Substație digitală. Cum sunt realizate echipamentele substației digitale Echipamentele digitale ale unei substații digitale

DIGITAL

SUBSTAȚIE

DIGITAL

SUBSTAȚIE

CONTROLUL INTERACTIV AL SISTEMELOR DE SERVICIU AL SUBSTAȚIELOR PRIN PANOUL TACTILE AL CONTROLLERULUI INDUSTRIAL

TERMINALE MICROPROCESOR PENTRU PROTECȚIE ȘI AUTOMATIZARE, CONTORE DE ELECTRICITATE SUPPORTĂ PROTOCOLE IEC 61850

TRANSFORMATORE DE CURENȚ ȘI TRANSFORMATORE DE TENSIUNE CONVENȚIONALE ÎMPREUNĂ CU INTERFAȚA AUTOBUZ

MĂSURĂRILE, CONTROLUL ȘI SEMNALIZAREA SUNT IMPLEMENTATE ÎNTR-UN SISTEM SCADA CONTROLAT PRIN CALCULATOR INDUSTRIAL CU PANOU TACTILE HMI

Ce este o substație digitală?

Aceasta este o substație dotată cu un complex de dispozitive digitale care asigură funcționarea sistemelor de protecție și automatizare cu relee, contorizarea energiei electrice, sistemele automate de control al procesului și înregistrarea evenimentelor de urgență conform protocolului IEC 61850.

Implementarea IEC 61850 face posibilă conectarea tuturor echipamentelor tehnologice ale substației cu o singură rețea de informații, prin care sunt transmise nu numai datele de la dispozitivele de măsurare la terminalele RPA, ci și semnalele de control.

A devenit disponibilă o soluție exclusivă

Standardul IEC 61850 este foarte bine cunoscut în stațiile cu tensiune de alimentare de 110kV și mai sus, oferim soluții de aplicație acest standardîn clasele 35kV, 10kV și 6kV.

De ce este necesară o substație digitală?

Reduceți timpul de proiectare cu 25%

Tipificarea circuitelor și soluțiilor funcționale. Reducerea numărului de circuite funcționale, rânduri de terminale în compartimentele releului celulelor.

Reducerea volumului lucrărilor de instalare și reglare cu 50%

Se folosește o soluție de prefabricare înaltă. Instalația realizează instalarea echipamentelor de comutație pentru circuitele principale și auxiliare. Sunt puse comunicații intercabinet ale sistemelor de curent de funcționare, sunt montate sisteme automate de control al procesului, ASKUE. Se realizează parametrizarea, configurarea și testarea sistemelor RPA.

Reduceți costurile de întreținere cu 15%

Trecerea de la întreținerea programată la timp la întreținerea bazată pe starea echipamentului datorită diagnosticării on-line a stării echipamentului. Acest lucru reduce numărul de deplasări ale lucrătorilor pentru întreținerea de rutină.

Comutarea 100% operațională se realizează de la distanță cu monitorizare video a operațiunilor

Integrarea simplă a tuturor sistemelor într-un singur spațiu digital vă permite să gestionați substația în mod sigur și eficient, precum și să integrați alte niveluri de sisteme de control al procesului în sistem.

Cum functioneaza?

SUBSTAȚIE DIGITALĂ IEC 61850

Clientul este furnizat cu substații de transformare digitale 100% gata de fabrică, inclusiv toate sistemele de substații majore: APCS, ASKUE și SN.

KRU „Classic” au o arhitectură modernă și în ceea ce privește designul și parametrii operaționali îndeplinesc toate cerințele moderne la cel mai înalt grad. Datorită unei rețele largi de scheme de circuite principale, se obține un grad ridicat de flexibilitate în proiectarea și aplicarea aparatelor de comutare.

Toate celulele de comutație de 10 kV instalate în substație sunt echipate cu o comandă electrică a întrerupătorului de împământare și un element de tip casetă demontabil cu un întrerupător.

Modulul SKP este un container electric special cu izolație, echipat cu sisteme de iluminat, încălzire și ventilație și echipamente electrice încorporate în el.

Aceste module au o pregătire ridicată din fabrică, cu un timp scurt de instalare și punere în funcțiune, ceea ce, împreună cu rezistența ridicată la coroziune și capacitatea de a funcționa în condiții climatice grele, le face indispensabile în construcția de stații de transformare complete.

■ Clădirea modulară nu necesită întreținere pe toată durata de viață.

■ producător ofera o garantie pentru protectia anticoroziune si vopsire pe toata durata de viata.

■ Clădirea modulară are o capacitate de pierdere de căldură de cel mult 4 kW în funcționare normală (temperatura exterioară-40°C, temperatura interioară +18°C) și 3 kW în modul de economisire a energiei (temperatura exterioară -40°C, temperatura interioară +5°C).

Modulele SKP sunt realizate din metal cu un strat de aluminiu-zinc (Al-55%-Zn-45%), care oferă protecție garantată împotriva coroziunii pe toată durata de viață a modulelor.

Cum functioneaza?

Cum functioneaza?

SUBSTAȚIE DIGITALĂ IEC 61850

Dulapurile de comutație sunt echipate cu terminale de microprocesor pentru protecție și automatizare, precum și convertoare analog-digitale. Conversia semnalelor analogice în cele digitale nu depășește un singur dulap de comutație.

Pentru funcționarea protecțiilor UROV, ZMN, AVR, LZSH, protecție arc, DZT, OBR este necesară o conexiune inter-terminale. Folosind protocolul IEC 61850, toate semnalele dintre terminale sunt transmise printr-un cablu optic sau un cablu Ethernet. Astfel, schimbul între dulapuri se realizează numai pe un canal digital, ceea ce elimină necesitatea circuitelor tradiționale de conectare a dulapurilor.

Utilizarea cablului optic sau a cablului Ethernet în locul cablurilor de semnal convenționale reduce durata și costul opririi stației în timpul reconstrucției echipamentelor secundare și creează o oportunitate pentru reconfigurarea ușoară și rapidă a sistemului de protecție și automatizare.

Majoritatea semnalelor discrete transmise între dispozitivele de protecție și automatizare cu relee afectează direct rata de eliminare a modului de urgență, astfel încât semnalul este transmis utilizând perforația IEC 61850-8.2. (GOOSE), care se caracterizează prin performanță ridicată.

Timpul de transmisie a unui pachet de date GOOSE

mesajele nu depășesc 0,001 secunde.

A fost Devenit

Transmiterea măsurătorilor și a semnalelor discrete de la dispozitivele RPA către sistemul APCS se realizează folosind protocolul MMS (folosind servicii de raportare tamponate și nebufferate). În timpul funcționării sistemelor de telesemnalizare și telemetrie, se transmite o cantitate mare de date. Pentru a reduce sarcina pe rețeaua de informații se folosește protocolul MMS, care se caracterizează prin compactitatea informațiilor transmise.

Cum functioneaza?

Protocolul de comunicație IEC 61850 permite autodiagnostica în timp real a echipamentelor și a tuturor sistemelor instalate în substație. În cazul detectării abaterilor de la modul normal de funcționare, sistemul activează automat circuitul de rezervă, iar personalului de exploatare se emite mesajul corespunzător.

