IEC 61850: Forumuri și beneficii ale standardului

Odată cu dezvoltarea tehnologiilor digitale în partea nu a rămas și producătorii de echipamente electrice. În ciuda prezenței clasificării internaționale ISO, în limba rusă a fost dezvoltat propriul standard IEC 61850, este responsabil pentru sistem și rețea substații.

Un pic de istorie

Dezvoltarea tehnologiei de calculator nu a fost scutit de sistemele de gestionare a rețelei electrice. a acceptat, în general, astăzi, standardul IEC 61850 a fost introdus inițial în 2003, cu toate că încercările de a introduce pe această bază sisteme au fost în anii '60 ai secolului trecut.

Esența ei se reduce la utilizarea unor protocoale speciale, controlul rețelelor electrice. Bazat pe ele acum, și a făcut monitorizarea funcționării acestui tip de rețele.

În cazul în care anterior sa concentrat exclusiv modernizarea sistemelor informatice care controlează energie electrică, odată cu introducerea normelor, standardelor, protocoalelor ca IEC 61850, situația sa schimbat. Sarcina principală a început să asigure oaspeților de monitorizare pentru detectarea în timp util a funcționării defectuoase a dispozitivului.

IEC 61850 protocol și analogii săi

protocolul în sine a început cel mai activ pentru a fi utilizate la mijlocul anilor '80. Apoi, ca și primele versiuni test ale modificării utilizate IEC 61850-1, IEC 60870-5 versiuni 101, 103 și 104, DNP3 și Modbus, care sa dovedit a fi cu totul de neconceput.

Și că dezvoltarea inițială a format baza protocolului moderne UCA2, care este în mijlocul anilor '90 a fost folosit cu succes în Europa de Vest.

Cum funcționează

Revenind la problema funcționării, ar trebui să explice ce protocolul IEC 61850, pentru „Dummies“ (oameni care înțeleg doar elementele de bază ale muncii și de înțelegere a principiilor de comunicare cu calculatoare).

Ideea este că, la instalația de substație sau putere instalată cip microprocesor care poate transmite date cu privire la starea întregului sistem direct la terminalul centrale, efectuarea controlului de bază.

Transferul de date, ceea ce implică GOST R IEC 61850 prin intermediul conexiunii de mare viteză. Aproximativ vorbind, chip-ul produs de legare la cel mai apropiat LAN.

Un sistem de achiziție de date DAS (Sistem de achizitie de date) utilizează cel puțin un transfer de 64 de biți, împreună cu respectiva algoritmi de criptare de date.

Dar, după cum arată practica, iar aceste sisteme sunt destul de vulnerabile. Am vizionat filme americane, atunci când într-o singură scenă este oprit alimentarea cu energie a întregului bloc? Asta este! Grila de energie electrică de management în baza IEC 61850 pot fi coordonate de la orice sursă externă (denumită în continuare, se va înțelege de ce). Între timp, să ne ia în considerare cerințele de bază ale sistemului.

Standard R IEC 61850: Cerințe pentru sistemele de comunicații

Dacă mai devreme, sa înțeles că semnalul ar trebui să se deda la utilizarea liniei telefonice, facilități de comunicare a sărit înainte. chips-uri încorporate sunt în măsură să furnizeze transmisie la 64 Mbps, fiind complet independent de furnizorii de serviciu este standard.

Dacă luăm în considerare standardul IEC 61850 pentru „manechinele“, explicația este destul de simplu: puterea cip utilizează un protocol de transfer de date de proprietate, mai degrabă decât standardul TCP convenționale / IP. Dar asta nu e tot.

Standardul în sine este date IEC 61850 cu conexiuni securizate. Cu alte cuvinte, conexiunea la Internet, rețelele fără fir, și așa mai departe. E. Asigurați-un mod specific. În setările, ca regulă, face uz de server proxy, deoarece este astfel (deși virtuală) sunt cele mai sigure.

Domeniul de aplicare totală a

Este clar că, în conformitate cu cerințele standard IEC care expune 61850, pentru a instala echipamente de acest tip în cabina de transformator de obicei nu va funcționa (cip de computer pur și simplu nu există nici un loc).

