Сучасні ИТ-інновації підвищать надійність енергопостачання

Компанія Southern California Edison (SCE), найбільший підрозділ холдингу Edison International і оператор електророзподільної мережі в південній частині Каліфорнії, веде розробки в області комп'ютерної віртуалізації для систем енергорозподілу. У компанії вважають, що ця технологія відкриє нові можливості для підвищення надійності мережі і стійкості системи.

В першу чергу дослідження стосуються захисних реле і пристроїв автоматизації - найважливіших компонентів підстанцій. Функціонування традиційних системи захисних реле і пристроїв автоматизації базується на роботі обладнання, для якої потрібно підключення до мережі. Витрати часу і фінансових коштів на розгортання такого обладнання досить високі. У підстанції необхідно прокласти тисяч проводів, а диспетчерська повинна бути досить великою, щоб вмістити це обладнання і дати можливість проводити операції з обслуговування. Робота по модифікації такої системи може вимагати тривалих відключень підстанції в силу складності релейних з'єднань і проводки. Їх конструкція ускладнює оцінку відповідності ризиків майбутнім нормативним і вимогам кібербезпеки. Обслуговування цих систем в значній мірі є ручним процесом, а вихід пристроїв з ладу складно передбачити.

В цілому захисні реле та пристрої автоматизації не можна назвати гнучкими компонентами підстанцій, які легко модернізувати, і комп'ютерна віртуалізація може вирішити цю проблему. Віртуалізація імітує фізичні апаратні пристрої в програмному середовищі. В даний час віртуалізація широко використовується в звичайних ІТ-середовищах, і дослідники з SCE вважають, що вона може спростити захисні реле та пристрої автоматизації і допомогти вирішенню завдань по їх обслуговуванню і модернізації.

Ключовим компонентом віртуалізованого середовища захисних реле і пристроїв автоматизації є IEC-61850, міжнародний стандарт для систем автоматизації підстанцій. IEC-61850 забезпечує інтеграцію всіх засобів захисту, управління, функції вимріювання і моніторингу в мережі енергосистеми на місцевому рівні або рівні управління процесами і станцією.

Традиційні реле мають дроти, по яких подається струм, контактні входи і виходи. Використання IEC-61850 пропонує спрощену схему електричних конструкцій, що дозволяє реле приймати ці входи через цифровий мережевий інтерфейс і виконувати аналого-цифрове перетворення.

Інновація, пропонована SCE, включає в себе кластер з двох або більше резервних серверів, які містять віртуальні реле, людино-машинні інтерфейси, які широко використовуються у виробництві, і програмовані логічні контролери (ПЛК), які часто застосовуються для моніторингу та керування процесами і системами.

Кожен кластер має мережевий інтерфейс для підключення як до станцій, так і до мереж технологічних шин. Інтерфейс для підключення до станцій містить елементи управління розмиканням і замиканням вимикачів і аналогової інформацієй від силової лінії, такий як струм і напруга. Інтерфейс для підключення до мереж технологічних шин має механізм передачі підстанції подій, в тому числі команд і сигналів.

 

Така технологія дає цілий ряд переваг:

- зниження загальних витрат, включаючи обладнання, установку, проектування і обслуговування;

- зменшення числа проводів, що мінімізує ризики, пов'язані з електрикою;

- наявність резервних потужностей сервера;

- автоматизований самоконтроль і оповіщення;

- посилена кібербезпека.

Крім того, віртуалізація реле і пристроїв автоматизації зменшить кількість релейних стійок в диспетчерській, і, відповідно, площу, що вони займають. Час, необхідний для конструювання цих систем, також буде скорочено, так як провідні з'єднання замінюються мережевими оптоволоконними з'єднанням.

   

Заміна пристроїв вимагає мінімальних змін конструкції, так як реле є віртуальними, що не потребують підключення або змін в конструкції стійки реле.

Технологія віртуалізації підвищує ефективність, завдякі використанню вже існуючих методів ІТ, в тому числі автоматичного резервного копіювання і віддаленого завантаження збереженої конфігурації. Оновлення системи можуть проводитися дистанційно за допомогою програмного забезпечення, а не шляхом фізичних змін, що зменшує необхідність відправки персоналу в підстанції для обслуговування та усунення несправностей.

Чим більше компонентів буде перенесено у віртуальне середовище, тим ширше можливості моніторингу і, відповідно, вище поінформованість про стан системи.

Таким чином, технології віртуалізації засобів автоматизації мають великий потенціал. Як повідомляє SCE, електроенергетична галузь вже проявляє інтерес до цієї технології.

Всі статті
//MAIN SVG //END MAIN SVG