Решение для передачи умной энергосистемы

Введение.

Сеть электросвязи обеспечивает безопасную и стабильную работу энергосистемы. Релейная защита, система управления безопасностью и устойчивостью, а также система диспетчерской автоматизации являются тремя столпами безопасности и стабильности энергосистемы. Она необходима для обеспечения безопасной, стабильной и экономичной работы энергосистемы и является критической инфраструктурой в энергосистеме. Поскольку Сеть электросвязи предъявляет строгие требования к надежности, быстрота и точность передачи информации, а также преимущество энергетического сектора в виде уникальных ресурсов для развития связи; большинство стран создали специализированные сети связи для энергетических компаний.

Анализ болевых точек интеллектуальной энергетической связи.

1. Помехи в энергосистеме являются серьезными, поэтому переднее оборудование связи должно иметь надежную защиту от помех. У большинства производителей коммуникационной продукции стабильность сигнала оставляет желать лучшего.
2. Колебания входного напряжения, требования к широкому входному напряжению оборудования связи, высокие требования к устойчивости к перенапряжению оборудования связи.
3. задержка связи в энергосистеме была строгим требованием; система передачи с большой задержкой для эффективного управления энергосистемой доставляет большие неудобства;
4. Энергосистема охватывает большую территорию, неудобства в обслуживании, высокую стоимость устранения неисправностей оборудования и более высокие требования к стабильности оборудования связи.

Коммуникационные решения для системы промышленного мониторинга электростанций

Требования к системе промышленного телевизионного мониторинга

Типичная система мониторинга в основном состоит из двух основных частей: внешнего оборудования и внутреннего оборудования. Вспомогательное оборудование можно разделить на оборудование центрального управления и оборудование вспомогательного управления. Фронтальные и серверные устройства имеют различные способы компоновки, а соединение между ними может осуществляться по кабелю, оптоволоконному кабелю или микроволновому излучению. 

Высоконадежное решение для оптоволоконной кольцевой сети

По сравнению с кабельной и радиорелейной связью, преимущество оптоволоконной связи заключается в высокой скорости передачи данных. Всё оборудование соединяется через волоконно-оптический интерфейс со скоростью 1000 Мбит/с. Высокая надёжность и отсутствие влияния промежуточных сигналов, электромагнитных помех и других внешних факторов на протоколы оптоволоконной связи. Для обеспечения высокой надёжности промышленный коммутатор Ethernet Компания HoweVision Technology поддерживает технологию защиты кольцевой сети, основанную на стандарте ITU-T G.8032. Она обеспечивает быстрое самовосстановление кольцевой сети в течение 20 мс в случае сбоя в работе сети, что не обеспечивает надёжной работы электростанции. Дальность передачи данных велика, до 80 км от точки к точке без использования ретранслятора, а время безотказной работы сети является критически важным фактором для бесперебойной работы резервированной сети. В отличие от промышленных Ethernet-устройств с протоколом частного кольца, протокол G.8032, поддерживаемый промышленными Ethernet-коммутаторами HoweVision Technology, делает сеть и устройства более универсальными и воспроизводимыми. Он лучше подходит для применения в суровых условиях, таких как ветровые электростанции, ветровые турбины и фотоэлектрические станции.

Непрерывная резервная сеть

Промышленный стандартный дизайн, прочный и надежный

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

Широкий выбор продуктов

Продукция HoweVision Technology для промышленного Ethernet включает в себя шкафы для карт, стойку, уровни 2/3, мультиэлектрические порты, полноценные гигабитные, 10-гигабитные восходящие каналы и другие типы оборудования. Больше продуктов адаптировано к характеристикам спроса энергетической отрасли, чтобы удовлетворить различные потребности клиентов энергетической отрасли.

Решение ECMS для электростанций

С применением микрокомпьютерных комплексных защитных устройств в системах электростанций и различных других интеллектуальных устройств энергосистемы электростанций стали более информативными. Эксплуатирующий и обслуживающий персонал может получать более своевременную, полную и точную информацию о мощности станции; а для мониторинга и управления всем энергетическим оборудованием станции в настоящее время все чаще используется система мониторинга и управления электростанцией (ECMS).

Система ECMS разделена на три сетевых уровня: управление станцией, управление связью и интервал. Уровень управления станцией включает в себя операторские станции, инженерные станции и т. д., а также дополнительные устройства связи для связи с другими системами; уровень управления связью представляет собой Коммутатор Ethernet. Интервальный уровень содержит все устройства защиты, измерения, управления и другие интеллектуальные устройства. Встроенные защитные устройства высоковольтного источника питания подключаются к уровню управления станцией через двойной Ethernet 1000M. Другие устройства преобразуются в 100M Ethernet через уровень управления связью.

Он контролирует и управляет оборудованием энергосистемы, а также передает информацию в другие системы мониторинга сети и системы РСУ; он выполняет сбор и обработку данных, мониторинг и сигнализацию, управление и эксплуатацию, коммутацию управления, человеко-машинный интерфейс и функции управления.

