16
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
Опытный
полигон
«
Цифровая
подстанция
»
АО
«
НТЦ
ФСК
ЕЭС
».
Испытания
и
сертификация
оборудования
вторичной
коммутации
к
.
э
.
н
.
Корсунов
П
.
Ю
.,
Арутюнов
С
.
А
.,
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»
к
.
т
.
н
.
Попов
С
.
Г
.,
АО
«
НТЦ
ФСК
ЕЭС
Аннотация
Создание
активного
опытного
полигона
на
базе
действующей
экспериментальной
под
-
станции
с
возможностью
имитировать
возмущающие
воздействия
в
прилегающей
элек
-
трической
сети
и
на
энергообъекте
в
масштабе
реального
времени
с
помощью
тесто
-
во
-
моделирующих
комплексов
(
таких
как
,
например
, Real Time Digital Simulator — RTDS)
может
существенно
сократить
этап
освоения
новой
технологии
по
проверке
функцио
-
нальных
характеристик
оборудования
и
протестировать
различные
варианты
постро
-
ения
локальной
вычислительной
сети
—
ЛВС
(
типовые
решения
)
для
подстанций
раз
-
личного
класса
напряжения
.
В
статье
рассматриваются
виды
полигонных
испытаний
единичных
образцов
и
систем
оборудования
вторичной
коммутации
,
выполненных
по
технологии
«
Цифровая
подстанция
»,
а
также
вопросы
сертификации
этого
оборудова
-
ния
на
соответствие
стандарту
IEC 61850.
Ключевые
слова
:
опытный
полигон
(
ОП
),
технология
«
Цифровая
подстанция
»,
тестово
-
моделирующий
комплекс
реального
времени
,
виды
испытаний
оборудования
,
стандарт
IEC 61850,
сертификация
Введение
В
2010–2011
годах
по
заказу
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»
тремя
организациями
:
ОАО
«
НТЦ
электро
-
энергетики
» (
в
настоящее
время
АО
«
НТЦ
ФСК
ЕЭС
»),
ОАО
«
Институт
«
ЭНЕРГОСЕТЬ
-
ПРОЕКТ
»
и
ЗАО
«
Континуум
»
была
разработана
«
Концепция
программно
-
аппаратного
комплекса
(
ПАК
) «
Цифровая
подстанция
ЕНЭС
» (
ЦПС
) [1].
Тогда
же
были
начаты
работы
по
пилотному
проекту
— «
Создание
опытного
полигона
для
отработки
и
комплексных
ис
-
17
ЦИФРОВЫЕ
СЕТИ
пытаний
основных
элементов
и
подсистем
цифровой
подстанции
,
а
также
комплексных
технических
решений
по
управлению
технологическими
процессами
».
Опытный
полигон
было
предложено
создать
на
базе
действующей
экспериментальной
подстанции
110
кВ
АО
«
НТЦ
ФСК
ЕЭС
».
Внедрение
новой
технологии
в
эксплуатационную
практику
,
как
правило
,
осуществ
-
ляется
через
механизм
пилотного
освоения
оборудования
.
Это
приводит
к
тому
,
что
на
объекте
создается
дополнительный
,
по
существу
,
экспериментальный
резервный
контур
,
оборудование
которого
работает
на
сигнал
,
что
удорожает
любой
проект
и
создает
до
-
полнительные
проблемы
эксплуатационному
персоналу
.
Установленное
оборудование
,
использующее
новую
технологию
,
может
находиться
в
режиме
слежения
за
возмущени
-
ями
во
внешней
электрической
сети
и
на
подстанции
достаточно
длительное
время
без
срабатывания
даже
на
сигнал
,
ввиду
отсутствия
нарушений
в
работе
оборудования
в
элек
-
трической
сети
и
на
подстанции
,
поэтому
получить
полноценный
эксплуатационный
опыт
при
таком
методе
освоения
техники
в
сравнительно
короткий
период
(
квартал
,
полугодие
,
год
)
крайне
трудно
.
Задачи
опытного
полигона
«
Цифровая
подстанция
» (
ОП
ЦПС
) [1, 2]
Технология
«
Цифровая
подстанция
»
основана
на
применении
оборудования
,
разработан
-
ного
в
соответствии
с
требованиями
стандарта
IEC 61850,
который
описывает
информаци
-
онные
модели
первичного
и
вторичного
оборудования
,
классифицирует
уровни
системы
автоматизации
подстанции
и
устанавливает
правила
информационного
обмена
между
устройствами
(«
шина
процесса
», «
шина
станции
»,
так
называемые
«
цифровые
контуры
»),
входящими
в
систему
автоматизации
подстанции
.
