INTERNETOWE BAZY DANYCH JAKO NOWY ELEMENT W TECHNICE EKSPLOATACJI UKŁADÓW EAZ

Transkrypt

1 dr inż. Marek Wancerz dr hab. inż. Piotr Kacejko prof. PL dr inż. Piotr Miller Politechnika Lubelska INTERNETOWE BAZY DANYCH JAKO NOWY ELEMENT W TECHNICE EKSPLOATACJI UKŁADÓW EAZ Streszczenie Prawidłowa eksploatacja systemu elektroenergetycznego wymaga posiadania wiarygodnych informacji dotyczących sieci przesyłowej i sieci 110 kv. W referacie autorzy prezentują koncepcję internetowej bazy danych do zarządzania wieloma parametrami technicznymi systemu. 1. Wstęp Większość zasobów danych wykorzystywanych przez operatorów sieci elektroenergetycznych to zasoby rozproszone. Rozproszenie dotyczy zarówno fizycznej lokalizacji obiektów jak też miejsca, w którym informacja o nich jest potrzebna i w którym jej wykorzystanie byłoby najefektywniejsze. Te ogólne stwierdzenia są jednym z wniosków, które autorzy niniejszego referatu wysunęli zmagając się po raz kolejny z problematyką tworzenia bazy danych do obliczeń zwarciowych prowadzonych dla sieci krajowej 400, 220 i 110 kv przez firmę PSE-Operator SA, spółki terenowe PSE i inne jednostki z nimi współpracujące. Wychodząc z założenia, że warunkiem koniecznym do uzyskania wiarygodnych i powtarzalnych wyników obliczeń są wiarygodne dane wejściowe, stworzono bazę danych dostępną w sieci komputerowej za pomocą mechanizmów internetowych i także za pomocą tych mechanizmów administrowaną. Wprowadzając odpowiednią hierarchizację dostępu do bazy osiągnięto kompromis pomiędzy odpowiednim poziomem jej poufności a funkcjonalnością. Uznając eksperyment z danymi zwarciowymi za udany podjęto próbę zastosowania technologii internetowej do stworzenia bazy nastawień zabezpieczeń elementów sieci przesyłowej, wprowadzając połączenie i integrację z danymi opisującymi topologię tej sieci. W rezultacie osiągnięto stan, w którym każdy uprawniony użytkownik może w każdym miejscu wyposażonym w dostęp do sieci komputerowej określić jednoznacznie zarówno podstawowe parametry zabezpieczanego obiektu (linii przesyłowej) jak i parametry urządzenia zabezpieczającego (rodzaj, typ, zasięgi stref i czasy działania). Kolejny eksperyment zespołu autorów z Politechniki Lubelskiej to baza danych symboli graficznych dostępna dla wszystkich użytkowników Internetu, pozwalająca na uproszczenie procedury rysowania schematów układów elektrycznych, niezależnie od narzędzia wykorzystywanego do tworzenia rysunku. 2. Baza danych do ewidencji urządzeń EAZ Baza danych do obliczeń zwarciowych i ewidencji urządzeń EAZ to aplikacja internetowa do zarządzania danymi niezbędnymi do prowadzenia obliczeń zwarciowych oraz zarządzania parametrami nastawieniowymi zabezpieczeń linii 110, 220 i 400 kv. Została przygotowania przy użyciu najpopularniejszego obecnie serwera bazodanowego jakim jest mysql. Baza danych wraz z systemem zarządzania jest to uporządkowany zbiór danych, pozwalający na utrzymywanie, przetwarzanie i udostępnianie informacji użytkownikom. Pozwalają one na wykonywanie szeregu operacji na przechowywanych polach i rekordach, w szczególności na sortowanie według dowolnie zdefiniowanych kryteriów, dodawanie, usuwanie i modyfikację elementów bazy. Operacje te mogą być dowolnie łączone i rozbudowywane. Służy do tego język zapytań SQL. Do budowy internetowej bazy danych wykorzystano następujące języki programowania: HTML, PHP, SQL, JavaScript. Omawiana aplikacja internetowa jest dostępna poprzez przeglądarkę internetową z dowolnego miejsca sieci (Rys. 1.), musi współpracować z serwerem WWW.

