Pametno rješenje za prijenos električne energije

Uvod.

Energetska komunikacijska mreža osigurava siguran i stabilan rad elektroenergetskog sistema. Relejna zaštita, sistem kontrole sigurnosti i stabilnosti i sistem automatizacije dispečiranja su tri stuba sigurnosti i stabilnosti elektroenergetskog sistema. Neophodno je osigurati siguran, stabilan i ekonomičan rad elektroenergetske mreže i predstavlja kritičnu infrastrukturu u elektroenergetskom sistemu. Budući da je Mreža za komunikaciju električne energije ima stroge zahtjeve za pouzdanost, brzinu i tačnost prenosa informacija, a elektroenergetski sektor ima prednost jedinstvenih resursa za razvoj komunikacije, većina zemalja je uspostavila namjenske komunikacijske mreže za elektroenergetske kompanije.

Analiza bolnih tačaka inteligentne komunikacije.

1. Smetnje u elektroenergetskom sistemu su ozbiljne i zahtijevaju da prednja komunikaciona oprema ima solidnu sposobnost protiv smetnji. Za većinu proizvođača komunikacijskih proizvoda stabilnost signala je loša.
2. Fluktuacije ulaznog napona, zahtjev za širokim ulaznim naponom komunikacione opreme, sa visokim zahtjevima za sposobnost zaštite od prenapona komunikacione opreme.
3. kašnjenje u komunikaciji u elektroenergetskom sistemu je bio strog zahtjev; sistem prenosa sa velikim kašnjenjem za efikasno upravljanje elektroenergetskim sistemom donosi velike neprijatnosti;
4. Elektroenergetski sistem pokriva široku oblast, neugodnost održavanja, visoku cenu otklanjanja kvarova na opremi i veće zahteve za stabilnost komunikacione opreme.

Komunikacijska rješenja za sistem industrijskog nadzora elektrane

Zahtjevi sistema za nadzor industrijske televizije

Tipičan sistem za praćenje uglavnom se sastoji od dva glavna dijela: front-end opreme i back-end opreme. Pozadinska oprema se može podijeliti na centralnu kontrolnu opremu i pod-kontrolnu opremu. Prednji i stražnji uređaji imaju različite načine sastava, a veza između njih može se ostvariti kabelom, optičkim vlaknima ili mikrovalnom pećnicom. 

Visokopouzdano rješenje za mrežu sa optičkim prstenom

U poređenju sa kablovskom i mikrotalasnom komunikacijom, prednost optičke komunikacije je velika brzina, a sva oprema za međusobno povezivanje koristi 1000M optički interfejs. Visoka pouzdanost i protokoli optičke komunikacije nisu pod uticajem međusignala, elektromagnetnih smetnji i drugih vanjskih faktora. Kako bi se osigurala visoka pouzdanost, industrijski Ethernet prekidač HoweVision Technology podržava tehnologiju zaštite prstenaste mreže zasnovanu na ITU-T G.8032. Može brzo ostvariti samoobnavljanje prstenaste mreže u roku od 20ms kada mreža ne uspije osigurati pouzdan rad mreže elektrane. Udaljenost prijenosa je velika, do 80 km od tačke do tačke bez releja, a vrijeme rada mreže je ključni faktor za neprekidnu redundantnu mrežu. Za razliku od industrijskih Ethernet uređaja s privatnim prstenastim protokolom, G.8032 koji podržavaju industrijski Ethernet prekidači HoweVision Technology čini mrežu i uređaje svestranijima i replikabilnijima. Pogodniji je za primjenu u teškim okruženjima poput vjetroelektrana, vjetroturbina i fotonaponskih stanica.

Neprekidna redundantna mreža

Industrijski standardni dizajn, robustan i pouzdan

• IEC61000-4
• IEC60068-2
• IEC61000-6
• IEC61850-3
• IEEE1613
• CE, FCC, RoHS

Širok izbor proizvoda

Industrijski Ethernet proizvodi HoweVision Technology uključuju ormariće za kartice, montažu na stalak, sloj 2/3, multi-električni port, puni Gigabit, 10 Gigabit uplink i druge vrste opreme. Više proizvoda je prilagođeno karakteristikama potražnje u elektroenergetskoj industriji kako bi se zadovoljile različite potrebe kupaca u elektroprivredi.