Sistemul analizează datele primite și generează recomandări pentru întreținere echipament, care vă permite să schimbați principiul de lucru din programul obișnuit munca preventiva să lucreze în cazul unei defecțiuni. Acest principiu de funcționare face posibilă reducerea costului personalului pentru întreținerea echipamentelor.

Datorită protocolului IEC 61850 cu o interfață standardizată, la proiectarea unei substații, este posibil să se utilizeze echipamente de la orice producător care acceptă acest protocol. DSP-ul are capacitatea de a fi integrat cu ușurință în sistemul de control al procesului de nivel superior.

Cum functioneaza?

SUBSTAȚIE DIGITALĂ IEC 61850

În substația digitală ETZ Vector, este implementată controlul complet de la distanță al tuturor dispozitivelor de comutare a conexiunilor: un întrerupător, element retractabil, întrerupător de împământare. Astfel, controlul complet al substației se realizează de la distanță, ceea ce crește semnificativ siguranța personalului.

Colectarea informațiilor din întreaga substație și controlul în timp real al dispozitivelor de comutare se realizează cu ajutorul sistemului Scada, care este inclus în pachetul de bază al tuturor substațiilor digitale ETZ Vector.

Este prevăzut un spațiu de lucru automatizat personal operațional la substaţie şi/sau camera de control. Sistemul Scada vă permite să vizualizați semnalele și evenimentele care au loc la substație și oferă informatii detaliate despre o alarmă sau un eveniment într-un afișaj grafic.

În plus, una dintre funcțiile sistemului Scada este difuzarea de imagini video de la camerele instalate în compartimentele celulelor, ceea ce vă permite să monitorizați starea dispozitivelor de comutare.

Scada - sistemul este ușor de integrat cu oricare sisteme software nivelul superior, deci nu va fi dificil să includeți substația într-un singur spațiu digital al cartierului electric.

V.M. Zinin (JSC NIPOM)
A.M. Podlesny (InSAT LLC)
V.G. Karantaev (JSC InfoTeKS)

Folosit solutii tehnologice a Rețelei Energetice Unificate (UES), creată în urmă cu mai bine de 60 de ani, se apropie în multe privințe de frontiera posibilităților operaționale. Conform conceptului de dezvoltare al UES, dezvoltat în 2011, următorul pas ar putea fi un sistem inteligent cu o rețea activ-adaptativă (AAC), în terminologie străină - Smart Grid. Procesul de creștere a nivelului de automatizare a instalațiilor UES este deja în derulare, introducând noi tehnologii, a căror utilizare generează nu numai tot felul de dificultăți în implementarea pur tehnologică, ci și riscuri. securitatea informatiei.

Unul dintre cele mai importante părțile constitutive Conceptul Smart Grid este o substație digitală (DSP). DSP este înțeles ca o substație cu un nivel ridicat de automatizare a controlului, în care aproape toate procesele de schimb de informații atât între elementele DSP, cât și cu sisteme externe, precum și controlul funcționării DSP sunt efectuate digital pe baza protocoalelor IEC, în special, conform standardului deschis orientat obiect IEC 61850. În conformitate cu acest standard, dispozitivele trebuie să suporte (Fig. 1): capacitatea pentru a primi mostre de valori instantanee (Simpled Values), semnale analogice curent/tensiune, posibilitatea publicării/abonării la mesaje GOOSE, posibilitatea schimbului de informații folosind tehnologia „client-server” folosind protocolul MMS. MMS funcționează pe partea superioară a stivei TCP, care afectează rata de transfer de date, astfel încât MMS este adesea folosit pentru a rezolva problemele de transfer de date critice fără întârziere, de exemplu, transferul comenzilor de telecontrol, colectarea datelor de telemetrie și telesemnalizare și transferul lor către nivel superior - sisteme SCADA. Spre deosebire de protocolul MMS, GOOSE, dimpotrivă, poate fi folosit pentru a transmite „semnale rapide”, precum comenzi de oprire a întreruptorului, datorită faptului că datele din acest protocol sunt alocate direct cadrului Ethernet, ocolind stiva TCP.

Sistemele software și hardware nou create, cum ar fi o substație digitală, trebuie să respecte actele legale de reglementare actuale ale Federației Ruse, precum și să ia în considerare cele mai bune practici mondiale în construirea sistemelor de apărare cibernetică.

Un DSP care îndeplinește cerințele formulate trebuie să aibă mijloace de înaltă tehnologie de protecție împotriva atacurilor cibernetice, deoarece este în primul rând un obiect al infrastructurii informaționale critice (CII), după cum reiese din proiect. lege federala Nr. 47571-7 „Cu privire la siguranța CII Federația Rusă”, recomandat de Comitetul Energetic al Dumei de Stat și adoptat în primă lectură la 27 ianuarie 2017. Acest proiect de lege definește principalele principii ale reglementării statului în domeniul protecției CII ale țării pentru a asigura funcționarea durabilă a acestuia în cazul atacurilor informatice. A fost dezvoltat pentru a implementa „Doctrina de securitate a informațiilor
al Federației Ruse”, aprobată de Președintele Rusiei la 5 decembrie 2016, care definește protecția CII ca unul dintre obiectivele strategice. Potrivit proiectului de lege, „infrastructura critică include sistemele informaționale și rețelele de telecomunicații ale agențiilor guvernamentale, sistemele automate de control al proceselor care operează în industria de apărare, sănătate, transport, comunicații, credit și finanțe, energie, combustibil, nuclear, rachete și spațiu, minerit, industria metalurgică și chimică”.

Detaliind aceste cerințe, DSP-ul creat ar trebui să aibă următoarele caracteristici care să asigure protecția cibernetică a obiectului:

• să fie creat pe o platformă hardware și software rusă de încredere, cu componentele principale (sistem de operare, microprocesor, controler de interfață periferică, sistem de bază de intrare/ieșire) dezvoltate în Federația Rusă de specialiști ruși și având
• documentatie de proiectare completa;
• luați în considerare prevederile standardelor elaborate de grupul IEC TC57: IEC 61850, IEC60870, IEC 62351, privind securitatea protocoalelor de comunicație, precum și cerințele standardului INL Cyber ​​​​Security Procurement Language 2008, o serie de Standardele ISO/IEC 27000, privind principii generale
• asigurarea securității sistemelor de control digital și GOST-R IEC 62443-3-2013;
• utilizați algoritmi criptografici găzduiți din Rusia, care sunt încorporați în fiecare element sau fiecare subsistem al unei substații digitale.

O altă trăsătură distinctivă a construcției sisteme tehnologice managementul în industria energiei electrice este că utilizarea instrumentelor de protecție a informațiilor criptografice (CIPF) în acestea nu ar trebui să reducă performanța, deoarece durata proceselor tranzitorii (de urgență) este de zeci de microsecunde. În multe microcontrolere utilizate astăzi, încorporarea elementelor de securitate cibernetică fie nu este furnizată inițial de către dezvoltator, fie este imposibilă, deoarece încorporarea lor nu va oferi performanța necesară.