2 Rys. 1. Ekran startowy bazy danych po podaniu poprawnego adresu internetowego Aby przeglądać zasoby bazy użytkownik musi zostać poprawnie rozpoznany. Po kliknięciu linku Autoryzacja pojawia się okienko, w którym należy podać poprawną nazwę użytkownika i hasło (Rys. 2.). 3. Logowanie Użytkownicy bazy danych zostali podzieleni na dwie grupy: administratorzy oraz zwykli użytkownicy. Poprawną nazwę można wybrać z listy rozwijanej Login. Na liście znajduje się jeden użytkownik o pełnych uprawnieniach do zarządzania bazą danych oraz pięciu użytkowników z ograniczonym prawami. Użytkownicy zwykli zostali podzieleni na pięć grup, podział odpowiada oddziałom PSE: Centrum, Wschód, Południe, Zachód i Północ. Rys. 2. Ekran logowania do systemu Wybór konkretnego użytkownika i hasła ma istotne znaczenie dla dalszego posługiwania się systemem. Nie istnieje możliwość skorzystania z bazy danych bez posiadania odpowiednich uprawnień. Różnice w eksploatacji bazy danych po zalogowaniu się na konkretnego użytkownikach zostaną opisane w dalszej części referatu. Na ekranie logowania znajduje się również informacja o dostępnej wersji programu zwarciowego. Przed autoryzacją, użytkownik z rozwijanej listy wybiera także typ bazy danych, z którą chce pracować. Do wyboru jest baza danych do obliczeń zwarciowych oraz baza zabezpieczeniowa. Po poprawnej autoryzacji użytkownik zostanie przeniesiony na stronę główną bazy (do obliczeń zwarciowych Rys. 3.) lub (zabezpieczeniowej Rys. 4.).

3 Rys. 3. Strona główna bazy danych do obliczeń zwarciowych Rys. 4. Strona główna bazy danych do analizy zabezpieczeń Po lewej części ekranu znajdują się klawisze dostępu do wybranych elementów aplikacji ta część widoczna jest przez cały czas eksploatacji systemu. Obsługa bazy danych jest podzielona na dwie części: przeglądanie i modyfikację (zakres modyfikacji będzie uzależniony od uprawnień użytkownika). 4. Informacje o elementach systemu elektroenergetycznego 4.1 Informacje o rozdzielniach Po wybraniu klawisza ROZDZIELNIE pojawia się ekran pomocniczy widoczny na Rys. 5. Użytkownik ma możliwość przeglądania wszystkich dostępnych w bazie rozdzielni (opcja Lista wszystkich rozdzielni) lub wyszukać tylko te, które go interesują (klawisz szukaj).

4 Rys. 5. Okno do wprowadzania kryterium wyszukiwania rozdzielni Po wyborze opcji Lista wszystkich rozdzielni pojawia się ekran przedstawiony na Rys. 6. Rys. 6. Lista wszystkich rozdzielni W prezentowanej tablicy znajdują się podstawowe dane związane z rozdzielnią: kod rozdzielni, nazwa rozdzielni, napięcie znamionowe oraz lokalizacja (nazwa i kod obszaru i podobszaru). Jeżeli lista rozdzielni zawiera więcej niż 20 pozycji, wyniki są grupowane, a użytkownik może dokonywać wyboru grupy przy użyciu opcji Następna/Ostatnia, gdy znajdujemy się na stronie pierwszej, Pierwsza/Poprzednia/Następna/Ostatnia gdy znajdujemy się na stronach od drugiej do przedostatniej lub Pierwsza/Poprzednia gdy jesteśmy na ostatniej stronie. Użytkownik ma także do dyspozycji dwa kryteria wyszukiwania. Z listy rozwijanej Wybierz metodę wyszukiwania należy wskazać kryterium, według którego ma zostać wyszukana rozdzielnia. Można wskazać dwa niezależne kryteria (z dwóch list rozwijanych) oraz wprowadzić warunki wyszukiwania w pola tekstowe Wprowadź warunek. Ponadto z wprowadzonych warunków kryterialnych można zrealizować iloczyn bądź sumę logiczną. Gdy chcemy wyszukać rozdzielnie o napięciu 400 kv z podobszaru 1 (Centrum), należy z listy rozwijanej 1 wybrać napięcie znamionowe i wprowadź wartość 400. Na liście rozwijanej 2 wybieramy kod podobszaru i jako warunek wprowadzamy 1. Przełącznik lub/oraz powinien zostać usta-

