Upload
digitalsubstation
View
82
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
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
Unrestricted © Siemens AG 2016
Page 3 Автоматизация в Энергетике
Шина процессаВведение
Июль 2016
Классическая технология
Технология шины процесса
Unrestricted © Siemens AG 2016
Page 4 Автоматизация в Энергетике
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
Unrestricted © Siemens AG 2016
Page 5 Автоматизация в Энергетике
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
Коммуникационная надежность
Июль 2016
Кибербезопасность Мероприятия по защите от несанкционированного доступа на всех уровнях цифровой подстанции
Кибербезопасность
Unrestricted © Siemens AG 2016
Page 6 Автоматизация в Энергетике
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
Unrestricted © Siemens AG 2016
Page 7 Автоматизация в Энергетике
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
Unrestricted © Siemens AG 2016
Page 8 Автоматизация в Энергетике
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
Unrestricted © Siemens AG 2016
Page 9 Автоматизация в Энергетике
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
Unrestricted © Siemens AG 2016
Page 10 Автоматизация в Энергетике
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
Unrestricted © Siemens AG 2016
Page 11 Автоматизация в Энергетике
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
Коммуникационная надежность
Недостаточно для шины процесса
Реализация в SIPROTEC
Unrestricted © Siemens AG 2016
Page 12 Автоматизация в Энергетике
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
Коммуникационная надежность
Unrestricted © Siemens AG 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
Unrestricted © Siemens AG 2016
Page 14 Автоматизация в Энергетике
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.
Unrestricted © Siemens AG 2016
Page 15 Автоматизация в Энергетике
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
Unrestricted © Siemens AG 2016
Page 16 Автоматизация в Энергетике
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.
Unrestricted © Siemens AG 2016
Page 17 Автоматизация в Энергетике
Наши разработки Сертификаты KEMA
Июль 2016
Unrestricted © Siemens AG 2016
Page 18 Автоматизация в Энергетике
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