IEC 61850: Diskusie a výhody štandardu

S rozvojom digitálnych technológií na boku nezostala a výrobcovia elektrických zariadení. Cez prítomnosť medzinárodnej klasifikácie ISO v ruštine to bolo vyvinuté vlastné normy IEC 61850, je zodpovedný za systémové a sieťové rozvodne.

trocha histórie

Vývoj výpočtovej techniky nebola ušetrená systémy riadenia elektrickej siete. Všeobecne prijímaný dnes štandardné IEC 61850 bol pôvodne predstavený v roku 2003, aj keď pokusy zaviesť na tomto základe systémy boli už v 60. rokoch minulého storočia.

Jeho podstatou scvrkáva na použitie špeciálnych protokolov, ovládanie elektrických sietí. Na ich základe teraz, a tiež sleduje fungovanie tohto typu sietí.

Ak predtým zameraný výhradne modernizácie počítačové systémy, ktoré kontrolujú elektrickú energiu, so zavedením pravidiel, štandardov, protokolov, ako IEC 61850, sa situácia zmenila. Hlavnou úlohou hostí začal poskytovať monitoring pre včasné zistenie závady zariadenia.

Protokol IEC 61850 a jeho analógy

Protokol sám najaktívnejšie začal byť používaný v polovici 80. rokov. Potom sa ako prvá testovacia verzia modifikácie, IEC 61850-1, IEC 60870-5 verzie 101, 103 a 104, DNP3 a Modbus, ktoré sa ukázali byť úplne neudržateľný.

A že počiatočný vývoj tvorili základ moderného protokolu UCA2, ktorý je v polovici 90. rokov bol úspešne použitý v západnej Európe.

Ako to funguje

Pokiaľ ide o problematiku fungovania, mala by vysvetliť, čo protokol IEC 61850, pokiaľ ide o "nechápavo" (ľudia, ktorí len pochopiť základy práce a pochopenie princípov komunikácia s počítačom).

Dôležité je, že u rozvodne alebo elektrárne inštalovaný mikroprocesorový čip, ktorý môže prenášať dáta o stave celého systému priamo do ústredného terminálu, ktorý vykonáva základné ovládanie.

Prenos dát, ktorý zahŕňa GOST R IEC 61850 prostredníctvom spojení s vysokou rýchlosťou. Zhruba možno povedať, že triesky vytvárané väzby na najbližšiu sieti.

Zberný systém DAS (Data Acquisition System) používa aspoň prevod 64-bit, spolu s príslušným šifrovacích algoritmov databázy.

Ale, ako prax ukazuje, a tieto systémy sú veľmi zraniteľné. Sledovali sme americkej filmy, kedy v jednej scéne sa vypne napájanie celého bloku? A je to! Elektrina Grid manažment na základe IEC 61850 môžu byť koordinované z ľubovoľného externého zdroja (ďalej len, bude zrejmé, prečo). Do tej doby, uvažujme základné systémové požiadavky.

Štandardné R IEC 61850: požiadavky na komunikačné systémy

Ak predtým to bolo pochopiteľné, že signál by mal dopriať pomocou telefónnej linky, komunikačné zariadenia sa vrhol vpred. Vložené čipy sú schopné zabezpečiť prenos na 64 Mbps, je úplne nezávislé na poskytovateľovi služby je štandardné.

Ak vezmeme do úvahy 61850 norma IEC pre "figuríny", vysvetlenie je pomerne jednoduché: Výkon čip používa proprietárne protokol pre prenos dát, skôr než štandardná bežný TCP / IP. Ale to nie je všetko.

Samotný štandard je dáta IEC 61850 so zabezpečeným pripojením. Inými slovami, je pripojenie k internetu, bezdrôtové siete, a tak ďalej. E. Urobiť špecifickým spôsobom. V nastavení spravidla využívajú proxy server, pretože je to tak (aj keď virtuálne) sú najbezpečnejšie.

Celkový rozsah z

Je zrejmé, že v súlade s požiadavkami, ktoré vystavuje norma IEC 61850, inštalovať zariadenie tohto typu v bežnom transformátora kabíne nebude fungovať (počítačový čip jednoducho nie je miesto).

