Испытания современных автоматизированных систем управления энергообъектами в режиме «Информационный шторм»

Page 1
background image

Page 2
background image

118

АНАЛИТИКА

СЕТИ  РОССИИ

118

р

е

л

е

й

н

а

я

 з

а

щ

и

т

а

 и

 а

в

т

о

м

а

т

и

к

а

релейная защит

а и автома

тика

Испытания современных 

автоматизированных 

систем управления 

энергообъектами в режиме 

«Информационный шторм»

Александр ЕГОРОВ, директор Департамента РЗА и АСУ ТП,

 Максим НИКАНДРОВ, к.т.н., руководитель группы АСУ ТП,

 Александр ШАПЕЕВ, руководитель отдела Инжиниринга,

 ЦУП «ЧЭАЗ» 

ВВЕДЕНИЕ

Стандарт

 

МЭК

 61850 

играет

 

важную

 

роль

 

в

 

создании

  «

цифро

-

вой

 

подстанции

» 

и

 

интеллектуаль

-

ных

 

сетей

обеспечивая

 

унифици

-

рованную

 

платформу

 

для

 

доступа

 

и

 

обмена

 

информацией

 

между

 

микропроцессорным

  (

МП

обо

-

рудованием

 

различных

 

произво

-

дителей

Основным

 

преимуществом

 

систем

 

на

 

базе

 

МЭК

 61850 

яв

-

ляется

 

то

что

 

комплексы

удо

-

влетворяющие

 

этому

 

стандарту

обеспечивают

 

более

 

высокую

 

скорость

 

и

 

безопасность

 

пере

-

дачи

 

информации

 

по

 

сравнению

 

с

 

традиционными

 [1]. 

Взаимо

-

заменяемость

 

отдельных

 

компо

-

нентов

 

системы

 

достигается

 

за

 

счёт

 

стандартизации

 

протоколов

 

передачи

 

данных

а

 

также

 

выпол

-

нения

 

жёстких

 

требований

 

по

 

со

-

вместимости

 

оборудования

Мно

-

гие

 

части

 

стандарта

 

уже

 

широко

 

используются

 

на

 

объектах

 

энер

-

гетики

но

 

до

 

сих

 

пор

 

являются

 

предметом

 

широких

 

дискуссий

мнения

 

разделяются

 

от

 

горячего

 

одобрения

 

до

 

крайнего

 

скепсиса

 

в

 

отношении

 

необходимости

 

при

-

менения

 

данной

 

технологии

Тем

 

не

 

менее

 

всё

 

больше

 

объектов

 

энергетики

 

в

 

России

 

строится

 

с

 

применением

 

стандарта

 

МЭК

 

61850. 

Основной

 

вопрос

который

 

интересует

 

конечного

 

заказчи

-

ка

, — 

это

 

совместимость

 

обору

-

дования

 

разных

 

производителей

 

между

 

собой

 

и

 

их

 

корректная

 

работа

 

в

 

единой

 

информацион

-

ной

 

сети

устойчивость

 

данных

 

комплексов

 

к

 

информационным

 

перегрузкам

 [2]. 

В

 

конце

 2011 

года

 

введён

 

в

 

действие

 

стандарт

 

организации

 

ОАО

  «

ФСК

 

ЕЭ

C» 

СТО

 56947007-

25.040.40.112-2011, 

в

 

кото

-

ром

 

приводятся

 

требования

предъявляемые

 

к

 

программно

-

техническим

 

комплексам

  (

ПТК

и

 

микропроцессорным

 

комплек

-

сам

 

систем

 

сбора

 

и

 

передачи

 

ин

-

формации

  (

МПК

 

ССПИ

в

 

режиме

 

повышенной

 

информационной

 

нагрузки

 — «

Информационный

 

шторм

» [3]. 

Для

 

проведения

 

раз

-

личных

 

испытаний

 

в

 

соответствии

 

с

 

данным

 

стандартом

 

в

 

г

Чебоксары

 

был

 

создан

 

испытательный

 

полигон

 

«

Шторм

», 

краткое

 

описание

 

которо

-

го

 

и

 

первые

 

результаты

 

выполнен

-

ных

 

работ

 

приведены

 

ниже

.

