Комплексная система автоматизации группы цифровых электроподстанций (Smart Substations) на базе технологии «умных сетей» (Smart Grids) в Уругвае

Заказчик: Уругвайское Национальное Управление Электростанций (UTE)
Объект: 86 электроподстанций (Уругвай)
 

Введение

Национальное управление электростанций и силовых трансмиссий (UTE) является Уругвайским государственным предприятием, которое занимается производством, передачей и распределением электроэнергии, обслуживая около 1200000 клиентов на протяжении 176 215 км2. Этот проект принадлежит UTE и представляет собой около 86 подстанций с диапазоном напряжения от 150кВ до 500кВ. Все подстанции, распределенные в 19 провинциях, принадлежат 4 региональным центрам управления, а сеть подключения составляет около 4400 км. Интегрированная система автоматизации для подстанций создана на основе этих 4 пунктов управления благодаря успешной реализации всех новейших технологий, включая PRP, DHP/DRP, IEEE1588v2 и Goose Tunnel по сети IP. Сосуществование нескольких протоколов синхронизации и разнообразные решения доступа к услуге позволяет реализовывать передовые решения при сохранении стоимости системы.  Сочетание передовых технологий и успешного опыта в этом проекте будет представлено UTE на международном рынке, где данный проект будет использоваться в качестве типового.

Системные требования:

1. Сосуществование (сочетаемость) многократных временных протоколов IEEE1588 и IRIG-B, а также точность системы менее 1 мкс.
2. Сервер резервного копирования системы должен обеспечивать синхронизацию всех интегрированных систем автоматизации подстанций через сеть E1.
3. Отказоустойчивость сети, нулевая потеря пакетов для критических подсистем во время перехвата сети при отказе.
4. Региональные центры управления должны получать GOOSE пакеты от подстанций на своей территории и проводить углубленный мониторинг подстанций .
5. Разнообразная информация, такая как последовательные и Ethernet данные, должна быть доступна в уникальной сети связи.
6. Соответствие стандартам IEC61850.
7. Передача GOOSE/GSSE пакетов в реальном времени.
8. Устойчивость к неблагоприятным условиям на подстанциях: сильные электромагнитные помехи, экстремальные изменения температуры, высокое напряжение.
9 Гибкая структура сети и наличие удобного расширения сети. Добавление новых узлов в сети не должно влиять на связи существующих узлов.

Решение Kyland

Устройства серии GPT продукции Kyland SICOM6028GPT, SICOM3028GPT и SICOM3424PT, совместно с SICOM3306PT, введены в действие для основания сети коммуникаций головной подстанции. В сеть введены протоколы резервирования DHP/DRP (IEC62439-6). Подстанция оборудования для релейной защиты соединена посредством двойных резервных сетей, а PRP (IEC62439-3) протокол обеспечивает защиту от потери (zero packet loss) во время переключения в сети. Интегрированная автоматизированная система подстанций соответствует стандартам IEEE1588v2 с точностью ±100ns. Система соответствует стандартам Power Profile (C37.238) и реализует решение стандартного времени синхронизации для системы энергоснабжения. Протокол преобразования от IEEE1588 до IRIG-B реализуется с помощью часовых конверторов Kyland PTC1000, которые обеспечивают синхронизацию всех устройств, не поддерживающих стандарты IEEE1588.

Устройства из серии модульных промышленных Ethernet коммутаторов Kyland SICOM6028GPT/SICOM3028GPT выполняют роль времязадающих генераторов в системе посредством установки модуля GPS. В то же время, PTP также может быть установлен через модули E1/T1, чтобы обеспечить резервный источник времени, получая установки времени от сети E1. Так как все подстанции подключены к сети E1 UTE, сроки от атомных часов могут быть распространены на все подстанции через сеть E1 в качестве резервного источника времени задающего генератора.

ТМS (система управления временем) введена, чтобы реализовать мониторинг и управление статусом синхронизация времени нескольких протоколов синхронизации (IEEE1588v2, IRIG-B, SNTP) в рамках системы.

Технология GOOSE Tunnel обеспечивает обмен GOOSE сообщениями между подстанциями и региональными центрами управления и помогает региональным центрам осуществлять тщательный мониторинг и управление всеми подстанциями. 

Серверное устройство с 4 выбираемыми RS232 RS422 и RS485 последовательными портами также поддерживается промышленными Ethernet коммутаторами Kyland серии SICOM6028GPT/SICOM3028GPT для доступа к последовательным данным. Зеркалирование данных и управление потоком обеспечивает эффективный мониторинг и управление последовательными данными.

Дополнительный модуль вывода IRIG-B для устройств серии GPT позволяет преобразование от PTP до IRIG-B и PPS (импульс в секунду). Это позволяет промышленным устройствам формата IRIG-B принимать часы  PTP высокой точности часы через серии GPT.

Функции компьютерной безопасности, такие как IEEE802.1X, Radius, SSH / SSL, SNMPv3, были введены во всей системе, обеспечивая безопасность доступа к терминалам, передачи данных и управления сетевым устройством. В сочетании с резервными брандмауэрами между подстанциями и региональными центрами управления, доступ к сети и передача данных по всей системе будут полностью безопасными.

Почему Kyland

1. Kyland предоставляет готовые решения для синхронизации, включая времязадающие часы, устройства распределения времени и устройства преобразования часов, которые полностью совместимы с IEEE1588v2 , IRIG-B и профилем мощности (C37.238). Также поддерживается преобразование как из профиля связи в профиль мощности, так и преобразование профиля мощности в профиль мощности. Точность всей системы может достигать ± 100 нс.
2. Протокол резервирования DRP/DHP, обладающий высокой производительностью, обеспечивает восстановление после отказа менее чем через 20 мс, гибкую структуру сети и расширение сети без нарушений.
3. Технология PRP обеспечивает защиту от потерь и быстрое восстановление, в то время как переход на другой ресурс происходит в рамках системы интегрированной автоматизации подстанции.
4. PTP через интерфейс E1 обеспечивает распределение синхронизации от атомных часов для всех подстанций через сеть E1 , которые обеспечивают резервный источник часов, кроме времязадающих часов, обслуживаемым через GPS.
5. TMS (система управления временем) реализует мониторинг и управление состоянием синхронизации времени в рамках системы.
6. Поддерживает технологии GOOSE и реализует передачу GOOSE пакета по сети IP.
7. Модульная платформа серии GPT, которая поддерживает RS232/422/485, E1, порты Ethernet и встраиваемые промышленные компьютеры, реализует доступ к нескольким бизнес-данным с унифицированной платформой, тем самым сокращая количество оборудования и аварийные точки в системе, что приводит к экономии стоимости системы.
8. Система компьютерной безопасности обеспечивает безопасность сети и доступа к данным.
9. Уровень EMC – 4, что полностью соответствует стандартам IEC61850.
10  Рабочая температура от -40 до 85 ° C (от -40 до 185 ° F)

Схема сети

Комплексная система автоматизации группы цифровых электроподстанций (Smart Substations) на базе технологии «умных сетей» (Smart Grids) в Уругвае Нажмите для увеличения

SICOM3028GPT-L2GT/L2FT

Подробнее

Коммутатор управляемый модульный Layer 2: 28G/24+4G портов IEC61850 и IEEE1588

SICOM3306PT

Подробнее

Коммутатор управляемый Layer 2: 6+3G портов, Din Rail, IEEE1588v2

KPS2204/KPS1000

Подробнее

4-х портовый преобразователь интерфейсов RS-232/422/485 в Ethernet

SM6.6-HSR/PRP

Подробнее

Модуль поддержки резервирования HSR/PRP

Решения