18
Июль
–
август
2014
АВТОМАТИЗАЦИЯ
АВТОМАТИЗАЦИЯ
Распределения энергии
Распределения энергии
Команда
Wake Electric
и
Siemens
проводит
проверку
соединения
WiMAX.
Р
аспределительная
сеть
быстро
развивается
в
систему
,
которая
постоянно
изменяется
дина
-
мически
.
Так
как
нагрузки
постоянно
изменяют
-
ся
,
отказы
компонентов
сети
делают
необходи
-
мыми
переключения
присоединений
и
на
подстанциях
.
Эти
изменения
в
системах
происходят
обычно
очень
быстро
,
например
отключение
элемента
сети
системой
защиты
.
Когда
такие
быстрые
изменения
имеют
место
,
«
интеллектуальная
сеть
»
должна
среагировать
одно
-
временно
с
изменением
и
обеспечить
потребителей
энергией
от
альтернативного
источника
.
Традиционная
система
контроля
и
сбора
данных
(SCADA)
исторически
более
стационарна
по
своей
при
-
роде
и
не
способна
соответствовать
возросшим
нуж
-
дам
в
реакциях
в
режиме
реального
времени
в
сетях
.
Информация
о
состоянии
сети
медленно
передаётся
в
центр
управления
,
и
могут
пройти
минуты
,
прежде
чем
она
отразится
на
экране
диспетчера
.
Из
-
за
этой
задерж
-
ки
управление
действительно
в
реальном
времени
не
-
возможно
.
Диспетчеры
вынуждены
ждать
стабильного
состояния
сети
или
производить
возможные
операции
с
сетью
до
того
,
как
будет
можно
произвести
переключе
-
Мгновенное управление
присоединениями
Wake Electric продолжает устанавливать систему
WiMAX для управления присоединениями
с помощью FLISR.
Дон Боуман (Don Bowman),
Wake Electric Cooperative
19
Июль
–
август
2014
АВТОМАТИЗАЦИЯ
АВТОМАТИЗАЦИЯ
Распределения энергии
Распределения энергии
Архитектура
коммуникационной
сети
системы
FLISR.
Актуальная
топология
сети
состоит
из
трёх
питающих
под
-
станций
,
соединённых
семью
устройствами
АПВ
(
показаны
в
нормальном
оперативном
состоянии
).
ния
для
обеспечения
потребителей
энергией
от
альтер
-
нативного
источника
.
Продвижение
«
интеллектуальных
сетей
»
обещает
ликвидировать
эти
задержки
,
предоставив
более
бы
-
стродействующие
или
действующие
в
реальном
време
-
ни
системы
,
и
сетевые
предприятия
уже
предпринима
-
ют
серьёзные
попытки
для
достижения
успеха
в
этом
направлении
.
Одним
из
примеров
таких
предприятий
является
Wake Electric Cooperative.
Быстрее
,
быстрее
!
На
сегодняшний
день
руководство
Wake Electric
одобрило
применение
продвинутой
системы
учёта
(Advanced metering infrastructure, AMI),
системы
управ
-
ления
отключениями
(outage management system,
OMS)
и
совсем
недавно
—
проект
автоматизирован
-
ного
управления
подключениями
в
реальном
времени
.
Компания
постоянно
ищет
и
испытывает
новые
техно
-
логии
,
которые
могут
улучшить
управление
сетью
.
Та
-
кие
системы
были
однажды
определены
как
системы
,
которые
«
было
бы
неплохо
иметь
»,
но
теперь
они
кри
-
тически
важны
для
Wake Electric,
чтобы
сделать
её
сети
действительно
«
интеллектуальными
».
Основанная
в
1940
году
Wake Electric
обслужива
-
ет
более
37000
потребителей
в
семи
графствах
штата
Северная
Каролина
,
США
.
В
её
управлении
находится
3100
миль
(4989
км
)
передающих
и
распределитель
-
ных
линий
.
Плотность
приборов
учёта
в
сетях
компа
-
нии
относительно
велика
и
составляет
12
приборов
учёта
на
милю
.
Для
оптимизации
инфраструктуры
сети
Wake Electric
воспользовалась
услугами
Siemens
Smart Grid.
Сначала
Siemens
определила
модель
ком
-
муникации
с
помощью
инструмента
SG-CAT (Smart grid
communication Assessment Tool),
для
того
чтобы
определить
,
какие
выгоды
получит
Wake Electric
при
расширении
своей
коммуникаци
-
онной
инфраструктуры
.
Раз
и
навсегда
Компании
,
как
правило
,
рас
-
сматривают
одно
решение
,
ко
-
торое
в
результате
приводит
к
беспорядку
в
коммуникационных
сетях
. Wake Electric
выбрала
под
-
ход
,
который
позволил
бы
сделать
её
сеть
пригодной
и
в
будущем
и
такой
,
чтобы
построить
её
раз
и
навсегда
.