Elektrana ECMS rješenje

Primjenom mikro-kompjuterski integriranih zaštitnih uređaja u sistemima elektrana i raznih drugih inteligentnih uređaja, elektroenergetski sistemi elektrana postali su informativniji. Za rad i održavanje osoblje može dobiti pravovremenije, sveobuhvatnije i tačnije informacije o snazi ​​postrojenja; i za praćenje i upravljanje svom energetskom opremom postrojenja, sada se sve više koristi sistem za nadzor i upravljanje elektranom (ECMS).

ECMS sistem je podijeljen u tri mrežna sloja: kontrola stanice, upravljanje komunikacijama i interval. Kontrolni sloj stanice uključuje operaterske stanice, inženjerske stanice, itd., i opcione komunikacione jedinice za komunikaciju sa drugim sistemima; sloj upravljanja komunikacijama je an Ethernet prekidač. Intervalni sloj sadrži sve uređaje za zaštitu, mjerenje, kontrolu i druge inteligentne uređaje. Integrisani zaštitni uređaji za napajanje visokog napona povezuju se na kontrolni sloj stanice preko dvostrukog 1000M Etherneta. Ostali uređaji se pretvaraju u 100M Ethernet preko sloja upravljanja komunikacijama.

Nadzire i kontroliše opremu elektroenergetskog sistema i prenosi informacije drugim sistemima za nadzor mreže i DCS sistemima; kompletira prikupljanje i obradu podataka, praćenje i alarm, kontrolu i rad, kontrolno prebacivanje, interfejs čovek-mašina i funkcije upravljanja.

Standardizirana mreža za komunikaciju više sistema elektrana

Mreža industrijske opreme u skladu sa IEC61850-3 (trafostanica), IEEE1613 (električna podstanica), KEMA standardima i sertifikatima može podržati stabilan rad u okruženju elektromagnetnih čvrstih smetnji u elektranama. Sistemska mreža je suštinski dio SIS sistema, most između trafostanica i podsistema cijelog sistema. Sistemska mreža zasnovana na industrijskoj opremi HoweVision Technology može osigurati stabilan i efikasan rad elektrane SIS i drugih sistema. Oprema na nivou terena može efikasno pristupiti optičkim uređajima na osnovu serijskog interfejsa.

IEEE 1588 sinhronizacija sata

Zero Packet Loss

Industrijski prekidač HoweVision Technology usvaja koncept industrijskog dizajna i industrijski čip kako bi se osigurale performanse prijenosa prekidača i povećala stabilnost njegovog rada. Istovremeno, ima snažnu prilagodljivost okolini, sa radnom temperaturom (-40℃-85℃), temperaturom skladištenja (-45℃-85℃), relativnom vlažnošću (5-95% bez kondenzacije) i industrijskom Zahtjevi za elektromagnetnu kompatibilnost nivoa 4 prema IEC61850 specifikaciji. U teškim uslovima, HoweVision industrijski prekidači i dalje mogu raditi stabilno. Sa gore navedenim naprednim karakteristikama (VLAN, QoS, GMRP, suzbijanje oluje emitovanja), mrežni prenos je stabilniji i pouzdaniji na osnovu gore navedenih softverskih i hardverskih karakteristika. Na osnovu gore pomenutog softvera i hardverskih komponenti, HoweVision svičevi mogu postići nulti gubitak paketa u mrežnom prenosu, čime se u potpunosti garantuje u realnom vremenu i visoka pouzdanost mrežnog prenosa.

Kontrola širine pojasa

Industrijski Ethernet prekidač HoweVision podržava funkciju kontrole propusnog opsega porta. Može kontrolirati protok svakog porta u dolaznom i odlaznom smjeru. Realizovane metode su 1000M, 800M, 600M, 400M, 200M, 100M, 50M, 20M, 10M, 5M itd. i druge uvodne stope. Prema propusnom opsegu koji zauzima svaka usluga sistema automatizacije gradskih trafostanica u svom vrhunskom stanju, alokacija propusnog opsega je napravljena za svaki servisni port (iste postavke napravljene u oba smjera).

