Технические решения АББ на базе стандарта МЭК 61850

Рассматривая перспективы развития электроэнергетики в отношении автоматизации объектов в ближайшей и отделенной перспективе можно выделить следующие ключевые тенденции: увеличение вычислительных мощностей; разделение выполнения функций между интерфейсными (непосредственное подключение к процессу, первичная обработка) и обрабатывающими устройствами (вторичная обработка), выполнение основных функций автоматизации; переход на оптоволоконные линии связи, дублирование портов связи для полноценного резервирования, внедрение новых алгоритмов в РЗА благодаря применению новых «нетрадиционнных» ТТ и ТН; полноценный мониторинг первичного оборудования; максимальная автоматизация функций оперативного управления; высокая степень интеграции функций, позволяющая эксплуатировать оптимальное количество устройств. Кроме этого, ключевыми тенденциями являются: многофункциональные универсальные программные инструменты МЭК 61850, выполнение инженерных работ в полном соответствии со стандартом; обслуживание и поддержка системы на основе единого файла описания объекта (SCD-файла) и контроля версий в соответствии с МЭК 61850; интеллектуальное разделение распределенных функций между устройствами; полное покрытие стандартом МЭК 61850 всех областей энергосистемы, включая системы, связи и др.

ПРОДУКТЫ, ПРЕДЛАГАЕМЫЕ КОНЦЕРНОМ АББ

Для автоматизации объектов электроэнергетики в строгом соответствии со стандартом МЭК 61850 концерном АББ и компанией ООО «АББ Силовые и Автоматизированные Системы» предлагаются следующие технические и программные средства:
• семейство интеллектуальных электронных устройств (ИЭУ) РЗА для защиты оборудования сверхвысокого, высокого и среднего напряжения Relion, включающее терминалы REx 670/650/630/610;
• семейство устройств сопряжения с объектом RTU560;
• промышленная платформа повышенной надежности SYS600C;
• программно-технический комплекс MicroSCADA Pro для построения интегрированных систем автоматизированного управления объектов электроэнергетики;
• семейство высокоинтеллектуальных программных средств для проведения инженерных работ по проектированию, разработке, вводу в эксплуатацию и сопровождению систем, соответствующих стандарту МЭК 61850. Большинство из перечисленных продуктов уже успешно эксплуатируется на различных объектах (ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО «Газпром» и др.), многие являются новыми разработками, призванными поддержать и закрепить одно из лидирующих положений концерна АББ в области автоматизации объектов электроэнергетики.

ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ НА БАЗЕ СТАНДАРТА

Несмотря на то что внедрение новых технологий в отечественной энергетике идет с запаздыванием от мировой практики, большинство из приведенных в начале статьи тенденций актуально и для России. К примеру, в рамках создания «цифровой подстанции» в настоящее время активно обсуждаются два вопроса: практическая реализация «Шины процесса» и тесно связанный с первым вопрос обеспечения надежной работы коммуникационных средств на подстанции.

Концерн АББ имеет четко определенную позицию по указанным вопросам и готов предложить свои решения.

«ШИНА ПРОЦЕССА»

Раздел стандарта МЭК 61850-9-2 допускает много вариантов реализации «Шины процесса», что соответственно требует огромных затрат на полноценную реализацию и поддержку всех вариантов решений. Для упрощения реализации «Шины процесса» Международная ассоциация пользователей UCA ввела определение для МЭК 61850-9-2LE — «облегченной» версии МЭК 61850- 9-2, стандартизовав некоторые параметры.

