Хуучин дэд станцүүдийн оюун ухааны хувиргалтыг яаж хэрэгжүүлэх вэ?

Хуучин дэд станцүүдийн оюун ухааны хувиргалтыг яаж хэрэгжүүлэх вэ?

Дэлхийн зуун ная дэд станц нь хүртэл электромагнит релеүүд, бай-бай хоорондын цэвэр меднээс хийсэн удирдлагын кабелүүд, ажилтнуудын цаг тутамд гүйцэтгэдэг цаасан бүртгэлийн хуудснууд ашиглан ажиллаж буй. Түүд дэд станцүүд надад үнэнд үлдмүүр, гэтэл түүд мөн чинь «цүнх» — түүд өөрсдийн бүтэн бүтэлцүүдийн тухайд мэдээлэл өгч чадахгүй, гэмтлийн урьдчилан таамаглалыг хийч чадахгүй, холоос удирдлагын ажиллаж чадахгүй. Оюун ухааны хувиргалт түүнийг үүнд шинэ дэд станц бүтээх шаардлага үлдмүүр газар дээрх шинэ бүтээл хийхгүйгүйд хийж өгмүүр.

Оюун ухааны давхарга: Юу шинэчлэх вэ?

Ухаалаг дэд станц үүрэгт давхарга дөрвөн түвшинд хандаж буй. Процессийн түвшин аналог сигналыг түүний гарал үүсгүүрт оршуулж, хуучин гүйдэл ба хүчдэл хувиргагчидын оронд тооромжлогч бус хэрэгсэл хувиргагчид (NCIT) ашиглан цахилгаан сүлжээнд оршуулж буй. Бай түвшин дискрет хамгаалах реле-үүдийн оронд ухаалаг электрон төхөөрөмжүүд (IED) ашиглан IEC 61850 GOOSE мессежинг системийн тусламжтайгаар холбоо тогтоож, бүтэн холбогч шугамын хоёртын сигналын оронд ашиглаж буй. Станц түвшин бүтэн холбогч шугамын удирдлагын панелийн оронд SCADA систем ба хүн-машина интерфейс (HMI) дисплейтэй операторын ажлын бүрдүүлэлтийг ашиглан холбоо тогтоож буй. Корпорацийн түвшин дэд станцыг үйлдвэрлэлийн хөрөнгө удирдлагын, энергийн удирдлагын ба нөхцөлд үндэслэн засварлалтын платформд холбож буй.

Эцсийн өөрчлөлт нь эдгээр давхаргыг бие даасан шинэчилж болно. Дэд станц нь IED-уудын хооронд IEC 61850 станцын автобусын харилцаа холбоог баримталж, уламжлалт инструмент трансформатор хадгалан үлдэж болно. Харин эсрэгээр станц нь NCIT-ийг болон нэгдэх нэгжийг процессын түвшинд суурилуулж, аль хэдийнэ байгаа аналог хангамжтай хамгаалалтын релейг хадгалан, хамгаалалтын схемийг өөрчлөхгүйгээр хэмжилтийн нарийвчлалтыг сайжруулж болно.

IEC 61850: Мэдээллийн үйл ажиллагааг боломжийн болгосон протокол

Хувьцааны станцын уламжлалт утасны систем нь хэрэгслийн трансформатор бүрээс хэмжилт шаардлагатай бүх реле рүү зориулагдсан зэс хос дамжуулдаг. IEC 61850 нь үүнийг тоосны сүлжээгээр солих бөгөөд үлгэрлэгдсэн үнэ цэнэ, GOOSE аялал сигналууд нь цаг хугацааны синхрончилсан Ethernet-ээр дамжуулан ижил физик дэд бүтцийг хуваалцдаг.

