De ce merită implementarea standardului IEC 61850 la o centrală electroenergetică? Posibilitățile și beneficiile standardului

Sectorul energetic, ca ramură a infrastructurii critice, este un sector extrem de solicitant pentru furnizori. Cererea de energie electrică în continuă creștere și integrarea continuă a rețelelor centralizate de surse de energie neregenerabile (de ex., centrale termice și electrice combinate) și a surselor de energie regenerabilă distribuită (de ex., ferme eoliene sau fotovoltaice) reprezintă o provocare pentru menținerea stabilității și fiabilității întregi rețele și calități energiei electrice furnizate. Acest lucru este îndeplinit de IEC 61850 - un standard care, în ciuda precauției industriei energetice față de noutăți, câștigă rapid popularitate și este din ce în ce mai solicitat la stațiile de înaltă tensiune noi și modernizate.

IEC 61850 pe scurt

IEC 61850 este un standard internațional pentru standardizarea automatizării stațiilor electrice. Acesta definește (printre altele) protocoalele de comunicare care asigură comunicarea între dispozitivele din stație, cum ar fi dispozitivele de protecție, control și măsurare, precum și dispozitivele electronice inteligente (IED).

Pentru mai multe informații despre standard, vă rugăm să consultați articolele „Introducere în IEC 61850. Ghid pentru începători”

De ce merită implementarea IEC 61850?

Standardul IEC 61850 este o soluție care oferă multe beneficii, atât stațiilor nou construite, cât și celor învechite, destinate modernizării. Diferențele dintre inițiative sunt uriașe, dar avantajele implementării standardului se suprapun în ambele cazuri.

Costuri mai mici de cablare

Spre deosebire de soluțiile mai vechi, comunicarea la stație, în conformitate cu standardul IEC 61850, se bazează pe rețeaua Ethernet, iar comunicarea elementelor stației între ele și niveluri se realizează prin fibre optice. Soluția vă permite să trimiteți semnale printr-un singur cablu Ethernet, în loc să trimiteți fiecare semnal printr-un cablu separat de cupru. Această proprietate se traduce printr-o reducere radicală a numărului și lungimii cablurilor necesare până acum, și prin urmare economii considerabile.

Este de remarcat și faptul că fibra optică este mult mai ieftină decât cablul de cupru obișnuit. Acest lucru este deosebit de important în cazul modernizării, unde bugetul de investiţii este de obicei redus la minimum. Pentru scepticii argumentul: Prețul câtorva zeci de metri pe cablu poate să nu fie prea mare, dar pentru kilometri prețul pe metru contează foarte mult. În funcție de dimensiunea clădirii, o astfel de soluție poate aduce economii de până la 40% în valoarea instalației[i].

Configurare mai ușoară la nivel de rețea

Facilitatea introdusă de standard este de a limita la minimum configurarea manuală a dispozitivelor. Datorită gradului avansat de automatizare, acest lucru reduce semnificativ șansele de apariție a eventualelor (și, din păcate, costisitoare) erori și de corectare a acestora.

În ciuda acestor îmbunătățiri, configurarea este încă un proces complex, iar funcționarea corectă a acesteia este esențială pentru stabilitatea întregii rețele. De aici cu ajutor vine și aplicațiile client care ajută nu numai la implementarea rețelei, ci și la menținerea acesteia. Firma noastră oferă un sistem de gestionare a BTNET. Cu o astfel de aplicație, ȋntreținerea întregii instalații devine și mai simplă, de exemplu, configurarea rețelei poate fi redusă la descărcarea listei de puncte direct de pe dispozitiv.

Costuri mai mici de întreținere și exploatare

În afară de beneficiile pe termen scurt, IEC 61850 oferă și economii pe termen lungi ȋn costurile totale. Tehnologia oferită de standard oferă posibilitatea de a reduce costurile net de energie. Prin intermediul opțiunilor de monitorizare avansate, informații precum unghiul de fază și stabilitatea de tensiune pot fi utilizate pentru a determina condițiile reale ale rețelei în timp real, de ex., pentru a calcula o sarcină dinamică a rețelei sau pentru a dezvălui o capacitate mai mare decât limitele bazate pe model. Acest lucru permite să se observe și să se facă schimbări care pot avea un impact real asupra economiei întreprinderi.

