Интеллектуальные подстанции

Добавление «интеллектуальных» узлов поспособствует созданию более надежной и экономичной энергосети. Используя современное силовое оборудование, а также применяя новейшие вычислительные технологии и системы связи, можно создать самовосстанавливающуюся адаптивную систему обеспечения энергией. Интеллектуальные энергосистемы также взаимодействуют с конечными пользователями на уровне домохозяйств или предприятия и позволяют предотвращать появление сбоев, а не только констатировать наличие неисправностей.

Место интеллектуальных подстанций в сетях Smart Grid

Центр управления контролирует работу энергосети, в то время как автоматизированная система управления обеспечивает передачу и распределение электричества. Ключевые решения принимаются интеллектуальной подстанцией, которая управляет распределительными устройствами, собирает необходимую информацию и отсылает отчеты о работе оборудования и энергопотреблении в Центр управления.

Сертификаты IEC 61850 и IEEE 1613

 К локальным сетям и линиям связи RS-232/422/485, а также ко всему коммуникационному оборудованию на подстанциях предъявляются высокие требования по физической и функциональной надежности. Соответствие стандартам IEC 61850-3 и IEEE 1613 означает высокий уровень стойкости к электромагнитным воздействиям и обеспечение бесперебойности связи в пределах подстанции. Ethernet-коммутаторы и встраиваемые компьютеры MOXA сертифицированы по требованиям IEC 61850-3 и IEEE 1613, что гарантирует защиту от влияния различных факторов окружающей среды.

Роль встраиваемых компьютеров и Ethernet-коммутаторов в сетях Smart Grid

Для выполнения своих функций интеллектуальная подстанция должна иметь в составе своего оборудования мощный компьютер с большим количеством последовательных портов для конвертирования протоколов, сбора и анализа данных, проведения вычислений, а также для удаленного мониторинга и управления аппаратурой.Промышленные Ethernet-коммутаторы — это коммуникационная основа подстанций IEC 61850, коммутаторы должны быть максимально надежными и должны выполнять свои функции в таких неблагоприятных условиях внешней среды, как экстремальные температуры или существенные электромагнитные помехи.

Классификация интеллектуальных подстанций

Интеллектуальные подстанции можно условно разделить на три категории: узловые промышленные и коммерческие подстанции.Они отличаются между собой размерами и уровнем напряжения.

• Узловые подстанции — высоковольтные и крупномасштабные подстанции. Высокое напряжение требуется, как правило, крупным заводам и железнодорожным транспортным системам. Такие подстанции могут быть верхним уровнем в системах распределения энергии.Напряжение может достигать 500 кВ.Их количество невелико, но предъявляются очень жесткие требования к надежности их работы.

• Промышленные подстанции являются самыми распространенными. Напряжение не превышает 220 кВ. Типовые пользователи — предприятия среднего размера и коммерческие здания.

• Коммерческие подстанции работают на напряжении 100~110 кВ и используются для подачи питания жилым районам и торговым центрам. Увеличение доли распределенных систем производства энергии и возобновляемых источников энергии

Система автоматизации подстанции на базе IEC 61850

Ethernet-коммутаторы IEC 61850-3

Для обеспечения длительного жизненного цикла подстанции инженеры должны строить ее на базе максимально надежных компонентов. При разработке коммутаторов для энергетических подстанций приоритетами MOXA являлись стойкость к воздействию электромагнитного излучения и высокая доступность сети.

Преимущества МОХА

• Отсутствие потерь в передаче сетевых пакетов при электромагнитных помехах

• Поддержка протокола синхронизации времени IEEE 1588 v2

• Быстрое время восстановления (до 20 мс в сети из 250 коммута- торов)

• Изолированные резервированные входы питания 24/48 пост., 110/220 В пост./перем. тока

• Диапазон рабочих температур от –40 до 85 °С (без вентиляторов)

• Соответствие стандартам IEC 61850-3 и IEEE 1613 Class 2 (сертификат лаборатории KEMA)

Встраиваемые компьютеры MOXA для всех типов подстанций

Подстанции различных типов требуют применения различных встраиваемых компьютеров в зависимости от напряжения и масштаба подстанции. По выполняемым функциям компьютеры можно разделить на пять типов.

Преимущества МОХА

1. Конвертер протоколов 

• Преобразование протоколов низкоскоростных устройств IED
• Базовые функции обработки данных
• Соединение с несколькими последовательными устройствами
• Преобразование протоколов, используемых различным оборудованием

2. Компьютеры для управления защитой: DA-681, DA-682

• x86-компьютеры с интерфейсами CAN, RS-232/422/485, LAN для преобразования протоколов, управления и мониторинга
• Преобразование протоколов от различных IED-устройств
• Функции управления
• Функции мониторинга
• Соответствие IEC 61850-3
• Присоединение устройств IED, работающих по различным протоколам
• Мгновенная реакция на нештатные ситуации

3. Front-end-компьютер: DA-681, DA-682

• x86-компьютер с интерфейсами CAN, RS-232/422/485, LAN для преобразования протоколов, управления и мониторинга
• Сбор данных с конвертеров протоколов и передача в центр управления
• Большая мощность процессора
• Поддержка HMI

4. Компьютер телемеханики: DA-681

• Конвертер протоколов (например, IEC 61850 в IEC 61970) с 6 портами LAN для резервирования
• Поддержка до 6 портов LAN
• Высокопроизводительный процессор
• Безвентиляторное охлаждение
• Соответствие IEC 61850-3
•  

5. Back-end-компьютер (сервер): DA-710

• x86-компьютер с интерфейсами CAN, RS-232/422/485, LAN для преобразования протоколов, управления и мониторинга
• Обепечение HMI-интерфейса
• Функции управления
• Поддержка SCADA-систем
• Высокая мощность процессора