SIEMENS. Концепция построения системы РЗА, ПА и АСУТП в рамках цифровой подстанции

Unrestricted © Siemens AG 2016 siemens.com/energy automation products

Концепция построения системы РЗА, ПА и АСУТП в рамках цифровой подстанции

ООО «Сименс» Департамент «Управление электроэнергией» (EM)

Unrestricted © Siemens AG 2016

Page 2 Автоматизация в Энергетике

Что такое шина процесса?

Технология и Стандарты.

Преимущества и недостатки.

Опыт.

Цифровая подстанция.

Июль 2016



Шина процессаВведение

Июль 2016

Классическая технология

Технология шины процесса



Диспетчерский пульт

МЭК 608705-104

ТТТН

Контроллер присоединения

Другиеустройства

АРМ ОП

Шина процесса

Шина станции MMS – Client / Server (Часть 7/8)

Дискретизированные аналоговые величины Sampled Values (Часть 9)

GOOSE (Часть 7/8)

МЭ

К 61

850

IEC 61850 на подстанции

Июль 2016

Merging Unit



Большие размеры классических измерительных трансформаторов

Экономия средств и площадей

Нетрадиционные измерительные трансформаторы (NCIT)

Общий формат передачи данныхМЭК 61850

Синхронизированные измеренные величиныСинхронизация

Измерительные трансформаторыМЭК 61869

Применение новых методов резервирования сети (HSR и PRP)

Коммуникационная надежность

Основные составляющие в построении Цифровой подстанции

NCIT

Синхронизация

МЭК 61850

МЭК 61869


Июль 2016

Кибербезопасность Мероприятия по защите от несанкционированного доступа на всех уровнях цифровой подстанции

Кибербезопасность



Классические измерительные трансформаторы Нетрадиционные измерительные трансформаторы (NCIT)

Нетрадиционные измерительные трансформаторы (NCIT) позволяют снизить высоту и вес РУ

(В = 3920 мм)

Уменьшениевысоты на

15%

(В = 4560 мм)

Составные части ЦПСNCIT – Экономия средств и площадей

(В = 3320 мм)

(В = 3985 мм)

КРУЭ 330 кВ

-T2-Q0

-Q1

-Q2

-Q51-Q52

-T1ТТЭО ТТЭО

-Q0

-T1

-Q52 -Q8

-Q9

-Q1-Q2

-Q51

-T5

-Q0 -T2-T1

-Z1

ТТЭОТТЭО

ТНЭО

-Q1

-T1

-Q0

-Q51-Q52

-T2ТT ТT

-Q0

-T2

-Q52 -Q8

-Q9-Q1

-Q2

-Q51

-Z1-T1 ТT

ТН

ТT

NCIT

Июль 2016

КРУЭ 330 кВ

КРУЭ 110 кВ КРУЭ 110 кВ



РУ 110 кВ с нетрадиционными ТТ и ТН

РУ 110 кВ с классическими ТТ и ТН

Компактное РУ

Составные части ЦПС NCIT – Преимущества для клиента

Июль 2016

NCIT

Вторичная коммутация

Точность измерений

Процесс измерений

Проектирование и логистика

Характеристики

Уровень безопасности

Уменьшенные размеры и вес

Замена медных связей на оптические

Исключение гармоник

Широкий диапазон измерений без насыщения

Один тип аппаратной части для ТТ и ТН

Отсутствие магнитных потерь и эффекта феррорезонанса

Меньшая вероятность КЗ



МЭК 61850-9-2

МЭК 61850-9-2 LE (Light Edition)

Составные части ЦПС МЭК 61850-9-2 – Часть МЭК 61850

МЭК 61850

Описывает коммуникационный профиль протокола передачи мгновенных значений и структуру соответствующих сообщений

Дополнительные технические требования стандарта МЭК 61850-9-2 к структуре информационной модели устройства, набору передаваемых данных, частот дискретизации измеряемых сигналов и способов синхронизации устройств по времени

Июль 2016



IEEE C37.238-2011 Возможности и целиОпределяет общий профиль использования протокола IEEE 1588 Precision Time Protocol (PTP) для систем защиты, управления, автоматики и коммуникации, использующих архитектурную структуру Ethernet

Синхронизация интеллектуальных электронных устройств (IED) по времени c микросекундной точностью при реализации шины процесса с использованием сети Ethernet.

IEEE 1588v2

IEEE C37.238 Внедрение IEEE 1588 в энергосистеме

Составные части ЦПС Синхронизация через Ethernet

Июль 2016

Синхронизация



МЭК 61869‑9 «Измерительные трансформаторы. Часть 9. Цифровой интерфейс для измерительных трансформаторов» заменит МЭК 60044‑8, он основывается на серии стандартов МЭК 61850, и в нем обеспечивается совместимость с МЭК 61850‑9‑2 LE.