Цель

 

создания

 

испытатель

-

ного

 

полигона

:

 

проведение

 

комплексной

 

проверки

 

устойчи

-

вой

 

работы

 

контроллеров

МП

-

устройств

 

релейной

 

защиты

 

и

 

автоматики

  (

РЗА

и

 

ПТК

 

автома

-

тизированных

 

систем

 

управления

 

технологическими

 

процессами

 

(

АСУ

 

ТП

в

 

режиме

 

повышенной

 

информационной

 

нагрузки

 

и

 

ин

-

формационного

 

всплеска

.

Задачи

поставленные

 

при

 

выполнении

 

испытаний

 

на

 

по

-

лигоне

• 

проверка

 

соответствия

 

стан

-

дарту

 

МЭК

 61850 

и

 

коррект

-

ной

 

совместной

 

работы

 

МП

 

РЗА

контроллеров

сетевого

 

оборудования

 

и

 

ПТК

 

АСУ

 

ТП

 

различных

 

производителей

 

в

 

единой

 

информационной

 

сети

 

в

 

режиме

 

повышенной

 

информационной

 

нагрузки

 

и

 

информационного

 

всплеска

 

согласно

 

СТО

 56947007-

25.040.40.112-2011;

• 

исследование

 

целостности

 

данных

временных

 

задержек

 

GOOSE-

коммуникации

 

и

 

поро

-

га

 «

переполнения

 

буфера

» 

МП

 

РЗА

 

и

 

компонентов

 

ПТК

 

АСУ

 

ТП

  (

устойчивость

 

к

 

информа

-

ционному

 

всплеску

, «GOOSE-

шторму

» 

и

 DDoS-

атаке

);

• 

проверка

 

устойчивости

 

рабо

-

ты

 

коммуникационного

 

обо

-

рудования

 

в

 

режиме

 

инфор

-

мационного

 

всплеска

 

и

 

замер

 

времени

 

восстановления

 

связи

 

при

 

единичном

 

отказе

 

коммуникационного

 

оборудо

-

вания

.


Page 3
background image

119

 6 (21), 

ноябрь

декабрь

, 2013

119

СТРУКТУРА

 

ИСПЫТАТЕЛЬНОГО

 

ПОЛИГОНА

В

 

структуре

 

полигона

 

можно

 

вы

-

делить

 

три

 

уровня

 (

рис

. 1). 

Верхний

 

уровень

 

системы

собранный

 

на

 

по

-

лигоне

  (

рис

. 2), 

состоит

 

из

 

следую

-

щих

 

устройств

:

• 

резервированный

 

сервер

 

при

-

ложений

 — 2 

шт

.;

• 

автоматизированное

 

рабочее

 

место

  (

АРМ

оперативного

 

пер

-

сонала

 — 2 

шт

.;

• 

АРМ

 

инженерного

 

персонала

 — 

шт

.;

• 

дополнительные

 

компьютеры

 

имитации

 

систем

 

вышестоящего

 

уровня

 

управления

.

Средний

 

уровень

 

ПТК

 

АСУ

 

ТП

 

составляет

 

сетевое

 

оборудование

 

(

коммутаторы

 

и

 

медиаконверторы

), 

серверы

 

точного

 

времени

маршру

-

тизаторы

 

для

 

связи

 

с

 

имитаторами

 

вышестоящих

 

уровней

 

управления

 

(

РДУ

ССПТИ

 

и

 

т

.

д

.)

На

 

полигоне

 

организована

 

опти

-

ческая

 

резервируемая

 

локальная

 

вычислительная

 

сеть

  (

ЛВС

) — 

два

 

кольца

 

стандарта

 1000BaseTX, — 

содержащая

 

резервируемые

 

ком

-

мутаторы

 

станционного

 

уровня

 

и

 

коммутаторы

 

нижнего

 

уровня

При

 

построении

 

сети

 

использованы

 

ком

-

мутаторы

 

фирмы

 Ruggedcom 

серии

 

RSG2200 

и

 RSG2100. 

Во

 

время

 

проведения

 

испытаний

 

синхрони

-

зация

 

всех

 

компонентов

 

системы

 

Рис

. 1. 