IEC 61850, de asemenea, rezolvă indirect o problemă complet diferită - problema angajării angajaților calificați. Munca echipelor de teren și a inginerilor este necesară pentru a asigura continuitatea distribuției de energie, și totuși există un deficit de tehnicieni pe piață, care este puternic resimțit de ȋntreprinderile energetice. Automatizarea pe mai multe niveluri introdusă de standard rezolvă această problemă - reducerea la minimum a necesității de a manipula manual elementele se traduce în cerințe mai mici de personal. Un beneficiu suplimentar al acestei soluții, rezultat indirect din facilitarea exploatării și întreținerii sistemului, este reducerea cheltuielilor pentru întreținerea echipelor de teren.

Fiabilitatea transmiterii datelor

Prin controlul disponibilității canalului de comunicație și blocarea preventivă a pachetelor cu prioritate scăzută, rețeaua încărcată cu trafic intens nu este supraîncărcată suplimentar cu date mai puțin importante. În plus, controlul implementat a integrității datelor și opțiunea de redundanță a conexiunii asigură o transmisie eficientă și fiabilă.

Interoperabilitate

Permiterea cooperării echipamentelor de la diferiți producători a fost o noutate introdusă odată cu standardul. Aceasta este o diferență semnificativă în comparație cu vechea școală de construcție a rețelelor electrice, unde condițiile erau dictate de limitările unui singur producător. Această condiţie a simplificat procesul de modernizare a staţiilor, care presupune adesea colaborarea elementelor existente cu noile echipamente de automatizare.

Control și securitate mai mare

IEC 61850 are un avantaj neprețuit pentru sectorul energetic critic pe care tehnologia mai veche nu îl are - control în timp real. Această funcție vă oferă posibilitatea de a reacționa imediat la evenimente nedorite, ale căror consecințe pot fi costisitoare sau (mai rău) catastrofale. Și aceasta nu este o exagerare, la urma urmei, în ultimii 20 de ani am văzut deja efectele întreruperilor de curent în diferite locuri din lume... Opțiunea de monitorizare a rețelei în timp real este posibilă prin înregistrarea măsurătorilor și a stării sistemului cu o viteză mare, care este asigurată de unitățile de măsurare fazori (PMU - Phasor Measurement Unit) și sistemul de supraveghere SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). SCADA poate raporta starea rețelei la fiecare 4 secunde, iar PMU poate raporta până la 60 de măsurători pe secundă, prin urmare se asigură dubla supraveghere - dacă SCADA nu captează un eveniment, PMU o va face. Și aceasta, la rândul său, garantează cel mai bun control al calității și siguranței.

Pe lângă securizarea rețelei împotriva unei eventuale defecțiuni, tehnologia utilizată în standard ajută la identificarea unei defecțiuni deja existente. Nici un alt standard nu oferă o astfel de asistență. Folosind Ethernet-ul sincronizat şi un timp de eveniment precis, se poate localiza locul unei defecţiuni a liniei electrice cu o precizie de până la 10 metri. O astfel de informație precisă permite echipei de teren să ajungă la locul accidentului cât mai repede posibil pentru a repara defecțiunea.

Extindere a rețelei mai ușoară și mai ieftină

Utilizarea aceleiași tehnologii de rețea în întreaga întreprindere energetice facilită integrarea stațiilor în întreprindere și reduce semnificativ costurile întregii operațiuni.

În schimb, doar adăugarea unui nou dispozitiv se face fără a fi necesară reconfigurarea dispozitivului, deoarece în standardul IEC 61850 dispozitivele nu trebuie configurate pentru a furniza date. Toate acestea facilitează sarcina proiectantului de a integra rețeaua și, în plus, numărul redus de cabluri între dispozitive rezolvă problema comună a excesului de cabluri ȋn canalul de cable.

Rezistență mai mare a cablului

Prin utilizarea fibrei optice, circuitul câștigă un nou nivel de protecție. Și asta datorită izolației galvanice, care îndeplinește două sarcini importante. În primul rând, protejează sistemul de daune cauzate de diferența de potențial. În al doilea rând, protejează semnalul de distorsiunile cauzate de interferențe electromagnetice sau de cuplare. Fără o astfel de izolație, măsurătorile efectuate pot da rezultate incorecte, iar transmiterea datelor poate fi dificilă sau complet imposibilă.

Rezumat

Popularitatea în creștere la nivel global a IEC 61850 este un semnal pentru industrie al schimbărilor viitoare și nu este fără motiv că aceasta este direcția în care se îndreaptă cele mai mari ȋntreprinderi energetice. Întrebarea care trebuie pusă cu privire la implementarea obligatorie a standardului nu este ȋntrebarea „Va fi necesar IEC 61850?” ci „Când va fi necesar IEC 61850?”. Dezvoltarea continuă a standardului și enormitatea beneficiilor oferite de implementarea acestuia înseamnă că obligatoritatea IEC 61850 la stații este doar o chestiune de timp.