели ЕЭС России. В 2016 году программный комплекс по управлению ЕИМ был отлажен и введен в работу, также был запущен процесс поддержания модели в актуальном состоянии — процесс внесения изменений и проверки корректности данных. Cоздание модели — это длительный, трудоемкий и тяжелый процесс, который Системному оператору все-таки удалось пройти. Нужны усилия и кропотливый труд именно тех специалистов, которые эти данные будут в дальнейшем использовать. Потому что та модель, которая не используется регулярно, быстро устаревает, а модель, которая не известна людям, вносящим в нее данные, обычно содержит большое количество ошибок. Только за счет привлечения к созданию ЕИМ специалистов, которые понимают, что с этой моделью им дальше работать, Системному оператору удалось создать качественный цифровой продукт.

Для верификации данных модели в Системном операторе была разработана серия формализованных правил проверки данных. Правила позволяют в автоматизированном режиме (при помощи специального ПО) последовательно проверить данные на совместность, наличие пустых значений, ошибки и опечатки, на превышение допустимых пределов введенной величины. Алгоритм также предусматривает проверку данных в ходе выполнения расчетных задач — расчетов установившихся режимов и оценки состояния, то есть тех режимных задач, которые стали пилотными при внедрении ЕИМ.

В настоящее время идет процесс перевода на CIM иных комплексов, эксплуатируемых Системным оператором. Поэтапный перевод основного программного обеспечения Системного оператора на работу с информационной моделью позволит достичь целевой модели, в которой существует единый источник НСИ на базе CIM-модели, а информационный обмен между приложениями происходит без многочисленных преобразований данных.

На нынешнем этапе в России первоочередными задачами являются закрепление отработанных принципов создания ЕИМ в национальных стандартах и отраслевых нормативных правовых актах, описание общеотраслевых правил моделирования на основе CIM, а также утверждение порядка создания и сопровождения информационной модели электроэнергетики, включающего правила идентификации объектов.