34
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
3 (22),
сентябрь
2021
В
данной
статье
рассматриваются
особенности
реализа
–
ции
требований
серии
стандартов
МЭК
61850
на
энергети
–
ческих
объектах
России
с
учетом
Корпоративного
профиля
МЭК
61850
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
».
Причины
появления
данного
до
–
кумента
,
основные
положения
и
возможные
пути
его
разви
–
тия
в
будущих
редакциях
.
Корпоративный
профиль
МЭК
61850.
Цифровизация
энергообъектов
в
России
Артем
СУВОРОВ
,
начальник
службы
автоматизированных
систем
технологи
–
ческого
управления
ПАО
«
Россети
Ленэнерго
»
Вадим
НИКИТИН
,
главный
специалист
сектора
цифровых
и
информационных
образовательных
технологий
Учебного
комплекса
ПАО
«
Россети
Ленэнерго
»
П
ереход
от
электромеханических
устройств
релейной
защиты
,
противоаварий
–
ной
автоматики
на
микропроцессорную
элементную
базу
,
внедрение
автома
–
тизированных
систем
диспетчерского
управления
и
сбора
данных
интеллекту
–
альных
систем
учета
и
т
.
д
.,
привели
к
появлению
большого
объема
цифровых
данных
,
которые
необходимо
передавать
между
участниками
информационного
обмена
внутри
подстанции
.
При
этом
способы
описания
данной
информации
,
методы
передачи
,
применяемые
протоколы
могли
значительно
отличаться
у
разных
производителей
энер
–
гетического
оборудования
.
Большое
разнообразие
существующих
протоколов
переда
–
чи
данных
и
использование
проприетарных
протоколов
отдельными
производителями
значительно
усложняет
реализацию
информационного
обмена
на
объектах
энергетики
,
приводит
к
удорожанию
оборудования
,
предъявляет
высокие
требования
к
квалифика
–
ции
обслуживающего
персонала
.
С
каждым
годом
объем
данных
,
которые
необходимо
контролировать
и
передавать
между
устройствами
,
увеличивается
,
что
только
осложня
–
ет
сложившуюся
ситуацию
.
Осознание
всех
трудностей
,
связанных
с
применением
различных
протоколов
и
методов
передачи
данных
,
подтолкнуло
энергетическое
сообщество
к
разработке
международной
серии
стандартов
МЭК
61850.
Работа
над
созданием
единых
правил
информационного
обмена
велась
в
течение
практически
10
лет
несколькими
незави
–
симыми
международными
группами
,
после
чего
их
труды
были
объединены
под
эгидой
десятой
рабочей
группы
ТК
57
Международной
электротехнической
комиссии
(
МЭК
).
Се
–
рия
стандартов
МЭК
61850
регламентирует
единые
методы
информационного
обмена
,
способы
описания
функций
,
язык
описания
конфигурации
оборудования
подстанции
.
Помимо
этого
,
в
данных
документах
описываются
технические
требования
к
оборудо
–
ванию
,
участвующему
в
информационном
обмене
,
подходы
к
проектированию
энерго
–
объектов
,
методики
испытаний
на
соответствие
выполнения
производителем
оборудо
–
вания
требований
стандартов
МЭК
61850.
Данные
документы
затрагивают
не
только
обмен
информацией
между
диспетчерским
пунктом
и
оборудованием
подстанции
,
но
и
исполнение
функций
релейной
защиты
,
передачи
команд
противоаварийной
авто
–
матики
,
передачи
данных
с
измерительных
трансформаторов
тока
и
напряжения
для
устройств
РЗиА
и
систем
коммерческого
учета
электроэнергии
.
Соблюдение
требова
–
ний
,
описанных
в
стандартах
МЭК
61850,
позволяет
добиться
совместимости
устройств
Внедрение
цифровых
технологий
35
и
программного
обеспечения
от
разных
производителей
,
повысить
наблюдаемость
происходящих
в
энергосистеме
процессов
,
сократить
количество
ошибок
персонала
за
счет
максимальной
автоматизации
,
сократить
время
на
об
–
служивание
оборудования
,
типизировать
и
ускорить
про
–
цессы
проектирования
и
наладки
цифровых
подстанций
,
в
дальнейшем
сократить
количество
физических
устройств
благодаря
применению
виртуальных
двойников
.
