Vorteile von IEC 61850

Eine der bedeutenden Herausforderungen, denen sich Stationsingenieure stellen müssen, ist gerechtfertigt Stationsautomatisierung Investitionen. Die positiven Auswirkungen der Automatisierung auf die Betriebskosten, die Steigerung der Stromqualität und die Reduzierung der Ausfallzeiten sind allgemein bekannt. Es wird jedoch wenig darauf geachtet, wie sich die Verwendung eines Kommunikationsstandards auf die Kosten für den Bau und Betrieb der Unterstation auswirkt.

Traditionelle Kommunikationsprotokolle waren typischEs wurde mit dem doppelten Ziel entwickelt, die erforderlichen Funktionen für Stromversorgungssysteme bereitzustellen und gleichzeitig die Anzahl der vom Protokoll verwendeten Bytes aufgrund strenger Bandbreitenbeschränkungen zu minimieren, die für die vor 10 bis 15 Jahren verfügbare serielle Verbindungstechnologie typisch waren Ursprünglich wurden Protokolle entwickelt.

Später als Ethernet und moderne Netzwerkprotokolle wie TCP / IP Diese weit verbreiteten Protokolle wurden an TCP / IP-Ethernet angepasst.

Dieser Ansatz lieferte die gleiche elektrische GrundausstattungStromversorgungsfunktionen als serielle Verbindungsversion und bringen die Vorteile moderner Netzwerktechnologien in die Unterstation. Dieser Ansatz hat jedoch einen grundlegenden Fehler: Die verwendeten Protokolle waren immer noch darauf ausgelegt, die Anzahl der Bytes auf dem Draht zu minimieren, und nutzen nicht die enorme Zunahme der Bandbreite, die moderne Netzwerktechnologien bieten, indem sie ein höheres Maß an Funktionalität bieten, wodurch die Bandbreite erheblich reduziert werden kann Implementierungs- und Betriebskosten der Stationsautomatisierung.

Moderne Netzwerktechnologien

Diese einzigartigen Eigenschaften von IEC 61850 haben adirekte und positive Auswirkungen auf die Kosten für die Planung, den Bau, die Installation, die Inbetriebnahme und den Betrieb von Stromversorgungssystemen. Während ältere Protokolle über Ethernet dem Stationsingenieur ermöglichen, genau dasselbe zu tun, was vor 10 bis 15 Jahren mit Ethernet getan wurde, ermöglicht IEC 61850 grundlegende Verbesserungen des Automatisierungsprozesses von Unterstationen, die mit einem alten Ansatz mit oder ohne TCP nicht möglich sind / IP-Ethernet.

Um die spezifischen Vorteile besser zu verstehen, haben wirZunächst werden einige der wichtigsten Merkmale und Fähigkeiten der IEC 61850 untersucht und anschließend erläutert, wie sich daraus wesentliche Vorteile ergeben, die mit dem bisherigen Ansatz nicht erreicht werden können.

Hauptmerkmale

Die Merkmale und Merkmale der IEC 61850die einzigartige Vorteile ermöglichen, sind so zahlreich, dass sie hier praktisch nicht aufgeführt werden können. Einige dieser Eigenschaften sind scheinbar klein, können sich jedoch auf Automatisierungssysteme von Unterstationen erheblich auswirken.

Zum Beispiel die Verwendung von VLANs und Prioritätsflagsfür GOOSE und SMV ermöglichen einen viel intelligenteren Einsatz von Ethernet-Switches, die an sich schon erhebliche Vorteile für Benutzer bieten können, die mit anderen Ansätzen nicht verfügbar sind. Der Kürze halber werden hier einige der wichtigsten Funktionen aufgeführt, die den Benutzern erhebliche Vorteile bieten:

Verwendung eines virtualisierten Modells
Das virtualisierte Modell logischer Geräte, logischKnoten, ACSI und CDCs ermöglichen die Definition der Daten, Dienste und des Verhaltens von Geräten zusätzlich zu den Protokollen, mit denen festgelegt wird, wie die Daten über das Netzwerk übertragen werden.

Verwendung von Namen für alle Daten
Jedes Element der IEC 61850-Daten wird mit benanntbeschreibende Zeichenfolgen zur Beschreibung der Daten. Herkömmliche Protokolle dagegen neigen dazu, Daten anhand des Speicherorts zu identifizieren und verwenden Indexnummern, Registernummern und dergleichen zum Beschreiben von Daten.

Alle Objektnamen sind standardisiert und in einem Energiesystemkontext definiert
Die Namen der Daten im IEC 61850-Gerät lautennicht vom Hersteller des Geräts vorgegeben oder vom Benutzer konfiguriert. Alle Namen sind im Standard definiert und werden in einem Netzsystemkontext bereitgestellt, in dem der Ingenieur die Bedeutung der Daten sofort erkennen kann, ohne Zuordnungen definieren zu müssen, die Index- und Registernummern mit den Netzsystemdaten wie Spannung und Strom verknüpfen.

Geräte beschreiben sich selbst
Clientanwendungen, die mit IEC kommunizieren61850-Geräte können die Beschreibung aller vom Gerät unterstützten Daten vom Gerät ohne manuelle Konfiguration von Datenobjekten oder -namen herunterladen.

High-Level-Services
ACSI unterstützt eine Vielzahl von Diensten, die weit über das hinausgehen, was im typischen Protokoll vorhanden ist. GOOSE, GSSE, SMV und Protokolle sind nur einige der einzigartigen Funktionen von IEC 61850.

Standardisierte Konfigurationssprache
Mit SCL kann die Konfiguration eines Geräts und seine Rolle im Antriebssystem mithilfe von XML-Dateien genau definiert werden.