При
разработке
технологии
«
Цифровая
подстанция
»
необходимо
комплексно
решить
ряд
взаимоувязанных
задач
.
Прежде
всего
,
необходимо
разработать
методологию
применения
положений
стандар
-
та
МЭК
61850
и
проверить
ее
на
практике
.
Другими
словами
необходимо
создать
прототип
«
Цифровой
подстанции
»,
проверить
технические
решения
на
опытных
образцах
и
разра
-
ботать
рекомендации
для
отраслевых
организаций
по
применению
данной
инновационной
технологии
.
Кроме
этого
,
ОП
ЦПС
должен
выполнять
роль
научно
-
образовательного
центра
для
продвижения
технологии
«
Цифровая
подстанция
»
в
эксплуатационную
практику
.
Нако
-
пленный
опыт
эксплуатации
прототипа
«
Цифровой
подстанции
»
должен
способствовать
разработке
нормативно
-
технической
документации
по
вопросам
проектирования
,
пуско
-
наладки
подобных
объектов
и
их
эксплуатации
.
Наиболее
значимые
задачи
,
для
которых
предназначен
ОП
ЦПС
,
это
проведение
ис
-
пытаний
оборудования
,
разработанного
в
соответствии
с
требованиями
стандарта
МЭК
61850
на
возможности
совместной
работы
:
оптические
трансформаторы
тока
и
напряже
-
ния
,
преобразователи
аналоговых
и
дискретных
сигналов
,
интеллектуальные
электрон
-
ные
устройства
(
англ
. IED/
рус
.
ИЭУ
),
являющиеся
аналогами
терминалов
РЗА
и
ПА
.
Данная
технология
базируется
на
передаче
информационных
потоков
в
коммуникаци
-
онной
среде
,
построенной
на
базе
Ethernet,
в
этом
случае
наиболее
актуальными
стано
-
вятся
вопросы
выполнения
требования
стандарта
по
доставке
сообщений
различных
кате
-
горий
в
заданные
интервалы
времени
,
а
также
организация
синхронной
работы
устройств
.
18
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
Основные
технические
решения
по
компонентам
технологии
«
Цифровая
подстанция
»,
проверенные
на
ОП
ЦПС
на
прототипе
программно
-
аппаратного
комплекса
«
Цифровой
подстанции
» (
ПАК
ЦПС
),
создают
основу
для
разработки
типовых
решений
для
подстан
-
ций
различного
класса
напряжений
.
Для
ускорения
внедрения
оборудования
,
созданного
по
новой
технологии
,
необходимо
было
создание
активного
испытательного
полигона
,
который
обеспечивает
имитацию
воз
-
мущающих
воздействий
на
испытываемое
оборудование
для
проверки
заявленных
тех
-
нических
характеристик
.
Кроме
этого
,
в
случае
установки
оборудования
на
действующем
энергообъекте
(
для
проверки
защищенности
оборудования
от
электромагнитных
помех
различного
вида
,
коммутационных
перенапряжений
и
т
.
д
.),
появляется
возможность
про
-
водить
испытания
в
условиях
,
в
которых
данному
оборудованию
впоследствии
предстоит
работать
.
Для
создания
активного
полигона
необходимо
ввести
в
его
состав
тестово
-
модели
-
рующий
комплекс
(
ТМК
),
который
моделирует
возмущающие
воздействия
(
различные
виды
короткого
замыкания
,
внезапные
отключения
первичного
оборудования
на
энер
-
гообъекте
и
в
прилегающей
электрической
сети
),
которые
должны
подаваться
на
ис
-
пытываемое
вторичное
оборудование
,
то
есть
это
означает
,
что
ТМК
должен
выдавать
возмущающие
воздействия
по
трем
фазам
в
реальном
масштабе
времени
.
Кроме
этого
,
ТМК
должен
обладать
возможностью
выдавать
возмущающие
воздействия
как
в
анало
-
говой
форме
в
виде
мгновенных
значений
токов
и
напряжений
,
так
и
в
«
цифровой
фор
-
ме
»
в
соответствии
с
требованиями
стандарта
IEC 61850-9-2LE (
для
реализации
«
шины
процесса
»).
