Výhody IEC 61850

Jedna z významných výzev, kterým čelí inženýři rozvodny, je oprávněná automatizace rozvoden investic. Pozitivní dopady automatizace na provozní náklady, zvýšenou kvalitu energie a sníženou odezvu na výpadky jsou dobře známy. Ale malá pozornost je věnována tomu, jak použití komunikačního standardu ovlivňuje náklady na výstavbu a provozování rozvodny.

Zpravidla byly používány starší komunikační protokolyvyvinuta s dvojím cílem poskytovat nezbytné funkce vyžadované elektrickými energetickými systémy a zároveň minimalizovat počet bytů, které protokol používal, z důvodu závažných omezení šířky pásma, která byla typická pro sériovou linku, která byla k dispozici před 10-15 lety, kdy mnoho z nich protokoly byly původně vyvinuty.

Později, as Ethernet a moderní síťové protokoly jako TCP / IP rozšířené, tyto starší protokoly byly přizpůsobeny pro provoz přes TCP / IP-Ethernet.

Tento přístup poskytoval stejnou základní elektrickou energiinapájení systému jako verze sériové linky a zároveň přináší výhody moderních síťových technologií do rozvodny. Tento přístup má však zásadní chybu: používané protokoly byly stále navrženy tak, aby minimalizovaly bajty na drátě a nevyužívaly obrovského zvýšení šířky pásma, které moderní síťové technologie přinášejí poskytováním vyšší úrovně funkčnosti, která může významně omezit implementačních a provozních nákladů automatizace rozvoden.

Moderní síťové technologie

Tyto jedinečné vlastnosti IEC 61850 mají apřímý a pozitivní dopad na náklady na návrh, stavbu, instalaci, uvedení do provozu a provozování energetických systémů. Zatímco starší protokoly na ethernetu umožňují inženýrovi rozvodny dělat přesně to samé, co bylo provedeno před 10-15 lety pomocí Ethernetu, IEC 61850 umožňuje základní vylepšení procesu automatizace rozvodny, která není možná s dřívějším přístupem, s protokolem TCP nebo bez něj. / IP-Ethernet.

Abychom lépe porozuměli konkrétním výhodám, které myNejprve prozkoumá některé klíčové rysy a schopnosti normy IEC 61850 a poté vysvětlí, jak tyto výsledky vedou k významným přínosům, kterých nelze dosáhnout dosavadním přístupem.

Klíčové vlastnosti

Vlastnosti a charakteristiky IEC 61850které umožňují jedinečné výhody, jsou natolik četné, že zde nemohou být prakticky uvedeny. Některé z těchto vlastností jsou zdánlivě malé, ale přesto mohou mít obrovský dopad na systémy automatizace rozvoden.

Například použití VLAN a příznaků prioritypro GOOSE a SMV umožňují mnohem inteligentnější použití ethernetových přepínačů, které samy o sobě mohou přinést významné výhody uživatelům, kteří nejsou k dispozici s jinými přístupy. Kvůli stručnosti zde uvedeme některé z klíčových funkcí, které uživatelům přinášejí významné výhody:

Použití virtualizovaného modelu
Virtuální model logických zařízení, logickýuzly ACSI a CDC umožňují definovat data, služby a chování zařízení, která mají být definována, kromě protokolů, které slouží k definování způsobu přenosu dat po síti.

Použití jmen pro všechna data
Každý prvek dat IEC 61850 je pojmenován pomocípopisné řetězce popisující data. Na druhé straně starší protokoly mají tendenci identifikovat data podle umístění úložiště a používat indexová čísla, čísla rejstříků a podobně k popisu dat.

Všechny názvy objektů jsou standardizovány a definovány v kontextu systému napájení
Názvy dat v přístroji IEC 61850 jsounení diktován dodavatelem zařízení nebo konfigurován uživatelem. Všechny názvy jsou definovány ve standardu a jsou poskytovány v kontextu energetického systému, který umožňuje inženýrovi okamžitě identifikovat význam dat, aniž by musel definovat mapování, která se vztahují k indexovým číslům a číslům registrů k datům systému napájení, jako je napětí a proud.

Zařízení jsou samo-popisující
Klientské aplikace, které komunikují s IEC61850 zařízení je schopno stahovat popis všech dat podporovaných zařízením ze zařízení bez jakékoliv ruční konfigurace datových objektů nebo jmen.

Služby na vysoké úrovni
ACSI podporuje širokou škálu služeb, které daleko přesahují to, co je k dispozici v typickém protokolu. GOOSE, GSSE, SMV a protokoly jsou jen některé z unikátních schopností IEC 61850.

Standardizovaný konfigurační jazyk
SCL umožňuje přesně definovat konfiguraci zařízení a jeho úlohu v energetickém systému pomocí XML souborů.