Hauptvorteile

Die oben für IEC 61850 beschriebenen Funktionenbieten Benutzern, die sie verstehen und nutzen, erhebliche Vorteile. Anstatt sich einfach an ein IEC 61850-basiertes System zu wenden, wie jedes andere System, wird ein Benutzer, der die einzigartigen Fähigkeiten kennt und ausnutzt, erhebliche Vorteile realisieren, die bei der Verwendung älterer Ansätze nicht verfügbar sind.

Beseitigen Sie die Mehrdeutigkeit der Beschaffung

SCL kann nicht nur zur Konfiguration von Geräten und verwendet werdenPower Systems kann SCL auch verwendet werden, um die Benutzeranforderungen für Unterstationen und Geräte genau zu definieren. Mit SCL kann ein Benutzer genau und eindeutig angeben, was in jedem Gerät bereitgestellt werden soll, das von den Lieferanten nicht falsch interpretiert wird.

Niedrigere Installationskosten

IEC 61850 ermöglicht den schnellen Austausch von GerätenDaten und Status mit GOOSE und GSSE über das Stations-LAN, ohne dass für jedes Relais separate Verbindungen verbunden werden müssen. Dies reduziert die Verdrahtungskosten erheblich, indem die LAN-Bandbreite der Station für diese Signale und die Baukosten vollständiger genutzt werden, da weniger Graben, Kanäle, Leitungen usw. erforderlich sind.

Niedrigere Schallkopfkosten

Anstatt separate Wandler für zu benötigenFür jedes Gerät, das ein bestimmtes Signal benötigt, kann eine einzelne SMV-Einheit, die SMV unterstützt, diese Signale an viele Geräte liefern, wobei ein Wandler verwendet wird, der die Wandler, Verdrahtung, Kalibrierung und Wartungskosten senkt.

Niedrigere Inbetriebnahmekosten

Die Kosten für die Konfiguration und Inbetriebnahme von Geräten betragendrastisch reduziert, da für IEC 61850-Geräte nicht so viele manuelle Konfigurationen erforderlich sind wie für ältere Geräte. Clientanwendungen müssen nicht mehr manuell für jeden Punkt konfiguriert werden, auf den sie zugreifen müssen, da sie die Punkteliste direkt vom Gerät abrufen oder über eine SCL-Datei importieren können.

Viele Anwendungen erfordern lediglich die Einrichtung einer Netzwerkadresse, um die Kommunikation aufzubauen. Die meisten manuellen Konfigurationen entfallen, wodurch Fehler und Nacharbeit drastisch reduziert werden.

Geringere Migrationskosten für Geräte

Weil IEC 61850 mehr von außen definiertSichtbare Aspekte der Geräte Neben der Kodierung der Daten auf dem Draht werden die Kosten für Gerätemigrationen minimiert. Verhaltensunterschiede von einer Gerätemarke zur anderen werden minimiert und in einigen Fällen vollständig eliminiert.

Alle Geräte verfügen über dieselben Namenskonventionen, um die Neukonfiguration von Clientanwendungen zu minimieren, wenn diese Geräte geändert werden.

Geringere Erweiterungskosten

Weil IEC 61850-Geräte nicht sein müssenUm Daten freizugeben, können neue Erweiterungen einfach in die Unterstation eingefügt werden, ohne dass Geräte neu konfiguriert werden müssen, um Daten bereitzustellen, auf die zuvor nicht zugegriffen wurde. Das Hinzufügen von Geräten und Anwendungen zu einem vorhandenen IEC 61850-System kann, wenn überhaupt, nur mit minimalen Auswirkungen auf vorhandene Geräte durchgeführt werden.

Niedrigere Integrationskosten

Durch die Verwendung der gleichen NetzwerktechnologieWird das Versorgungsunternehmen häufig verwendet, werden die Kosten für die Integration von Stationsdaten in das Unternehmen erheblich reduziert. Anstatt kostspielige RTUs zu installieren, die für jeden Datenpunkt, der in Leitstellen- und Konstruktionsbüroanwendungen benötigt wird, manuell konfiguriert und gewartet werden müssen, können IEC 61850-Netzwerke Daten ohne separate Kommunikations-Frontends oder Gerätekonfigurationen bereitstellen.

Implementieren Sie neue Funktionen

Die erweiterten Dienste und einzigartigen Funktionen von IEC61850 ermöglicht neue Funktionen, die mit den meisten älteren Protokollen nicht möglich sind. Weiträumige Schutzsysteme, die normalerweise aus Kostengründen untragbar wären, werden viel praktischer.

Weil die Geräte bereits mit dem verbunden sindLAN in der Unterstation wird der inkrementelle Aufwand für den Zugriff auf oder die gemeinsame Nutzung von mehr Gerätedaten unerheblich, wodurch neue und innovative Anwendungen möglich werden, die sonst zu teuer wären.

Schlussfolgerungen

IEC 61850 ist jetzt für die Industrie freigegeben. Zehn Teile der Norm sind jetzt Internationale Normen (Teil 10 ist ein Entwurf einer internationalen Norm). Dieser Standard befasst sich mit den meisten Problemen der Migration in die digitale Welt, insbesondere der Standardisierung von Datennamen, der Erstellung eines umfassenden Satzes von Diensten, der Implementierung über Standardprotokolle und Hardware sowie der Definition eines Prozessbusses.

Multi-Vendor-Interoperabilität wurdeDemonstrationsprozesse für Compliance werden etabliert. Derzeit laufen Diskussionen über die Verwendung von IEC 61850 als Unterstation für das Kommunikationsprotokoll der Zentrale. Die IEC 61850 wird zum Protokoll der Wahl, da Versorgungsunternehmen zu Netzwerklösungen für die Unterstationen und darüber hinaus migrieren.