Pe baza multor ani de experiență și cunoștințe în domeniile lor, specialiști ai companiilor NIPOM OJSC, InSAT LLC, InfoTeKS OJSC și PJSC INEUM im. ESTE. Bruk a dezvoltat o substație digitală care îndeplinește toate aceste cerințe. Nivelul „inferior” al DSP se bazează pe terminale inovatoare de protecție cu relee (RPA) ale companiei NIPOM OJSC. Terminalul de automatizare și protecție a releului dezvoltat (Fig. 2) este realizat sub forma unei casete cu un design bloc cu conexiune din spate a firelor externe și este echipat cu un sistem de control de testare care servește
pentru a verifica performanța principalelor componente și blocuri.

Carcasa terminalului RPA conține plăci de intrare/ieșire discrete, o placă de intrare analogică pentru alimentarea curenților și tensiunilor măsurate, o placă transversală pentru potrivirea părții de cablu a plăcilor universale (AI, DO/DI), o unitate de alimentare și un computer industrial cu un microprocesor Elbrus, deoarece funcționarea sistemului de operare CSIS Elbrus oferă nivelul necesar de protecție a informațiilor împotriva accesului neautorizat (UAS) și nu afectează performanța sistemului. Fiecare placă DO/DI conține 11 canale DI și 10 canale DO. Asa de

Astfel, de la 33 la 66 de canale DI și de la 30 la 60 de canale DO pot fi realizate într-o singură carcasă, ceea ce permite utilizarea terminalelor RPA dezvoltate atât la obiecte cu un număr mic de semnale, cât și la cele complexe cu un număr mare de conexiuni. Pentru a implementa funcțiile de semnalizare ale protecției longitudinale cu curent diferențial a liniei (DLL) folosind protocolul SV (IEC 61850), numărul de porturi Ethernet poate fi mărit prin adăugarea unei plăci Ethernet standard la un computer industrial fără a-i schimba designul. Separarea completă a logicii terminalului și a designului său hardware a făcut posibilă oferirea de oportunități ample pentru logica configurabilă liber a schemelor de protecție. Caracteristicile speciale ale terminalului care îi sporesc securitatea cibernetică includ mecanisme stricte de autentificare cu doi factori implementate de JSC NIPOM împreună cu JSC InfoTeKS.

Nivelul „superior” al sistemului dezvoltat, așa cum am menționat mai devreme, este un server bazat pe procesorul intern Elbrus cu același nume. sistem de operare, care poate fi rezervat dacă este necesar. În plus, în funcție de cerințele unui anumit obiect, sistemul de operare AstraLinux poate fi folosit și în soluție. Sistemul rusesc SCADA MasterSCADA 4D produs de InSAT LLC este utilizat ca mediu de colectare și procesare a datelor. MasterSCADA 4D este o platformă software multiplatformă, integrată vertical, cu metode de programare orientate pe obiecte, inclusiv limbaje ale standardului IEC 61131-3 și singurul sistem SCADA care rulează în prezent pe sistemul de operare Elbrus. MasterSCADA 4D colectează informații de la terminalul RPA prin driverul de protocol IEC 61850 (MMS) încorporat și furnizează date sub formă de diagrame mnemonice, rapoarte și tendințe către sistemul automatizat. la locul de muncă operator de substaţie. Schema mnemonică de pornire (principală) a operatorului (Fig. 3) afișează o diagramă uniliniară a substației, conexiunea și starea echipamentului primar.

În plus, operatorul are întotdeauna informații despre starea topologiei rețelei a DPS sub formă de semnalizare de stare (inclusiv stații de lucru, servere SCADA și echipamente de comunicații secundare) cu blocare. lista completa alarme în jurnalul de evenimente. Mecanismele de protecție încorporate MasterSCADA 4D asigură autentificarea și identificarea utilizatorilor în sistem, precum și diferențierea drepturilor de acces ale acestora după un model de rol predefinit de dezvoltator, înregistrarea tuturor acțiunilor utilizatorului din momentul identificării până la înregistrare. din sistem.

Pentru protejarea perimetrului electronic al statiei si implementarea principiului protectiei multi-nivel, au fost folosite gateway-uri de securitate dezvoltate de InfoTeKS OJSC, ViPNetCoordinator HW 1000. Reteaua locala a statiei a fost impartita/segmentata in mai multe domenii de securitate, adică zone de stații cu cerințe diferite pentru asigurarea securității informațiilor.

Astfel, folosind gateway-ul de securitate industrială ViPNetCoordinator IG, au fost delimitate drepturi de acces între
nivel de stație și niveluri ale magistralei și ale magistralei de proces, care este prezentat prin diagrama funcțională din fig. cinci.

Implementarea principiului protecției pe mai multe niveluri folosind firewall-uri nu este numai posibilă, ci și o măsură necesară pentru protejarea informațiilor la substațiile care sunt în funcțiune și în curs de modernizare parțială, în conformitate cu cerințele Ordinului FSTEC al Rusiei din martie. 14, 2014 Nr. 31.

Ar fi greșit să recunoaștem ca fiind suficientă utilizarea instrumentelor SI impuse atât la substațiile nou create, cât și la substațiile aflate în profundă modernizare, întrucât rămân riscuri mari de atacuri informatice asupra protocoalelor de telecomunicații neprotejate: MMS, GOOSE, SV.

Având în vedere necesitatea îndeplinirii unui set de cerințe privind fiabilitatea funcțională, securitatea, viteza protocoalelor de telecomunicații, precum și rentabilitatea, implementarea conceptului de încorporare a instrumentelor de protecție a informațiilor criptografice în fiecare element sau fiecare subsistem al unei substații digitale arată cel mai mult. promițătoare.

OJSC NIPOM, LLC InSAT, OJSC InfoTeKS și PJSC INEUM im. ESTE. Bruk” nu se oprește aici și continuă să îmbunătățească DSP-ul dezvoltat folosind soluții interne care permit implementarea execuției DSP securizate cibernetice pentru a îmbunătăți fiabilitatea instalațiilor de înaltă tensiune retelelor electrice.

Bibliografie

1. Principal prevederile conceptului de sistem de alimentare inteligent cu o rețea activă adaptivă.
   
2. Comisia Electrotehnică Internațională. Rețele și sisteme de comunicații pentru automatizarea utilităților de energie electrică – Partea 8-1: Mapări specifice serviciului de comunicații (SCSM)-Mapări la MMS (ISO 9506-1 și ISO 9506-2) și la ISO/IEC 8802-3; IEC 61850-8-1-2011; Comisia Electrotehnică Internațională (IEC): Geneva, Elveția, 2011.
3. Ordin FSTEC din Rusia din 14 martie 2014 Nr. 31.

Zinin Vladimir Mihailovici - Director al departamentului de dezvoltare avansată al SA „NIPOM”,
Podlesny Andrey Mihailovici - sef departament vanzari software SRL „InSAT”,
Karantaev Vladimir Ghenadievici - Șef de dezvoltare a afacerilor la OJSC InfoTeKS.

