Особенности информационного обмена РЗА и АСУ ТП на базе стандарта МЭК 61850 Кириенко О.В., Чернов Д.В.

Переход на МЭК 61850
МПРЗА
МЭК 61850 применяется в интеллектуальных электронных устройствах всех ведущих производителей.
Сохраняется проблема в представлении информации в рамках стандарта, что приводит к нарушению совместимости между устройствами и усложнению интеграции устройств в АСУ ТП.
Эффективное использование стандарта возможно только при обеспечении совместимости между различными реализациями.

Единый способ представления информации по стандарту МЭК 61850
Модель данных в устройствах:
Выбор логических узлов (часть 7.4);
Разработка взаимосвязей между логическими узлами;
Выбор логических устройств;
Наполнение логических узлов;
Описание информации в рамках логических узлов.
Взаимодействие с АСУ ТП:
Выбор необходимого количество управляющих блоков для Buffered Report, Unbuffered Report.
Определение состава и количества Dataset.

Выбор логических узлов измерения
Разбить информацию по физическому смыслу измеряемых величин: параметры нормального режима (MMXU), симметричные составляющие (MSQI), гармоники (MHAI) и т.д.
Выделить экземпляры логических узлов по принципам математической обработки: например, ocvMMXU1 – измерения, усредненные за один период (One Cycle Values).
Выделить экземпляры логических узлов по входам токов и напряжений: если устройство имеет N токовых входов, то разбить MMXU на MMXU1, MMXU2… MMXUN.

Выбор логических узлов защит
Разбить информацию по принципу работы защиты: МТЗ (PTOC), дифференциальные защиты (PDIF) и т.д.
Разбить информацию по ступеням: например, МТЗ1 PTOC1, МТЗ2 PTOC2 и т.д.
Предусмотреть логический узел для реле срабатывания защиты PTRC.

Выбор логических узлов управления
Использовать логические узлы из группы C: функция управления (CSWI), функция блокировки (CILO) и т.д.
Использовать логические узлы для представления коммутационных аппаратов: выключателей (XCBR) и разъединителей (XSWI);
Выделить экземпляры логических узлов для каждого коммутационного аппарата.

Выбор логических узлов для сигналов ввода/вывода
Использовать логические узлы GGIO для представления сигналов ввода/вывода;
Выделить экземпляры логического узла на каждый модуль ввода/вывода: например, при наличии трех модулей дискретных сигналов сформировать три логических узла biGGIO1, biGGIO2, biGGIO3;
Не использовать логические сигналы ввода/вывода, там где можно задействовать более точные по физическому смыслу логические узлы из ч. 7.4 МЭК 61850.

Выбор логических узлов осциллографирования
Для функции осциллографирования задействовать логические узлы из группы R: РАС (RDRE), РАС аналоговых каналов (RADR), РАС дискретных каналов (RBDR);
Обязательно наличие узла RDRE для передачи информации о записи осциллограммы.

Взаимосвязи между логическими узлами
biGGIO1
boGGIO2
Q0CSWI1
Q0XCBR2
Q1XSWI1
Q1CSWI2
Q1CILO1
PTOC1
PTOC2
PTOC3
PTRC1
MMXU1
MSQI1
1
2
3
4
5
1 – управление, 2 – КА, 3 – модули ввода/вывода, 4-РЗА,
5 – измерения, 6 - РАС
RDRE1
RADR 1..N
6
RBDR 1..N

Выбор логических устройств
Выбор логических устройств носит произвольный характер, однако следует руководствоваться следующими соображениям:
Логические устройства группируют наиболее взаимосвязанные узлы по схеме взаимодействия и необходимые для них сервисы, например GOOSE;
Логические устройства могут использоваться для организации шлюзов: например, если устройство выступает в качестве шлюза, то логическое устройство будет отражать физическое устройство за шлюзом (узел LPHD несет информацию об устройстве за шлюзом);
Логические устройства могут представлять один модуль в рамках физического устройств и включать все узлы, выполненные в этом модуле (узел LLN0 используется для мониторинга исправности данного модуля);
Логические устройства объединяют узлы РЗА, для которых используются единая группа уставок.

Определение состава логических узлов
Логические узлы должны включать в себя всю информацию, отмеченную в стандарте как обязательную (M);
Логические узлы могут не включать информацию, отмеченную как опциональная (O);
Дополнять логические узлы следует, только при отсутствие в стандарте необходимых данных;
Именовать новые данные в рамках логических узлов следует согласно части 7.4 разделу 6 “Data name semantics”: например, каналы в модуле ввода/вывода Ind1, Ind2, …, IndN;
Новые данные должны опираться на Common Data Classes: например, SPC – single point controllable, DPC, MV – measured value и т.д.

Описание информации в рамках логических узлов
Все обобщенные типы данных, используемые в стандарте включают в себя опциальные поля d и dU, которые используются для описания данных. Например, GGIO1.Ind1.dU=”Модуль 1, вход 1”;
Целесообразно заполнять эти поля для предоставления информации средствам автоматизации подключения устройств в системы АСУ ТП;
Для описаний на русском языке должны использоваться поля dU, т.е. UNICODE с кодировкой UTF8.

Выбор необходимого количество управляющих блоков для
Buffered и Unbuffered Reports
При выборе RCB (Report Control Bolck) необходимо учитывать:
подписаться на один блок может только один клиент MMS;
количество Buffered Report должно соответствовать количеству наборов данных (DataSet) требующих надежной передачи, например, положение КА, срабатывания защит, замыкания выходных реле и т.д.
Unbuffered Report должны позволять передавать данные из DataSet не требующие буферизации, например аналоговые значения;
По возможности RCB должны поддерживать Integrity Period для периодической передачи всего среза информации (что снижает риск потери информации).

Выбор необходимого количества
DataSet
При выборе наборов данных (DataSet) необходимо учитывать:
Т.к. DataSet используются для передачи GOOSE сообщений, то количество необходимых DataSet можно точно определить на стадии проектирования;
Для устройств, не поддерживающих GOOSE, количество DataSet нужно выбрать исходя из имеющегося набора данных, которые необходимо передавать в динамике на верхний уровень АСУ ТП;
По возможности устройства должны позволять формировать DataSet либо с использованием ПО производителя, либо непосредственно по протоколу MMS.

Заключение
Представленные выше требования к реализации стандарта МЭК 61850 в рамках ИЭУ позволяют: Автоматизировать процесс подключения ИЭУ в системы АСУ ТП.
Сделать прозрачным принципы функционирования ИЭУ (взаимосвязи между компонентами).
Снизить затраты на наладку ИЭУ.
Повысить надежность передачи информации.