5 wiony na oraz (równocześnie mają być spełnione oba warunki iloczyn logiczny). Wynik przeszukiwania bazy został przedstawiony na Rys. 7. Rys. 7. Odfiltrowana lista rozdzielni (napięcie znamionowe 400 kv z PSE Centrum) Ponadto dla każdego kryterium można zaznaczyć opcję Wyszukaj dokładnie z wprowadzonym wzorcem baza danych zostanie wówczas przeszukana dokładnie z zaleceniami użytkownika. Przy wyłączonej opcji wyszukiwanie odbywać się będzie na podstawie wprowadzonego wzorca. Gdy przy wybranej z listy pozycji Kod rozdzielni, w pole warunek wpiszemy literę K zostaną znalezione wszystkie rozdzielnie, których nazwa kodowa rozpoczyna się na literę K. Klucz zagranica pozwala na odfiltrowanie rozdzielni zagranicznych. W przypadku gdy w wyniku zapytania otrzymamy dużą liczbę rozdzielni można je sortować według dowolnego kryterium wskazując na nagłówek kolumny oznaczony kolorem zielonym. 4.2 Informacje o liniach Informacja o liniach została podzielona na dwie kategorie Linia jako obiekt oraz lokalizacja linii w systemie elektroenergetycznym. Po wybraniu interesujących nas warunków wyszukiwania (np. tylko linie o napięciu znamionowym 220 kv) pojawia się ekran widoczny na Rys. 8. Rys. 8. Lista linii o napięciu 220 kv Oprócz oznaczenia kodowego linii i napięcia znamionowego, widoczne są podstawowe parametry linii: rezystancja i reaktancja zgodna, rezystancja i reaktancja zerowa, długość linii, a także jej status. Przy kryteriach numerycznych np. reaktancja linii, wyszukane zostaną obiekty, które zawierają się w granicach +/ 20% wprowadzonej wartości. W przypadku, gdy interesuje nas lokalizacja linii w systemie (topologia) należy wybrać klawisz LINIE topologia. Na rysunku 9 prezentowane są linie wraz z podstawowymi parametrami, pozwalającymi ustalić położenie linii w systemie.

