IEC 61850: foarums en foardielen fan it standert

Mei de ûntwikkeling fan de digitale technologyen yn 'e kant net bliuwe en elektryske apparatuer fabrikanten. Nettsjinsteande de oanwêzigens fan 'e ynternasjonale klassifikaasje fan ISO, yn it Russysk dat waard ûntwikkele syn eigen IEC 61850 standert, is ferantwurdlik foar systeem en netwurk substations.

In lytse skiednis

Untwikkeling fan de computer technology is net besparre it elektryske netwurk behear systemen. Algemien akseptearre hjoed de IEC 61850 standert waard oarspronklik ynfierd yn 2003, hoewol't it besykjen om te fieren op dizze basis systemen wiene werom yn de jierren '60 fan de foarige ieu.

Syn essinsje swolmen omleech nei it brûken fan bysûndere protokollen, kontrôle fan elektryske netwurken. Op grûn fan harren no, en makke it tafersjoch op de wurking fan dit soarte fan netwurken.

As earder rjochte allinnich it fernijen fan de kompjûter systemen dy't bestjoere elektryske krêft, mei de ynfiering fan 'e regels, noarmen, protokollen as IEC 61850, de situaasje is feroare. De wichtichste taak fan de gasten begûn jaan fan tafersjoch foar 'e tiid opspoaren fan storingen fan it apparaat.

IEC 61850 protokol en syn analogen

it protokol sels meast aktyf begûn te brûkt wurde yn 'e healwei jierren '80. Dan as de earste test ferzjes fan modifikaasje brûkt IEC 61850-1, IEC 60870-5 ferzjes 101, 103 en 104, DNP3 en Modbus, dat blykte te wêzen hielendal ûnhâldber.

En dat inisjele ûntwikkeling foarme de basis fan de moderne protokol UCA2, dy't yn it midden fan de jierren '90 is mei súkses brûkt yn Sintraal-Europa.

Hoe wurket dit

To bikearen ta de problematyk fan it funksjonearjen, moatte útlizze wat it protokol IEC 61850, foar it "Dummies" (minsken dy't allinnich begripe de basis fan it wurk en it begryp fan 'e prinsipes fan kommunikaasje mei kompjûters).

It punt is dat op it substation of macht plant ynstallearre microprocessor chip dat kin stjoert gegevens oer de status fan it hiele systeem streekrjocht nei de sintrale terminal, útfieren fan basale kontrôle.

Data oerdracht, dy't dêrby om Gost R IEC 61850 fia de hege snelheid ferbining. Rûchwei, de chip produsearre bining nei de tichtstbye LAN.

In data akwisysje systeem DAS (Data Acquisition System) brûkt op syn minst in 64-bit oerdracht, tegearre mei de oanbelangjende fersifering algoritmen databank.

Mar, as praktyk shows, en dy systemen binne hiel kwetsber. Wy seach Amerikaanske films, doe't yn ien sêne wurdt oergien off Netzteil oan it hiele blok? Dat is it! Elektrisiteit Grid Management Op grûn fan IEC 61850 kin wurde koördinearre fanút alle eksterne boarne (hjirnei, dan wurdt it begrepen wêrom). Yn de tuskentiid, lit ús beskôgje it basale systeem easken.

Standert R IEC 61850: easken foar kommunikaasje systemen

As earder waard begrepen dat it sinjaal moatte harren hert ophelje yn it brûken fan de tillefoan line, kommunikaasje fasiliteiten hat sprong foarút. Ynbêde chips by steat binne om te foarsjen oerdracht op 64 Mbps, dy't hielendal los stienen fan de oanbieders fan 'e tsjinst is standert.

As wy beskôgje it IEC 61850 standert foar de "dummies", de útlis is hiel simpel: macht de chip brûkt In kommersjele gegevens oerdracht protokol, ynstee fan de konvinsjonele TCP / IP-standert. Mar dat is net alles.

De standert sels is it IEC 61850 gegevens mei feilige ferbinings. Mei oare wurden, de ferbining mei it ynternet, Wireless netwurken, ensafuorthinne. E. Meitsje in bepaalde wize. Yn de ynstellings, as in regel, meitsje gebrûk fan de proxy tsjinner, want it is sa'n (mar hieltyd firtuele) binne de feilichste.

De totale omfang fan de

It is dúdlik dat neffens de easken dy't bleat Standert IEC 61850, te ynstallearje apparatuer fan dit type yn 'e wenstige transformator booth sil net wurkje (computer chip der is gewoan gjin plak).