Стандартизированная сеть для связи нескольких систем электростанций

Сеть промышленного оборудования, соответствующая стандартам IEC61850-3 (подстанция), IEEE1613 (силовая подстанция), стандартам KEMA и сертификатам, может поддерживать стабильную работу в среде электромагнитных твердых помех электростанций. Системная сеть является важной частью системы SIS, мостом между подстанциями и подсистемами всей системы. Системная сеть, основанная на промышленном оборудовании HoweVision Technology, может обеспечить стабильную и эффективную работу ПАЗ электростанции и других систем. Оборудование полевого уровня может эффективно получать доступ к оптоволоконным устройствам на основе последовательного интерфейса.

Синхронизация часов IEEE 1588

Нулевая потеря пакетов

Промышленный коммутатор HoweVision Technology использует концепцию промышленного дизайна и чип промышленного уровня, чтобы обеспечить производительность передачи данных коммутатора и повысить стабильность его работы. В то же время он обладает высокой адаптируемостью к окружающей среде с рабочей температурой (-40 ℃-85 ℃), температурой хранения (-45 ℃-85 ℃), относительной влажностью (5-95% без конденсации) и промышленными условиями. Требования электромагнитной совместимости уровня 4 по спецификации IEC61850. В суровых условиях промышленные переключатели HoweVision могут работать стабильно. Благодаря вышеупомянутым расширенным функциям (VLAN, QoS, GMRP, подавление широковещательного шторма) передача по сети становится более стабильной и надежной благодаря вышеупомянутым программным и аппаратным функциям. Благодаря упомянутому выше программному обеспечению и аппаратным компонентам коммутаторы HoweVision могут обеспечить нулевую потерю пакетов при передаче по сети, тем самым полностью гарантируя высокую надежность сетевой передачи в режиме реального времени.

Управление пропускной способностью

Промышленный Ethernet-коммутатор HoweVision поддерживает функцию управления пропускной способностью порта. Он может контролировать поток каждого порта как во входящем, так и в исходящем направлении. Реализованные методы: 1000М, 800М, 600М, 400М, 200М, 100М, 50М, 20М, 10М, 5М и т.д., а также другие вводные ставки. В соответствии с полосой пропускания, занимаемой каждой службой системы автоматизации городской подстанции в ее пиковом состоянии, распределение полосы пропускания производится для каждого сервисного порта (настройки одинаковые в обоих направлениях).

• Данные в реальном времени: 20M
• Сбор данных для измерения и контроля: 20M
• Расширенные услуги: 20 млн.

Обеспечить плавную передачу служебных данных. Пропускная способность каждого сервисного порта ограничена, чтобы предотвратить попадание недействительных данных в магистраль сети. Кроме того, определенная степень избыточности полосы пропускания резервируется для каждой службы при управлении трафиком. Предотвратите отключение обычных услуг, когда их данные мгновенно превышают пиковую пропускную способность.

Подавление бурь

Широковещательный шторм означает чрезмерное количество широковещательных пакетов, которые потребляют большую пропускную способность сети, что приводит к неправильной передаче обычных пакетов данных. Обычно широковещательный пакет вызывает несколько ответов, и каждый ответ вызывает различные реакции. Как снежный ком, расходуется вся пропускная способность сети. Это явление вызвано сетевыми петлями, неисправными сетевыми адаптерами, вирусами и т. д.

Коммутаторы промышленной серии HoweVision могут предлагать широковещательные пакеты в зависимости от количества широковещательных пакетов в сети. Шесть вариантов широковещательного подавления шторма:

1. Отключить, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32.
2. Когда широковещательные пакеты занимают 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 и 1/32 полосы пропускания, широковещательные пакеты, превышающие установленную полосу пропускания, отбрасываются.
3. Состояние «Отключено» не подавляется, поскольку состояние «Отключено» не подавляет широковещательные сообщения.

Стандартная конструкция промышленного класса, прочная и надежная

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

Богатые типы продуктов

Продукция HoweVision Technology для промышленного Ethernet включает в себя шкафы для карт, стойку, уровни 2/3, мультиэлектрические порты, полноценные гигабитные, 10-гигабитные восходящие каналы и многие другие типы оборудования. Больше продуктов адаптировано к характеристикам спроса энергетической отрасли, чтобы удовлетворить различные потребности клиентов энергетической отрасли.