Substație digitală - element important a sistemului de energie intelectuală OJSC „STC Electric Power Industry” OJSC „Institutul „ENERGOSETPROEKT” CJSC „ETC „Continuum PLUS” SA „STC al industriei energiei electrice”

Substație digitală 3 Există în prezent o mare varietate de opinii și abordări în industrie cu privire la ceea ce se înțelege prin termenul „substație digitală”. Pentru dezvoltarea cu succes a automatizării proceselor de transport, conversie și distribuție a energiei electrice la scara UNEG, se dezvoltă un concept general al complexului software și hardware al stației digitale. De la începutul dezvoltării în industria energiei electrice autohtone a proiectelor de sisteme automate de control al proceselor pentru substație, a existat dezvoltare semnificativă hardware și instrumente software sisteme de control pentru utilizarea în stații electrice. Au apărut transformatoare digitale de curent și tensiune de înaltă tensiune; se dezvoltă echipamente de rețea electrică primară și secundară cu porturi de comunicație încorporate; Sunt produse controlere cu microprocesor, echipate cu instrumente de dezvoltare, pe baza cărora este posibil să se creeze un complex software și hardware de încredere al PS; a fost adoptat standardul internațional IEC 61850, care reglementează prezentarea datelor pe stație ca obiect de automatizare, precum și protocoalele de schimb de date digitale între dispozitivele electronice inteligente (IED) cu microprocesor ale stației, inclusiv dispozitivele de monitorizare și control, releu. protectie si automatizare (RPA), automatizari pentru controlul de urgenta (PA), telemecanica, contoare de energie electrica etc. Toate acestea creează premisele pentru construirea unei substații de nouă generație - o substație digitală (DSS), în care organizarea tuturor fluxurilor de informații la rezolvarea sarcinilor de monitorizare, analiză și control se realizează în formă digitală.

Substația digitală 4 Trecerea la transmisia semnalului digital la toate nivelurile de control al stației va permite obținerea întreaga linie avantaje, printre care: Reducerea semnificativă a costului circuitelor secundare de cablu și a canalelor de pozare a acestora, apropiind sursele de semnale digitale de echipamentul primar; Pentru a crește compatibilitatea electromagnetică a echipamentelor secundare moderne - dispozitive cu microprocesor și circuite secundare datorită trecerii la comunicațiile optice; Simplificați și, în cele din urmă, reduceți costul proiectării dispozitivelor electronice inteligente bazate pe microprocesoare prin eliminarea căilor de intrare a semnalului analogic; Unificați interfețele IED-urilor, simplificați semnificativ interschimbabilitatea acestor dispozitive (inclusiv înlocuirea dispozitivelor de la un producător cu dispozitive de la alt producător) etc.

OBIECTIVELE CREAȚII, PRINCIPII DE BAZĂ ALE OBIECTIVELOR CREEI REDUCEREA CAPEX - reducerea costurilor pentru produsele de cablu și structurile de cabluri - reducerea costului terminalelor (unificarea hardware-ului, înlocuirea modulelor de intrare cu interfețe digitale) - reducerea suprafeței terenuri necesare pentru amenajarea substației (folosirea TC-urilor și TT-urilor digitale optice, echipamentele secundare moderne cu microprocesor vor face posibilă reducerea); - creșterea duratei de viață a echipamentelor electrice de putere (diagnosticare avansată); - reducerea costului de proiectare, instalare și punere în funcțiune (reducerea numărului de cabluri, reducerea numărului de echipamente, extinderea posibilităților de dactilografiere a soluțiilor de proiectare în ceea ce privește echipamentele de cabinet și comunicații digitale).

OBIECTIVELE CREAȚII, PRINCIPII PRINCIPALE ALE OBIECTIVELOR CREĂRII REDUCEREA COSTURILOR DE OPERARE (pentru întreținere) - simplificarea exploatării și întreținerii (diagnosticare permanentă extinsă în timp real, inclusiv caracteristicile metrologice; colectarea și afișarea de informații cuprinzătoare despre starea și funcționarea stației) ); - creșterea preciziei măsurătorilor (în special la curenți mai mici de 10-15% In) și datorită acestei creșteri a preciziei contorării energiei electrice și a preciziei OMA; - reducerea posibilitatii aparitiei unor defecte de tipul „masa in reteaua DC” (reducerea dimensiunii SOTS datorita utilizarii comunicatiilor optice digitale); - reducerea numărului de defecțiuni bruște ale principalelor echipamente electrice și amenzile aferente pentru alimentarea insuficientă cu energie electrică și încălcări ale ciclului de producție (diagnosticare extinsă a întregului complex de mijloace tehnice ale CPS);

OBIECTIVELE CREAȚII, PRINCIPII DE BAZĂ ALE OBIECTIVELOR CREĂRII REDUCEREA COSTURILOR DE OPERARE (pentru întreținere) - reducerea numărului de defecțiuni, defecțiuni, defecțiuni ale dispozitivelor de protecție a releului și automatizări (folosirea cablurilor optice în locul celor din cupru va crește compatibilitatea electromagnetică). a echipamentelor secundare moderne - dispozitive de protecție și automatizare cu relee bazate pe microprocesoare); - creșterea fiabilității algoritmice a funcționării RPA (absența saturației și posibilitatea de măsurare a componentei aperiodice a TC-urilor digitale optice va simplifica și îmbunătăți algoritmii RPA); - reducerea consumului în circuitele de curent alternativ și tensiune (ca urmare a utilizării TC-urilor și TT-urilor optice)

OBIECTIVELE CREAȚII, PRINCIPII DE BAZĂ PRINCIPII PRINCIPALE DE CREARE Trecerea la tehnologii digitale (în principal optice) de regăsire a informațiilor și transmitere a comenzilor de control - posibilitatea de „înlocuire din mers” a sursei de semnal și, prin urmare, creșterea fiabilității protecției releului ; - cresterea vitezei (nu este necesara protectia "de chatter", reducerea timpului de actionare a partii executive - datorita modulelor optice IGBT, reducerea timpului de detectare a modului de urgenta *). - îmbunătățirea condițiilor în ceea ce privește performanța în siguranță a muncii și compatibilitatea electromagnetică (mulțumită comunicațiilor optice nu există un potențial transfer de la tabloul exterior) Creșterea componentei intelectuale în echipamentul DSP - dezvoltarea de instrumente și metode de diagnosticare continuă (controlul degradării). de caracteristici, controlul pregătirii pentru efectuarea operațiunilor, controlul caracteristicilor metrologice), - extinderea numărului de funcții implementate în fiecare terminal; - transferul unei părți din sarcinile de calcul și diagnosticare către modulele de interfață (Smart-IED).

OBIECTIVELE CREAȚIEI, PRINCIPII PRINCIPALE PRINCIPII PRINCIPALE DE CREARE Implementare în două etape a DSP: Etapa 1: - utilizarea echipamentului principal existent, la care se adaugă un modul inteligent digital de interfață (de obicei amplasat în interior) bazat pe IEC și IEC Este posibilă ajustarea compoziției și tipului senzorilor utilizați. Dobândirea experienței operaționale. - dezvoltarea intregii game de dispozitive de automatizare si protectie cu relee, PA, masuratori cu interfete IEC si IEC Etapa 2: - modernizare semnificativa a principalelor echipamente electrice cu integrarea de senzori digitali nesupravegheati specializati, controlere de teren, module executive in stare solida in aceasta. Extinderea domeniului de aplicare a sarcinilor efectuate de modulul de interfață. Rafinarea tuturor componentelor DSP-ului, ținând cont de experiența de operare.