Un astfel de dispozitiv, de asemenea, nu va deloc dorință. Are nevoie de un sistem inițial de intrare / ieșire BIOS minimă asemănătoare, și, de asemenea, modelul de comunicare de transmitere a datelor corespunzătoare (fără fir, cu fir, și de conectare, astfel securizată. D.).

Dar, în centrul de control al rețelei electrice generale sau locale, puteți accesa aproape toate funcțiile de putere. Ca un exemplu, deși nu cel mai bun, putem reduce filmul „Pământ de bază» (The Core), atunci când un hacker previne distrugerea planetei noastre de către o sursă de destabilizare energetică furnizarea « de rezervă» promovarea variantă a miezului Pamantului.

Dar acest lucru este fantezie pură, poate chiar o confirmare virtuală a cerințelor IEC 61850 (deși acest lucru nu este menționat în mod explicit). Cu toate acestea, chiar și emularea cele mai primitive IEC 61850 arată în acest fel. Dar cât de multe accidente ar fi putut fi evitate?

Același a patra unitate a centralei nucleare de la Cernobâl, în cazul în care au fost stabilite instrumente de diagnosticare care sunt conforme cu IEC 61850-1 cel puțin, probabil, nu ar fi explodat. Și putem culege roadele a ceea ce sa întâmplat în 1986.

Radiații - este de așa natură încât actele secretos. În primele zile, luni sau ani de simptome de boala radiatii nu se poate manifesta, ca să nu mai vorbim de înjumătățire uraniu și plutoniu pentru că astăzi, puțini oameni să acorde o atenție. Dar integrarea acelorași contoare Geiger în centrala electrică ar putea reduce semnificativ riscul de a rămâne în acest domeniu. Apropo, protocolul în sine vă permite să transferați aceste date către software și hardware implicate complex.

Metode de modelare și de conversie a protocoalelor reale

Pentru cea mai simplă înțelegere a modului în care funcționează, de exemplu, standardul IEC 61850-9-2, trebuie spus că nici unul din sârmă de fier nu poate determina direcția datelor transmise. Adică nevoie de un repetor adecvat capabile să transmită datele de stare a sistemului, și criptat.

Primiți semnalul, după cum se pare, este destul de simplu. Dar acum că a fost citit și decodificat de către receptor, va trebui să transpire. De fapt, pentru a decoda semnalul de intrare, de exemplu, pe baza IEC 61850-2 la necesitatea de nivel primar de a utiliza sisteme de formare a imaginii, cum ar fi SCADA și P3A.

Dar, pe baza faptului că acest sistem utilizează o facilitate de comunicare de sârmă, protocoalele de bază sunt considerate goose și MMS (a nu se confunda cu mesagerie mobilă). Această conversie produce standardul IEC 61850-8, folosind primele MMS succesive, și apoi GOOSE, ceea ce permite în cele din urmă pentru afișarea tehnologiilor informaționale P3A.

Principalele tipuri de configurare a stației

Orice stație care utilizează acest protocol trebuie să aibă cel puțin un set minim de instrumente de transmitere a datelor. În primul rând, este vorba despre dispozitivele cele fizice conectate la rețea. În al doilea rând, în fiecare astfel de unitate trebuie să fie unul sau mai multe module logice.

În acest caz, dispozitivul în sine este capabil să îndeplinească funcția de un hub, un gateway, sau chiar un fel de intermediar pentru transmiterea informațiilor. Înșiși ca noduri logice au un accent îngust și este împărțit în următoarele clase:

• "A" - sisteme de control automat;
• "M" - sistem de măsurare;
• "C" - controlul telemetrie;
• «G» - module de funcții și setări comune;
• «I» - să stabilească mijloace de comunicare și metodele utilizate de date de arhivă;
• «L» - module logice și componente ale sistemului;
• «P» - protecție;
• «R» - asociate componentelor de protecție;
• «S» - senzori;
• «T» - transformatoare, m;
• «X» - comutație bloc poli;
• «Y» - transformatoare de putere de tip;
• «Z» - orice altceva nu este inclus în categoriile de mai sus.