Построение
ОП
ЦПС
предусматривает
создание
«
цифрового
»
контура
по
первичному
измерительному
(
ТТ
и
ТН
)
и
вторичному
оборудованию
в
сочетании
с
тестово
-
модели
-
рующим
комплексом
.
Данный
подход
позволяет
проверить
как
технические
решения
по
компоновке
вторичного
оборудования
его
информационные
связи
с
первичным
с
верх
-
ним
и
средним
уровнями
АСУ
ТП
энергообъекта
(
проверяется
архитектура
коммуника
-
ционной
среды
для
«
шины
процесса
»
и
«
шины
станции
»),
так
и
функциональные
харак
-
теристики
собственно
оборудования
при
различных
видах
возмущений
во
внешней
сети
в
достаточно
короткое
время
,
что
позволяет
сформулировать
требования
к
проектным
решениям
.
При
рассмотрении
возможности
внедрения
данной
технологии
на
реальных
энерго
-
объектах
предполагалось
,
что
необходимо
к
существующим
основным
микропроцессор
-
ным
терминалам
защит
—
основным
и
резервным
,
использующим
аналоговые
входные
сигналы
от
традиционных
электромагнитных
ТТ
и
ТН
,
добавлять
третий
эксперимен
-
тальный
«
цифровой
»
контур
с
защитами
,
принимающими
входные
сигналы
в
цифро
-
вой
форме
(
в
соответствии
со
стандартом
IEC 61850-9-2LE)
и
работающими
на
сигнал
,
что
существенно
удорожало
бы
весь
проект
.
При
проведении
экспериментальных
ра
-
бот
с
использованием
активного
опытного
полигона
для
различных
вариантов
моде
-
лей
первичного
и
вторичного
оборудования
можно
получить
набор
типовых
схем
для
«
шин
станции
»
и
«
шин
процесса
»
и
в
дальнейшем
осуществлять
внедрение
на
энерго
-
объектах
без
дополнительных
экспериментальных
«
цифровых
»
резервных
контуров
,
кроме
этого
,
таким
образом
выполняется
проверка
совместимости
с
уже
установлен
-
ным
сертифицированным
оборудованием
,
соответствующим
требованиям
стандарта
IEC 61850.
19
ЦИФРОВЫЕ
СЕТИ
Структура
опытного
полигона
«
Цифровая
подстанция
»
ОАО
«
НТЦ
ФСК
ЕЭС
»
начал
работы
по
созданию
опытного
полигона
с
сентября
2010
года
.
Структура
опытного
полигона
«
Цифровая
подстанция
»
представляет
собой
(
рисунок
1):
–
ПС
№
301
напряжением
110/10
кВ
(
рисунок
2) —
действующая
электроустановка
,
имеющая
специализированный
2-
обмоточный
трансформатор
,
состоящий
из
3-
фазной
группы
по
40
МВА
,
вторая
обмотка
—
переключаемая
,
позволяющая
получать
10, 20, 35, 90
кВ
.
На
ОРУ
110
кВ
подстанции
установлены
две
группы
оптических
измерительных
трансформа
-
торов
тока
и
напряжения
—
ОПТТ
и
ТН
(
рисунок
3);
–
в
Центре
управления
«
Цифровой
подстанцией
» (
ЦУПС
)
создан
цифровой
информацион
-
но
-
измерительный
комплекс
(
ЦИИК
),
состоящий
из
4-
х
интеллектуальных
электронных
устройств
(
ИЭУ
,
в
терминах
стандарта
IEC 61850 – IED),
информационный
вычислитель
-
ный
комплекс
(
ИВК
)
на
базе
SCADA «
КОТМИ
-2010»,
установлена
«
цифровая
»
защита
трансформатора
и
контроллер
управления
выключателем
110
кВ
(
применяется
оборудо
-
вание
известных
зарубежных
и
отечественных
производителей
устройств
РЗА
,
ПА
:
АББ
,
SEL,
Релематика
(
ИЦ
Бреслер
),
Альстом
-
Грид
,
Экра
);
–
лабораторная
часть
опытного
полигона
«
Цифровая
подстанция
»
оснащена
тестово
-
моделирующим
комплексом
(
ТМК
),
в
состав
которого
входят
программно
-
аппаратный
комплекс
,
моделирующий
работу
энергосистемы
в
реальном
масштабе
времени
— RTDS,
программно
-
аппаратные
испытательные
комплексы
OMICRON, RETOM 61850,
программ
-
ный
имитатор
цифровых
терминалов
(
ИЭУ
)
с
имитаторами
цифровых
информационных
потоков
данных
для
«
прогрузки
» «
шин
процесса
»
и
«
станционной
шины
»
при
«
штормовых
»
и
других
видах
испытаний
.