Түлхүүр инженерийн давуу талууд нь хэмжигдэхүүн. Хяналтын барилгын кабелийн тоо ойролцоогоор 60–70% буурна. Орчин төхөөрөмжийн цаг хүртэл нь долоо хоногт хүртэл үргэлжилдэг, харин шүүрт кабель холболтууд нь холболтын бүүрсний дүрс дээрх LED-үүдийн тусламжтайгаар шалгагдаж, гараар хийгдэх цэг-цэг хүртэлх тасралтгүй шалгах ажил хийгдэхгүй, түүн дагаад орчин төхөөрөмжийн цаг хоногт хүртэл үргэлжилдэг. Гэт, хамгийн том давуу тал нь хооронд хамтран ажиллах чадвар юм — нэг үйлдвэрлэгчийн хамгаалах IED нь стандартжуутан өгүлдэх загварыг ашиглан нөгөө үйлдвэрлэгчийн бай контроллертэй холбогдож, улмаар уламжлалт дэд станцын интеграцид доминант үүрэг гүйцэтгэдэг протоколын шүүртүүд болойн холболтууд болойн зураглалуудыг арилгана.

Алхам алхам хувиралтны замын зураг

Нүүрсний тавиур: Станцын шүүртүүдний давхарга суулгагдна — хяналтын танхимд Ethernet шүүртүүд суулгагдна, релеүүд IEC 61850-чадварлаг IED-үүд рүү шинэчлэгднэ, SCADA HMI суулгагдна. Станц одоо хүртэлх ба холын хяналт, үйл явдлын бүртгэл, саадын бүртгэл хийж чадна. Энэ нүүрсний тавиур нь типичны 6 бай-тавиурт тархалтын дэд станцд 4–6 долоо хоногт үргэлжилдэг хуваарилагдсан цахилгааныг зогсоох үед гүйцэтгэж чадна.

Хоёрдугаар үе нь процессийн шинэ сүлжээний давхаргыг хэрэгжүүлнэ: төвхөн холбоосын төхөөрөмжүүдийг дамжуулах талбарт суулгаж, аналог сигналуудыг үүрд нь цифровчилж, оптик тайшингийн кабелийг удирдлагын барилгат хүргэж, сэмплувалт утга нь урсгалыг тохируулж. Дамжуулах талбар ба удирдлагын танхимын хооронд бүх зэс олон цөмт кабелийг ашиглалтаас гаргана. Энэ үе илүү гүнзгий нөлөө үзүүлдэг, түүнд их түүрүүд (CT) ба хүчдлийн трансформаторууд (VT) хуучирч, NCIT-үүдтэй солигдож, үүрд нь үндсэн төхөөрөмжүүдийн солигдох циклтэй нийцүүлж ажилладаг.

Гуравдугаар үе нь өндөр түвшний хэрэглээсүүдийг хэрэгжүүлнэ: дамжуулах талбарт хэсгийн искралт хяналт, трансформаторуудад уусгагдсан хийн шинжилгээ, хүчдлийн хураамжийн нөхцөл хяналт (хүчдлийн хураамжийн бүрхүүлд гүйдэлд үндэслэн), дамжуулах шугамын динамик хүчдлийн тодорхойлолт. Эдгээр нөхцөлд үндэслэн засварлах хэрэгсэлүүд нь засварлалтын философийг цагт үндэслэн засварлах хандлагаас нөхцөлд үндэслэн засварлах хандлагат шилжүүлж, төхөөрөмжүүдийн үйлдлийн хугацааг уртасгаж, төлөвлөгдөөгүй зогсолтуудыг багасгаж.

Жишээ: Дистрибуционы дамжуулах талбарын холбоосын төвхөн удирдлагын боломж

Африкад бүсийн цахилгааны үйлчилгээ үзүүрлэх 14 хүн бүхий 33/11 кВ дэд станц ажиллуулж, гэмтлийн шалгахад техникч илгээх шаардлагатай байв—дунджаар 2 цагийн хариу үйлдэл. Үйлчилгээ нь төлөвлөсөн оюун ухааны шинэчлэлтийг зорилгоор сонгосон 6 дэд станц дээр хүчирхүйлж, IEC 61850 стандартын IED-үүдийн солилцоо ба SCADA системтэй интеграционы ажлыг эхлүүлж. Шинэ системийг Хятадаас ирсэн нэгдсэн цахилгааны тоног төхөөрөмжүүдийн нийлүүлэгч хүрдүүлж. Систем нь хамгаалалтын таслалт үүснээс хойш 30 секундын дотор гэмтлийг холоос таниж, шүүрхүүдийн хүчирхүйлж шүүрхүүдийн дахин холбогч төхөөрөмжийг холоос удахгүй хүчирхүйлж. Дундаж цахилгааны түр зогсоол 4,2 цагаас 1,1 цаг хүртэл бүүр бүүр буурж. Капитал зардал нь 18 сарын дотор SAIDI штрафын бүүр бүүр буурж орлогод орж.