Универсальность
и
единые
подходы
являются
не
–
оспоримым
преимуществом
МЭК
61850.
Однако
вполне
естественно
,
что
,
создавая
международный
документ
для
энергокомпаний
разных
стран
,
описывающий
вза
–
имодействие
любых
типов
оборудования
между
собой
,
невозможно
учесть
все
особенности
энергетики
конкрет
–
ной
страны
,
компании
,
конкретного
оборудования
или
его
функции
.
Поэтому
сама
идеология
стандарта
подразуме
–
вает
то
,
что
недостающие
в
международном
документе
функции
и
данные
должны
дополняться
и
расширяться
либо
производителями
оборудования
,
либо
должны
быть
отражены
в
национальных
или
корпоративных
профилях
и
внесены
в
соответствии
с
требованиями
МЭК
61850.
Яр
–
ким
примером
уточнения
стандарта
МЭК
61850
являются
технические
требования
IEC 61850–9-2 LE. Implementation
Guideline for Digital Interface to Instrument Transformers
Using IEC 61850–9-2,
в
которых
описаны
требования
главы
международного
стандарта
IEC 61850–9-2 (
коли
–
чество
выборок
на
период
трансформаторов
тока
и
на
–
пряжения
для
нужд
релейной
защиты
и
коммерческого
учета
электроэнергии
,
а
также
для
анализаторов
каче
–
ства
электроэнергии
и
систем
мониторинга
переходных
режимов
,
количество
блоков
ASDU,
размещаемых
в
од
–
ном
пакете
,
количество
каналов
измерений
токов
и
напря
–
жений
,
передаваемых
в
одном
блоке
,
предпочтительный
протокол
синхронизации
времени
) [1].
Из
–
за
достаточно
обобщенного
содержания
и
рекомендательного
характе
–
ра
стандартов
МЭК
61850
по
многим
ключевым
вопросам
,
а
также
отсутствия
информационных
моделей
некоторых
устройств
и
функций
,
характерных
для
определенных
энергокомпаний
и
производителей
отдельных
стран
и
от
–
раслей
,
необходимостью
становится
разработка
нацио
–
нальных
или
корпоративных
профилей
.
Известен
опыт
реализации
национальных
или
корпоративных
профилей
в
Китае
,
Испании
,
Франции
[2].
В
2019
году
после
нескольких
лет
обсуждений
и
пра
–
вок
был
утвержден
технический
отчет
IEC TR 61850-7-
6:2019 —
это
руководящие
указания
по
созданию
приклад
–
ных
/
функциональных
профилей
в
рамках
создания
ба
–
зовых
прикладных
профилей
(
БПП
).
Такие
базовые
при
–
кладные
профили
представляют
собой
фундамент
для
построения
совместимых
систем
при
реализации
типовых
функций
в
рамках
подстанции
или
при
взаимодействии
функций
между
подстанциями
.
БПП
предназначены
для
того
,
чтобы
определить
необходимый
набор
обязательных
атрибутов
функций
из
общего
множества
возможностей
,
предоставляемых
стандартом
,
для
обеспечения
со
вмес
–
тимости
решений
на
отдельных
рынках
[2].
Уже
с
выходом
первой
редакции
МЭК
61850
в
России
производители
оборудования
и
представители
энергетиче
–
ских
компаний
начали
дискутировать
на
тему
применимо
–
сти
требований
данных
стандартов
в
реалиях
российской
энергетики
.
Возникали
вопросы
описания
некоторых
функ
–
ций
и
устройств
,
которые
не
были
представлены
в
между
–
народных
документах
(
например
,
УПАСК
),
отсутствовало
ясное
понимание
поведения
устройств
при
ухудшении
качества
информации
,
не
было
понимания
,
какие
време
–
на
T0
и
Т
1
должны
быть
у
GOOSE-
сообщений
и
т
.
д
.
Не
–
обходимость
собственного
уточняющего
и
дополняющего
международный
стандарт
документа
ни
у
кого
не
вызы
–
вала
сомнений
.
И
вот
5
октября
2020
года
был
утвержден
«
Корпоративный
профиль
МЭК
61850» (
СТО
56947007-
25.040.30.309-2020).
