Fördelar med IEC 61850

En av de stora utmaningar som stationeringsingenjörerna står inför är motiverande transformatorstationens automatisering investeringar. De positiva effekter som automation har på driftskostnader, ökad effektkvalitet och minskat avbrott är välkända. Men lite uppmärksamhet ägnas åt hur användningen av en kommunikationsstandard påverkar kostnaden för att bygga och driva substationen.

Äldre kommunikationsprotokoll var typisktutvecklas med det dubbla målet att tillhandahålla nödvändiga funktioner som krävs av elektriska kraftsystem samtidigt som antalet bitgrupper som användes av protokollet minimeras på grund av allvarliga bandbreddsbegränsningar som var typiska för seriell länkteknik som var tillgängliga för 10-15 år sedan när många av dessa protokoll initierades ursprungligen.

Senare, som Ethernet och moderna nätverksprotokoll som TCP / IP blev utbredd, dessa äldre protokoll anpassades för att köras över TCP / IP-Ethernet.

Detta tillvägagångssätt gav samma grundläggande elektriskamakt system kapacitet som seriell länk version samtidigt som fördelarna med modern nätverksteknik till substationen. Men detta tillvägagångssätt har en grundläggande fel: de protokoll som används var fortfarande utformade för att minimera bytes på ledningen och utnyttjar inte den stora ökningen av bandbredd som moderna nätverksteknologier levererar genom att ge en högre nivå av funktionalitet som kan minska antalet genomförande och driftskostnader för transformationsstationens automatisering.

Modern Networking Technologies

Dessa unika egenskaper hos IEC 61850 har aDirekt och positiv inverkan på kostnaden för att designa, bygga, installera, beställa och driva elsystem. Medan äldre protokoll på Ethernet gör det möjligt för stationen ingenjör att göra exakt detsamma som gjort för 10-15 år sedan med Ethernet, möjliggör IEC 61850 grundläggande förbättringar i transformationsprocessen för transformatorstation som helt enkelt inte är möjligt med ett äldre tillvägagångssätt, med eller utan TCP / IP-Ethernet.

För att bättre förstå de specifika fördelarna vikommer först att undersöka några av huvudfunktionerna och kapaciteterna i IEC 61850 och förklara sedan hur dessa resulterar i betydande fördelar som inte kan uppnås med det äldre tillvägagångssättet.

Nyckelfunktioner

Funktionerna och egenskaperna hos IEC 61850som möjliggör unika fördelar är så många att de inte praktiskt taget kan listas här. Några av dessa egenskaper är till synes små men kan ändå ha en enorm inverkan på transformationssystemen för transformatorstationen.

Till exempel användningen av VLAN och prioriterade flaggorför GOOSE och SMV möjliggör mycket mer intelligent användning av Ethernet-switchar som i sig kan ge stora fördelar för användare som inte är tillgängliga med andra tillvägagångssätt. För korthetens skull kommer vi att lista här några av de viktigaste funktionerna som ger stora fördelar för användarna:

Användning av en virtualiserad modell
Den virtualiserade modellen av logiska enheter, logisknoder, ACSI och CDC: er gör det möjligt att definiera data, tjänster och beteende för enheter som ska definieras utöver de protokoll som används för att definiera hur data överförs via nätverket.

Användning av namn för alla data
Varje element i IEC 61850-data heter medbeskrivande strängar för att beskriva data. Legacy-protokoll tenderar å andra sidan att identifiera data efter lagringsplats och använda indexnummer, registernummer och liknande för att beskriva data.

Alla objektnamn är standardiserade och definierade i ett elsystems kontext
Namnen på data i IEC 61850-enheten ärinte dikterad av enhetsleverantören eller konfigurerad av användaren. Alla namn definieras i standarden och tillhandahålls i ett system för strömsystem som gör det möjligt för ingenjören att omedelbart identifiera betydelsen av data utan att behöva definiera mappings som hänför sig till indexnummer och registreringsnummer till strömsystemdata som spänning och ström.

Enheter är självbeskrivande
Klientprogram som kommunicerar med IEC61850-enheter kan hämta beskrivningen av all data som stöds av enheten från enheten utan någon manuell konfiguration av dataobjekt eller -namn.

Tjänster på hög nivå
ACSI stöder ett brett utbud av tjänster som långt överstiger vad som är tillgängligt i det typiska arvprotokollet. GOOSE, GSSE, SMV och loggar är bara några av de unika egenskaperna i IEC 61850.

Standardiserat konfigurationssprog
SCL möjliggör konfiguration av en enhet och dess roll i energisystemet precis definieras med hjälp av XML-filer.

