«Цифровая подстанция» - новый уровень в автоматизации объектов электроэнергетики

В течение двух десятилетий компании электроэнергетического комплекса во всем мире внедряют системы автоматизации подстанций передачи и распределения электрической энергии. Произошел огромный качественный скачок в отрасли: от громоздких и морально устаревших электромеханических систем до современных микропроцессорных комплексов, базирующихся на цифровых технологиях обработки и передачи информации. Сегодня цифровая система управления современной подстанции содержит десятки интеллектуальных электронных устройств (IED), объединенных цифровой системой передачи информации (в большинстве случаев Ethernet). Но, как и 20 лет назад, информация о режиме работы оборудования подстанции доставляется в систему автоматизации при помощи тысяч аналоговых медных связей, что значительно увеличивает стоимость проектирования, внедрения и эксплуатации вторичных систем подстанции, а также стоимость первичного оборудования из-за необходимости установки дополнительных кернов измерительных трансформаторов.
Наиболее переспективным способом организации вторичных цепей в цифровом виде представляется использование идеологии и технологий, описанных в стандарте IEC 61850. Для взаимодействия автоматизированной системы и первичного оборудования подстанции данным стандартом преду-
сматривается организация так называемой шины процесса (Process Bus) – оптического канала связи, обеспечивающего высокоскоростную передачу данных измеренных и преобразованных в цифровой вид мгновенных значений тока и напряжения, положений КА в темпе и с точностью, достаточных для выполнения всех задач управления, в том числе: РЗА ЦСУ, АСУТП, учета электроэнергии. Шина процесса организуется в виде сети Ethernet 100BASE-FX. Источником данных для шины процесса являются трансформаторы тока и напряжения с цифровым интерфейсом или устройства сопряжения с шиной, подключаемые к традиционным измерительным трансформаторам. Данные устройства проводят измерения мгновенных значений тока и напряжения и выдают их по сети Ethernet в формате согласно IEC 61850-9-2.
Для сбора дискретной информации и выдачи команд управления применяются устройства, которые фиксируют текущее состояние коммутационной аппаратуры и других источников дискретных данных, преобразуют в цифровой вид (в формат GOOSE сообщения согласно IEC 61850-8-1) и передают их в сеть обмена данными (шину процесса). В ответ эти устройства принимают команды в формате GOOSE и меняют состояния своих исполнительных реле. Применение подобных технологических решений позволяет значительно повысить надежность работы подстанции за счет средств самодиагностики терминалов и информационных сетей с возможностью раннего выявления нештатных режимов работы оборудования; исключения несанкционированных и неправильных действий персонала; применения волоконно-оптических линий связи, обеспечивающих идеальную гальваническую развязку и многое другое.
ООО НПП «Микроника» разрабатывает линейку программно-аппаратных продуктов для реализации технологии шины процесса и концепции цифровой ПС в целом. Это аналоговые и дискретные устройства сопряжения с шиной (для взаимодействия системы автоматизации и первичного оборудования через шину процесса), многофункциональные контроллеры присоединения с интегрированными функциями регистрации аварийных событий, определения места повреждения, контроля качества электрической энергии, приборы учета и другие устройства. Ведутся их стендовые испытания. В планах компании – вывести на рынок полнофункциональное комплексное решение по организации систем автоматизации для цифровых подстанций в 2012 году.

Иван Дорофеев, руководитель направления активно-адаптивных сетей ООО НПП «Микроника»