В информационных системах российских распределительных сетей трудностей немало, одна из самых весомых — отсутствие достоверных данных о распределительной сети 0.4-20 кВ, важных для формирования обоснованной инвестиционной программы.

В СИГМЕ комплексные задачки любят. Поэтому отдел решений по автоматизации расчетов технических условий, чья работа напрямую зависит от достоверности данных, взялся за создание универсального инструмента для их выверки. И начали мы с разработки механизма загрузки и выгрузки данных с помощью конструктора на базе стандартов CIM (Common Information Model, electricity).

Команда работала над модулем выверки в рамках СИГМА СУС — решения нашей компании для управления распределительными электрическими сетями. Однако созданный конструктор и наши рекомендации будут полезны не только тем, кто занимается выверкой данных в распределительных электросетевых компаниях, но и тем, кто работает с показателями на других проектах.  

С чего мы начали

За годы работы мы накопили неплохой опыт по загрузке и верификации данных из следующих информационных систем: РТП-3, Omnis, Quasy-Q3, СУПА на базе SAP, КГИС Горизонт, ИВК-СЭС, Пирамида, VISIO и других. Но нашим знаниям стандартов и методологии CIM не хватало глубины.

В первую очередь, мы изучили российские стандарты ГОСТ Р 58651.1-2019 и ГОСТ Р 58651.2−2019. Но с учетом их направленности преимущественно на высоковольтные сети (110кВ и выше), а также длительных сроков утверждения, мы обратили внимание на европейские стандарты от IEC. Основным документом CIM, выбранным для изучения, стал IEC 61970-301:2016.

Загрузка данных

За несколько лет нам удалось разработать специальные шаблоны Excel, на которых базируется ручная выверка данных, проводимая операторами и аналитиками. Нам было важно сохранить этот опыт, поэтому мы решили создать программу разбора CIM XML файлов, в которой бы на первом этапе динамически создавались именно плоские таблицы (под плоскими понимаются таблицы без иерархической структуры) со всем атрибутивным составом с последующей записью в них исходных данных в полном объеме.

С точки зрения программирования любой приходящий файл мы, в первую очередь, представляем как шаблон. В нашем случае шаблонов оказалось два: DMS[1] и TM[2]. Соответственно, для формирования шаблона типовой файл должен содержать максимальное количество структурных элементов.

Ниже представлен небольшой фрагмент полученного (типового) XML файла типа TM:

Чтобы контролировать и обеспечивать целостность данных, мы обратились к существующим стандартам с описанием базисных классов (структурных элементов).

На сегодняшний день мы обрабатываем следующие классы. Расшифровка классов:

В краткой форме наш функционал по разбору полученного CIM XML файла и загрузке в плоские таблицы выглядит так:

В результате обработки файлов мы получили таблицы с классами (GUID, атрибуты, свойства и ассоциации с другими классами) и сформировали итоговую количественную аналитику:

Выгрузка данных

Мы разобрались в стандартах и классах CIM, создали функционал загрузки и распределения данных, после чего приступили к работе над инструментом для выгрузки данных. Проверив внутренние данные СИГМА СУС на соответствие стандартам CIM, пришли к выводу, что при формировании объектов исходной системы в формате CIM могут возникнуть задачи, связанные с несоответствием классов, структуры, смыслового наполнения системы и стандарта CIM. Для каждой системы это индивидуально.

В процессе работы мы столкнулись с необходимостью урегулировать задачи по соответствию, наличию классов и определению соединительных узлов. Решалась эта проблема объединением классов в группы, созданием дополнительных таблиц и использованием вспомогательных атрибутов объектов СИГМА СУС.

После устранения несоответствий мы приступили к созданию инструмента для выгрузки данных. Им стал конструктор, который собирает блоки с информацией об объекте, а также его характеристиках и ассоциациях с другими объектами. Преимущество такого конструктора очевидное — у обычного пользователя есть возможность добавить новые атрибуты, характеристики объектов и связи между ними без корректировки исходного кода.

Ниже перечислили названия основных таблиц конструктора и их описание:

Также делимся моделью конструктора:

В итоге данные из таблицы RESULT_XML представляются в виде файла XML. Делимся фрагментом полученного XML-файла:

В итоге

Мы сделали первый шаг на пути к созданию модуля выверки данных на базе форматов CIM: собрали конструктор, который можно адаптировать и использовать в различных проектах, где требуется работа с данными, их выгрузка и систематизация. Сейчас мы в минимальные сроки можем загрузить данные из цифровых источников, которые есть у любой сетевой компании, и выполнить их выверку, но пока в полуручном режиме.

Куда хотим двигаться дальше?

1. Автоматически создавать непротиворечивые схемы нормального режима любой сетевой компании с помощью СИГМА СУС. Сопоставлять данные, для которых есть однозначное соответствие; формировать таблицы связей между различными источниками данных; выявлять противоречия (без ручной выверки) и возвращать информацию с рекомендациями по исправлению данных источнику.

2. Запускать автоматический расчет технических условий на присоединение потребителей до 150 кВт с подключением к сайту Госуслуг. Что в свою очередь создаст спрос на достоверные данные и может запустить процесс формирования достоверной цифровой модели всех электрических сетей России.

3. Формировать обоснованную инвестиционную программу с привязкой каждого титула к местности и перспективной схеме нормального режима.

Делимся стандартами, которые рекомендуем изучить:

Нам было бы очень интересно обсудить способы решения схожих задач, с которыми сталкивались вы. Будем рады вашим комментариям и вопросам!

Автор: Дарья Думкина

[1] DMS (Distribution Management System) — непосредственное описание распределительной сети

[2] ТМ (Техническое Место) — объекты CIM с привязанным кодом ТМ SAP