Wurkje sa'n apparaat ek sil hielendal net winsk. Hy moat in minimum inisjele input / output systeem akin BIOS, en ek kommunikative model corresponding gegevens transmission (Wireless, Wired, en sa feilige ferbining. D.).

Mar yn it sintrum fan 'e behearsking fan it algemien of lokale macht roaster, kinne jo tagong ta hast alle funksjes fan de macht. As foarbyld, hoewol't it net it bêste, kinne wy ferminderjen de film "Earth core» (De Core), doe't in Hacker foarkomt de ferneatiging fan ús planeet troch in enerzjyk destabilization boarne leveret it "frije" fariant promoasje fan Earth syn kearn.

Mar dit is klearebare fantasy, faaks sels in firtuele befêstiging fan it IEC 61850 easken (hoewol't dit wurdt net eksplisyt oanjûn). Lykwols, sels de meast primitive emulator IEC 61850 sjocht dat manier. Mar hoefolle ûngemakken koenen hawwe mijd wurde?

Deselde fjirde ienheid fan de Tsjernobyl kearnsintrale, as it waarden oprjochte diagnostyske ynstruminten dy't bart op basis IEC 61850-1 op syn minst, miskien, soe net hawwe eksplodearre. En wy kinne allinne rispje de foardielen fan wat bard yn 1986.

Strieling - it is sa dat secretive acts. Yn 'e iere dagen, moannen of jierren fan symptomen fan strieling sykte meie net iepenbiere, net te ferjitten it heal-libbens fan uranium en plutoanium foar dat hjoed, folle minsken betelje omtinken. Mar de yntegraasje fan deselde Geiger loketten yn 'e macht plant koe gâns beheinen it risiko fan it ferbliuw yn dit gebiet. Troch de wei, it protokol sels kinne jo oermeitsje sokke gegevens oan 'e software en hardware belutsen kompleks.

Metoaden fan modellewurk en bekearing ta it wiere protokollen

Foar de simpelste begryp fan hoe't it wurket, bygelyks, it IEC 61850-9-2 standert, dat moat sein wurde dat net ien fan 'e izeren tried kin net bepale' e rjochting fan 'e trochjûn gegevens. Ie moatte in passend Repeater steat fan transmitting it systeem steat data, en fersifere.

Ûntfange it sinjaal, sa't it docht bliken, it is hiel simpel. Mar no dat is lêzen en dekodearre troch de ûntfanger, sille moatte swit. Yn werklike feit, te ûntsiferjen ynkommende sinjaal, bygelyks, op basis fan IEC 61850-2 op it primêr nivo needsaak te brûken imaging systemen lykas SCADA en p3a.

Mar basearre op it feit dat dit systeem brûkt in tried kommunikaasje fasilitêr, de Basic protokollen wurde beskôge GOOSE en MMS (net te betiizjen mei de mobile berjochten). Dizze konverzje produsearret standert IEC 61850-8 mei help fan opienfolgjende earst MMS, en dan GOOSE, dy't úteinlik soarget foar werjefte fan ynformaasje techniken p3a.

De wichtichste typen substation konfiguraasje

Eltse substation dat brûkt dit protokol moat op syn minst in minimale set fan ark foar gegevens oerdracht. Oan de iene kant, it giet om it meast fysike apparaten ferbûn oan it netwurk. Twads, yn elke sa'n ienheid moat ien of mear logika modules.

Yn dit gefal, it apparaat sels is by steat fan poadium de funksje fan in Hub, in poarte, of sels in soarte fan tuskenpersoan foar ynformaasje oerdracht. Harsels as logyske knopen hawwe in smel fokus en is ferdield yn de folgjende klassen:

• "A" - automatyske kontrôle systemen;
• "M" - mjitsysteem;
• "C" - telemetry kontrôle;
• «G» - modules fan mienskiplike funksjes en ynstellings;
• «I» - wurde kommunikaasje middels en metoaden brûkt argyf data;
• «L» - logika modules en systeem ûnderdielen;
• «P» - beskerming;
• «R» - ferbûn beskermjende ûnderdielen;
• «S» - sensoren;
• «T» - Transformers, meter;
• «X» - block-pole Switchgear;
• «Y» - type power Transformers;
• «Z» - al it oare is net opnaam yn de boppesteande kategoryen.

