Řešení přenosu inteligentního energetického systému

Úvod.

Energetická komunikační síť zajišťuje bezpečný a stabilní provoz energetické soustavy. Reléová ochrana, systém řízení bezpečnosti a stability a systém dispečerské automatizace jsou třemi pilíři bezpečnosti a stability energetické soustavy. Je nezbytné zajistit bezpečný, stabilní a ekonomický provoz energetické sítě a je kritickou infrastrukturou v energetické soustavě. Od té doby... Síť pro energetickou komunikaci má přísné požadavky na spolehlivost, rychlost a přesnost přenosu informací a energetický sektor má výhodu jedinečných zdrojů pro rozvoj komunikace, většina zemí zřídila specializované komunikační sítě pro energetické společnosti.

Analýza bolestivých bodů komunikace inteligentní energie.

1. Rušení napájecího systému je vážné a vyžaduje, aby přední komunikační zařízení mělo solidní schopnost proti rušení. U většiny výrobců komunikačních produktů je stabilita signálu špatná.
2. Kolísání vstupního napětí, požadavek na širokonapěťový vstup komunikačních zařízení s vysokými požadavky na odolnost komunikačních zařízení proti přepětí.
3. zpoždění komunikace v energetickém systému bylo přísným požadavkem; přenosový systém s velkým zpožděním pro efektivní řízení energetického systému přináší velké nepohodlí;
4. Napájecí systém pokrývá širokou oblast, potíže s údržbou, vysoké náklady na odstraňování závad zařízení a vyšší požadavky na stabilitu komunikačních zařízení.

Komunikační řešení průmyslového monitorovacího systému elektrárny

Požadavky na systém monitorování průmyslové televize

Typický monitorovací systém se skládá hlavně ze dvou hlavních částí: předního zařízení a zadního zařízení. Back-end zařízení lze rozdělit na centrální řídicí zařízení a pomocné řídicí zařízení. Přední a zadní zařízení mají různé způsoby složení a spojení mezi nimi může být realizováno kabelem, optickými vlákny nebo mikrovlnami. 

Vysoce spolehlivé řešení kruhové sítě z optických vláken

Ve srovnání s kabelovou a mikrovlnnou komunikací je výhodou optické komunikace vysoká rychlost a propojení všech zařízení využívá optické rozhraní 1000M. To zajišťuje vysokou spolehlivost a protokoly optické komunikace nejsou ovlivněny mezilehlými signály, elektromagnetickým rušením a dalšími vnějšími faktory. Pro zajištění vysoké spolehlivosti... průmyslový ethernetový přepínač Společnost HoweVision Technology podporuje technologii ochrany kruhové sítě založenou na standardu ITU-T G.8032. Dokáže rychle realizovat samoopravu kruhové sítě do 20 ms, pokud síť selže a nezajistí spolehlivý provoz elektrárny. Přenosová vzdálenost je dlouhá, až 80 km z bodu do bodu bez relé, a doba provozuschopnosti sítě je kritickým faktorem pro nepřerušovanou redundantní síť. Na rozdíl od průmyslových ethernetových zařízení s protokolem privátního kruhu, protokol G.8032 podporovaný průmyslovými ethernetovými přepínači společnosti HoweVision Technology činí síť a zařízení všestrannějšími a replikovatelnějšími. Je vhodnější pro aplikace v náročných prostředích, jako jsou větrné farmy, větrné turbíny a fotovoltaické elektrárny.

Nepřerušovaná redundantní síť

Průmyslový standardní design, robustní a spolehlivý

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

Široká škála produktů

Mezi produkty průmyslového Ethernetu společnosti HoweVision Technology patří skříň na karty, montáž do racku, vrstva 2/3, multielektrický port, plně gigabitový, 10gigabitový uplink a další typy zařízení. Více produktů je přizpůsobeno charakteristikám poptávky v energetickém průmyslu, aby vyhovovaly různým potřebám zákazníků v energetice.