Коммуникационные
среды
ЦУПС
ПС
№
301
и
лабораторной
части
объединены
высокоскоростным
волоконно
-
оптическим
каналом
связи
.
ОПТТ и ТН + ЦИИК
+
ПТТ и ТН + шкаф
РЗА ABB + шкаф
РЗА SEL&
ИЦ «Бреслер»
ППТТ и ТН 10/35 кВ
& 110 кВ
Шкаф РЗА ABB
Шкаф РЗА SEL&
ИЦ «Бреслер»
Устройство
синхронизированных
векторных
измерений (УСВИ)
REC-670: контроллер
присоединения ВЛ 110 кВ
RET-670: дифференциальная защита
трансформатора T5 120 МВА
SEL-421: резервная защита
трансформатора T5 120 МВА
SEL-421: защита «ошиновки» 110 кВ
ТОР-300: дифференциальная защита
трансформатора T5 120 МВА
Центр управления «Цифровой подстанцией»
Тестово-моделирующий комплекс (ТМК)
Omicron
256Plus
+
RTDS
Симулятор
IED
+
Рис
. 1.
Структурная
схема
опытного
полигона
ЦПС
АО
«
НТЦ
ФСК
ЕЭС
»
20
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
MU110
110 kV
OVCT
VT
OVCT
CB
CT 600/5
CT 4000/5
T-5
120 MVA
ВОПН-220-0,2/6Р
NXVCT
MU10/35
NXMU
ABB RET-670
ABB REC-670
SEL-421
Коммутаторы RuggedCom
10/35 kV
ВОПТ-220-600-02S/5P
ИЦ «Бреслер»
ТОР 300
SEL-421
Приемник
GPS/ГЛОНАСС
Рис
. 2.
Структурная
схема
подстанционной
части
ОП
ЦПС
: MU — merging unit (
полевой
преобразователь
аналоговых
сигналов
); ABB REC670 —
терминал
управления
выключателем
; ABB RET670 —
терминал
дифференциальной
защиты
трансформатора
; SEL 421 —
терминал
дистанционной
защиты
линии
;
ТОР
300 —
терминал
дифференциальной
защиты
трансформатора
; OCVT —
оптические
трансформаторы
тока
и
напряжения
2-
х
типов
:
раздельный
—
производства
ЗАО
«
Профотек
» (
Россия
),
комбинирован
-
ный
—
производства
копании
NxtPhase (
Канада
); NXMU —
преобразователь
тока
и
напряжения
для
релей
-
ной
защиты
(NxtPhase,
Канада
); NXVCT —
преобразователь
тока
и
напряжения
для
измерений
и
учета
(NxtPhase,
Канада
);
ВОПН
—
волоконно
-
оптический
преобразователь
напряжения
(
ЗАО
«
Профотек
»);
ВОПТ
—
волоконно
-
оптический
преобразователь
тока
(
ЗАО
«
Профотек
»);
СТ
—
традиционные
транс
-
форматоры
тока
;
Т
-5 —
силовой
трансформатор
;
СВ
—
выключатель
трансформаторной
группы
Т
5
Рис
. 3.
Оптические
ТТ
и
ТН
110
кВ
:
слева
—NXVCT (
Канада
),
справа
—
ЗАО
«
Профотек
» (
Россия
)
21
ЦИФРОВЫЕ
СЕТИ
Для
создания
современного
ТМК
,
по
-
зволяющего
получить
полноценную
модель
сложной
энергосистемы
,
включая
модели
подстанций
сверхвысокого
напряжения
,
не
-
обходимо
ориентироваться
на
мощные
муль
-
типроцессорные
комплексы
,
имеющие
вну
-
тренние
информационные
шины
не
менее
1
Гб
,
поддерживающие
стандарт
IEC 61850
в
части
«
шины
процесса
»
и
обеспечивающие
потоки
быстрых
сообщений
(GOOSE).