Se crede că protocolul IEC 61850-8-1, de exemplu, este în măsură să asigure utilizarea mai puțin de fire sau cabluri, care, desigur, au doar un efect pozitiv asupra ușurința de configurare a echipamentului. Dar problema principală, așa cum se dovedește, este că nu toți managerii sunt capabili de a procesa datele primite chiar și în prezența unor pachete software adecvate. Se speră că aceasta este o problemă temporară.

software de aplicație

Cu toate acestea, chiar și într-o situație de neînțelegere a principiilor fizice ale acestui tip de programe de acțiune emulație IEC 61850 poate fi realizată în orice sistem de operare (chiar mobil).

Se crede că personalul care lucrează sau integratorii petrec mult mai putin timp cu privire la procesarea datelor provenite din stația. Arhitectura de astfel de aplicații intuitive, interfața este simplă, deoarece toate prelucrarea este doar introducerea de date localizate cu livrarea automată ulterioară a rezultatelor.

Dezavantajul unor astfel de sisteme pot fi atribuite, probabil, că echipamentul supraîncărcată P3A (sisteme bazate pe microprocesoare). Prin urmare imposibilitatea aplicării sale în masă.

aplicație practică

Înainte de aceasta, toate cele de mai sus, în legătură cu protocolul IEC 61850 în cauză doar informații teoretice. Cum funcționează în practică?

Să presupunem că avem un sistem de propulsie (substație) cu sursa de alimentare cu trei faze și două intrări de măsurare. La determinarea unității logice standard folosit nume MMXU. IEC 61850 poate fi două: MMXU1 și MMXU2. Fiecare astfel de nod pentru identificare ușoară poate conține, de asemenea, un prefix suplimentar.

Ca un exemplu, modelat pe baza XCBR nodului. El este identificat cu utilizarea unora dintre marii operatori:

• Loc - determinarea o locație locală sau la distanță;
• executate (executate) operații Metoda de numărare - OpCnt;
• Pos - operatorul responsabil de locația și parametrii similare Loc;
• BlkOpn - blocare deschidere de comandă a comutatorului;
• BlkCls - comutator de blocare;
• CBOpCap - modul de operare comutator de selectare.

O astfel de clasificare pentru a descrie clase de date CDC se aplică mai ales în sistemele de 7-3 modificare. Cu toate acestea, chiar și în acest caz, configurația bazată pe utilizarea mai multor caracteristici (FC - limitări funcționale, SPS - unitate de stat punctul de control, SV și ST - proprietăți permutare sisteme, DC si EX - descrierea și parametrii extinse definiție).

În ceea ce privește definirea și descrierea lanțului logic clasă SPS include proprietăți stVal, calitate - q, și parametrii timpului curent - t.

Astfel, transformarea se realizează pe o tehnologie de date de conexiune Ethernet și protocolul TCP / IP direct la MMS variabile obiect, care abia mai târziu identificat cu numele atribuit, ceea ce duce la o valoare reală a oricărui implicat în acest indice de timp.

În plus, protocolul IEC 61850 este doar o generalizată și chiar un model abstract. Dar, pe baza a făcut o descriere a structurii oricărui element al sistemului de putere, ceea ce permite identificarea exacta chips-uri microprocesoare fiecare dispozitiv implicat în acest domeniu, inclusiv cele care folosesc tehnologii de economisire a energiei.

Formatul de protocol Teoretic pot fi convertite la orice tip de date, bazate pe MMS și standardele ISO 9506. Dar managerul de ce, atunci, a fost ales de standardul IEC 61850?

Acesta este asociat exclusiv cu fiabilitatea parametrilor și un proces ușor cu atribuirea de nume sau modele de servicii complexe.

Un astfel de proces, fără protocolul de intervenție MMS este foarte intens laborioasă, chiar și în formarea unor astfel de cereri „citire-scriere-declarație“. Nu, desigur, puteți face o conversie de acest tip, chiar și pentru arhitectura UCA. Dar, după cum arată practica, este aplicarea IEC 61850 vă permite să faceți acest lucru fără prea mult efort și costuri de timp.

Întrebările de verificare a datelor

Cu toate acestea, acest sistem nu este limitat la predarea. De fapt, sistemele cu microprocesor încorporat poate face schimb de date nu numai la stațiile și sistemele de control centrale. Ele se pot ocupa de date, împreună cu echipamentul adecvat.