Концерн АББ сегодня в линейке своей продукции может предложить следующие элементы «Шины процесса» (см. рис.):
• нетрадиционные измерительные трансформаторы тока и напряжения (как для функций РЗА, так и для измерений), предназначенные для установки в элегазовые КРУЭ;
• «объединяющие» устройства (англ. MU — merging unit) для использования с вышеуказанными измерительными трансформаторами и поддержкой МЭК 61850-9-2LE;
• ИЭУ РЗА и автоматики управления КА с поддержкой МЭК 61850-9-2LE. Следует отметить, что указанные ИЭУ позволяют использовать в произвольной комбинации как традиционные аналоговые входы, так и цифровые потоки от «объединяющих» устройств для выполнения своих функций, что обеспечивает исключительную гибкость при выполнении реконструкции объектов энергетики.

Соответственно, имеется возможность реализации проектов, включающих полную технологическую линейку продуктов АББ (первичное и вторичное оборудование), с использованием «Шины процесса». К настоящему времени накоплен серьезный положительный опыт создания и эксплуатации подобных систем на примере пилотных проектов, подтвердивший правильность и высокую надежность разработанной в АББ концепции реализации «Шины процесса».

РЕЗЕРВИРОВАНИЕ СЕТИ СВЯЗИ

Применение «Шины процесса» предъявляет серьезные требования к надежности коммуникационных средств на подстанции, и, по мнению большинства экспертов, исключение единичной точки отказа коммуникационной сети и системы в целом является важным шагом на пути создания цифровой подстанции. Очевидно, что для исключения единичной точки отказа коммуникационной сети требуется принятие специальных мер, например, резервирование сети. В текущей редакции стандарта резервирование сети передачи данных не описывается. Однако многие заказчики настаивают на решениях с резервированием сети передачи данных, что вкупе с отсутствием стандартизованных механизмов резервирования и наличием ряда специализированных решений отдельных производителей «угрожает» одной из основных целей создания стандарта — обеспечению функциональной совместимости и взаимозаменяемости устройств в течение всего жизненного цикла объекта электроэнергетики.

Концерн АББ реализовал в своих основных продуктах поддержку протокола резервирования PRP, который описан в стандарте МЭК 62439 и в скором времени будет включен наряду с механизмом HSR во вторую версию стандарта МЭК 61850. В таблице показаны преимущества стандартного протокола PRP по сравнению c решениями по резервированию, предлагаемыми некоторыми компаниями. При настоятельном требовании заказчика о реализации полностью резервированной локальной вычислительной сети решения на базе стандартного протокола PRP могут быть выполнены уже сейчас.

ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Несколько слов необходимо сказать о таком немаловажном факторе, как информационная безопасность в системах электроэнергетики, а также о шагах, принимаемых концерном АББ в этом направлении.

Вопрос информационной безопасности стал особенно актуальным с началом активного внедрения в системах автоматизации протоколов связи на базе IP протокола. Количество так называемых кибератак на системы увеличивается, и для борьбы с ними необходимо принимать активные меры. Зафиксированы случаи разработки специализированных вирусов, ориентированных на вывод из строя конкретных программных и аппаратных средств. Ситуация осложняется тем фактом, что пока еще нет единых международных стандартов в отношении информационной безопасности.

Концерн АББ осознает трудности, связанные с информационной безопасностью, и предпринимает следующие шаги в направлении ее обеспечения:
• активное участие в создании международных стандартов (NERC-CIP, IEEE 1686, IEC 62351);
• организация в компании комитета по информационной безопасности;
• внедрение различных процедур обеспечения информационной безопасности выпускаемой продукции и предлагаемых технических решений (цифровые подписи программ и данных, автоматическое обновление программ и т.п.)
• создание Центра тестирования на «информационную устойчивость», в котором продукты проверяются на способность противостояния различным угрозам информационной безопасности (кибератакам);
• реализация в продуктах и предлагаемых решениях функциональных характеристик, отвечающих современным требованиям по информационной безопасности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Строгое следование всем идеям и концепциям стандарта МЭК61850, подкрепленное наличием в линейке продукции мощных высоконадежных программно-технических средств, позволяет концерну АББ в целом и компании «АББ Силовые и Автоматизированные Системы» предлагать решения, которые находятся на острие современных технологий и не потеряют актуальности со временем.