Таким
программно
-
аппаратным
комплексом
являет
-
ся
Real Time Digital Power System Simulation
(RTDS),
который
производится
одноименной
фирмой
в
Канаде
(
г
.
Винипег
)
и
применяется
в
десятках
стран
по
всему
миру
.
RTDS (
рисунок
4)
сконструирован
специ
-
ально
для
того
,
чтобы
имитировать
режимы
работы
электрических
систем
и
испыты
-
вать
оборудование
вторичной
коммутации
,
предназначенное
для
управления
и
защиты
.
Многочисленные
аналоговые
и
цифровые
каналы
входных
и
выходных
сигналов
пе
-
редаются
по
оптическим
каналам
и
обес
-
печивают
возможность
разнообразных
соединений
испытываемого
оборудования
с
симулятором
с
высокой
точностью
.
В
2015
году
завершилось
формирование
инфраструктуры
ОП
ЦПС
(
рисунок
5).
В
дополне
-
ние
к
уже
введенным
в
эксплуатацию
частей
полигона
(
ТТ
и
ТН
на
ОРУ
110
кВ
,
ЦУПС
, RTDS)
добавился
учебный
центр
(
далее
—
класс
).
Класс
оснащен
компьютерным
и
мультимедиа
-
оборудованием
,
рассчитанным
на
обучение
10
слушателей
;
отдельно
организуется
место
пре
-
подавателя
.
Является
со
-
ставной
частью
опытного
полигона
«
Цифровая
под
-
станция
»
ОП
ЦПС
,
имеет
единую
коммуникационную
среду
(
ЦУПС
—
лаборатор
-
ная
часть
с
ТМК
—
класс
).
Класс
также
предназна
-
чен
для
демонстрации
ра
-
боты
оборудования
ЦПС
,
обучения
,
проведения
ис
-
пытаний
оборудования
,
раз
-
работанного
в
соответствии
с
требованиями
стандарта
Рис
. 4.
Тестово
-
моделирующий
комплекс
реаль
-
ного
времени
RTDS (
Канада
)
Рис
. 5.
Опытный
полигон
—
ОРУ
110
кВ
,
ЦУПС
, RTDS,
учебный
центр
(
класс
)
р
у
ед а оборудо а е
,
расс а
а обу е е
Единая
«
цифровая
»
коммуникация
ОП
ЦПС
Спецкласс
—
ОП
ЦПС
ЦУПС
ОРУ
110
кВ
ПС
301
ТМК
- RDTS
IEC 61850 -8-1, 9-2 LE
22
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
IEC 61850 (
компоненты
ЦПС
).
Для
ознакомления
с
технологией
ЦПС
персонала
эксплуатаци
-
онных
,
наладочных
и
проектных
организаций
разработана
программа
обучения
,
согласованная
с
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
».
В
2015–2016
годах
проведено
обучение
основам
технологии
ЦПС
персона
-
ла
АО
«
Объединенная
электросетевая
компания
»
и
представителей
исполнительного
аппарата
и
филиалов
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
».
ОП
ЦПС
входит
в
состав
отдела
разработки
технологии
«
Цифровая
подстанция
»
АО
«
НТЦ
ФСК
ЕЭС
».
Отдел
состоит
из
4-
х
лабораторий
:
•
лаборатория
релейной
защиты
и
автоматики
,
•
лаборатория
информационного
обеспечения
протоколов
и
моделей
,
•
лаборатория
технических
средств
,
•
лаборатория
автоматизации
моделирования
.
НИОКР
,
выполненные
в
процессе
создании
ОП
ЦПС
Важнейшую
роль
в
рамках
концепции
«
Цифровая
подстанция
» [1, 2]
начинает
играть
комму
-
никационная
сеть
подстанции
,
по
которой
передаются
оцифрованные
значения
измеряемых
электрических
величин
,
управляющие
сигналы
и
сигналы
о
состоянии
первичного
оборудования
(
коммутационных
аппаратов
,
положение
«
отпаек
»
регулируемых
под
нагрузкой
трансформато
-
ров
—
РПН
)
и
устройств
вторичной
коммутации
(
терминалов
РЗА
и
контроллеров
присоедине
-
ний
,
РАС
—
регистраторов
аварийных
событий
и
т
.