Корпоративный
профиль
МЭК
61850
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»,
созданный
с
целью
утверждения
подходов
по
созданию
электронного
описания
оборудования
подстанции
,
исполь
–
зования
функционала
и
коммуникаций
в
рамках
стандарта
МЭК
61850,
расширяет
,
дополняет
его
и
содержит
:
–
принципы
описания
первичного
оборудования
для
фор
–
мирования
SSD-
файлов
для
РУ
классов
напряжения
6–750
кВ
согласно
МЭК
61850-6;
–
описание
типовых
функций
РЗА
,
АСУ
ТП
с
использова
–
нием
логических
узлов
согласно
МЭК
61850-7-4,
а
также
новых
ЛУ
,
созданных
согласно
МЭК
61850-7-1;
–
описание
объектов
данных
для
логических
узлов
согласно
МЭК
61850-7-3,
а
также
новых
объектов
данных
,
созданных
согласно
МЭК
61850-7-3,
для
суще
–
ствующих
и
новых
логических
узлов
,
применяемых
для
описания
информации
,
не
определенной
стандартом
МЭК
61850;
–
описание
передачи
информации
на
станционный
уровень
по
протоколу
MMS
согласно
МЭК
61850-8-1
и
требований
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»
относительно
исполь
–
зования
параметров
отчетов
для
различных
категорий
информации
;
–
описание
передачи
сигналов
для
РЗА
и
АСУ
ТП
на
полевом
уровне
и
уровне
присоединения
по
протоколу
GOOSE
согласно
МЭК
61850-8-1
и
требованиям
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»
относительно
уточнения
правил
работы
к
механизму
передачи
;
–
описание
передачи
мгновенных
выборок
аналоговых
значений
по
протоколу
Sampled Values
согласно
МЭК
61850-9-2,
профилю
9-2LE
и
требованиям
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»
относительно
передачи
выборок
аналоговых
зна
–
чений
в
рамках
стандартов
МЭК
61850 9-2
и
МЭК
61869-9
для
Архитектуры
III;
–
описание
основных
режимов
работы
ИЭУ
,
использую
–
щих
модель
стандарта
МЭК
61850;
36
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
3 (22),
сентябрь
2021
–
описание
возможностей
реализации
функциональной
иерархии
в
ИЭУ
с
использованием
возможностей
стан
–
дарта
МЭК
61850;
–
описание
механизма
взаимодействия
функций
,
реализу
–
емых
логическими
узлами
[3].
Рассмотрим
основные
уточнения
и
расширения
,
кото
–
рые
дает
корпоративный
профиль
по
сравнению
с
между
–
народными
стандартами
,
более
подробно
.
В
вопросах
проектирования
цифровых
подстанций
профиль
вводит
определения
типовых
архитектур
,
всего
их
три
,
и
на
данный
момент
готовится
четвертая
.
Каждая
из
типовых
архитектур
определяется
уровнем
интеграции
технологий
,
определяемых
серией
стандартов
МЭК
61850.
Отличительные
особенности
реализации
каждой
из
архи
–
тектур
приводится
в
таблице
1.
В
вопросах
содержания
файлов
описания
конфигу
–
рации
устройств
(IID, ICD, CID)
и
файлов
описания
спе
–
ци
фикации
и
конфигурации
подстанции
(SSD, SCD)
про
–
филь
дает
разъяснение
о
необходимости
того
или
иного
уровня
иерархической
структуры
в
определенном
типе
файла
(
например
,
в
файле
SCD
в
отличие
от
файла
SSD,
обязательно
должны
быть
описаны
уровни
Communication
и
DataTypeTemplates).
Помимо
этого
,
на
уровне
файлов
Substation,
которые
описывают
первичное
оборудование
,
даны
пояснения
к
наименованию
и
нумерации
каждого
из
объектов
.
В
секции
,
определяющей
правила
описания
возмож
–
ностей
интеллектуального
электронного
устройства
(
ИЭУ
),
корпоративный
профиль
задает
для
производителей
чет
–
кие
правила
наименования
логических
узлов
,
описываю
–
щих
ту
или
иную
функцию
.
За
основу
полного
наименова
–
ния
логического
узла
,
применяемого
в
устройстве
,
берется
четырехбуквенное
обозначение
основного
логического
узла
,
которое
обрастает
спереди
буквенным
префиксом
,
позволяющим
понять
,
какую
конкретную
функцию
выпол
–
няет
логический
узел
.