EXEMPLU simplu: cipul electronic trimite amperajul sau tensiune în sectorul responsabil. Prin urmare, orice alt subsistem, pe baza căderii de tensiune poate activa sau dezactiva sistemul suplimentar de alimentare cu energie. Toate acestea se bazează pe legile standard ale fizicii și ingineriei electrice, cu toate acestea, depinde de curent. De exemplu, avem un standard de tensiune de 220 V. In Europa - 230 V.

Dacă te uiți la criteriile de abateri, în fosta URSS este de +/- 15%, în timp ce în țările europene dezvoltate, nu este mai mare de 5%. Nu este surprinzător faptul că Western echipamente de marcă doar nu numai din cauza căderi de tensiune.

Și, probabil, nu este necesar să spunem că mulți dintre noi ceas în structura curte sub forma unei stații de transformare, construit în zilele Uniunii Sovietice. Crezi că poate exista un set de cip de computer sau conectați cablurile pentru a obține informații despre starea transformatorului? Iată ceea ce nu este!

Noile sisteme bazate pe standardul IEC 61850 permisul de un control complet al tuturor parametrilor, dar este evident că aceasta nu poate punerea în aplicare pe scară largă a serviciilor adecvate repels cum ar fi „vânzări de putere“ în termenii de angajare a protocoalelor strat.

Nu este nimic surprinzător în acest sens. Companiile care distribuie energie electrică în rândul consumatorilor pot pierde pur și simplu profituri sau beneficii de pe piață.

în schimb rezultatul

În general, protocolul pe de o parte, este un simplu, dar pe de altă parte - este foarte dificil. Problema nu este nici măcar faptul că până în prezent, nici un software adecvat, și că întregul sistem de control al energiei electrice, moștenit de la Uniunea Sovietică, acest lucru este pur și simplu nu pregătit. Și, dacă se ia în considerare calificarea scăzută a personalului, atunci problema nu poate fi faptul că cineva este capabil de a controla sau de a elimina problema în timp util. Ne-am făcut pe amândouă? Problema? De-energizează cartier. Asta e tot.

Dar aplicarea acestui standard, pentru a evita acest tip de situație, să nu mai vorbim de tot felul de penele de curent de rulare.

Astfel, putem trage decât o singură concluzie. Că utilizatorul final are utilizarea IEC 61850? În cel mai simplu sens - este sursa de alimentare neîntreruptă în lipsa unei pene de curent. Rețineți că, dacă terminalul de calculator sau laptop nu este prevăzută utilizarea unui regulator de alimentare sau tensiune neîntreruptibilă, picătură sau sari poate declanșa sistemul de închidere imediată. Bine, dacă aveți nevoie pentru a restabili la nivel de software. Și dacă vă va arde benzi RAM sau un hard-disk nu reușește, atunci ce să fac?

Aceasta, desigur, este un subiect separat pentru studiu, dar standardele în sine, este acum utilizat în centralele electrice cu corespunzătoare „de fier“ și diagnosticarea software-ului sunt în măsură să controleze toți parametrii rețelelor, prevenind situația cu apariția de eșecuri critice, care poate duce nu numai la deteriorarea aparatelor de uz casnic ci la eșecul întregii cablare de uz casnic (este cunoscut, este proiectat pentru a nu mai mult de 2 kW la un standard de tensiune de 220 V). Prin urmare, în același timp, inclusiv un frigider, mașină de spălat sau boiler pentru încălzirea apei, cred că o sută de ori mai mult decât justificată.

În cazul în care versiunea a datelor de protocol implicate, setările subsistemului vor fi aplicate automat. Iar în cel mai mare grad care se referă la declanșarea aceeași siguranță de 16 Amperi, care locuitorii caselor de 9 etaje, uneori, să stabilească propriile lor, ocolind serviciul, este responsabil pentru acest lucru. Dar prețul problemei, așa cum se pare, este mult mai mare, deoarece permite de a ocoli unele dintre limitările asociate cu standardul menționat mai sus și reglementările sale însoțitoare.