Коммуникационная
си
-
стема
должна
была
обеспечивать
нужды
сетевого
предприятия
в
оптимизации
управления
его
рас
-
пределительными
сетями
и
под
-
держивать
дальнейшую
автомати
-
зацию
.
Было
необходимо
внедрить
интеллектуальный
учёт
и
системы
SCADA;
автоматизацию
присо
-
единений
с
локализацией
мест
от
-
казов
,
отключением
и
повторным
вводом
(fault location, isolation and
service restoration, FLISR);
автома
-
тизацию
распределения
энергии
,
а
также
прочие
возможности
.
После
того
как
было
законче
-
но
изучение
коммуникационной
системы
,
было
определено
,
что
система
WiMAX 3,65
ГГц
подойдёт
для
Wake Electric
наилучшим
образом
.
Эта
коммуникационная
система
принесёт
следующие
выгоды
:
•
замещение
менее
надёжных
общедоступных
сетей
;
•
сбор
сигналов
учёта
;
•
интеграция
новых
систем
автоматизации
в
SCADA;
•
поддержка
систем
автоматизации
,
работающих
в
реальном
времени
.
После
того
как
изучение
коммуникационной
систе
-
мы
было
закончено
, Siemens
определила
,
как
можно
помочь
Wake Electric
иначе
,
применив
новую
систему
автоматизации
присоединений
(SDFA)
как
часть
пи
-
лотного
проекта
.
Неподалёку
от
Wake Electric
в
городе
Уэнделл
(Wendell),
Северная
Каролина
, Siemens
раз
-
рабатывала
,
испытывала
и
внедряла
систему
автома
-
тизации
присоединений
системы
FLISR,
действующей
в
реальном
времени
.
Эта
система
по
-
настоящему
уникальна
,
так
как
мо
-
жет
в
мгновение
ока
определить
и
изолировать
отка
-
завшее
присоединение
и
изменить
схему
сети
таким
20
Июль
–
август
2014
Данные
с
подстанции
поступают
в
Wake Electric
по
безопасному
каналу
третьего
уровня
.
Инженер
проверяет
устройство
АПВ
.
Техник
удаляет
байпас
устройства
АПВ
и
вводит
устрой
-
ство
АПВ
в
эксплуатацию
.
АВТОМАТИЗАЦИЯ
АВТОМАТИЗАЦИЯ
Распределения энергии
Распределения энергии
образом
,
чтобы
обеспечить
все
остальные
присоеди
-
нения
энергией
от
альтернативных
источников
.
Однако
для
системы
FLISR
необходима
надёжная
коммуникационная
система
,
обеспечивающая
высокую
скорость
передачи
данных
.
Решение
на
основе
WiMAX,
выбранное
Wake Electric,
хорошо
подходит
для
дан
-
ной
цели
.
После
применения
необходимых
технологий
Wake Electric
дала
добро
на
внедрение
пилотного
про
-
екта
системы
SDFA-FLISR.
От
концепта
до
внедрения
Первым
вызовом
при
внедрении
системы
FLISR
было
развёртывание
системы
WiMAX. Wake Electric
было
необходимо
найти
вышки
для
установки
базовых
станций
WiMAX,
так
как
WiMAX
является
радиально
-
узловой
многоточечной
системой
.
Базовая
станция
связывается
со
многими
абонентами
и
должна
быть
установлена
как
можно
выше
,
чтобы
увеличить
зону
по
-
крытия
.
Высота
установки
базовой
станции
позволяет
снизить
высоту
установки
станции
-
абонента
.
К
счастью
,
одним
из
клиентов
Wake Electric
явля
-
ется
местная
радиостанция
WCPE 89.7.
Радиостанция
владеет
вышкой
высотой
300
м
,
что
делает
её
идеаль
-
ным
местом
для
установки
базовой
станции
WiMAX.
Как
обычно
,
радиостанция
питалась
от
неавтоматизирован
-
ного
фидера
,
и
подача
питания
к
ней
от
альтернатив
-
ного
источника
могла
бы
занять
длительное
время
.
Ра
-
диостанция
запрашивала
Wake Electric
о
возможности
предоставления
альтернативного
источника
питания
,
но
стоимость
такого
решения
была
недопустимо
высо
-
ка
на
тот
момент
.
Wake Electric
предложила
решение
,
которое
было
выгодно
обеим
сторонам
,
предложив
включить
автома
-
тизацию
фидера
,
питающего
радиостанцию
,
в
пилот
-
ный
проект
по
внедрению
системы
FLISR.