• Podaci u realnom vremenu: 20M
• Mjerna i kontrolna akvizicija: 20M
• Proširene usluge: 20M

Kako bi se osigurao nesmetan prijenos servisnih podataka. Propusnost svakog servisnog porta je ograničena kako bi se spriječilo da nevažeći podaci uđu u glavni dio mreže. Osim toga, određena količina redundantnog propusnog opsega je rezervisana za svaku uslugu kada se vrši kontrola saobraćaja. Spriječite odbacivanje redovnih usluga kada njihovi podaci trenutno premaše njihovu maksimalnu propusnost.

Suzbijanje oluje

Broadcast storm se odnosi na prekomjerne pakete emitiranja koji troše veliku propusnost mreže, što rezultira neispravnim prijenosom redovnih paketa podataka. Obično, emitirani paket uzrokuje višestruke odgovore, a svaki odgovor uzrokuje različite reakcije. Baš kao gruda snijega, sva propusnost mreže je potrošena. Ovaj fenomen je uzrokovan mrežnim petljama, neispravnim NIC-ovima, virusima itd.

Prekidači industrijske serije HoweVision mogu predložiti pakete emitovanja prema broju emitovanih paketa u mreži. Šest opcija za suzbijanje oluje emitovanja:

1. Onemogući, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32.
2. Kada paketi emitovanja zauzimaju 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 i 1/32 propusnog opsega, emitovani paketi koji premašuju postavljenu širinu pojasa se ispuštaju.
3. Onemogućeno stanje nije potisnuto, jer Disable stanje ne potiskuje emitovane poruke.

Standardni dizajn industrijske klase, robustan i pouzdan

• IEC61000-4
• IEC60068-2
• IEC61000-6
• IEC61850-3
• IEEE1613
• CE, FCC, RoHS

Bogate vrste proizvoda

Industrijski Ethernet proizvodi HoweVision Technology uključuju ormare za kartice, montažu u stalak, sloj 2/3, multi-električni port, puni Gigabit, 10 Gigabit uplink i mnoge druge vrste opreme. Više proizvoda je prilagođeno karakteristikama potražnje u elektroenergetskoj industriji kako bi se zadovoljile različite potrebe kupaca u elektroprivredi.

Proizvodi povezani s rješenjem

Industrijski 14-portni Gigabit L2+ upravljani Ethernet prekidač

• Model: IS50824GFM
• L2+ upravljani industrijski Gigabit Ethernet prekidač,
• Podržava 802.1Q VLAN, zrcaljenje, izolaciju portova, IGMP, DHCP, LLDP, DDM.
• Podržava razapinjuće stablo STP(802.1D) i RSTP(802.1W). MSTP(802.1S).
• Podrška za upravljanje kroz WEB, CLI, TELNET, SSH i SNMP(V1, V2, V3).
• 5 godina garancije.
• OEM/ODM je dostupan
• Mali MOQ je dobrodošao

Industrijski gigabitni Ethernet prekidač PoE, 4 porta PoE+, 1 SFP uplink

• Model: IPS4G1GF
• Neupravljani industrijski Gigabit Ethernet Switch PoE
• 9-56V DC redundantno napajanje sa zaštitom od obrnutog polariteta
• -40 do 75 stepeni C radne temperature
• IP40 aluminijumsko kućište bez ventilatora
• 5 godina garancije.
• OEM/ODM je dostupan
• Mali MOQ je dobrodošao

Komunikacijska rješenja sistema za nadzor hidroelektrana

 Dvostruka zvijezda mrežna shema

Dvostruka petlja mrežne šeme

Prezentacija projekta

Sistem za nadzor hidroelektrane koji koristi hijerarhijsku distribuciju, otvorenu mrežnu strukturu sistema. Sa tipičnom troslojnom strukturom: centralni kontrolni sloj, komunikacijski sloj i lokalni sloj.

