На сегодня существует два основных подхода к созданию систем мониторинга и управления энергообъектами (АСУ ТП, СОТИ АССО, ССПИ/ТМ и подобных). Первый из них основывается на архитектуре, определяемой стандартом МЭК 61850 (рис. 1). Этот подход используется, как правило, для средних и крупных энергообъектов. Архитектура предполагает создание автоматизированных систем с распределенной структурой. Основными элементами в них являются IED — интеллектуальные электронные устройства, в качестве которых могут выступать контроллеры присоединений (Bay Controller), терминалы РЗА и другие устройства, контролирующие одно или несколько присоединений подстанции и  образующие полевой уровень системы. Все IED включены в технологическую локально-вычислительную сеть (ТЛВС) и взаимодействуют между собой по определенным правилам. Специальные коммуникационные контроллеры образуют средний уровень системы и интегрируют все IED в общую SCADA. Системы такого рода характеризуются большим количеством сигналов (несколько тысяч или десятков тысяч), интегрируют в единое информационное пространство различные устройства и подсистемы, обеспечивают удобное наблюдение и управление объектом с помощью современных SCADA-пакетов.

В последние годы говорят о создании «Цифровых подстанций». Под этим термином подразумевают создание автоматизированных систем в соответствии с МЭК 61850, использующих так называемую шину процесса (Process Bus), работа которой описана в части МЭК 61850‑9‑2 (рис. 2).

В этом случае применяются специальные устройства (AMU), подключаемые к измерительным цепям, которые измеряют, оцифровывают измерения с высокой дискретизацией по времени (80 или 256 срезов на период частоты) и выдают оцифрованные мгновенные значения в выделенный сегмент ТЛВС - Process Bus.

В эту же сеть выдается информация о состоянии коммутационных аппаратов, которая является исходной и общей для всех IED.

Рисунок 1.
Архитектура автоматизированной системы энергообъекта в соответствии с МЭК 61850 без шины процесса

Архитектура автоматизированной системы энергообъекта в соответствии с МЭК 61850 без шины процесса

Сами же IED не подключаются к измерительным цепям и контактам КСА. Такой подход упрощает систему кабельных связей и обеспечивает единство измерений для всех устройств ПС, однако на сегодняшний день не получил широкого применения.

Автоматизированные системы небольших объектов (ТП, РП, небольшие электростанции), как правило, строятся на основе централизованной структуры. Централизованная (классическая) архитектура предполагает наличие двух основных уровней: центрального контроллера (в терминологии телемеханики — КП) и модулей УСО (модулей дискретного и аналогового ввода/вывода), а также отдельных измерительных приборов. Сбор данных измерений в этой архитектуре выполняется с помощью микропроцессорных измерительных преобразователей (МИПа). Сбор данных сигнализации, выдача команд управления и унифицированных аналоговых сигналов выполняется с помощью модулей дискретного ввода / вывода и аналогового ввода.

Архитектура с центральным управляющим контроллером проста в реализации, но накладывает ряд функциональных и технических ограничений:

  • последовательные каналы связи опроса модулей и МИП;
  • наличие большого количества медных связей;
  • ограничение по производительности центрального контроллера и по выполняемому функционалу для крупных энергообъектов;
  • наличие единой точки отказа (центрального контроллера) ведет к потере автоматизированной системы в целом и, соответственно, к необходимости его резервирования для ответственных систем.

Перечисленные особенности накладывают ограничения по масштабируемости и расширяемости системы. Однако такая архитектура может быть оптимальной для небольших систем (до 1000 сигналов).

Рисунок 2.
Архитектура автоматизированной системы энергообъекта в соответствии с МЭК 61850 с шиной процесса

Архитектура автоматизированной системы энергообъекта в соответствии с МЭК 61850 с шиной процесса

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии

Приложение к свидетельству № 64798

Приложение к свидетельству № 64798 - описание типа средств измерения
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии

RU.C.34.390.A №64798

Свидетельство об утверждении типа средств измерений ARIS ARIS EM №64798