д
.).
С
точки
зрения
организации
связи
на
ЦПС
устройства
всех
уровней
,
подключенные
к
коммуникационной
сети
,
являются
компонентами
коммуникационного
взаимодействия
наряду
с
оборудованием
сети
—
коммутаторами
,
устройст
-
вами
резервирования
каналов
приема
-
передачи
данных
(
так
называемые
устройства
Red Box),
ретрансляторами
.
Коммуникационное
взаимодействие
в
сети
ЦПС
представляет
собой
процесс
приема
и
передачи
сообщений
,
определяемых
протоколами
обмена
данными
в
рамках
ЦПС
в
соответствии
со
стандартами
МЭК
61850.
Требования
к
формату
сообщений
и
ограничения
по
времени
их
доставки
регламентируются
совокупностью
стандартов
:
1)
форматы
коммуникационных
сообщений
—
разделами
стандарта
МЭК
61850-8-1/9-2LE;
2)
полное
время
передачи
коммуникацион
-
ных
сообщений
—
разделом
МЭК
61850-5;
3)
время
передачи
сообщений
непосредст
-
венно
через
коммуникационную
сеть
и
ком
-
муникационные
подсистемы
источника
и
приемника
—
разделом
МЭК
61850-10[2].
В
процессе
создания
ОП
ЦПС
по
техниче
-
ским
требованиям
АО
«
НТЦ
ФСК
ЕЭС
»
ком
-
панией
ЗАО
«
ИТЦ
Континуум
»
была
разрабо
-
тана
специализированная
инструментальная
тестовая
система
для
проведения
много
-
уровневого
тестирования
коммуникационно
-
го
взаимодействия
компонентов
ПАК
ЦПС
.
В
состав
данного
набора
инструментов
вошли
два
тестово
-
моделирующих
комплек
-
са
(
ТМК
),
призванных
обеспечить
тестиро
-
вание
на
всех
уровнях
модели
стека
OSI/ISO
1. Физический уровень
1 Физический уровень
2. Канальный уровень
3. Сетевой уровень
3 С
й
4. Транспортный уровень
4 Т
й
5. Сеансовый уровень
5 С
й
6. Представительский уровень
6 П
й
7. Прикладной уровень
У
ровни к
о
мм
уник
ационног
о
взаимо
д
е
й
ствия
OSI
Комплекс анализа коммуни-
кационного взаимодействия
компонентов ПАК ЦПС
Комплекс проверки
динамических
характеристик
Рис
. 6.
Эталонная
модель
OSI
23
ЦИФРОВЫЕ
СЕТИ
(
О
pen Systems Interconnection Basic Reference Model —
базовая
эталонная
модель
взаимодей
-
ствия
открытых
систем
)
от
физического
до
прикладного
(
рисунок
6):
–
комплекс
анализа
коммуникационного
взаимодействия
компонентов
ПАК
ЦПС
[3];
–
комплекс
проверки
динамических
характеристик
коммуникационного
взаимодействия
ком
-
понентов
ПАК
ЦПС
[3].
При
помощи
данных
комплексов
возможно
определение
следующих
характеристик
комму
-
никационного
взаимодействия
:
–
время
доставки
информационных
сообщений
в
различных
условиях
работы
коммуникаци
-
онного
оборудования
;
–
надежность
доставки
информационных
сообщений
в
различных
условиях
работы
комму
-
никационного
оборудования
;
–
формат
информационных
сообщений
и
его
соответствие
требованиям
стандартов
МЭК
61850-8-1/9-2LE;
–
регламент
передачи
информационных
сообщений
;
–
задержка
публикации
информационных
сообщений
(
латентность
);
–
статистический
анализ
потоков
сообщений
.
Комплекс
анализа
коммуникационного
взаимодействия
компонентов
ПАК
ЦПС
предназ
-
начен
для
выполнения
работ
по
тестированию
и
наладке
коммуникационного
взаимодействия
компонентов
программно
-
аппаратного
комплекса
«
Цифровая
подстанция
»,
включая
:
–
коммуникационную
сеть
Ethernet
ЦПС
,
отдельные
физические
и
/
или
логические
сегменты
в
составе
вышеуказанной
сети
;
–
компоненты
коммуникационного
оборудования
Ethernet
в
составе
коммуникационной
сети
ЦПС
;
–
оконечные
IED (Intelligent Electronic Device —
Интеллектуальные
Электронные
Устрой
-
ства
) —
устройства
,
подключаемые
к
коммуникационной
сети
ЦПС
.