Prevádzkovať takéto zariadenie tiež nebude vôbec túžbu. Potrebuje minimálne počiatočné vstupný / výstupný systém podobný systému BIOS, a tiež komunikatívna modelu zodpovedajúce prenos dát (bezdrôtové, káblové a tak bezpečné pripojenie. D.).

Ale v stredu ovládanie celkovej alebo lokálnej rozvodnej siete, môžete pristupovať takmer všetky funkcie sily. Ako príklad možno uviesť, aj keď nie najlepší, môžeme znížiť film "zemského jadra» (jadra), keď hacker zabraňuje zničeniu našej planéty energetickým zdrojom destabilizácie dodávajúceho, náhradné 'propagácia variant jadra Zeme.

Ale to je číra fantázia, možno dokonca virtuálne potvrdenie požiadaviek IEC 61850 (aj keď to nie je výslovne uvedené inak). Avšak aj najprimitívnejšie emulácie IEC 61850 to tak vyzerá. Ale koľko nehôd bolo možné predísť?

Rovnaký štvrtý blok černobyľskej jadrovej elektrárne, ak by sa preukázalo diagnostické nástroje, ktoré sú v súlade s normou IEC 61850-1 aspoň možno by to explodovalo. A my môžeme ťažiť len vtedy, čo sa stalo v roku 1986.

Žiarenie - to je taký, že tajnůstkářských činov. V prvých dňoch, mesiacov alebo rokov príznaky choroby z ožiarenia sa nemusí prejaviť, nehovoriac o polčasy uránu a plutónia pre daný dnes málo ľudí venovať pozornosť. Ale integrácia rovnakých Geigerove počítač v elektrárni by mohlo výrazne znížiť riziko pobytu v tejto oblasti. Mimochodom, protokol sám o sebe umožňuje previesť tieto údaje do softvér a hardvér zapojené komplexu.

Metódy modelovania a konverzie na reálnych protokolov

Najjednoduchšie pochopenie toho, ako to funguje, napríklad štandardný IEC 61850-9-2, je treba povedať, že žiadny z železného drôtu nemôže určiť smer prenášaných dát. Teda potrebovať vhodný repeater schopné prenášať dáta stavu systému sa a šifrovaná.

Prijímať signál, ako to dopadá, je to celkom jednoduché. Ale teraz, keď boli prečítané a dekódované prijímačom, bude musieť potiť. V skutočnosti, dekódovať vstupný signál, napríklad na základe normy IEC 61850-2 na potrebu primárnej úrovni použiť zobrazovacie systémy, ako sú SCADA a P3A.

Ale vychádza zo skutočnosti, že tento systém používa drôt komunikačné zariadenia, základné protokoly sú považované HUSACIE a MMS (nesmie zamieňať s mobilnou messaging). Tento prevod vytvára normy IEC 61850-8 pomocou postupných prvý MMS a potom hus, ktorá v konečnom dôsledku umožňuje zobrazovanie informačných technológií P3A.

Hlavné typy konfigurácie rozvodne

Akýkoľvek rozvodňa, ktorá používa tento protokol musí mať aspoň minimálnu sadu nástrojov pre prenos dát. Po prvé sa jedná o tie fyzické zariadení pripojených k sieti. Po druhé, v každej takejto jednotky musia byť jeden alebo viac logických modulov.

V tomto prípade je zariadenie samo o sebe je schopný plniť funkciu náboje, bránu alebo dokonca druhu sprostredkovateľa na prenos informácií. Samy o sebe ako logické uzly majú úzke zameranie a je rozdelený do nasledujúcich tried:

• "A" - automatické kontrolné systémy;
• "M" - merací systém;
• "C" - kontrola telemetrie;
• «G» - moduly spoločných funkcií a nastavení;
• «I» - vytvoriť komunikačné prostriedky a metódy používané pre archiváciu dát;
• «L» - logické moduly a komponenty systému;
• «P» - ochrana;
• «R» - spojené ochranných komponentov;
• «S» - senzory;
• «T» - transformátory, m;
• «X» - blok-pólový spínacie zariadenia;
• «Y» - typ výkonových transformátorov;
• «Z» - všetko ostatné nie je zahrnutá v uvedených kategóriách.