Упрощённая

 

структурная

 

схема

 

испытательного

 

полигона

 «

Шторм

»


Page 4
background image

120

СЕТИ РОССИИ

осуществляется

 

от

 

приёмников

 GPS/

ГЛОНАСС

 

Метроном

-300 (

по

 NTP) 

и

 Lantime 

М

300 

фирмы

 Meinberg 

(

по

 IRIG-B).

В

 

состав

 

нижнего

 

уровня

 

полиго

-

на

  (

рис

. 3) 

на

 

данный

 

момент

 

вре

-

мени

 

входят

 

следующие

 

интеллек

-

туальные

 

электронные

 

устройства

 

(

ИЭУ

с

 

поддержкой

 

протокола

 

МЭК

 

61850:
• 

контроллеры

 

присоединения

 

производства

 GE, Siemens, 

ЭКРА

 

в

 

количестве

 15 

шт

.;

• 

терминалы

 

РЗА

в

 

том

 

числе

 

тер

-

миналы

 

автоматики

 

управления

 

выключателями

производства

 

GE, Siemens, 

ЭКРА

 — 66 

шт

.

Также

 

предусмотрены

 

устрой

-

ства

 

РЗА

 

и

 

универсальные

 

измери

-

тели

 

с

 

последовательными

 

интер

-

фейсами

 

передачи

 

данных

:

• 

терминалы

 

РЗА

 

БЭМП

про

-

изводства

 

ЧЭАЗ

 

(

протокол

 

передачи

 

данных

 

МЭК

 60870-5-

103) — 6 

шт

.;

• 

измерительные

 

преобразо

-

ватели

 

ЭНИП

-2 

производства

 

ИЦ

 

ЭНЕРГОСЕРВИС

  (

протокол

 

передачи

 

данных

 Modbus, 

МЭК

 

60870-5-104) — 6 

шт

.

Между

 

устройствами

 

организо

-

ваны

 

следующие

 

взаимосвязи

обе

-

спечивающие

 

реализацию

 

модели

 

энергообъекта

:

• 

собраны

 

три

 

цепи

 

аналоговых

 

сигналов

 

(

установившийся

 

режим

повышенная

 

информа

-

ционная

 

нагрузка

аварийный

 

сигнал

);

• 

взаимосвязи

 

между

 

тер

-

миналами

 

РЗА

 GE, 

ЭКРА

 

и

 

Siemens 

посредством

 GOOSE- 

Рис

. 2. 

Оборудование

 

верхнего

 

уровня

Рис

. 3. 

ИЭУ

 

нижнего

 

уровня

сообщений

 

и

/

или

 

проводных

 

связей

;

• 

взаимосвязи

 

между

 

контрол

-

лерами

 

ЭКРА

, Siemens 

посред

-

ством

 GOOSE-

сообщений

 

и

/

или

 

проводных

 

связей

.

Дополнительно

 

физически

 

смо

-

делированы

 

силовые

 

выключатели

 

на

 

базе

 

двухпозиционных

 

электро

-

механических

 

реле

контакты

 

и

 

катушки

 

управления

 

которых

 

под

-

ключены

 

к

 

дискретным

 

входам

 

и

 

выходам

 

контроллеров

Взаимосвязи

 

между

 

устройства

-

ми

 

обеспечивают

 

одновременность

 

возникновения

 

и

 

протекания

 

ава

-

рийного

 

процесса

 

аналогично

 

ре

-

альным

 

процессам

протекающим

 

на

 

подстанции

.

ИСПЫТАНИЯ

 

В

 

РЕЖИМЕ

 

ИНФОРМАЦИОННОГО

 

ШТОРМА

Понятие

 

информационной

 

на

-

грузки

 

и

 

стойкости

 

к

 

информаци

-

онной

 

нагрузке

АСУ

 

ТП

как

 

правило

осущест

-

вляет

 

свою

 

работу

 

путём

 

обмена

 

информацией

 

с

 

устройствами

 

ниж

-

него

 

уровня

терминалами

 

РЗА

 

и

 

контроллерами

Объёмы

 

информа

-

ции

передаваемой

 

за

 

определён

-

ный

 

промежуток

 

времени

 

в

 

различ

-

ных

 

режимах

могут

 

быть

 

оценены

 

количественно

 

и

 

в

 

этой

 

работе

 

будут

 

пониматься

 

под

 

термином

  «

инфор

-

мационная

 

нагрузка

». 