Ихэнх асуултууд

Уламжлалт AIS дэд станцыг анхны тоног төхөөрөмжийг солигүйд шинэчлэх боломжтой юу?

Тийм. Нөхцөлдүүр хувиргалт нь хоёрдич хаалт, удирдлагын самбар, холбоо сүлжээ гэх мэт хоёрдич системүүдийн шинэчлэлт л хийдэг, харин бүрхүүл таслаагчид, гүйдэл хувиргагчид, хүчдэл хувиргагчид, шинэсүлжээний шинэсүлжээний дамжуулагчид хадгалагдаж үлддэг. Үндсэн тоног төхөөрөмж хатуу үлддэг, ийнхүү цахилгааныг зогсоох хугацаа болон капитал зардал хамгийн бага түвшинд бүрхүүлдэг.

Шинэ дижитал дэд станц ба хувиргалт хоорондын үнэдүүр ялгаа юу вэ?

Дижитал дэд станцтой адил функциональ чадварыг хангах үед нөхцөлдүүр ухаантай хувиргалт нь ихэвчлэн шинэ дэд станцын үнэс 40–60% бүрхүүлдэг, учир нь үндсэн тоног төхөөрөмж, дамжуулагчийн ажил, барилга инфраструктура дахин ашиглагдаж үлддэг.

IEC 61850 стандарт нь дэд станцын найдвартай байдлыг хэрхэн сайжруулдэг?

Оптик-волокон холбоо нь газардаж буй потенциалын өсөлтийн аюулд орхигдож, аналог сигналын кабельд үүсгэдэг цахилгаан-сүлжээний саадыг арилгадаг, холбоо сүлжээний тасралтгүй өөрхялбариан хяналтыг хангадаг. Холбооны алдаа миллисекунд хугацаанд илрүүлдэг, харин дараагийн төлөвлөсөн үйлдүүрлэлд бүрхүүлдэг.

Ухаантай дэд станцтой холбоотой киберхайчлалын арга хэмжээсүүд юу вэ?

IEC 62351 нь IEC 61850 сүлжээнд нууцлал, шифрлэл, түлхүүр удирдлагыг тодорхойлдог. Станцын шинэсний гадаад сүлжээнүүдтэй физик тусгаарлал, IED-үүд дээр үүрэг үүнд суурилсан хүртээмүүр, бүртгэлийн аудит нь хамгийн доод шаардлага. Чухал трансформаторын станцүүд дээр станцын LAN-ыг хяналд держигч хүртээмүүр таних системүүд нь нэмэлт шаардлага.

Ялгаатай үйлдвэрлэгчдийн IED-үүд ижил IEC 61850 трансформаторын станц дотор хамтын ажиллах чадвартай юу?

Тийм—хэрэв хоёр үйлдвэрлэгч IEC 61850 Хувилбар 2-ын хувьд баталгаажуулж, харгис шүүлтүүдийг үнэнд оруулж чаджүүд. Трансформаторын станц конфигурацийн хэл (SCL) файл нь өгөгдлийн загварын солилцоог стандартизацид оруулдог. Sinotech Group зэрэг нийлүүлэгчид трансформаторын станц интеграци хүйртүүдийн хүрээнд олон үйлдвэрлэгчдийн хамтын ажиллах чадвартай бүтээдүүдийн шүүлтүүдийг үйлчилгээний нэг хэсгэд саналд оруулдог.

Ухаалаг трансформаторын станц дээр ажиллах үйлдэлчдэд ямар сургалт шаардлагатай?

Операторууд нь ХМИ-н навигацийн, аюулд хариу үйлдэх дарааллын, цахилгаан станцад холбоосын гадаад урт зайн дамжуулан төлөвлөгөөт шилжүүлэх протоколуудын сургалт шаардлагатай — ихэвчлэн туршлагатай цахилгаан станцад ажиллах ажилтнуудын хувьд 2–3 өдөр. Хамгаалалтын инженерүүд нь МЭК 61850 тохиргоо болон саад үүсгэх шинжилгээний гүнзгий сургалт шаардлагатай — ихэвчлэн 1–2 долоо хоног.