Продукты, связанные с решениями

Промышленный 14-портовый управляемый коммутатор Gigabit L2+ Ethernet

• Модель: IS50824GFM
• Управляемый промышленный коммутатор Gigabit Ethernet L2+,
• Поддержка 802.1Q VLAN, зеркалирование, изоляция портов, IGMP, DHCP, LLDP, DDM.
• Поддержка связующего дерева STP(802.1D) и RSTP(802.1W). MSTP(802.1S).
• Поддержка управления через WEB, CLI, TELNET, SSH и SNMP (V1, V2, V3).
• 5 года гарантии.
• OEM / ODM доступны
• Небольшой минимальный заказ приветствуется

Промышленный коммутатор Gigabit Ethernet PoE, 4 порта PoE+, 1 восходящий канал SFP

• Модель: IPS4G1GF
• Неуправляемый промышленный коммутатор Gigabit Ethernet PoE
• Резервное питание 9–56 В постоянного тока с защитой от обратной полярности
• Рабочая температура от -40 до 75 градусов C
• Алюминиевый корпус IP40 без вентилятора
• 5 года гарантии.
• OEM / ODM доступны
• Небольшой минимальный заказ приветствуется

Коммуникационные решения системы мониторинга гидроэлектростанций

 Схема сети «Двойная звезда»

Схема двухконтурной сети

Презентация проекта

Система мониторинга гидроэлектростанций с использованием иерархического распределения и открытой сетевой структуры. Имеет типичную трехуровневую структуру: центральный уровень управления, уровень связи и локальный уровень.

• Основной уровень управления, также известный как верхний уровень управления или уровень управления станцией, обычно использует структуру связи Ethernet. Станция оператора, станция инженера, сервер исторических данных, сервер внутризаводской связи, принтер, спутниковые часы и т. д. могут быть настроены по мере необходимости для формирования центра мониторинга и управления электрической системой. 
• Местный блок управления (ЛУУ) выполняет все функции защиты, измерения и управления.  Локальный блок управления состоит из контроллера, блока измерения и управления, блока защиты и других устройств, таких как автоматические квазисинхронные устройства. Он имеет функции сбора и обработки данных, мониторинга безопасности, управления и регулирования, одновременного подключения к сети, измерения, управления последовательностью, передачи данных, самодиагностики и т. д. Локальный уровень соединяется с центральным уровнем управления через уровень связи Ethernet.
• Уровень связи также называют уровнем сети связи. Уровень сети связи является важной основой компьютерной системы мониторинга гидроэлектростанции, которая обычно использует структуру Ethernet 1000 Мбит/с типа «двойная звезда» или Ethernet 1000 Мбит/с типа «двойное кольцо». Два основных промышленных Ethernet-коммутатора устанавливаются в диспетчерской, а каждая рабочая станция, сервер и каждый LCU подключаются к Сетевой коммутатор хозяин звездно-излученным способом. Скорость передачи данных на уровне управления установки составляет 100 Мбит/с/1000 Мбит/с, адаптивная. Протокол связи использует протокол TCP/IP, и вся сеть может автоматически переключаться на резервный канал в случае сбоя канала.  Локальные блоки управления оснащены коммутаторами промышленного класса, а каждый узел локального блока управления оснащен двумя комплектами промышленных Ethernet-коммутаторов. Программное обеспечение управления сетью реализует координацию между узлами системы. Локальные блоки управления настраиваются в соответствии с контролируемыми объектами, такими как LCU блока, LCU коммунального оборудования, LCU силового оборудования электростанции, LCU распределительной станции, LCU зоны плотины и других локальных блоков управления.

Высоконадежная кольцевая сеть промышленного Ethernet

Промышленный коммутатор HoweVision поддерживает защиту кольцевой сети Ethernet в кольцевой топологии с временем переключения защитного устройства менее 20 мс и может реализовать однокольцевое, пересекающееся кольцо, кольцо с отсечкой фазы, соединительное кольцо и другие сетевые методы.

При построении кольцевой сети промышленные коммутаторы Ethernet физически объединяются в кольца и логически соединяются во избежание возникновения кольцевых штормов.

Промышленный Ethernet-коммутатор HoweVision определяет, замкнуто ли кольцо, путем сбора топологии, а затем проводит выбор первичного узла. После определения основного узла он блокирует кольцевой порт, чтобы сеть не превратилась в кольцо. При возникновении сбоя канала основной узел получает информацию о сбое двумя способами: 

1) основной узел отправляет сообщения Hello с интервалом в мс для получения информации о состоянии узла; 

2) все узлы, связанные с отказом канала, отправляют сообщения об изменении основному узлу, чтобы сообщить информацию о состоянии узла. После получения информации о неисправности основной узел переключает заблокированный порт в состояние пересылки для достижения быстрого самовосстановления сети.

Единственный промышленный коммутатор Ethernet, поддерживающий протокол защитного переключения Ethernet G.8032. Рабочая группа SG15 ITU-T определила G.8032 для определения механизма автоматического защитного переключения Ethernet в кольцевой топологии. Он решает проблемы многокольцевой защиты, произвольной топологии, многодоменной защиты и совместимости нескольких протоколов.

Успешные примеры интеллектуальной передачи энергии

• Проект мониторинга электростанции Гуйчжоу Дунфэн
• Система мониторинга безопасности «Три ущелья»
• Панамский канал
• Сычуаньская гидроэлектростанция Эртань
• Проект гидроэлектростанции Камбоджи
• Научно-промышленная база интеллектуальных сетей (Нанкин) Государственной сетевой корпорации
• Промышленные коммутаторы Ethernet широко используются в системах автоматизации распределительных сетей Южной энергосистемы.