MU

МЭК61850-9-2МЭК61869

Составные части ЦПС МЭК 61869 – Цель стандарта

МЭК 61869

Июль 2016



Seamless Redundancy Systems: PRP – Parallel Redundancy Protocol (протокол постоянного

резервирования) Два активных соединения, соединение 1 и 2 – активная передача, радиальная топология

HSR – High Availability Seamless Redundancy (протокол непрерывного резервирования высокой готовности) Два активных соединения, соединение 1 и 2 – активная передача, кольцевая топология

Резервирование с задержкой на перестроение сети DHLR – Dual Homing Link Redundancy

Два соединения, соединение 1 – активная передача, соединение 2 – режим ожидания

RSTP – Rapid Spanning Tree Protocol Протокол быстрого перестроения сетевой конфигурации

Составные части ЦПС Коммуникационная надежность – Резервирование.

Июль 2016


Недостаточно для шины процесса

Реализация в SIPROTEC



HSR

PRP-A PRP-B

Станционный контроллер

HSR: SIPROTEC с

интегрированным коммутатором HSR

До 50 устройств в одном кольце

Не требует настройки коммутаторов

Экономия за счет кольцевой топологии

Составные части ЦПС Комм. надежность – HSR и PRP

Резервирование без задержки на перестроение сети

Июль 2016



Page 13

Кибербезопасность в управлении энергетикой – наши предложения. Безопасные продукты: МП терминалы РЗА SIPROTEC 5

Независимое тестирование

Разработано с учетом требований безопасности

Цифровая подпись загружаемых файлов и ПО

Внутренний Firewall

Разделение коммуникаций процесса и обслуживания

Отключение не используемых сервисов

Крипто-чип для безопасного информационного хранения

Управление обновлениямиАнтивирусная совместимость

Все подтверждения кодируются для критических по отношению к безопасности операциям

Все попытки доступа регистрируются в энергонезависимый и безопасный архив, а так же передаются в виде сообщений по IEC 61850

Пароль доступа и аутентификация соответствуют NERC-CIP и «Белая книга» BDEW

Шифрование коммуникационной линии между ПО DIGSI 5 и устройством SIPROTEC 5

Кибербезопасность

Июль 2016



Недостатки и ограничения при реализации ЦП.

Июль 2016

Применение более сложного коммуникационного оборудования.Высокая квалификация персонала для наладки и обслуживания.Новый подход при проверках и ТО.Не богатый опыт реализации.



Преимущества реализации ЦП, влияющие на надежность.

Июль 2016

Полный контроль сети передачи данных.Обработка атрибутов качества сигналов, передаваемых по сети.Резервирование сетей передачи дискретной информации.Реализация 100% резервирования функций РЗА, АУВ, УМВ с применением

типовых решений.Организация защиты от несанкционированного доступа в сеть ЦПС.Снижение расходов (уменьшение медных связей, снижение затрат на

монтаж и наладку).Функциональность (интеграция большего кол-ва источников данных,

независимое распределение сигналов).Гибкость и расширяемость (добавление устройств защиты).Повышенный эксплуатационный уровень безопасности (отказ от схем

ТТ/ТН).Сокращение регламентных работ по ТО за счет самодиагностики

оборудования



Опыт реализации проектов и элементов Цифровых подстанций.

Июль 2016

Nehden Station 380/110 kV (Дистанционная защита линий) 2008 год Würgau Substation 420 kV (Защиты линий). Июнь 2016____________________________________________________________ Quo Vadis Project (МТЗ, РАС) Август 2015 год

____________________________________________________________ Joliet Substation 13kV (МТЗ, РАС) Август 2015 год Heights Substation 13kV (МТЗ) Май 2016 год ____________________________________________________________ Trujillo Substation (220 / 138 kV) (ДЗТ) Ноябрь 2015 год

____________________________________________________________

Пилотный проект для Hydro Quebec(Защиты генераторов, РАС) , реализация запланирована на Август 2016.

____________________________________________________________

Woodcroft Substation 72kV (АУВ) Март 2016 год

Пилотный проект для Manitoba Hydro (защиты линий, трансформаторов) , реализация запланирована на Август 2016.

Пилотный проект для ATCO Electric (защиты линий) , реализация запланирована на Август 2016.

____________________________________________________________ Пилотный проект для SIFTS I+D Project (защиты линий) , Июль 2015.



Наши разработки Сертификаты KEMA

Июль 2016



Илья БеляевEM DG

191186 Санкт-Петербург, Российская Федерация,

Набережная р. Мойки, 36.

+7(812)329-85-25

E-Mail:[email protected]

Спасибо за внимание!

Июль 2016

mailto:[email protected]




Presentations & Public Speaking

SIEMENS. Концепция построения системы РЗА, ПА и АСУТП в рамках цифровой подстанции