• Glavni kontrolni sloj, također poznat kao gornji upravljački ili kontrolni sloj stanice, općenito koristi Ethernet komunikacijsku strukturu. Operatorska stanica, inženjerska stanica, server istorijskih podataka, komunikacijski server unutar postrojenja, štampač, satelitski sat, itd., mogu se postaviti prema potrebi da formiraju centar za nadzor i upravljanje električnim sistemom. 
• Lokalna upravljačka jedinica (LCU) ima sve funkcije zaštite, mjerenja i upravljanja.  Lokalna upravljačka jedinica se sastoji od regulatora, mjerno-upravljačke jedinice, zaštitne jedinice i drugih uređaja kao što su automatski kvazi-simultani uređaji. Ima funkcije prikupljanja i obrade podataka, sigurnosnog nadzora, kontrole i regulacije, istovremenog povezivanja na mrežu, mjerenja, kontrole sekvence, komunikacije podataka, samodijagnoze, itd. Lokalni sloj se povezuje sa centralnim kontrolnim slojem preko Ethernet komunikacijskog sloja.
• Komunikacijski sloj se također naziva slojem komunikacione mreže. Komunikacioni mrežni sloj je suštinski stub kompjuterskog sistema za nadzor hidroelektrane, koji generalno prihvata eternet sa dvostrukom zvezdom 1000Mbps ili dvostrukim prstenom od 1000Mbps Ethernet. Dva osnovna industrijska Ethernet prekidača instaliraju se u kontrolnoj sobi, a svaka radna stanica i server, i svaki LCU se povezuje na mrežni prekidač domaćin na način ozračen zvijezdama. Brzina mrežnog prijenosa kontrolnog sloja postrojenja je 100Mbps /1000Mbps adaptivna. Komunikacijski protokol usvaja TCP/IP protokol, a cijela mreža se može automatski prebaciti na rezervnu vezu kada veza ne uspije.  Lokalne kontrolne jedinice su opremljene prekidačima industrijske klase, a svaki čvor lokalne kontrolne jedinice ima dva seta industrijskih Ethernet prekidača. Softver za upravljanje mrežom ostvaruje koordinaciju između čvorova sistema. Lokalne kontrolne jedinice konfiguriraju se prema kontrolisanim objektima, kao što su jedinica LCU, LCU komunalne opreme, LCU elektrane, centrala LCU, LCU područja brane i druge lokalne kontrolne jedinice.

Industrijska eternet prstenasta mreža visoke pouzdanosti

Industrijski prekidač HoweVision podržava Ethernet prstenastu mrežnu zaštitu u prstenastoj topologiji sa vremenom prebacivanja zaštitnika manjim od 20 ms i može realizovati jedan prsten, prsten koji se seku, prsten sa faznim presekom, spojni prsten i druge metode umrežavanja.

Prilikom izgradnje prstenaste mreže, industrijski Ethernet prekidači se fizički formiraju u prstenove i logički se povezuju kako bi se izbjeglo stvaranje prstenastih oluja.

HoweVision Industrial Ethernet Switch otkriva da li je prsten zatvoren prikupljanjem topologije i zatim vrši izbor primarnog čvora. Nakon što se odredi primarni čvor, on blokira prstenasti port kako bi spriječio da mreža postane prsten. Kada dođe do kvara veze, primarni čvor dobiva informacije o kvaru na dva načina: 

1) primarni čvor šalje Hello poruke u intervalima na nivou ms kako bi dobio informacije o statusu čvora; 

2) svi čvorovi povezani sa neuspjehom veze šalju poruke promjene primarnom čvoru kako bi prijavili informacije o statusu čvora. Nakon što dobije informacije o grešci, primarni čvor prebacuje blokirani port u stanje prosljeđivanja kako bi se postiglo brzo samoizlječenje mreže.

Jedini industrijski Ethernet prekidač koji podržava G.8032 Ethernet Ring Protection Switching protokol, SG15 radna grupa ITU-T je definisala G.8032 da definiše mehanizam automatskog zaštitnog prebacivanja Etherneta u topologiji prstena. Rješava probleme zaštite s više prstena, proizvoljne topologije, zaštite više domena i interoperabilnosti više protokola.

Uspješni slučajevi inteligentnog prijenosa energije

• Projekat monitoringa elektrane Guizhou Dongfeng
• Three Gorges Hub Security Monitoring System
• Panamski kanal
• Hidroelektrana Sichuan Ertan
• Projekat hidroelektrane Kambodža
• Smart Grid istraživanje i industrija (Nanjing) Baza State Grid Corporation
• Industrijski Ethernet prekidači se široko koriste u komunikaciji automatizacije distribucijske mreže Southern Power Grid.