Predpokladá sa, že protokol IEC 61850-8-1, napríklad, je schopná zabezpečiť menšie využívanie drôtov alebo káblov, ktoré samozrejme majú iba pozitívny vplyv na jednoduchosť konfigurácie zariadení. Ale hlavný problém, ako to dopadá, je to, že nie všetci manažéri sú schopné spracovať prijaté dáta aj za prítomnosti vhodných softvérových balíkov. Predpokladá sa, že ide o dočasný problém.

aplikačný softvér

Avšak aj v situácii nepochopenia fyzikálnych princípov tohto typu akčné programy emulácie IEC 61850 môžu byť vykonávané v akomkoľvek operačnom systéme (i mobilné).

Predpokladá sa, že obsluhujúci personál alebo integrátorov trávia oveľa menej času na spracovanie dát pochádzajúcich z rozvodne. Architektúra týchto aplikáciách intuitívne, rozhranie je jednoduché, pretože všetky spracovanie je len zavedenie lokalizovaných dát s následným automatickým dodania výsledkov.

Nevýhodou týchto systémov možno pripísať snáď, že nadfakturácii P3A zariadenie (systémy na báze mikroprocesora). Preto je nemožnosť jeho masové aplikácie.

praktická aplikácia

Pred tým, všetko vyššie uvedené vo vzťahu k protokolu IEC 61850 týkal iba teoretické poznatky. Ako to funguje v praxi?

Predpokladajme, že máme pohonný systém (rozvodňa) s napájaním trojfázového a dvoch meracích vstupov. Pri stanovení štandardnej logickej jednotky používajú názov MMXU. IEC 61850 môžu byť dva: MMXU1 a MMXU2. Každý takýto uzol pre jednoduchú identifikáciu môže obsahovať aj ďalšie prefix.

Ako príklad je modelovaná na základe uzla XCBR. On je identifikovaný s použitím niektorej z hlavných operátorov:

• Loc - určenie lokálneho alebo vzdialeného miesta;
• OpCnt - metóda počítania vykonaných (vykonávané operácie);
• Pos - operátor zodpovedný za umiestnenie a parametre podobné Loc;
• BlkOpn - zámok otvorenie príkazu prepínače;
• BlkCls - lock switch;
• CBOpCap - prepínač režimu prevádzky.

Takáto klasifikácia pre opis triedy dát CDC sa používa najmä v systémoch 7-3 modifikácie. Avšak aj v tomto prípade je konfigurácia na základe použitia niekoľkých charakteristík (FC - funkčné obmedzenia, SPS - kontrolný bod stav jednotky, SV a ST - vlastnosti permutácie systémy, DC a ex - popis a parametre rozšírené definícia).

S ohľadom na definíciu a opis SPS triedy logického reťazca zahŕňa vlastnosti štvalo, kvalitné - Q, a s parametrami aktuálny čas - t.

Tým je transformácia vykonaná v priebehu technologických dát pripojením Ethernet a protokol TCP / IP priamo do objektu variabilných MMS, ktoré až neskôr identifikoval sa s prideleným menom, čo má za následok skutočné hodnoty niektorého zapojený v tomto časovom indexe.

Okrem toho protokol IEC 61850 je len všeobecný a dokonca aj abstraktné vzor. Ale na základe to robilo popis štruktúry akéhokoľvek prvku energetického systému, ktorý umožňuje mikroprocesorové čipy presne identifikovať každý prístroj zapojený v tejto oblasti, vrátane tých, ktoré používajú energeticky úsporných technológií.

Formát protokolu teoreticky môže byť prevedená na akýkoľvek typ dát, založené na MMS a noriem ISO 9506. Ale prečo teda bol zvolený manažérom 61850 IEC?

To je spájané výhradne s spoľahlivosti parametrov a jednoduchého procesu sa zadaním zložitých mien alebo vzory služby.

Takýto proces bez zásahu protokolu MMS je veľmi náročné na pracovnú silu, a to aj pri tvorbe týchto žiadostí "read-write-vyhlásenie". Nie, samozrejme môžete vykonať konverziu tohto typu, a to aj pre UCA architektúry. Ale, ako prax ukazuje, že je aplikácia IEC 61850 umožňuje to urobiť bez veľkého úsilia a náklady na čas.