Power Station ECMS řešení

S aplikací mikropočítačových integrovaných ochranných zařízení v systémech elektráren a různých dalších inteligentních zařízeních se energetické systémy elektráren staly informativnějšími. Pro obsluhu a údržbu může personál získat včasnější, komplexnější a přesnější informace o výkonu elektrárny; a pro monitorování a řízení všech energetických zařízení elektrárny se nyní stále více používá systém monitorování a řízení elektrárny (ECMS).

Systém ECMS je rozdělen do tří síťových vrstev: řízení stanice, správa komunikace a interval. Vrstva řízení stanice zahrnuje operátorské stanice, inženýrské stanice atd. a volitelné komunikační jednotky pro komunikaci s jinými systémy; vrstva správy komunikace je an Ethernetový přepínač. Intervalová vrstva obsahuje všechna ochranná, měřicí, řídicí zařízení a další inteligentní zařízení. Integrovaná ochranná zařízení vysokonapěťového zdroje se připojují k řídicí vrstvě stanice přes duální 1000M Ethernet. Ostatní zařízení přecházejí na 100M Ethernet prostřednictvím vrstvy správy komunikace.

Monitoruje a řídí zařízení energetického systému a přenáší informace do jiných monitorovacích systémů sítě a systémů DCS; dokončuje sběr a zpracování dat, monitorování a alarmy, řízení a provoz, přepínání řízení, rozhraní člověk-stroj a funkce správy.

Standardizovaná síť pro komunikaci více systémů elektrárny

Síť průmyslových zařízení vyhovující IEC61850-3 (rozvodna), IEEE1613 (elektrická rozvodna), normám KEMA a certifikacím může podporovat stabilní provoz v prostředí elektromagnetického pevného rušení elektráren. Systémová síť je nezbytnou součástí systému SIS, mostu mezi rozvodnami a subsystémy celého systému. Systémová síť založená na průmyslovém vybavení HoweVision Technology dokáže zajistit stabilní a efektivní provoz elektrárny SIS a dalších systémů. Zařízení na úrovni pole může efektivně přistupovat k zařízením z optických vláken na základě sériového rozhraní.

Synchronizace hodin IEEE 1588

Nulová ztráta paketů

Průmyslový přepínač HoweVision Technology využívá průmyslový designový koncept a průmyslový čip, aby zajistil přenosový výkon přepínače a zvýšil stabilitu jeho provozu. Zároveň má silnou adaptabilitu na prostředí, s pracovní teplotou (-40℃-85℃), skladovací teplotou (-45℃-85℃), relativní vlhkostí (5-95 % bez kondenzace) a průmyslovým Požadavky na elektromagnetickou kompatibilitu úrovně 4 podle specifikace IEC61850. V drsném prostředí mohou průmyslové přepínače HoweVision stále fungovat stabilně. S výše uvedenými pokročilými funkcemi (VLAN, QoS, GMRP, potlačení vysílání bouří) je síťový přenos stabilnější a spolehlivější na základě výše uvedených softwarových a hardwarových funkcí. Na základě výše zmíněného softwaru a hardwarových komponent mohou přepínače HoweVision dosahovat nulové ztráty paketů při síťovém přenosu, čímž plně zaručují přenos v reálném čase a vysokou spolehlivost síťového přenosu.

Řízení šířky pásma

Průmyslový ethernetový přepínač HoweVision podporuje funkci řízení šířky pásma portu. Může řídit tok každého portu v příchozím i odchozím směru. Realizované metody jsou 1000M, 800M, 600M, 400M, 200M, 100M, 50M, 20M, 10M, 5M atd. a další zaváděcí sazby. Podle šířky pásma obsazené každou službou automatizačního systému městské rozvodny v jejím špičkovém stavu bylo přidělení šířky pásma provedeno pro každý servisní port (stejná nastavení v obou směrech).