Особенностью

 

систем

 

управле

-

ния

 

подстанции

 

является

 

неравно

-

мерность

 

потока

 

сигналов

 

с

 

поле

-

вого

 

уровня

в

 

обычном

 

режиме

 

количество

 

сигналов

 

невелико

но

 

в

 

моменты

 

аварийных

 

отключений

 

поток

 

сигналов

 

скачкообразно

 

воз

-

растает

 

в

 

сотни

 

раз

поэтому

 

вве

-

дено

 

понятие

  «

информационный

 

шторм

», 

означающее

 

лавинообраз

-

но

 

возрастающий

 

поток

 

сигналов

 

во

 

время

 

аварии

Одним

 

из

 

главных

 

вопросов

 

при

-

менения

 

МЭК

 61850 

является

 

на

-

дёжность

 

работы

 

всей

 

системы

На

 

данный

 

момент

 

существует

 

множе

-

ство

 

исследований

 

по

 

надёжности

 

отдельных

 

аспектов

 

применения

 

МЭК

 61850 [2]. 

Однако

 

внимание

 

стабильности

 

систем

 

АСУ

 

ТП

 

и

 

связи

 

между

 

устройствами

 

РЗА

 

при

 

повы

-

шенной

 

информационной

 

нагрузке

 

на

 

сеть

 

передачи

 

данных

 

стало

 

уде

-

ляться

 

совсем

 

недавно

Способность

 

ПТК

 

принять

 

и

 

за

-

архивировать

 

весь

 

поток

 

сигналов

 


Page 5
background image

121

 6 (21), 

ноябрь

декабрь

, 2013

«

информационного

 

шторма

» 

не

 

по

-

теряв

 

ни

 

одного

 

сигнала

 

называют

 

«

стойкостью

 

ПТК

 

АСУ

 

ТП

 

к

 

информа

-

ционной

 

нагрузке

». 

Стойкость

 

МП

 

РЗА

 

и

 

контролле

-

ров

 

к

 

информационной

 

нагрузке

 — 

это

 

способность

 

микропроцес

-

сорных

 

устройств

 

нормально

 

вы

-

полнять

 

свои

 

основные

 

функции

 

и

 

корректно

без

 

потерь

 

передавать

 

всю

 

текущую

 

информацию

 

в

 

ПТК

 

АСУ

 

ТП

Моделирование

 

информацион

-

ной

 

нагрузки

Испытания

 

ПТК

 

АСУ

 

ТП

 

в

 

режи

-

ме

  «

информационного

 

шторма

» — 

проверка

 

работы

 

в

 

режиме

 

повы

-

шенной

 

информационной

 

нагрузки

характерной

 

для

 

аварийных

 

режи

-

мов

 

работы

 

подстанции

Испытания

 

ПТК

 

АСУ

 

ТП

 

производятся

 

в

 

двух

 

ре

-

жимах

:

• 

повышенная

 

информационная

 

нагрузка

;

• 

информационный

 

всплеск

 

(

шторм

).

Режим

 

повышенной

  «

инфор

-

мационной

 

нагрузки

».

 

Длительный

 

режим

 

повышенной

 

информацион

-

ной

 

нагрузки

 

характеризуется

 

ин

-

тенсивным

 

потоком

 

дискретных

 

и

 

аналоговых

 

событий

  (

выход

 

анало

-

говых

 

сигналов

 

за

 

пределы

 

апертур

и

 

предназначен

 

для

 

проверки

 

про

-

изводительности

 

системы

 

и

 

отсут

-

ствия

 

потерь

 

при

 

передаче

 

данных

Поток

 

аналоговых

 

событий

 

создаётся

 

при

 

подаче

 

токов

 

и

 

на

-

пряжений

 

на

 

физические

 

входы

 

микропроцессорных

 

устройств

 

(

терминалов

 

РЗА

 

и

 

контроллеров

 

присоединения

) «

пилообразной

 

формы

»: 

за

 20 

секунд

 

амплитуды

 

токов

 

и

 

напряжений

 

изменяются

 

от

 0,5 

номинального

 

значения

 

до

 

номинального

 

значения

затем

 

за

 

20 

секунд

 — 

от

 

номинального

 

зна

-

чения

 

до

 0,5 

номинального

 

значе

-

ния

угол

 

мощности

 

составляет

 30°. 