Hlavní výhody

Vlastnosti popsané výše pro IEC 61850přinášejí značné výhody uživatelům, kteří je chápou a využívají. Spíše než jednoduše se přiblížit k systému založenému na IEC 61850 stejným způsobem jako jakýkoli jiný systém, uživatel, který chápe a využívá výhod jedinečných schopností, si uvědomí významné výhody, které nejsou dostupné pomocí starších přístupů.

Odstraňte nejednoznačnost zadávání zakázek

Nejen, že lze SCL použít pro konfiguraci zařízení aSCL lze také použít k přesnému definování požadavků uživatelů na rozvodny a zařízení. Pomocí SCL může uživatel přesně a jednoznačně specifikovat, co se očekává v každém zařízení, které není dodavateli nesprávně interpretováno.

Nižší náklady na instalaci

IEC 61850 umožňuje rychlou výměnu zařízenídata a stav pomocí GOOSE a GSSE přes stanici LAN, aniž by bylo nutné pro každé relé připojovat oddělené odkazy. Tím se výrazně sníží náklady na kabeláž tím, že se více využije šířka pásma sítě LAN pro tyto signály a náklady na výstavbu snížením potřeby rýhování, vedení, potrubí atd.

Nižší náklady na převodník

Spíše než vyžadovat oddělené převodníky prokaždé zařízení, které potřebuje určitý signál, může jedna slučovací jednotka podporující SMV dodat tyto signály do mnoha zařízení s použitím jediného snímače snižujícího převodník, kabeláže, kalibrace a údržby.

Nižší náklady na uvedení do provozu

Náklady na konfiguraci a provizi zařízení jsoudrasticky snížena, protože zařízení IEC 61850 nevyžadují tolik manuální konfiguraci jako starší zařízení. Klientské aplikace již nemusí ručně konfigurovat pro každý bod, který potřebují k přístupu, protože mohou seznam bodů získat přímo ze zařízení nebo je importovat pomocí souboru SCL.

Mnoho aplikací nevyžaduje nic jiného než nastavení síťové adresy pro navázání komunikace. Většina manuální konfigurace je drasticky eliminována a redukována.

Nižší náklady na migraci zařízení

Protože IEC 61850 definuje více externěviditelné aspekty zařízení kromě kódování dat na vodiči jsou náklady na migraci zařízení minimalizovány. Rozdíly chování od jedné značky k druhému jsou minimalizovány a v některých případech zcela odstraněny.

Všechna zařízení sdílejí stejné konvence pojmenování minimalizující rekonfiguraci klientských aplikací při změně těchto zařízení.

Nižší náklady na rozšíření

Vzhledem k tomu, že zařízení IEC 61850 nemusí býtnakonfigurovány tak, aby odkryly data, nová rozšíření se snadno přidají do podstanice, aniž by bylo nutné překonfigurovat zařízení, aby se odhalila data, která dříve nebyla zpřístupněna. Přidání zařízení a aplikací do stávajícího systému IEC 61850 může být provedeno pouze s minimálním dopadem na existující zařízení.

Nižší náklady na integraci

Využitím stejné síťové technologie, žeje široce používán v celém podniku, náklady na integraci dat rozvodny do podniku jsou podstatně sníženy. Spíše než instalace nákladných RTU, které musí být ručně konfigurovány a udržovány pro každý bod dat potřebných v aplikaci řídicího centra a inženýrské kanceláře, jsou sítě IEC 61850 schopny doručovat data bez samostatných front-endů nebo rekonfiguračních zařízení.

Implementovat nové schopnosti

Pokročilé služby a jedinečné vlastnosti IEC61850 umožňuje nové možnosti, které u většiny starších protokolů nejsou jednoduché. Široká oblast ochrany systémů, která by za normálních okolností byla nákladově nepřípustná, se stává mnohem proveditelnější.

Protože zařízení jsou již připojena kPřírůstkové náklady na přístup nebo sdílení více dat zařízení se stávají zanedbatelnými, což umožňuje nové a inovativní aplikace, které by byly příliš nákladné na to, aby mohly být vyrobeny jinak.

Závěry

IEC 61850 je nyní propuštěn pro průmysl. Deset částí standardu jsou nyní mezinárodní normy (část 10 je návrh mezinárodní normy). Tato norma řeší většinu otázek, které migrace do digitálního světa přináší, zejména standardizace názvů dat, vytvoření komplexního souboru služeb, implementace přes standardní protokoly a hardware a definice procesní sběrnice.

Spolupráce více dodavatelů bylajsou prokázány a potvrzeny postupy certifikace shody. Probíhají diskuse o využití IEC 61850 jako rozvodny pro komunikační protokol řídicího centra. IEC 61850 se stane protokolem volby, protože veřejné služby přecházejí na síťová řešení pro rozvodny a mimo ni.