• Údaje v reálném čase: 20 milionů
• Pořízení měření a regulace: 20M
• Rozšířené služby: 20M

Pro zajištění hladkého přenosu servisních dat. Šířka pásma každého portu služby je omezena, aby se zabránilo vstupu neplatných dat do páteřní části sítě. Kromě toho je pro každou službu při řízení provozu vyhrazeno určité množství redundance šířky pásma. Zabraňte vyřazení běžných služeb, když jejich data okamžitě překročí maximální šířku pásma.

Potlačení bouře

Bouře vysílání označuje nadměrné pakety všesměrového vysílání, které spotřebovávají velkou šířku pásma sítě, což vede k tomu, že běžné datové pakety nejsou přenášeny správně. Všesměrový paket obvykle způsobí více odpovědí a každá odpověď způsobí různé reakce. Stejně jako sněhová koule je spotřebována veškerá šířka pásma sítě. Tento jev je způsoben síťovými smyčkami, vadnými NIC, viry atd.

Přepínače průmyslové řady HoweVision mohou navrhovat broadcast pakety podle počtu broadcast paketů v síti. Vysílání potlačení bouře šest možností:

1. Zakázat, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32.
2. Když pakety všesměrového vysílání zabírají 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 a 1/32 šířky pásma, pakety všesměrového vysílání přesahující nastavenou šířku pásma jsou zahozeny.
3. Stav zakázáno není potlačeno, protože stav Disable nepotlačuje zprávy vysílání.

Standardní design průmyslové třídy, robustní a spolehlivý

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

Bohaté typy produktů

Mezi produkty průmyslového Ethernetu společnosti HoweVision Technology patří skříň na karty, držák do racku, vrstva 2/3, multielektrický port, plně gigabitový, 10gigabitový uplink a mnoho dalších typů zařízení. Více produktů je přizpůsobeno charakteristikám poptávky v energetickém průmyslu, aby vyhovovaly různým potřebám zákazníků v energetice.

Produkty související s řešením

Průmyslový 14portový gigabitový L2+ řízený ethernetový přepínač

• Model: IS50824GFM
• L2+ řízený průmyslový gigabitový ethernetový přepínač,
• Podpora 802.1Q VLAN, zrcadlení, izolace portů, IGMP, DHCP, LLDP, DDM.
• Podpora spanning tree STP (802.1D) a RSTP (802.1W). MSTP(802.1S).
• Podpora správy prostřednictvím WEB, CLI, TELNET, SSH a SNMP (V1, V2, V3).
• 5 let záruka.
• OEM/ODM je k dispozici
• Malé MOQ je vítáno

Průmyslový Gigabit Ethernet Switch PoE, 4 porty PoE+, 1 SFP Uplink

• Model: IPS4G1GF
• Unmanaged Industrial Gigabit Ethernet Switch PoE
• Redundantní napájení 9-56V DC s ochranou proti přepólování
• -40 až 75 stupňů C provozní teplota
• Hliníkové pouzdro IP40 bez ventilátoru
• 5 let záruka.
• OEM/ODM je k dispozici
• Malé MOQ je vítáno

Komunikační řešení monitorovacího systému vodních elektráren

 Schéma dvouhvězdičkových sítí

Schéma sítě se dvěma smyčkami

Prezentace projektu

Monitorovací systém vodních elektráren využívající hierarchické rozdělení, otevřená síťová struktura systému. S typickou třívrstvou strukturou: centrální řídicí vrstva, komunikační vrstva a lokální vrstva.