Создаётся

 

поток

 

объёмом

 

одно

 

со

-

бытие

 

в

 

секунду

 

по

 

каждому

 

каналу

 

аналоговых

 

измерений

 (

фазным

 

то

-

кам

 

и

 

напряжениям

), 

а

 

также

 

по

 

вы

-

числяемым

 

величинам

 

мощности

 P, 

Q, S. 

К

 

имитатору

 

физических

 

сигна

-

лов

 

тока

 

и

 

напряжения

 

подключа

-

ются

 8 

различных

 

микропроцессор

-

ных

 

устройств

формирующих

 

поток

 

объёмом

 

не

 

менее

 80 

событий

 

в

 

секунду

.

Поток

 

дискретных

 

событий

 

фор

-

мируется

 

с

 

использованием

 

источ

-

ника

 

ежесекундных

 

импульсов

Для

 

упрощения

 

обработки

 

результатов

 

эксперимента

 

в

 

качестве

 

источника

 

используется

 

сервер

 

точного

 

време

-

ни

 

с

 

антенной

 GPS/

ГЛОНАСС

 

и

 

воз

-

можностью

 

генерации

 

импульсов

 

PPS (

СВ

-02 

производства

 

ООО

 

НПП

 

«

ЭКРА

»). 

Ежесекундный

 

импульс

 

(PPS) 

напряжением

 220 

В

 

постоян

-

ного

 

тока

 

заводится

 

на

 

предусмо

-

тренные

 

для

 

этого

 

дискретные

 

вхо

-

ды

 

микропроцессорных

 

устройств

Фронт

 

импульса

 

с

 

высокой

 

точно

-

стью

 

совпадает

 

с

 

нулевой

 

миллисе

-

кундой

 

каждой

 

секунды

 (t

о

), 

длитель

-

ность

 

импульса

 

составляет

 100 

мс

Сигнал

 

от

 

источника

 

ежесекундных

 

импульсов

 

заводится

 

на

 

не

 

менее

 

чем

 300 

дискретных

 

входов

 

микро

-

процессорных

 

терминалов

.

На

 

уровне

 

серверов

 

проверяет

-

ся

 

стойкость

 

ПТК

 

АСУ

 

ТП

 

к

 

информа

-

ционной

 

нагрузке

контролируется

 

отсутствие

 

пропусков

 

аналоговых

 

и

 

дискретных

 

событий

 

за

 

фиксиро

-

ванный

 

промежуток

 

времени

  (

не

 

менее

 5 

минут

). 

Сравнивается

 

ко

-

личество

 

событий

 

в

 

отчёте

 

с

 

ожида

-

емым

 

количеством

N = 2•60•T•K

,

где

 

K

 — 

количество

 

выбранных

 

сиг

-

налов

— 

интервал

 

времени

 

в

 

ми

-

нутах

Дополнительно

 

проверяются

 

метки

 

времени

 

событий

  (

передний

 

фронт

 

событий

 

должен

 

возникать

 

в

 

мс

 

и

 

фиксироваться

 

в

 0±1 

мс

).

Режим

 «

информационного

 

штор

-

ма

».

 

Данный

 

режим

 

предназначен

 

для

 

проверки

 

устойчивости

 

ПТК

 

АСУ

 

ТП

 

к

 

информационным

 

всплескам

связанным

 

с

 

возникновением

 

сложных

 

технологических

 

наруше

-

ний

 

на

 

подстанции

Режим

 

«

информационного

 

шторма

» 

имитируется

 

возникно

-

вением

 

короткого

 

замыкания

 

на

 

одном

 

из

 

присоединений

 

под

-

станции

его

 

неуспешным

 

отклю

-

чением

срабатыванием

 

УРОВ

 

и

 

последующим

 

отключением

 

вы

-

ключателей

 

различных

 

присоеди

-

нений

В

 

результате

 

аварии

 

долж

-

но

 

происходить

 

отключение

 

не

 

менее

 

половины

 

выключателей

 

моделируемой

 

подстанции

 

и

 

сра

-

батывание

 

не

 

менее

 

половины

 

терминалов

 

МП

 

РЗА

установлен

-

ных

 

на

 

полигоне

С

 

точки

 

зрения

 

SCADA-

сервера

 

информацион

-

Рис

. 4. 