Комплекс
проверки
динамических
характеристик
(
рисунок
7)
предназначен
для
опре
деления
времени
передачи
информационных
сообщений
в
коммуникационной
сети
цифровой
подстанции
в
различных
условиях
ее
работы
.
Кроме
того
,
в
задачи
комплекса
Рис
. 7.
Комплекс
проверки
динами
-
ческих
характерис
-
тик
комму
-
никационной
сети
24
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
входит
моделирование
условий
работы
коммуникационной
сети
ЦПС
,
проверка
характери
-
стик
сети
в
идеальных
,
штатных
и
наихудших
(
предельных
)
для
коммуникационного
обо
-
рудования
условиях
.
Комплекс
состоит
из
нескольких
специализированных
компонентов
:
1)
источник
тестового
трафика
(
ИТС
);
2)
приемник
тестового
трафика
(
ПТС
);
3)
генератор
нагрузочного
трафика
(
ГНТ
);
4)
автоматизированное
рабочее
место
(
АРМ
)
оператора
.
На
рисунке
8
показана
структура
простейший
коммуникационного
взаимодействия
по
типу
«
датчик
-
реле
-
исполнитель
».
Отсюда
становится
ясной
критическая
важность
именно
коммуникационных
задержек
.
Если
временные
характеристики
коммуникационного
вза
-
имодействия
отдельных
элементов
(
датчика
,
реле
и
исполнителя
)
могут
и
должны
быть
строго
детерминированными
,
то
соответствующие
характеристики
коммуникационной
сети
не
обладают
подобным
детерминизмом
в
силу
ряда
причин
,
в
частности
,
в
силу
слу
-
чайного
характера
загрузки
коммутационного
оборудования
.
Комплексы
анализа
и
проверки
динамических
характеристик
коммуникационного
вза
-
имодействия
компонентов
ПАК
ЦПС
построены
на
единой
технологической
платформе
,
ориентированной
на
работу
в
условиях
высокого
уровня
коммуникационной
нагрузки
,
ха
-
рактерных
для
цифровой
подстанции
.
Типовая
погрешность
вычисления
временных
ха
-
рактеристик
коммуникационного
взаимодействия
не
превышает
десятков
наносекунд
,
что
позволяет
с
высокой
точностью
определять
динамические
характеристики
коммуникаци
-
онного
взаимодействия
,
такие
как
задержка
публикации
и
время
доставки
коммуникаци
-
онных
сообщений
.
По
техническим
требованиям
АО
«
НТЦ
ФСК
ЕЭС
»
ОАО
«
Институт
«
Энергосетьпроект
»
совместно
с
ООО
«
Лаборатория
ДЭП
»
разработан
адаптер
(
полевой
преобразователь
)
для
работы
с
приводом
высоковольтного
выключателя
.
Назначение
полевого
преобразователя
высоковольтного
выключателя
(
ППВВ
)
—
обеспечение
информационного
взаимодействия
ИЭУ
уровня
присоединения
ЦПС
(
устройств
РЗА
,
ПА
,
контроллеров
присоединения
),
использующими
GOOSE-
сообщения
для
выдачи
команд
и
получения
логических
сигналов
,
с
коммутационными
аппаратами
ПС
,
использующими
приводы
с
контактным
управлением
.
Рис
. 8.
Коммуникационное
взаимодействие
«
датчик
—
реле
—
исполнительный
механизм
»
на
ЦПС
ВРЕМЯ
Электронный
транс
-
форматор
(
полевой
преобразователь
Суммарное
время
реакции
Время
передачи
через
коммуникационную
сеть
Аналого
-
цифровое
преобразование
IEC 61850-9-2
GOOSE
Исполнение
команды
Время
передачи
через
коммуникационную
сеть
Устройство
РЗА
Интеллектуальный
исполнительный
механизм
Преобразование
,
нор
мировка
,
формирование
и
передача
фреймов
Прием
и
разбор
фреймов
,
работа
логики
,
формирование
и
передача
фреймов
Прием
и
разбор
фреймов
,
выдача
управляющего
воздействия
,
механическое
исполнение
команды