При
этом
составной
префикс
также
поясняет
,
на
каком
классе
напряжения
применяется
дан
–
ный
логический
узел
,
к
какому
первичному
оборудованию
он
относится
,
на
каком
принципе
работы
он
построен
.
Логический
узел
PTOC,
который
описывает
токовую
за
–
щиту
с
выдержкой
времени
,
может
быть
использован
как
для
реализации
функции
максимальной
токовой
защиты
,
так
и
для
защиты
от
замыканий
на
землю
.
Ранее
каждый
производитель
присваивал
наименование
тому
или
иному
логическому
узлу
по
своему
усмотрению
,
что
делало
за
–
труднительным
идентификацию
того
или
иного
узла
при
проектировании
и
эксплуатации
.
Сейчас
же
,
согласно
про
–
филю
,
логический
узел
PHPTOC
описывает
МТЗ
(
префикс
РН
означает
реакцию
на
фазное
действующее
значение
тока
),
а
узел
– ZSPTOC,
описывает
функцию
ТЗНП
(
пре
–
фикс
ZS
означает
реакцию
на
ток
нулевой
последователь
–
ности
).
Также
помимо
стандартизаций
названия
функций
корпоративный
профиль
описывает
и
наименование
ло
–
гических
устройств
(LD),
в
которых
данные
функции
груп
–
пируются
.
Применение
отдельных
логических
устройств
внутри
ИЭУ
упрощает
эксплуатацию
устройства
и
делает
возможным
менять
поведение
целой
группы
функций
.
Что
касается
объектов
данных
,
описывающих
тот
или
иной
логический
узел
,
в
профиле
есть
уточнения
,
какие
из
этих
атрибутов
являются
обязательными
,
какие
опциональны
–
ми
.
Список
обязательных
объектов
существенно
расширен
относительно
международного
стандарта
.
В
некоторых
ло
–
гических
узлах
в
профиле
присутствуют
объекты
данных
,
описывающие
характерные
для
российской
энергетики
функции
и
устройства
.
В
части
,
касающейся
применения
протокола
MMS
для
обмена
данными
оборудования
с
шиной
станции
,
корпо
–
ративный
профиль
также
делает
ряд
важных
уточнений
.
Согласно
главе
международного
стандарта
МЭК
61850-5,
информация
,
циркулирующая
внутри
подстанции
,
делится
на
типы
и
классы
быстродействия
в
зависимости
от
важно
–
сти
функции
,
которую
она
выполняет
.
К
каждому
из
классов
предъявляются
свои
требования
к
гарантированному
вре
–
мени
доставки
.
Профиль
дает
пояснения
,
какую
конкретно
информацию
к
какому
классу
быстродействия
относить
(
например
,
тип
сообщения
1
А
,
действующий
на
отключение
короткого
замыкания
с
классом
быстродействия
P1,
дол
–
жен
быть
доставлен
максимум
за
3
мс
,
а
тип
сообщения
5,
с
классом
быстродействия
Р
9
с
файлом
осциллограммы
должен
быть
доставлен
не
более
чем
за
10
секунд
).
В
пла
–
не
формирования
и
отправки
отчетов
даются
пояснения
,
Табл
. 1.
Особенности
реализации
Архитектур
I, II
и
III [3]
Архитек
–
тура
I
Архитек
–
тура
II
Архитек
–
тура
III
Использование
протокола
MMS
Да
Да
Да
Использование
протокола
GOOSE
Нет
Да
Да
Использование
протокола
Sampled Values
Нет
Нет
Да
Применение
оборудования
с
поддержкой
МЭК
61850
на
станционном
уровне
Да
Да
Да
Применение
оборудования
с
поддержкой
МЭК
61850
на
уровне
присоединения
Да
Да
Да
Применение
оборудования
с
поддержкой
МЭК
61850
на
полевом
уровне
Нет
Да
Да
Использование
ШПДС
Нет
Да
Да
Использование
ШПАС
Нет
Нет
Да
Использование
ЦТТ
и
ЦТН
,
работающих
по
протоколу
Sampled Values
Нет
Нет
Да
Внедрение
цифровых
технологий
37
касающиеся
того
,
какие
данные
нужно