Otázky overenie dát

Tento systém však nie je obmedzený na odovzdanie. V skutočnosti vložené mikroprocesorovej systémy si môžu vymieňať dáta, a to nielen u staníc a centrálnych riadiacich systémov. Môžu spracovávať dáta spolu s vhodným vybavením.

Príklad jednoduché: elektronický čip odošle veľkosť prúdu alebo napätia v zodpovednej sektore. V súlade s tým, akýkoľvek iný sub-systém na základe poklesu napätia je možné aktivovať alebo deaktivovať doplnkové napájací systém. To všetko je založené na štandardných zákony fyziky a elektrotechniky, však záleží na prúde. Napríklad, máme štandardné napätie 220 V. V Európe - 230 V.

Pozriete Ak sa na základe kritérií odchýlok, v bývalom ZSSR je +/- 15%, zatiaľ čo vo vyspelých európskych krajinách, to nie je viac ako 5%. Niet divu, že západné značkové vybavenie len zlyhá len kvôli prúdovým nárazom.

A pravdepodobne nie je nutné povedať, že mnohí z nás pozorovať v štruktúre nádvorí vo forme trafostanice, postavenej v časoch Sovietskeho zväzu. Myslíte si, že tam môže byť počítač čipová sada alebo pripojenie káblov na získanie informácií o stave transformátora? Tu je to, čo to nie je!

Tieto nové systémy založené na IEC 61850 štandarde povolenie úplná kontrola všetkých parametrov, ale je jasné, že to nemôže rozšírené implementácia príslušných služieb odpudzuje ako "predaja elektrární" v podmienkach zákazky protokolov vrstvy.

Na tom nie je nič prekvapivého to. Spoločnostiam, ktoré distribuujú elektrinu medzi spotrebiteľmi môže jednoducho prísť o zisky alebo výhody na trhu.

namiesto toho výsledok

Všeobecne platí, že protokol na jednej strane, je jednoduchý, ale na druhej strane - je veľmi ťažké. Problémom nie je ani skutočnosť, že k dnešnému dňu nie je vhodný softvér, a že celé riadenie výkonu systému elektrické, zdedený od Sovietskeho zväzu, je to jednoducho nie je pripravený. A ak si vziať do úvahy nízku kvalifikáciu personálu, potom otázka, nemôže sa stať, že niekto je schopný riadiť alebo eliminovať tento problém včas. Obaja sme sa? Problém? De-zopne susedstve. To je všetko.

Ale uplatňovanie tohto štandardu, aby sa zabránilo tento druh situácie, nehovoriac o všetky druhy valivých výpadky.

Môžeme teda vyvodiť iba jediný záver. Že koncový používateľ má použitie IEC 61850? V najjednoduchšom slova zmysle - je nepretržitý zdroj napájania s nedostatkom výpadku napájania. Všimnite si, že v prípade, že počítačový terminál alebo laptop nie je poskytnuté použitie neprerušiteľnému regulátora napájania alebo napätia, pádu alebo skoku môže vyvolať okamžité vypnutie systému. V poriadku, ak budete potrebovať obnoviť na úrovni softvéru. A ak sa vám bude horieť RAM prúžky alebo pevný disk zlyhá, potom to, čo mám robiť?

To, samozrejme, je samostatný predmet pre štúdium, ale tieto normy, sa teraz používa v elektrárňach so zodpovedajúcimi "železo", a softvérové diagnostiky je schopný ovládať všetky parametre siete, zabraňuje situácii s príchodom kritické zlyhanie, ktoré môže mať za následok nielen poškodenie domácich spotrebičov ale k zlyhaniu celého vedenia domácností (je známe, je určená pre nie viac ako 2 kW pri štandardné napätie 220 v). Preto zároveň vrátane chladničky, práčky alebo kotol na ohrev vody, myslím, stokrát toľko ako oprávnené.

Ak je verzia dát protokolu zúčastňujú, budú nastavenia subsystému aplikovaný automaticky. A v najväčšej miere sa jedná o spustenie rovnakej 16 ampér poistku, ktorú obyvatelia 9-poschodových domov niekedy založiť vlastnú, obchádzať službu, je za to zodpovedný. Ale cena emisie, ako sa ukázalo, je oveľa vyššia, pretože umožňuje obísť niektoré obmedzenia spojené s vyššie uvedenou normou a jeho sprievodných predpisov.