COMPONENTE SUBSTAȚIEI DIGITALE Transformatoare digitale pentru instrumente Măsurarea componentelor armonice Gamă dinamică și de frecvență extinsă Sincronismul măsurătorilor Pierderi metrologice reduse Eliminarea influenței efectelor electromagnetice (interferență, magnetizare reziduală etc.) curenților), îmbunătățind precizia WMD. Autodiagnosticare Instalare mai ușoară (greutate mai mică) Cost mai mic (pentru clasa de tensiune kV)

COMPONENTELE UNEI SUBSTAȚII DIGITALE (Substation Coordinating Center - SCC) SCC este nucleul software și hardware al DSC, coordonând principalele fluxurile de informațiiîn stația centrală de procesare și automatizarea proceselor de luare și implementare a deciziilor privind gestionarea echipamentelor substației. În acest scop, CPC ar trebui să asigure: menținerea unui model actualizat procese tehnologice substații ca bază pentru construirea algoritmilor de monitorizare, analiză, verificare a informațiilor și management al funcționării stației; munca subsistemelor pentru analiza situațiilor tehnologice, incl. suport pentru procesele decizionale pentru management în complex / Situații de urgență pe baza modelului actual; organizarea și întreținerea unei baze de date a stării echipamentelor CPS; urmărirea condițiilor sale pre-urgență și emiterea de semnale și mesaje de avertizare sau de urgență; interacțiunea cu centrele de control în calitate de „reprezentant” al CPS în cele mai înalte niveluri ale ierarhiei de control din EPS; controlul de la distanță al echipamentului DSP cu control asupra capacității, admisibilității și siguranței acestuia (ținând cont de starea reală a echipamentului stației), precum și de succesul executării comenzilor de control

Suport metrologic Calitatea nouă a măsurătorilor Pierderi în circuitele secundare (diferite pentru toate dispozitivele); Conversii AD multiple (în fiecare dispozitiv); Măsurătorile nu sunt sincrone; Influență mare a efectelor EM; etc. Fără pierderi în transmiterea informațiilor; Replicare nelimitată a informațiilor; Conversia AD efectuată o singură dată (măsurare primară), etc. Substație tradițională Substație digitală

SUPORT INFORMAȚIONAL (instrumente, ESKK) INSTRUMENTE SOFTWARE - suport pentru întregul ciclu de viață al HSS DSP (în timpul proiectării, punerii în funcțiune, în timpul funcționării) - suport pentru un singur spațiu de informații (sistem unic de clasificare și codare, conform standardelor internaționale IEC atunci când se lucrează cu date) - suport pentru „autodocumentare” a HSS CPS (generare automată a documentației în formă electronică, forme agreate de acces la documente din NCC, MES, PMES); - suport pentru configurarea și întreținerea Smart IED (software tehnologic, fișiere de configurare la zi, documentație operațională); - monitorizarea si diagnosticarea continua a retelelor de transmisie a datelor. SISTEM UNIFICAT DE CLASIFICARE ȘI CODIFICARE - sistem unificat de desemnare pentru toate tipurile de instalații de rețea electrică; - o desemnare unică a obiectelor de clasificare și etichetare în proiectarea, implementarea (construcția), exploatarea și modernizarea (reconstrucția) instalațiilor electrice; - descentralizarea procesului de identificare a echipamentelor; - unicitatea codului de identificare; - stabilitatea codului de identificare la sfera de aplicare; - unicitatea și corectitudinea executării interogării pentru obținerea diverselor date și documente în timpul prelucrării mașinii (la faza de proiectare și în timpul funcționării); - posibilitatea armonizării cu alte sisteme de clasificare (în special - CIM); - asigurarea posibilității de salvare a denumirilor locale existente ale echipamentelor

SUPORT INFORMAȚIONAL (common information model - CIM) Reprezentarea CIM este un singur limbaj pentru descrierea datelor și, în consecință, o interfață într-un mediu integrat comun. CIM este un limbaj comun pentru aplicațiile atunci când se lucrează într-un singur sistem de control automat al JSC FGC UES. Datele inițiale pentru construirea unui model informațional sunt: ​​- schema circuitului modul normal PS; - tabele de clasificare și metodologia de construire a identificatorilor unici ai obiectelor, echipamentelor, măsurătorilor, semnalelor și documentelor; -profilul modelului, care defineşte: 1) clasele, atributele şi relaţiile dintre acestea în schema modelului informaţional; 2) standarde în domeniul tehnologiei informației (până la versiuni), după care este obligatorie în procesul de proiectare, implementare și exploatare a unui sistem de control.
PREVIZARE FIABILITATE (diagnosticare si testare) Autodiagnosticare hardware: - module IED inteligente ale principalelor echipamente electrice - terminale cu microprocesor - retele digitale Diagnosticare automata externa prin software si hardware specializat: TV conectat electric, controlul sumei curenților/puterilor din nodul). - cu oprire pe termen scurt (emulare semnale de testare pentru terminale și comparare a răspunsului terminalului primit cu cel de testare)

Digital Substation 20 SA „NTC Electric Power Industry” În cadrul proiectului pilot al SA FGC UES, „Digital Substation” coordonează următoarele domenii: Centrul de Cercetare și Dezvoltare pentru Industria Energiei Electrice” 110/10 kV în „Digital Substation” format de: Transformatoare optice de curent și tensiune; Autobuz de stație, autobuz de proces; Dispozitive electronice multifuncționale de măsurare și contabilitate; Sistemul de afișare și control al informațiilor substației (SCADA); -Decembrie 2010 In 2011 protectia cu microprocesor a statiei. 3. Înființarea unui sit experimental „Substație digitală” în SA „STC al industriei energiei electrice”

Noi tehnologii de producție sisteme moderne controalele au trecut de la stadiul cercetării științifice și al experimentării la stadiul utilizării practice. Au fost dezvoltate și sunt implementate standarde moderne de comunicare pentru schimbul de informații. Dispozitivele digitale de protecție și automatizare sunt utilizate pe scară largă. A existat o dezvoltare semnificativă a sistemelor de control hardware și software. Apariția unor noi standarde internaționale și dezvoltarea tehnologiilor informaționale moderne deschid posibilitatea unor abordări inovatoare pentru rezolvarea problemelor de automatizare și control al instalațiilor energetice, făcând posibilă crearea unui nou tip de substație - o substație digitală (DSS). Caracteristicile distinctive ale DPS sunt: ​​prezența dispozitivelor inteligente cu microprocesor încorporate în echipamentul primar, utilizarea rețelelor locale pentru comunicații, o metodă digitală de accesare a informațiilor, transmiterea și procesarea acesteia, automatizarea substației și a proceselor sale de management. În viitor, substația digitală va fi componentă cheie rețea intelectuală (Smart Grid).