6 Rys. 9. Lista linii powiązania topologiczne W prezentowanej tabeli dostępny jest kod linii oraz jej rozdzielnie: początkowa oraz końcowa. Rozdzielnie te zostały opisane przy użyciu kodu np. MOR211 oraz nazwy długiej Mory. W analogiczny sposób można uzyskać informacje o pozostałych elementach systemu elektroenergetycznego tj. transformatorach, źródłach, sprzęgłach i odcinkach sprzężonych. 4.3 Funkcja administratora bazy Innym sposobem pracy z bazą danych jest funkcja administracyjna. Każdy użytkownik po poprawnej autoryzacji ma prawo przeglądać bazę danych oraz dokonywać pewnych czynności administracyjnych, takich jak dodawanie elementów bazy, ich modyfikację oraz usuwanie. Te czynności są jednak ograniczone do podobszaru, do którego należy użytkownik. Po zalogowaniu jako użytkownik np. z podobszaru 1 (Centrum), nie można modyfikować, usuwać ani dodawać żadnego elementu systemu spoza podobszaru użytkownika. Zwykły użytkownik nie ma również praw do budowy i modyfikacji tabel bazy oraz budowy nowego modelu zwarciowego, nie może także dodawać ani modyfikować istniejących użytkowników. Te działania przewidziane są jedynie dla administratora systemowego bazy danych. 4.4 Zmiany w bazie danych Oprócz przeglądania zasobów bazy, dostępne są również opcje związane z dodawanie bądź usuwanie jej elementów, jak również modyfikacją zawartości. Na rysunku 10 przedstawiony jest przykładowy ekran, na którym użytkownik może wprowadzić podstawowe informacje dla nowotworzonej rozdzielni. Należy podać: nazwę kodową nowej rozdzielni, napięcie znamionowe w kv, nazwa długa (zwyczajowa), nazwę obszaru, kod obszaru, nazwę podobszaru, kod podobszaru, układ. Niezbędna jest również informacja o liczbie modelowanych systemów szyn.

7 Rys. 10. Ekran umożliwiający dodanie nowej rozdzielni do bazy danych W analogiczny sposób dodaje się inne elementy systemu. Różnić się będzie jedynie liczba i rodzaj wprowadzanych danych. Na rysunkach 11 i 12 prezentowane są przykłady dodawania nowej linii i nowego transformatora. Rys. 11. Ekran do wprowadzania danych nowej linii

8 Rys. 12. Część ekranu do wprowadzania danych nowego transformatora 4.5 Generowanie modelu sieci do obliczeń zwarciowych Prezentowana baza danych jest tylko narzędziem do przygotowania parametrów niezbędnych do prowadzenia obliczeń zwarciowych. Po zbudowaniu modelu i wprowadzeniu niezbędnych modyfikacji, użytkownik może dokonać eksportu danych do odpowiedniego formatu, wymaganego przez program zwarciowy. W tym celu należy wybrać klawisz Eksport (Rys. 3.) i po chwili pojawi się ekran, na którym można pobrać niezbędne pliki. Procedura kopiowania jest dokładnie taka sama jak kopiowanie dowolnych plików ze strony WWW. Rys. 13. Dostęp do plików niezbędnych do prowadzenia obliczeń zwarciowych 5. Informacje o zabezpieczeniach Zasada wyszukiwania i prezentacji danych w zabezpieczeniowej bazie danych jest analogiczna z bazą do obliczeń zwarciowych. Po wyborze klawisza Linie, pojawia się ekran, który pozwala na wprowadzenie kryteriów wyszukiwania. Po wybraniu interesujących nas warunków wyszukiwania (np. tylko linie o napięciu znamionowym 220 kv) pojawia się ekran widoczny na rysunku 14.

9 Rys. 14. Lista linii o napięciu 220 kv Prezentowana na rysunku 14 tabela oprócz podstawowych danych o linii zawiera także informacje o zainstalowanej aparaturze zabezpieczeniowej. Są to zabezpieczenia odległościowe, ziemnozwarciowe i odcinkowe. Po wybraniu właściwej linii oraz zabezpieczenia, możemy zawęzić obszar zainteresowań. Na rysunku 15 prezentowany jest ekran dla przekaźnika LZ32 oraz zestaw przykładowych parametrów. Rys. 15. Przykładowe parametry przekaźnika LZ32 Deklaracja zabezpieczeń dla wybranej linii oraz zmiana wybranych parametrów nastawieniowych odbywa się z poziomu opcji administratora. 6. Podsumowanie Jak widać z powyższych rozważań opanowanie technologii tworzenia baz danych dostępnych w pełnym lub ograniczonym zakresie w Internecie rysuje możliwości rozwiązania szeregu problemów uznawanych dotychczas, także w procesie eksploatacji układów EAZ za trudne lub uciążliwe.