Взамен
ра
-
диостанция
предоставляла
место
на
своей
вышке
для
установки
базовой
станции
WiMAX.
Радиостанция
дала
согласие
,
после
чего
на
её
вышке
на
высоте
130
м
были
установлены
4
базовые
станции
,
которые
обеспечили
покрытие
на
расстоянии
17
км
в
секторе
шириной
360
о
.
В
зоне
покрытия
оказалась
большая
часть
точек
учёта
Wake Electric.
Зона
покрытия
и
функции
В
зону
покрытия
также
вошли
центр
управления
Wake Electric
и
10
подстанций
с
возможностью
получе
-
ния
сигнала
.
Зона
покрытия
объединила
все
полевые
устройства
,
которые
образуют
новую
высокоскоростную
систему
FLISR,
которая
обеспечивает
радиостанцию
WCPE,
а
также
многих
других
потребителей
энергией
от
альтернативных
источников
.
Система
FLISR
включает
три
подстанции
,
которые
соединены
между
собой
име
-
ющимися
и
новыми
устройствами
АПВ
.
Система
была
разделена
на
пять
сечений
,
каждое
из
которых
переда
-
вало
энергию
потребителям
и
радиостанции
WCPE.
Система
обеспечивала
функцию
переноса
источ
-
ника
питания
для
всех
сечений
посредством
переклю
-
чений
,
которые
производились
в
течение
четверти
се
-
кунды
,
а
также
посредством
операций
системы
FLISR,
которые
производились
менее
чем
за
полсекунды
.
Это
на
самом
деле
быстрее
,
чем
в
мгновение
ока
.
Система
FLISR
также
обеспечивает
новый
метод
защиты
,
кото
-
рый
упрощает
защиту
автоматизированных
фидеров
.
В
системе
используется
защитная
функция
jDiff,
кото
-
рая
даёт
возможность
локализовать
и
изолировать
за
-
мыкания
в
сечении
,
что
позволяет
отказаться
от
тради
-
ционных
комплексных
схем
.
21
Июль
–
август
2014
Инженер
РЗА
проверяет
peer-to-peer
трафик
в
шкафу
управ
-
ления
на
подстанции
.
АВТОМАТИЗАЦИЯ
АВТОМАТИЗАЦИЯ
Распределения энергии
Распределения энергии
В
прошлом
системы
автоматизации
были
ограниче
-
ны
в
возможностях
переключения
фидеров
в
рамках
не
-
большого
количества
схем
.
Это
ограничение
было
об
-
условлено
тем
,
что
системы
защиты
были
неспособны
адаптироваться
к
изменениям
сети
,
произведённым
си
-
стемой
автоматизации
.
Новая
система
изменяет
схему
сети
,
чтобы
изолировать
сечение
,
где
произошёл
отказ
,
а
затем
изменяет
конфигурацию
фидеров
для
обеспе
-
чения
энергией
всех
сечений
,
в
которых
отсутствуют
отказы
.
Потеря
любой
подстанции
также
приводит
к
из
-
менению
конфигурации
,
где
оставшиеся
источники
пи
-
тания
обеспечивают
подачу
энергии
потребителям
.
Система
определяет
в
режиме
реального
времени
,
может
ли
источник
питания
обеспечить
питание
нагруз
-
ки
при
задействовании
АПВ
,
и
использует
нетрадици
-
онные
способы
переключения
для
увеличения
скорости
оперирования
.
Например
,
если
на
линию
упало
дерево
,
система
отключит
выключатель
далее
по
линии
и
тут
же
включит
его
,
чтобы
проверить
,
было
ли
короткое
замыкание
временным
.
Затем
система
изолирует
по
-
вреждённую
линию
и
изменит
конфигурацию
сети
таким
образом
,
чтобы
обезопасить
линии
,
подключённые
к
альтернативным
источникам
питания
и
расположенные
ниже
повреждённой
.
После
этого
система
произведёт
цикл
АПВ
только
на
повреждённой
линии
.
Этот
цикл
АПВ
может
быть
произведён
как
трёх
-
или
однофазное
АПВ
в
зависимости
от
того
,
какая
нагрузка
подключена
к
повреждённой
линии
.
Особенности
системы
Система
SDFA-FLISR —
это
децентрализованная
система
,
состоящая
из
устройств
,
установленных
на
подстанциях
,
объединяющая
функции
защиты
и
ав
-
томатизации
для
достижения
автоматизированного
управления
в
реальном
времени
.
Устройства
связыва
-
ются
между
собой
,
используя
«
горизонтальную
» (peer-
to-peer)
систему
обмена
сообщениями
между
подстан
-
циями
по
МЭК
61850 (GOOSE).
Система
коммуникации
WiMAX
поддерживает
систему
FLISR,
используя
защи
-
щённое
соединение
.