Termenul „Substație digitală” este încă interpretat diferit de diferiți specialiști din domeniul sistemelor de automatizare și control. Pentru a înțelege ce tehnologii și standarde se aplică unei substații digitale, să urmărim istoria dezvoltării sistemelor APCS și RPA. Introducerea sistemelor de automatizare a început odată cu apariția sistemelor telemecanice. Dispozitivele de control de la distanță au făcut posibilă colectarea semnalelor analogice și discrete folosind module USO și traductoare de măsurare. Pe baza sistemelor de telemecanica au fost dezvoltate primele sisteme de control al proceselor pentru statiile electrice si centralele electrice. APCS a făcut posibilă nu numai colectarea informațiilor, ci și procesarea acestora, precum și prezentarea informațiilor într-o interfață ușor de utilizat. Odată cu apariția primelor protecții cu relee cu microprocesor, informațiile de la aceste dispozitive au început să fie integrate și în sistemele automate de control al procesului. Treptat, numărul dispozitivelor cu interfețe digitale a crescut (automatizări de urgență, sisteme de monitorizare a echipamentelor de alimentare, sisteme de monitorizare a scutului DC și a nevoilor auxiliare etc.). Toate aceste informații de pe dispozitive nivel inferior integrat în sistemul automat de control al procesului prin interfețe digitale. În ciuda utilizării pe scară largă a tehnologiilor digitale pentru sistemele de automatizare a clădirilor, astfel de substații nu sunt complet digitale, deoarece toate informațiile inițiale, inclusiv starea contactelor auxiliare, tensiunile și curenții, sunt transmise sub formă de semnale analogice de la aparatul de comutare la controlul operațional. punct, unde este digitizat separat de fiecare dispozitiv de nivel inferior. De exemplu, aceeași tensiune este furnizată în paralel tuturor dispozitivelor de nivel inferior, care o convertesc în formă digitală și o transferă în sistemul de control al procesului. În substațiile tradiționale, diferitele subsisteme utilizează standarde de comunicare (protocoale) și modele de informații diferite. Pentru funcțiile de protecție, măsurare, contabilitate, control al calității, sisteme individuale de măsurători și schimb de informatii, ceea ce crește semnificativ atât complexitatea implementării unui sistem de automatizare la o substație, cât și costul acestuia.

Tranziția către sisteme de automatizare și control calitativ noi este posibilă folosind standardele și tehnologiile substației digitale, care includ:

1. Standardul IEC 61850:
model de date dispozitiv;
descrierea unificata a statiei;
protocoale de schimb vertical (MMS) și orizontal (GOOSE);
protocoale pentru transmiterea valorilor instantanee ale curenților și tensiunilor (SV);

2. transformatoare digitale (optice și electronice) de curent și tensiune;
3. multiplexoare analogice (Merging Units);
4. module USO la distanță (Micro RTU);
5. dispozitive electronice inteligente (IED).

Principala caracteristică și diferența standardului IEC 61850 față de alte standarde este că reglementează nu numai problemele transferului de informații între dispozitive individuale, ci și problemele formalizării descrierii circuitelor - substație, protecție, automatizare și măsurători, configurarea dispozitivului. Standardul prevede posibilitatea utilizării unor noi dispozitive digitale de măsurare în locul contoarelor analogice tradiționale (transformatoare de curent și tensiune). Tehnologia de informație vă permit să treceți la proiectarea automată a substațiilor digitale controlate de sisteme digitale integrate. Toate comunicațiile informaționale la astfel de substații sunt efectuate digital, formând o singură magistrală de proces. Acest lucru deschide posibilitatea unui schimb direct rapid de informații între dispozitive, ceea ce face în cele din urmă posibilă reducerea numărului de conexiuni prin cablu de cupru și a numărului de dispozitive, precum și aranjarea lor mai compactă.
STRUCTURA UNEI SUBSTAȚII DIGITALE

Să luăm în considerare mai detaliat structura unei substații digitale, realizată în conformitate cu standardul IEC 61850 (Fig.). Sistemul de automatizare al unei centrale electrice construite folosind tehnologia Digital Substation este împărțit pe trei niveluri:
nivel de câmp (nivel de proces);
nivelul de conectare;
nivelul stației.

Nivelul câmpului constă din:
senzori primari pentru colectarea de informații discrete și transmiterea comenzilor de control către dispozitivele de comutare (micro RTU);
senzori primari pentru colectarea informațiilor analogice (transformatoare digitale de curent și tensiune).

Nivelul de conectare constă din dispozitive electronice inteligente:
dispozitive de control și monitorizare (controlere de conectare, aparate de măsură multifuncționale, contoare ASKUE, sisteme de monitorizare pentru echipamente transformatoare etc.);
terminale de protecție cu relee și automate locale de urgență.

Nivelul stației este format din:
servere de nivel superior (server de baze de date, server SCADA, server de telemecanică, server de colectare și transmitere a informațiilor de proces etc., concentrator de date);
Postul de lucru al personalului substației.

Dintre principalele caracteristici ale construcției sistemului, în primul rând, este necesar să se evidențieze un nou nivel „de câmp”, care include dispozitive inovatoare pentru colectarea informațiilor primare: USO la distanță, transformatoare digitale pentru instrumente, sisteme de diagnosticare cu microprocesor încorporate pentru alimentare. echipamente etc.

Transformatoarele digitale pentru instrumente transmit tensiuni și curenți instantanee în conformitate cu protocolul IEC 61850-9-2 către dispozitivele la nivel de compartiment. Există două tipuri de transformatoare digitale pentru instrumente: optice și electronice. Transformatoarele optice pentru instrumente sunt cele mai preferate atunci când se creează sisteme de control și automatizare pentru o substație digitală, deoarece folosesc un principiu inovator de măsurare care exclude influența interferențelor electromagnetice. Transformatoarele electronice pentru instrumente se bazează pe transformatoare tradiționale și folosesc convertoare analog-digitale specializate.

Datele de la transformatoarele de instrumente digitale, atât optice cât și electronice, sunt convertite în pachete Ethernet difuzate utilizând multiplexoare (unități de fuziune) furnizate de standardul IEC 61850-9. Pachetele generate de multiplexoare sunt transmise prin intermediul rețelei Ethernet (magistrală de proces) către dispozitivele de nivel de conexiune (controlere pentru APCS, RPA, PA, etc.) Rata de eșantionare a datelor transmise nu este mai mică de 80 de puncte pe perioadă pentru RPA și dispozitive PA și 256 de puncte pe perioadă pentru APCS , AIIS KUE etc.

Datele despre poziția dispozitivelor de comutare și alte informații discrete (poziția tastelor modului de control, starea circuitelor de încălzire ale unităților etc.) sunt colectate folosind module USO la distanță instalate în imediata apropiere a dispozitivelor de comutare. Modulele USO la distanță au ieșiri relee pentru controlul dispozitivelor de comutare și sunt sincronizate cu o precizie de cel puțin 1 ms. Transmiterea datelor de la modulele USO la distanță se realizează prin comunicații prin fibră optică, care face parte din magistrala de proces IEC 61850-8-1 (GOOSE). Transferul comenzilor de control către dispozitivele de comutare se realizează și prin module USO la distanță folosind protocolul IEC 61850-8-1 (GOOSE).

Echipamentul de alimentare este echipat cu un set de senzori digitali. Există sisteme specializate pentru monitorizarea transformatoarelor și a echipamentelor izolate cu gaz care au o interfață digitală pentru integrarea în sistemele de control al procesului fără utilizarea de intrări discrete și senzori 4-20 mA. GIS-urile moderne sunt echipate cu transformatoare digitale de curent și tensiune încorporate, iar dulapurile de control în GIS vă permit să instalați la distanță USO pentru a colecta semnale discrete. Instalarea senzorilor digitali în aparatul de comutare se realizează în fabrică, ceea ce simplifică procesul de proiectare, precum și lucrările de instalare și punere în funcțiune la instalație.