Viktiga fördelar

Funktionerna som beskrivs ovan för IEC 61850leverera stora fördelar för användare som förstår och utnyttjar dem. I stället för att bara närma sig ett IEC 61850-baserat system på samma sätt som något annat system, kommer en användare som förstår och utnyttjar de unika möjligheterna att inse betydande fördelar som inte är tillgängliga med gamla metoder.

Eliminera upphandlingens tvetydighet

Inte bara kan SCL användas för att konfigurera enheter ochkraftsystem kan SCL också användas för att exakt definiera användarkravet för transformatorer och enheter. Med hjälp av SCL kan en användare exakt och entydigt ange vad som förväntas tillhandahållas i varje enhet som inte är föremål för feltolkning av leverantörer.

Lägre installationskostnad

IEC 61850 gör att enheter snabbt kan byta utdata och status med hjälp av GOOSE och GSSE över stationen LAN utan att behöva leda separata länkar för varje relä. Detta minskar avsevärt ledningskostnaderna genom att utnyttja stationens LAN-bandbredd mer fullt ut för dessa signaler och byggkostnader genom att minska behovet av grävning, kanaler, ledningar etc.

Lägre omvandlarkostnader

Snarare än att kräva separata omvandlare förVarje enhet som behöver en viss signal kan en enda sammansmältningsenhet som stöder SMV leverera dessa signaler till många enheter med en enda givarsänkningstransduktor, lednings-, kalibrerings- och underhållskostnader.

Lägre inkommande kostnader

Kostnaden för att konfigurera och kommunicera enheter ärminskat drastiskt eftersom IEC 61850-enheter inte kräver så mycket manuell konfiguration som äldre enheter. Klientapplikationer behöver inte manuellt konfigureras för varje punkt som de behöver komma åt eftersom de kan hämta punktlistan direkt från enheten eller importera den via en SCL-fil.

Många applikationer kräver inget annat än att upprätta en nätverksadress för att upprätta kommunikation. De flesta manuella konfigurationer elimineras drastiskt minskar fel och omarbeta.

Lägre utgifter för utrustningsmigration

Eftersom IEC 61850 definierar mer av det externasynliga aspekter av enheterna förutom bara kodning av data på ledningen minimeras kostnaden för utrustningsmigrationer. Beteendemässiga skillnader från ett märke av enhet till ett annat minimeras och i vissa fall helt elimineras.

Alla enheter delar samma namnkonventioner som minimerar omkonfigurationen av klientapplikationer när de enheterna ändras.

Lägre förlängningskostnader

Eftersom IEC 61850-enheter inte behöver varakonfigurerad att exponera data, läggs nya tillägg enkelt till substation utan att behöva omkonfigurera enheter för att avslöja data som tidigare inte var åtkomliga. Att lägga till enheter och applikationer i ett befintligt IEC 61850-system kan utföras med endast en minimal inverkan på någon av befintlig utrustning.

Lägre integreringskostnader

Genom att använda samma nätverksteknik somanvänds allmänt över verktyget företagets kostnad reduceras väsentligt för att integrera substationsdata i företaget. Istället för att installera kostsamma RTU-enheter som måste konfigureras och underhållas manuellt för varje datapunkt som behövs i kontrollcentral- och konstruktionsprogrammet, kan IEC 61850-nätverk leverera data utan separata kommunikationsfrontändare eller omkonfigureringsenheter.

Implementera nya möjligheter

IEC: s avancerade tjänster och unika egenskaper61850 möjliggör nya möjligheter som helt enkelt inte är möjliga med de flesta äldre protokoll. Brett områdeskyddssystem som normalt skulle vara kostnadseffektiva blir mycket mer genomförbara.

Eftersom enheter redan är anslutna tillsubstation LAN, blir inkrementella kostnader för att få åtkomst till eller dela mer enhetsdata obetydlig, vilket möjliggör nya och innovativa applikationer som skulle vara för kostsamma att producera annorlunda.

Slutsatser

IEC 61850 är nu släppt till branschen. Tio delar av standarden är nu internationella standarder (del 10 är ett utkast till internationell standard). Denna standard behandlar de flesta problem som migration till den digitala världen medför, särskilt standardisering av datanamn, skapande av en omfattande uppsättning tjänster, genomförande över standardprotokoll och hårdvara och definition av processbuss.

Multi-leverantörens interoperabilitet har varitdemonstreras och efterlevnad certifieringsprocesser etableras. Diskussioner pågår för att använda IEC 61850 som substation för att styra centrumkommunikationsprotokoll. IEC 61850 kommer att bli det protokoll som valts som verktyg migrera till nätverkslösningar för transformatorstationerna och bortom.