Цифрові підстанції майбутнього

Цифрові підстанції майбутнього

Технології та системи компанії Сіменс

Ключові елементи систем електропостачання переводять на цифрові технології. Підстанції є невід'ємною частиною електромереж. Вони з'єднують мережі різних рівнів напруги. Сіменс робить переводить іх у цифровий формат і готує їх до майбутнього. Про це розповідає керівник групи зі збуту обладнань та рішень відділу Обладнання вторинних систем: мікропроцесорний релейний захист і автоматика, АСУ ТП підстанцій, IT рішення в енергетиці Онуфрійчук Антон

Цифрова підстанція – це не просто об’єкт. Це комплекс заходів та технології, що дозволяють перевести частину функцій підстанції в цифровий формат. Для чого? Щоб оптимізувати експлуатацію підстанції. З точки зору компанії «Сіменс», цифрову підстанцію необхідно розглядати з трьох сторін.

  • Цифрове управління  - це  управління на рівні процесів
  • Моніторинг стану  - означає використання даних, що отримуються від підстанції з метою оптимізації експлуатації
  • Кібербезпека – забезпечення цифрової безпеки рішень

У цифрових підстанцій є ряд переваг. Я назву три основних: по-перше - це безпека інвестицій в майбутньому. Це відбувається завдяки застосуванню модульних апаратних платформ і гнучких наборів стандартних функцій. Завдяки стандартизації цифрових функцій, сигналів і сервісів набагато простіше вирішуються питання експлуатації та технічного обслуговування обладнання різних виробників.  По-друге, скорочення кількості фізичних пристроїв і перехід на єдину платформу. Витрати на оперативне і технічне обслуговування фізичних пристроїв скорочуються пропорційно до їх кількості, одночасно підвищується зручність їх обслуговування. По-третє, відбувається скорочення витрат на оперативне і технічне обслуговування комплексу релейного захисту та автоматики.  Це можливо за рахунок самодіагностики мікропроцесорних пристроїв і контролю справності комунікації між пристроями. Використання системи управління станом обладнання попереджає про можливі пошкодження і регулює частоту технічного обслуговування у міру зносу обладнання.

Цифрове управління підстанцією

Основним кроком для створення цифрової підстанції є впровадження стандарту МЕК 61850. Даний стандарт містить вимоги до системи збору даних, а також до зв'язку між інтелектуальними електронними пристроями в межах підстанції для забезпечення функціональної сумісності. Внутрішня архітектура пристроїв релейного захисту та автоматики SIEMENS серії SIPROTEC 5 розроблена у повній відповідності з МЕК 61850 в частині вимог до функціоналу комплекса РЗА, який повинен бути розділений на стандартні функції, що називаються логічними вузлами, принципи взаємодії (комунікації), між якими також визначені правилами стандарту. Завдяки модульній апаратній конструкції, широким комунікаційним можливостям, гнучкому набору функцій і вільно-програмованій логіці платформи SIPROTEC 5, вже зараз компанія SIEMENS може запропонувати реалізацію цифрової підстанції з розміщенням функцій релейного захисту, автоматики, управління, моніторингу, оперативного блокування і вимірювань в одному пристрої.

 

Основними протоколами передачі даних, відповідно до стандарту МЕК 61850, є протоколи MMS і GOOSE. MMS використовується для передачі даних процесу в реальному часі від терміналів РЗА в SCADA систему для моніторингу та управління ними, а GOOSE - для обміну даними між терміналами. Важливими особливостями протоколів є гарантована доставка повідомлень і висока швидкість передачі даних (кілька мілісекунд).

 

Побудова системи автоматизації на основі стандарту МЕК 61850 дозволяє значно скоротити кількість кабельних ліній зв'язку на об'єкті, що безумовно збільшує надійність всієї системи, а також підвищує її прозорість за рахунок систем самодіагностики і безперервного контролю справності комунікацій.

Моніторинг стану устаткування

 Портфоліо компанії Сіменс в частині оцінки стану обладнання покриває весь ланцюжок моніторингу та діагностики: Оцінка – Реакція – Вживання заходів! Комплексне рішення, що відповідає на всі питання експлуатуючої компанії в частині моніторингу стану обладнання.

Оцінка: моніторинг стану обладнання, збір даних

Моніторинг стану силового обладнання, наприклад КРПЕ або трансформатора в режимі онлайн показує поточний стан активу.

 

Реакція: управління даними активу, обробка даних

Центральна система моніторингу заснована на технології ISCM (Integrated Substation Condition Monitoring) служить для інтеграції даних про стан обладнання підстанції або навіть всієї підстанції загалом. Зібрані дані обробляються для проведення розширеного аналізу і діагностики і в результаті система видає рекомендації для щоденної експлуатації підстанції.

Дисплеї, встановлені безпосередньо на обладнанні, сигналізують, чи очікуються від персоналу будь-які дії.

 

Вживання заходів: управління ефективністю активів, прогнозування майбутнього стану обладнання

Оброблені онлайн дані моніторингу стану закладають основу для подальшого аналізу ризиків. Щоб отримати надійні рекомендації з управління ефективністю активів, використовується динамічне програмне забезпечення, яке було розроблено як інструмент підтримки прийняття рішень (Reliability Centered Asset Management, RCAM). Можливість оцінки та кількісного визначення майбутнього стану активу створює цінну основу для розробки оптимізованої стратегії управління активами і підвищення ефективності експлуатації обладнання.

 

Віддалене обслуговування

У якості розширеного сервісу компанія «Сіменс» пропонує можливість віддаленого моніторингу активів в режимі 24/7 365.

Кібербезпека

Цифрова підстанція передбачає наскрізне використання систем зв'язку. Це з одного боку спрощує і прискорює управління, але з іншого боку відкриває доступ до можливих кібератак і неправомірному використанню даних.

 

Тільки інтегрований підхід, що дозволяє організувати захист у всіх вузлах може забезпечити запобігання можливим атакам. Кібербезпека включає в себе наступні елементи: захист систем зв'язку, захист системи управління підстанцією або мережею, організацію контролю доступу, моніторинг стану системи захисту і готовність до майбутніх викликів. Siemens  пропонує комплексні заходи і технології цифрового захисту - від безперервного аналізу стану ризиків до запобігання несанкціонованому доступу та втручання в систему захисту, технічної помилки і збоїв інфраструктури.

Антон Онуфрийчук

Керівник групи зі збуту обладнання та рішень департаменту "Інтелектуальна інфраструктура"

 

Важливі посилання