Временной

 

график

 

развития

 

аварии

Ко

личество

 

сигналов

ный

 

всплеск

 

будет

 

характеризовать

-

ся

 

формированием

 

множества

 

от

-

чётов

 

о

 

значительном

 

изменении

 

аналоговых

 

величин

 

и

 

большого

 

объёма

 

изменений

 

дискретных

 

со

-

стояний

 (

рис

. 4) 

за

 

короткий

 

период

 

времени

 (1—2 

секунды

).

Для

 

проверки

 

работоспособно

-

сти

 

системы

 

в

 

условиях

  «

информа

-

ционного

 

шторма

» 

обеспечивается

 

отправка

 

максимального

 

количе

-

ства

 

сигналов

 

от

 

каждого

 

терминала

 

МП

 

РЗА

участвующего

 

в

 

создании

 

«

информационного

 

шторма

». «

Ин

-

формационный

 

шторм

» 

наклады

-

вается

 

на

 

длительный

 

режим

 

повы

-

шенной

 

информационной

 

нагрузки

.

Количество

 

событий

гене

-

рируемых

 

каждым

 

терминалом

определяется

 

внутренней

 

логикой

 

и

 

функциональными

 

возможностями

 

устройств

Суммарное

 

количество

 

сигналов

 

от

 

терминалов

 

РЗА

 

состав

-

ляет

 

примерно

 5000 

в

 

секунду

АНАЛИЗ

 

РЕЗУЛЬТАТОВ

 

ИСПЫТАНИЙ

После

 

публикации

 

методи

-

ки

 

испытаний

 

СТО

 56947007-

25.040.40.112-2011, 

а

 

особенно

 

после

 

попыток

 

некоторых

 

произво

-

дителей

 

пройти

 

данные

 

испытания

она

 

стала

 

подвергаться

 

жёсткой

 

кри

-

тике

Основные

 

замечания

 

относят

-

ся

 

к

 

объёмам

 

сигналов

а

 

именно

:

• 

объём

 

сигналов

 

в

 

режиме

 

повышенной

 

информационной

 

нагрузки

 

завышен

 — 

на

 

действу

-

ющих

 

реальных

 

объектах

 

коли

-

чество

 

постоянно

 

поступающих

 

сигналов

 

значительно

 

меньше

;

• 

объём

 

сигналов

 

в

 

режиме

 

«

информационного

 

шторма

» 

также

 

сильно

 

завышен

а

 

сам

 

сценарий

 

развития

 

аварии

 


Page 6
background image

122

СЕТИ РОССИИ

маловероятен

 

на

 

реальном

 

объ

-

екте

С

 

этими

 

доводами

 

можно

 

со

-

гласиться

если

 

не

 

учитывать

что

 

методика

 

разработана

 

с

 

учётом

 

перспективного

 

развития

 

ПТК

кото

-

рые

 

сейчас

 

представлены

 

на

 

рын

-

ке

 

и

 

которые

 

будут

 

монтироваться

 

на

 

объектах

 

энергетики

 

в

 

ближай

-

шие

 

годы

Следует

 

отметить

что

 

за

 

последние

 

годы

 

объём

 

сигналов

который

 

обрабатывается

 

совре

-

менными

 

ПТК

 

АСУ

 

ТП

возрос

 

в

 

геометрической

 

прогрессии

Если

 

пять

семь

 

лет

 

назад

 

системы

 

обра

-

батывали

 

порядка

 2500 

сигналов

два

 

года

 

назад

 

нормой

 

были

 5000 

сигналов

то

 

сейчас

 

в

 

проектах

 

предусматривается

 15000 

и

 

более

 

обрабатываемых

 

сигналов

В

 

связи

 

с

 

этим

 

в

 

ближайшие

 

годы

возмож

-

но

придётся

 

даже

 

увеличивать

 

ко

-

личественные

 

параметры

  «

инфор

-

мационного

 

шторма

».