Der wurdt fan útgien dat it protokol IEC 61850-8-1, bygelyks, is by steat om te soargjen minder gebrûk fan Draad of kabels, dat, fansels, mar hawwe in posityf effekt op it gemak fan de konfiguraasje fan de apparatuer. Mar de wichtichste probleem, sa't it docht bliken, is dat net alle behearders binne by steat om te ferwurkjen de ûntfongen data sels yn 'e oanwêzigens fan passende software pakketten. Wy hoopje dat dit in tydlike swierrichheid.

application software

Dochs bliuwt, ek yn in situaasje fan ûnbegryp fan de fysike útgongspunten fan dit type aksje programma emulator IEC 61850 kin wurde útfierd yn elts bestjoeringssysteem (sels mobile).

Der wurdt fan útgien dat de bedriuwsfieringskosten personiel of integrators wurde útjaan folle minder tiid oan ferwurkjen fan gegevens komme út de substation. De arsjitektuer fan sokke applikaasjes yntuïtyf, de ynterface is ienfâldich, lykas al it ferwurkjen is mar de ynfiering fan pleatslik gegevens mei lettere automatyske oplevering fan resultaten.

It neidiel fan sokke systemen kin wurde taskreaun miskien dat de overbilling p3a apparatuer (microprocessor-basearre systemen). Dêrfandinne de ûnmooglikheid fan syn massa tapassing.

praktyske tapassing

Foarôfgeand oan dit, al it foargeande yn relaasje ta de IEC 61850 protokol oanbelanget allinnich teoretyske ynformaasje. Hoe wurket it yn de praktyk?

Oannommen, wy hawwe in oandriuwing systeem (substation) mei trije-fase voeding en twa measuring yngongen. By it fêststellen fan de standert logyske ienheid brûkt MMXU namme. Om IEC 61850 kin wêze twa: MMXU1 en MMXU2. Eltse sokke node foar maklik identifikaasje kin befetsje ek in ekstra foarheaksel.

As foarbyld, nei foarbyld fan 'e basis fan node XCBR. Hy wurdt identifisearre mei it brûken fan guon fan 'e grutte operators:

• Loc - it fêststellen fan in lokale of eksterne lokaasje;
• OpCnt - groeit metoade prestearre (eksekutearre) operaasjes;
• Pos - de operator yn lieding oer de lokaasje en parameters te fergelykjen mei Loc;
• BlkOpn - LOCK iepenjen fan behearsking fan de oerstap;
• BlkCls - lock switch;
• CBOpCap - operaasje modus seleksje switch.

Sa'n klassifikaasje foar it beskriuwen klassen fan CDC gegevens wurdt foaral tapast yn systemen 7-3 modifikaasje. Lykwols, ek yn dit gefal, it konfiguraasje basearre op it brûken fan ferskate skaaimerken (FC - funksjonele beheinings, SPS - stimpelpost steat ienheid, SV en ST - eigenskippen permutation systemen, DC en EX - beskriuwing en útwreide definysje parameters).

Oangeande de definysje en de beskriuwing fan SPS klasse logyske keatling omfiemet eigenskippen stVal, kwaliteit - q, en de parameters fan de hjoeddeiske tiid - t.

Dus de omfoarming wurdt útfierd oer in Ethernet ferbining technology gegevens en TCP / IP protokol direkt nei it foarwerp fariabele MMS, dy't pas letter identifisearre mei de tawiisd namme, dy't resultearret yn in wiere wearde fan in belutsen op dit stuit yndeks.

Boppedat, it IEC 61850 protokol is mar in generalisearre en sels in abstrakt model. Mar basearre op it makke beskriuwing fan de struktuer fan in elemint fan 'e macht systeem, dat mooglik makket microprocessor chips krekt identifisearje elk apparaat belutsen yn dit gebiet, ynklusyf dy dy't brûke enerzjybesparjende techniken.

Teoretysk protokol formaat kin omsetten wurde nei elk type fan data, basearre op MMS en noarmen fan ISO 9506. Mar wêrom, dan, waard keazen manager fan it IEC 61850 standert?

It is ferbûn allinne mei de betrouberens fan de parameters en in maklik proses mei de opdracht fan komplekse nammen of patroanen fan tsjinst.

Sa'n proses sûnder tuskenkomst protokol MMS is tige arbeid-yntinsive, sels yn 'e foarming fan sokke fersiken "lês-of skriuwrjochten-statement". Nee, fansels kinne jo meitsje in omsetting fan dit type, sels foar UCA arsjitektuer. Mar, as praktyk shows, it is de tapassing fan IEC 61850 kinne jo dwaan dit sûnder in soad muoite en tiid kostje.