• Hlavní řídicí vrstva, známá také jako horní řídicí vrstva nebo řídicí vrstva stanice, obecně používá komunikační strukturu Ethernet. Operátorská stanice, inženýrská stanice, historický datový server, vnitropodnikový komunikační server, tiskárna, satelitní hodiny atd. mohou být nastaveny podle potřeby pro vytvoření monitorovacího a řídicího centra elektrického systému. 
• Místní řídicí jednotka (LCU) má všechny ochranné, měřicí a řídicí funkce.  Lokální řídicí jednotka se skládá z regulátoru, měřicí a řídicí jednotky, ochranné jednotky a dalších zařízení, jako jsou automatická kvazisimultánní zařízení. Disponuje funkcemi sběru a zpracování dat, monitorování bezpečnosti, řízení a regulace, současné připojení k síti, měření, sekvenční řízení, datová komunikace, autodiagnostika atd. Lokální vrstva se napojuje na centrální řídicí vrstvu prostřednictvím komunikační vrstvy Ethernet.
• Komunikační vrstva se také nazývá vrstva komunikační sítě. Komunikační síťová vrstva je základním pilířem počítačového monitorovacího systému vodní elektrárny, který obecně přijímá strukturu dvouhvězdového typu 1000Mbps Ethernet nebo dvojitého prstence typu 1000Mbps Ethernet. V řídicí místnosti se instalují dva hlavní průmyslové ethernetové přepínače a každá pracovní stanice a server a každá jednotka LCU se k nim připojují síťový přepínač hostit hvězdně vyzařovaným způsobem. Síťová přenosová rychlost řídicí vrstvy závodu je 100 Mbps / 1000 Mbps adaptivní. Komunikační protokol využívá protokol TCP/IP a celá síť se může automaticky přepnout na záložní linku, když linka selže.  Lokální řídicí jednotky jsou vybaveny průmyslovými přepínači a každý uzel místní řídící jednotky poskytuje dvě sady průmyslových ethernetových přepínačů. Software pro řízení sítě realizuje koordinaci mezi uzly systému. Lokální řídicí jednotky se konfigurují podle řízených objektů, jako je jednotka LCU, LCU inženýrské sítě, LCU energetického zařízení závodu, LCU spínací stanice, LCU oblasti přehrady a další místní řídicí jednotky.

Vysoce spolehlivá průmyslová kruhová síť Ethernet

Průmyslový přepínač HoweVision podporuje ochranu ethernetové kruhové sítě v kruhové topologii s dobou přepnutí ochrany kratší než 20 ms a může realizovat jednoduchý kruh, protínající se kruh, fázový kruh, spojovací kruh a další síťové metody.

Při budování kruhové sítě jsou průmyslové ethernetové přepínače fyzicky formovány do kruhů a logicky zřetězeny, aby se zabránilo generování kruhových bouří.

HoweVision Industrial Ethernet Switch zjistí, zda je kruh uzavřen sběrem topologie, a poté provede volbu primárního uzlu. Po určení primárního uzlu zablokuje kruhový port, aby se síť nezměnila na kruh. Když dojde k selhání spojení, primární uzel získá informace o selhání dvěma způsoby: 

1) primární uzel odesílá zprávy Hello v intervalech na úrovni ms, aby získal informace o stavu uzlu; 

2) všechny uzly související se selháním spojení pošlou zprávy Change do primárního uzlu, aby hlásily informace o stavu uzlu. Po získání informací o poruše primární uzel přepne zablokovaný port do stavu předávání, aby se dosáhlo rychlého samoopravy sítě.

Jediný průmyslový ethernetový přepínač podporující protokol G.8032 Ethernet Ring Protection Switching, pracovní skupina SG15 ITU-T definovala G.8032 pro definování mechanismu automatického přepínání ochrany Ethernetu v kruhové topologii. Řeší problémy vícekruhové ochrany, libovolné topologie, vícedoménové ochrany a víceprotokolové interoperability.

Úspěšné případy inteligentního přenosu energie

• Projekt monitorování elektrárny Guizhou Dongfeng
• Bezpečnostní monitorovací systém Three Gorges Hub
• panamský průplav
• Vodní elektrárna Sichuan Ertan
• Projekt vodní elektrárny Kambodža
• Výzkum a průmysl inteligentních sítí (Nanjing) společnosti State Grid Corporation
• Přepínače průmyslového Ethernetu jsou široce používány v automatizační komunikaci distribuční sítě Southern Power Grid.