Во

 

время

 

проведения

 

много

-

численных

 

опытов

 

на

 

полигоне

 

«

Шторм

» 

были

 

получены

 

интерес

-

ные

 

результаты

Первое

 — 

ни

 

один

 

из

 

испытанных

 

ПТК

 

АСУТП

 

не

 

прошёл

 

тест

 «

Шторм

» 

сходу

Несмотря

 

на

 

многочислен

-

ные

 

внедрения

всем

 

пришлось

 

до

-

рабатывать

 

и

 

оптимизировать

 

про

-

граммные

 

модули

отвечающие

 

за

 

сбор

 

информации

Второе

 — «

информационный

 

шторм

», 

создаваемый

 

реальными

 

ИЭУ

создаёт

 

большую

 

нагрузку

 

на

 

ПТК

 

по

 

сравнению

 

с

 

программными

 

симуляторами

С

 

этим

 

результатом

 

можно

 

поспорить

но

 

практические

 

испытания

 

дважды

 

подтвердили

 

это

 

утверждение

Мы

 

считаем

что

 

в

 

реальной

 

сети

 

Ethernet 

объекта

в

 

котором

 

боль

-

шое

 

количество

 

реальных

 

интеллек

-

туальных

 

устройств

информацион

-

ный

 

трафик

 

выше

 

и

 

неравномернее

нежели

 

создаваемый

 

симулятора

-

ми

Пакеты

 eRSTP, SNMP, 

множе

-

ство

 GOOSE-

коммуникаций

неожи

-

данная

 

переинициализация

 

связи

 

с

 

ИЭУ

 — 

эти

 

параметры

как

 

правило

не

 

учитываются

 

программными

 

си

-

муляторами

Третье

 — 

экспериментальным

 

путём

 

установлены

 

ограничения

 

для

 

информационной

 

сети

 

типа

 «

Об

-

щий

 

котёл

». 

Сеть

которая

 

никак

 

не

 

поделена

 

на

 

сегменты

 

физически

 

и

/

или

 

на

 

виртуальные

 

сети

 (VLAN), 

опреде

-

лена

 

как

  «

Общий

 

котёл

». 

Для

 

такой

 

сети

 

характерно

что

 

пакеты

 multi-

cast 

и

 broadcast 

доходят

 

и

 

обраба

-

тываются

 

большинством

 

ИЭУ

 

и

 

это

 

создаёт

 

дополнительную

 

нагрузку

 

на

 

интерфейсные

 

платы

 

ИЭУ

Экспериментально

 

установлено

что

 

проблемы

 

у

 

некоторых

 

устройств

 

начинаются

когда

 

в

 

сети

 

зарегистри

-

ровано

 

более

 85 

ИЭУ

Также

 

для

 

та

-

кого

 

количества

 

устройств

 

требуется

 

большое

 

количество

 

коммутаторов

время

 

восстановления

 

дерева

 

сети

 

для

 

которых

 (

технология

 eRSTP 

и

 

т

.

п

.) 

при

 

единичном

 

отказе

 

сетевого

 

обо

-

рудования

 

превышает

 

допустимые

 

по

 

стандарту

 400 

мс

 (

рис

. 5). 

К

 

сожалению

в

 

большинстве

 

случаев

 

на

 

реальных

 

объектах

 

при

 

наладке

 

сетевое

 

оборудование

 

практически

 

не

 

настраивают

в

 

ито

-

ге

 

на

 

многих

 

подстанциях

 

в

 

сети

 

типа

 «

Общий

 

котёл

» 

находятся

 150 

и

 

более

 

интеллектуальных

 

устройств

Для

 

этих

 

объектов

 

в

 

случае

 

разви

-

тия

 

крупной

 

нештатной

 

ситуации

 

вероятность

 

потери

 

аварийных

 

сиг

-

налов

 

крайне

 

высока

.