Fragen fan gegevens verification

Lykwols, dit systeem is net beheind ta de handover. Yn feite, ynsletten microprocessor systemen kin útwikselje gegevens net allinnich op stasjons en sintrale kontrôle systemen. Se kinne omgean gegevens tegearre mei de passende apparatuer.

Foarbyld simpel: de elektroanyske chip stjoert it ampèrage of spanning yn ferantwurdlik sektor. Accordingly, eltse oare sub-systeem op basis fan de spanning drop kinne ynskeakelje of útskeakelje de ekstra Netzteil systeem. Dit alles is basearre op de standert wetten fan de natuerkunde en elektryske engineering, lykwols, dat hinget fan de hjoeddeiske. Bygelyks, wy hawwe in standert spanning fan 220 V. Yn Europa - 230 V.

As jo sjogge nei de kritearia fan de ôfwikingen, yn de eardere USSR is +/- 15%, wylst yn ûntwikkele Europeeske lannen, is it net mear as 5%. It is net sa nuver dat Western branded apparatuer krekt mislearret allinnich fanwege macht surges.

En nei alle gedachten net nedich om te sizzen dat in protte fan ús watch yn it foarhôf struktuer yn 'e foarm fan in transformator stasjon, boud yn' e dagen fan 'e Sovjet-Uny. Tinksto der kin in kompjûter chip set of ferbine de keabels te krijen fan ynformaasje oer de steat fan de transformator? Hjir is wat it is net!

De nije systemen basearre op it IEC 61850 standert fergunning in folsleine kontrôle fan alle parameters, mar it is dúdlik dat it kin net wiidferspraat útfiering fan passende tsjinsten repels as "macht ferkeap" yn 'e termen fan belutsenheid fan it laach protokollen.

Der is neat ferrassend yn dizze. Bedriuwen dy't te fersprieden elektrisiteit ûnder konsuminten kinne gewoan ferlieze winst of foardielen yn de merk.

ynstee outcome

Yn it algemien, it protokol oan 'e iene kant, is in ienfâldich, mar oan de oare - is tige dreech. It probleem is net iens it feit dat de tiid, gjin passend software, en dat de hiele fan 'e elektryske krêft kontrôle systeem, fererve út' e Sovjet-Uny, dit is gewoanwei net taret. En as jo rekken mei de lege kwalifikaasje fan it personiel, dan de fraach kin net sa wêze dat immen is by steat om te kontrolearjen of elimineren it probleem yn in tiid ôf. We ha beide makken? It probleem? De-energizes de buert. Dat is alles.

Mar de tapassing fan dit standert te kommen dat dizze soarte fan sitewaasje, net te ferjitten allerhanne rolling Blackouts.

Sa, we kinne allinne lûke ien konklúzje. Dat de ein brûker hat it brûken fan IEC 61850? Yn de simpelste betsjutting - is ûnûnderbrutsen macht oanfier nei it gebrek oan macht flater. Tink derom dat as de kompjûter terminal of laptop is net jûn gebrûk fan in uninterruptible macht oanbod of spanning tafersjochhâlder, drop of springe kin, oansette direkte systeem ôfslute. Okee, as jo moatte weromsette op 'e software nivo. En as jo sille forbaerne RAM strips of in hurde skiif net slagget, dan wat te dwaan?

Dit, fansels, is in apart ûnderwerp foar stúdzje, mar de noarmen sels, wurdt no brûkt yn macht stasjons mei oerienkommende "izer" en software diagnostyk by steat binne om al de parameters fan netwurken, previnsje de situaasje mei de komst fan krityske falen dat kin resultearje net allinnich yn skea oan húshâlden apparaten mar nei it mislearjen fan 'e hiele húshâlding bedrading (it is bekend, is bedoeld foar net mear as 2 kW op in standert spanning fan 220 V). Dêrom, tagelyk ynklusyf in koelkast, waskmasine of wetter boiler foar ferwaarming wetter, tink hûndert kear safolle as rjochtfeardige.

As de ferzje fan it protokol gegevens belutsen, de subsysteem ynstellings sille tapast wurde automatysk. En yn 'e grutste graad It giet hjir barre deselde 16-ampêre lont, dêr't de bewenners fan 9-boulaach huzen soms fêstigjen harren eigen, bypassing de tsjinst, is ferantwurdlik foar dit. Mar de priis fan 'e dei, sa't it docht bliken, is folle heger, om't it makket it mooglik om bypass guon fan de beheinings dy't by it hjirboppe neamd standert en syn begeliedend regeljouwing.