O altă diferență este integrarea nivelurilor intermediare (concentratoare de date) și superioare (server și stație de lucru) într-un singur nivel de stație. Acest lucru se datorează unității protocoalelor de transfer de date (standardul IEC 61850-8-1), în care stratul mijlociu, care a efectuat anterior munca de conversie a informațiilor din diferite formate într-un singur format pentru un sistem integrat de control al procesului, este treptat. pierzându-și scopul. Nivelul de conexiune include dispozitive electronice inteligente care primesc informații de la dispozitive la nivel de câmp, efectuează procesarea logică a informațiilor, transmit acțiuni de control prin dispozitive de nivel de câmp către echipamentele primare și, de asemenea, transmit informații la nivel de stație. Aceste dispozitive includ controlere de conexiune, terminale MPRZA și alte dispozitive cu microprocesor multifuncțional.

Următoarea diferență de structură este flexibilitatea acesteia. Dispozitivele pentru o substație digitală pot fi realizate după un principiu modular și vă permit să combinați funcțiile multor dispozitive. Flexibilitatea construcției de stații digitale ne permite să oferim diverse soluții, ținând cont de caracteristicile centralei electrice. În cazul modernizării unei substații existente fără a înlocui echipamentul de alimentare, pot fi instalate dulapuri USO la distanță pentru a colecta și digitiza informațiile primare. În același timp, USO la distanță, pe lângă plăcile de I/O discrete, vor conține plăci de intrare analogică directă (1/5 A), care permit colectarea, digitizarea și ieșirea datelor de la transformatoarele tradiționale de curent și tensiune din IEC 61850-9. -2 protocol. În viitor, înlocuirea totală sau parțială a echipamentelor primare, inclusiv înlocuirea transformatoarelor electromagnetice cu cele optice, nu va duce la o modificare a nivelurilor de conectare și stație. În cazul utilizării GIS, este posibilă combinarea funcțiilor de la distanță USO, Merging Unit și controler de conexiune. Un astfel de dispozitiv este instalat în dulapul de control al aparatului de distribuție și face posibilă digitizarea tuturor informațiilor inițiale (analogice sau discrete), precum și îndeplinirea funcțiilor unui controler de conexiune și a funcțiilor de control local de rezervă.

Odată cu apariția standardului IEC 61850, un număr de producători au lansat produse pentru substații digitale. În prezent, destul de multe proiecte legate de utilizarea standardului IEC 61850 au fost deja finalizate în toată lumea, arătând avantajele acestei tehnologii. Din păcate, chiar și acum, când se analizează soluții moderne pentru o substație digitală, se poate observa o interpretare destul de vagă a cerințelor standardului, ceea ce poate duce la inconsecvențe și probleme de integrare în viitor. solutii moderneîn domeniul automatizării.

Astăzi, Rusia lucrează activ la dezvoltarea tehnologiei substației digitale. Au fost lansate o serie de proiecte pilot, firme rusești de top au început să dezvolte produse și soluții autohtone pentru substația digitală. În opinia noastră, atunci când se creează noi tehnologii axate pe o substație digitală, este necesar să se respecte cu strictețe standardul IEC 61850, nu numai în ceea ce privește protocoalele de transfer de date, ci și în ideologia construirii unui sistem. Conformitatea cu cerințele standardului va facilita modernizarea și întreținerea instalațiilor bazate pe noile tehnologii în viitor.

În 2011, companiile de top din Rusia (NPP EKRA LLC, EnergopromAvtomatization LLC, Profotek CJSC și NIIPT OJSC) au semnat un acord general privind organizarea cooperării strategice pentru a combina eforturile științifice, tehnice, de inginerie și comerciale pentru a crea o substație digitală în limba rusă. Federaţie.

În conformitate cu IEC 61850, sistemul dezvoltat este format din trei niveluri. Busul de proces este reprezentat de transformatoare optice (ZAO Profotek) și un expert NPT USO (microRTU) la distanță (LLC EnergopromAvtomatization). Nivel de conectare - protecție cu microprocesor al NPP EKRA LLC și controler de conectare NPT BAY-9-2 al EnergopromAvtomatization LLC. Ambele dispozitive acceptă informații analogice conform IEC 61850-9-2 și informații digitale conform IEC 61850-8-1 (GOOSE). Nivelul stației se bazează pe SCADA NPT Expert cu suport IEC 61850-8-1(MMS).

Proiectul comun a dezvoltat și un sistem proiectare asistată de calculator DSP - SCADA Studio, a elaborat structura rețelei Ethernet pt diverse opțiuni construcție, s-a montat un model de substație digitală și s-au efectuat teste în comun, inclusiv pe un banc de probă la OAO NIIPT.

Prototipul de funcționare al substației digitale a fost prezentat la expoziția Electric Networks of Russia-2011. Implementarea proiectului pilot și producția la scară largă a echipamentelor substațiilor digitale sunt programate pentru 2012. Echipamentul rusesc pentru substația digitală a trecut testele la scară completă și compatibilitatea acestuia conform standardului IEC 61850 cu echipamentele diverselor străine (Omicron, SEL, GE, Siemens etc.) și interne (LLC Prosoft-Systems, NPP). Dinamika si altele) firme.

Dezvoltarea propriei noastre soluții rusești pentru o substație digitală va permite nu numai dezvoltarea producției interne și a științei, ci și îmbunătățirea securității energetice a țării noastre. Studiile efectuate ale indicatorilor tehnici și economici ne permit să concluzionam că costul unei noi soluții în tranziția la producția de serie nu va depăși costul soluțiilor tradiționale pentru sistemele de automatizare a clădirilor și va oferi o serie de avantaje tehnice, cum ar fi:
o reducere semnificativă a conexiunilor prin cablu;
îmbunătățirea acurateței măsurătorilor;
ușurință în proiectare, operare și întreținere;
platformă unificată de schimb de date (IEC 61850);
imunitate ridicată la zgomot;
siguranță ridicată la incendiu și explozie și respectarea mediului;
reducerea numărului de module I/O pentru dispozitivele APCS și RPA, ceea ce reduce costul dispozitivelor.

O serie de alte probleme necesită verificări și soluții suplimentare. Acest lucru se aplică fiabilității sistemelor digitale, problemelor de configurare a dispozitivelor la nivel de substație și interconectare a energiei electrice, pentru crearea de instrumente de proiectare disponibile public, adresate diferiților producători de microprocesoare și echipamente principale. Pentru a asigura nivelul necesar de fiabilitate în cadrul proiectelor pilot, trebuie rezolvate următoarele sarcini.

1. Determinarea structurii optime a stației digitale în ansamblu și a sistemelor sale individuale.
2. Armonizarea standardelor internaționale și dezvoltarea standardelor interne documentatii normative.
3. Certificarea metrologică a sistemelor de automatizare, inclusiv a sistemelor AISKUE, cu suportul IEC 61850-9-2.
4. Acumularea de statistici privind fiabilitatea echipamentelor substațiilor digitale.
5. Acumularea de experiență în implementare și exploatare, pregătirea personalului, crearea centrelor de competență.