ВЫВОДЫ

Стандарт

 

СТО

 56947007-

25.040.40.112-2011 

на

 

сегодняш

-

ний

 

день

 — 

это

 

единственный

  

дей

-

ствующий

 

инструмент

 

для

 

оценки

 

устойчивости

 

работы

 

ПТК

 

АСУ

 

ТП

применяемых

 

на

 

объектах

 

электро

-

энергетики

 

РФ

.

Рассмотренная

 

методика

 

мо

-

жет

 

использоваться

 

поставщиками

 

и

 

разработчиками

 

ПТК

 

АСУ

 

ТП

 

для

 

оптимизации

 

и

 

доработки

 

систем

 

на

 

соответствие

 

современным

 

тре

-

бованиям

.

По

 

данной

 

методике

 

можно

 

про

-

водить

 

квалификационные

 

испыта

-

ния

 

и

 

аттестацию

 

сетевого

 

оборудова

-

ния

  (

коммутаторы

маршрутизаторы

 

и

 

преобразователи

 

интерфейсов

), 

а

 

также

 

проводить

 

предварительные

 

приёмо

-

сдаточные

 

испытания

 

ре

-

альных

 

систем

 

в

 

особых

 

случаях

 

для

 

реальных

 

объектов

 

с

 

повышенными

 

требованиями

 

по

 

надёжности

.

Методика

 

нуждается

 

в

 

доработке

 

в

 

части

 

однозначности

 

понимания

 

требований

 

и

 

критериев

а

 

также

 

дополнении

 

её

 

новыми

 

проверка

-

ми

 

по

 

обеспечению

 

кибербезопас

-

ности

 

и

 

устойчивости

 

компонентов

 

ПТК

 

к

 DDoS-

атакам

.

ЛИТЕРАТУРА

1. 

Аномем

 

Ю

., 

Ли

 

Х

., 

Кроссли

 

П

., 

Жанг

 

Р

., 

МакТаггерт

 

К

. / 

Коли

-

чественная

 

оценка

 

надёжности

 

различных

 

архитектур

 

шины

 

процесса

 

по

 

МЭК

 61850 // 

Ре

-

лейщик

, 2012, 

 1, 

с

. 48—52.

2. 

Шевцов

 

М

.

В

. / 

Передача

 

дис

-

кретных

 

сигналов

 

между

 

УРЗА

 

по

 

цифровым

 

каналам

 

связи

 // 

Релейщик

, 2009, 

 1, 

с

. 60—63.

3. 

СТО

 56947007- 25.040.40.112-

2011 

Типовая

 

программа

 

и

 

ме

-

тодика

 

испытаний

 

программно

-

технического

 

комплекса

 

авто

-

матизированной

 

системы

 

уп

-

равления

 

технологическими

 

процессами

  (

ПТК

 

АСУ

 

ТП

и

 

микропроцессорного

 

комплек

-

са

 

системы

 

сбора

 

и

 

передачи

 

информации

  (

МПК

 

ССПИ

под

-

станций

 

в

 

режиме

 

повышен

-

ной

 

информационной

 

нагрузки

 

«

шторм

» / 

Стандарт

 

организа

-

ции

 

ОАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

», 2011.

Рис

. 5. 

Пример

 

анализа

 

времени

 

реконфигурирования

 

сети

 


Читать онлайн

Стандарт МЭК 61850 играет важную роль в создании «цифровой подстанции» и интеллектуальных сетей, обеспечивая унифицированную платформу для доступа и обмена информацией между микропроцессорным (МП) оборудованием различных производителей.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 3(72), май-июнь 2022

Исследование влияния ветроэлектростанции на базе асинхронного генератора двойного питания на функционирование дистанционной защиты

Возобновляемая энергетика / Накопители Релейная защита и автоматика
Нудельман Г.С. Наволочный А.А. Онисова О.А. Смирнов С.Ю.
Спецвыпуск «Россети» № 2(25), июнь 2022

Программный комплекс для мониторинга, оптимизации и визуализации структуры противоаварийной автоматики — ПК «ПАУК»

Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Релейная защита и автоматика Диагностика и мониторинг
ПАО «Россети Кубань»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»