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. 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.

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

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 EM