În prezent, în lume a început introducerea în masă a soluțiilor de clasă substații digitale bazate pe standardele din seria IEC 61850, tehnologiile de control Smart Grid sunt implementate, aplicațiile sunt puse în funcțiune sisteme automatizate management tehnologic. Utilizarea tehnologiei „Substație digitală” ar trebui să permită în viitor reducerea semnificativă a costurilor de proiectare, punere în funcțiune, operare și întreținere a instalațiilor energetice.

Alexey Danilin, director pentru sisteme de control automate al SO UES OJSC, Tatyana Gorelik, șef al departamentului APCS, doctorat, Oleg Kiriyenko, inginer, NIIPT OJSC Nikolai Doni, șef al departamentului de dezvoltare avansată, întreprindere de cercetare și producție EKRA

Substația digitală este numită componenta de bază a construirii unei rețele inteligente - și acest subiect este În ultima vreme câștigă din ce în ce mai multă popularitate. Aceasta este o descoperire, recunoscută pe nivel international metoda de automatizare pentru rezolvarea sarcinilor management eficient instalații energetice, transformându-l complet într-un format digital. Prin integrarea acestei tehnologii în sistemele de automatizare a substațiilor, companiile producătoare au combinat mai mult de un deceniu de experiență în producția de transformatoare pentru instrumente de curent și tensiune „netradiționale” cu cele mai noi tehnologii conexiuni si realizate posibila conexiune echipamente primare de înaltă tensiune la dispozitive de automatizare și protecție (RPA). Acest lucru îmbunătățește fiabilitatea și disponibilitatea sistemului, precum și optimizarea circuitelor secundare din substație.

Companiile de vârf din această industrie continuă să dezvolte această tehnologie și, după cum spun experții, combinația de eforturi este de o valoare deosebită, având în vedere importanța și amploarea sarcinilor stabilite. Acest proiect important din punct de vedere strategic pentru industrie nu poate fi implementat de o singură companie, notează experții. În opinia lor, vremea în care toate aceste tehnologii erau secrete comerciale a trecut deja și a apărut o adevărată comunitate pentru implementarea substațiilor digitale, care promovează această tehnologie în toate direcțiile.

Confirmarea acestor cuvinte este acordul dintre Alstom și Cisco, care au convenit să dezvolte împreună soluții pentru automatizarea în siguranță a substațiilor digitale. Aceste soluții vor folosi routere și switch-uri robuste Cisco Connected Grid, cu caracteristici avansate de comunicare și securitate, precum și sistemul de control Alstom DS Agile pentru automatizarea substațiilor.

Acest lucru va aduce performanța comunicațiilor IP la un nou nivel și va asigura integrarea securității informațiilor, monitorizarea și controlul distribuit. Pe baza unei astfel de soluții, au fost deja create centre de transport de informații și de distribuție a energiei în cadrul unei arhitecturi moderne de rețea electrică.

Soluțiile vă permit să gestionați accesul utilizatorilor la resursele critice, să detectați și să eliminați posibilele atacuri electronice în întreaga infrastructură de rețea. Arhitectura substațiilor digitale conține cuprinzătoare funcţionalitate managementul siguranței, ținând cont de recomandările NIST (Institutul Național de Standarde și Tehnologie din SUA) și IEC (Comisia Electrotehnică Internațională, IEC).

Potrivit Cisco, abordarea arhitecturală stratificată aplicată va asigura implementarea optimă a sistemului de automatizare a stației și va permite proiectarea eficientă pentru implementarea soluțiilor. Facilitează proiectarea unei infrastructuri de comunicații și integrarea acesteia cu funcții critice de securitate și control, monitorizare a activelor și echipamente de gestionare a energiei. Funcțiile inteligente vă ajută să controlați cu atenție capacitatea de încărcare și să operați echipamentele rețelei electrice la eficiență maximă.

Abordarea arhitecturală stratificată va permite, de asemenea, menținerea comunicațiilor cu fir și fără fir pe aceeași rețea convergentă, permițând în același timp facilităților să implementeze programe de întreținere preventivă care prelungesc durata de viață a echipamentului și reduc costurile de întreținere a echipamentelor. Rețeaua de stații acceptă standardele de comunicații existente și noi (de exemplu IEC 61850), precum și prioritizarea transmiterii datelor de control față de alt trafic.

Principalele avantaje ale substațiilor digitale se află în domeniul economiei: costul de creare și costul de funcționare sunt reduse. Economiile sunt realizate prin reducerea spațiului necesar pentru a găzdui instalația, reducerea cantității de echipamente (de exemplu, prin combinarea diferitelor dispozitive) și, ca urmare, a costului lucrărilor de instalare.

Ca urmare, costul automatizării controlului stației nu va fi mai mare de 15% din costul construcției și dotării sale cu echipamente primare. În ceea ce privește fiabilitatea, substația digitală beneficiază de mai puține elemente și de utilizarea instrumentelor de monitorizare și diagnosticare.

Cum evaluează experții perspectivele pentru introducerea acestei tehnologii în Rusia? Sunt destule companii care susțin că au echipamentul necesar, au stăpânit tehnologia și au competențele necesare, dar, ca de obicei, sunt mai puțini pași practici. O altă problemă este alegerea între propunerile interne și cele străine. Potrivit specialiștilor FGC UES, este nevoie de un compromis, atunci când „pot fi luate decizii de brand și, ca opțiune de rezervă, dezvoltări interne oferite pieței”. Mai mult, acest proces nu va avea succes fără elemente de reglementare administrativă de către FGC.

Și totuși, în Rusia, procesul de introducere a substațiilor digitale a început fără echivoc, dovadă fiind întâlnirea dintre conducerea Alstom și OJSC Russian Grids, dedicată discuției despre proiectele actuale și viitoare ale substațiilor digitale. În numele lui Rosseti, la întâlnire au participat CEO Oleg Budargin, care vorbește despre importanță această direcție Pentru companie.

În ceea ce privește Alstom, acesta este implicat activ în implementarea tehnologiilor de rețea inteligentă cu o rețea activ-adaptativă. În prezent, compania este implicată în implementarea proiectului primei substații digitale din Rusia bazată pe stația de 220 kV Nadezhda, o filială a JSC FGC UES a MES Ural. Alstom furnizează echipamente și instalează controlere ale compartimentului IEC 61850-9-2 LE, sisteme RPA și APCS și realizează punerea în funcțiune a acestora.

În prezent, în Rusia sunt implementate mai multe proiecte de substații digitale, cum ar fi amplasamentul experimental al Substației Digitale bazat pe STC FGC UES, substația Nadezhda 500 kV bazată pe rețelele de energie Ural și clusterul Elgaugol.

Cu toate acestea, după cum notează experții, cea mai importantă componentă lipsește încă din această problemă - metodologia de proiectare în întregime. Este necesar să se rezolve problema automatizării acestui proces până când personalul este instruit. În caz contrar, acest lucru va încetini semnificativ dezvoltarea substațiilor digitale în Rusia, ceea ce este extrem de nedorit.