Система
обмена
сообщениями
использует
второй
уровень
сетей
,
однако
безопасность
второго
уровня
сетей
всегда
под
вопросом
.
Приложения
FLISR
обе
-
спечивают
безопасность
передачи
данных
.
Качество
информации
,
содержащейся
в
каждом
из
множества
сообщений
системы
,
определяется
прежде
,
чем
будут
произведены
какие
-
либо
операции
,
а
любое
дублирую
-
щееся
сообщение
задержит
выполнение
операций
си
-
стемой
FLISR.
Качество
информации
также
позволяет
определить
ошибки
соединения
.
Система
WiMAX
дополняет
системные
технологии
,
обеспечивая
высокое
качество
связи
.
Она
позволяет
пользователю
разделять
типы
трафика
в
эфире
,
ис
-
пользовать
минимальный
диапазон
частот
и
снизить
дрожание
фронта
сигнала
.
Это
свойство
является
важ
-
ным
для
разделения
сообщений
системы
FLISR
и
тра
-
фика
подстанции
.
Таким
образом
,
система
FLISR
имеет
гарантированную
частоту
,
позволяющую
производить
оперирование
в
реальном
времени
.
Система
WiMAX
также
обеспечивает
передачу
дан
-
ных
от
подстанции
и
системы
AMI
в
центр
управления
сетевого
предприятия
.
Система
FLISR
децентрализова
-
на
,
но
была
внедрена
с
человеко
-
машинным
компью
-
терным
интерфейсом
(HMI).
Этот
интерфейс
установ
-
лен
в
офисе
Wake Electric
и
обеспечивает
контрольный
интерфейс
для
сбора
оперативных
и
неоперативных
данных
. HMI
также
предоставляет
интерфейс
DPN3.0
для
систем
SCADA. Wake Electric
разработала
терми
-
налы
SCADA
для
управления
системой
FLISR
из
опера
-
ционного
центра
SCADA.
Присоединение
системы
OMS
включает
интегра
-
цию
шести
новых
оперативных
сценариев
,
которые
мо
-
гут
быть
исполнены
как
часть
работы
системы
FLISR.
Исторически
Wake Electric
использовала
в
качестве
сигналов
для
пуска
статусы
устройств
АПВ
и
сигналы
системы
Senus AMI.
Сценарии
были
связаны
между
собой
системой
FLISR
и
выступали
в
качестве
команд
DNP3
для
системы
OMS,
которая
была
улучшена
таким
образом
,
что
смогла
переназначать
интеллектуальные
счётчики
от
одного
источника
питания
к
другому
,
осно
-
вываясь
на
изменённой
топологии
сети
.
Установка
системы
Если
мероприятия
системы
FLISR
были
проведены
для
временного
отказа
,
система
автоматически
вос
-
становит
топологию
сети
,
предшествовавшую
отказу
.
Установка
систем
FLISR
и
WiMAX
не
оказалась
чем
-
то
сложным
для
персонала
Wake Electric.
Система
WiMAX
требовала
некоторых
новых
навыков
для
проверки
и
установки
,
но
совместная
работа
инженерного
департа
-
мента
и
департамента
IT Wake Electric
оказалась
реша
-
ющим
фактором
в
успешной
установке
системы
.
Контроллеры
7SC80
системы
FLISR
были
установ
-
лены
в
трёх
новых
и
трёх
существующих
устройствах
АПВ
.
Для
Wake Electric
оперативная
совместимость
си
-
стемы
FLISR
была
очень
важна
.
Оперативные
бригады
были
обучены
обращению
с
человеко
-
машинными
ин
-
терфейсами
контроллеров
7SC80,
которые
были
запро
-
граммированы
эмулировать
устройства
АПВ
,
использу
-
емые
Wake Electric.
Изменения
продолжаются
Оперативная
быстрота
системы
FLISR,
установ
-
ленной
в
Wake Electric,
не
отстаёт
от
скорости
,
про
-
диктованной
динамической
природой
электросети
,
и
от
коммуникационной
сети
,
готовой
для
поддержки
новых
приложений
и
сервисов
.
Эти
технологии
позволяют
Wake Electric,
подвижной
,
среднего
размера
компании
,
внедрить
интеллектуальную
сеть
.
В
настоящее
время
Wake Electric
планирует
расши
-
рить
имеющиеся
системы
FLISR
и
WiMAX,
доказав
,
что
проекты
,
которые
начинаются
с
«
было
бы
неплохо
»,
мо
-
гут
принести
существенные
выгоды
для
предприятия
и
для
его
клиентов
.
Оригинал статьи: Мгновенное управление присоединениями
Wake Electric продолжает устанавливать систему WiMAX для управления присоединениями с помощью FLISR.
