Оборудование Moxa в составе испытательного полигона УрФУ

Программно-технический комплекс управления электрическими подстанциями на базе протокола МЭК 61850

Разработчик: Уральский Федеральный университет имени первого президента России Б.Н. Ельцина

Кафедрой «Автоматизированные электрические системы» Уральского федерального университета завершен проект, поддержанный Министерством науки и высшего образования, «Разработка масштабируемого программно-технического комплекса для управления электрическими подстанциями на базе протокола МЭК 61850».

В рамках проекта на базе программно-аппаратного комплекса реального времени создан экспериментальный стенд для испытаний цифровых систем управления, построенных на принципах, изложенных в стандарте МЭК 61850. Применение моделирования в реальном времени в замкнутом контуре позволяет испытывать такие системы управления в условиях, максимально приближенных к реальным, тем самым повышая их надежность. Также создан экспериментальный образец программно-технического комплекса цифровой подстанции (ПТК ЦПС), представляющий собой ту самую систему управления электрической подстанцией, основанную на спецификациях стандарта МЭК 61850. Этот стандарт предполагает передачу всей информации, имеющейся на подстанции (между устройствами управления и/или на верхний уровень) в цифровом виде по технологии Ethernet. При этом, для организации сети связи, удовлетворяющей высоким требованиям задач управления подстанциями, необходимо высокоскоростное и надежное оборудование. На рисунке представлена укрупненная схема созданного экспериментального стенда и ПТК ЦПС.

В качестве коммутатора шины процессов используется управляемый Ethernet-коммутатор Moxa PT-G7728 с пропускной способностью каждого канала 1 Гбит/с и с возможностью передачи меток точного времени по технологии PTP. В качестве коммутаторов шины станции применяются коммутаторы Moxa PT-7528.

Оборудование Moxa:

PT-G7728 - Модульный управляемый коммутатор 2 уровня: до 28 портов Gigabit Ethernet c 4 предустановленными портами, 6 слотами для установки модулей расширения. Кроме стандартных функций управляемых коммутаторов PT-G7728 поддерживает дополнительный функционал для применения на подстанциях: IEEE 1588v2 PTP, опрос и управление по протоколу MMS, приоритезация трафика МЭК 61850 (QoS) и мониторинг Goose сообщений.

PT-7528-24TX-HV-HV- Управляемый Ethernet-коммутатор в стойку 19": 24 медных порта Fast Ethernet, слот для модуля расширения Gigabit Ethernet. Поддержка функций резервирование связи RSTP, Turbo Ring, Turbo Chain, технологии VLAN, функции безопасности, опрос и управление по протоколу MMS, приоритезация трафика МЭК 61850 (QoS).

Оба коммутатора соответствуют стандартам МЭК 61850-3 и IEEE 1613 для применения на подстанциях, имеют рабочий диапазон -40 ~ 85°C, резервирование блоков питания и гарантию 5 лет.

Данный испытательный полигон выполняет роль универсальной отладочной базы для АСУТП ПС 110-500 кВ. Отработанные решения позволяют предоставить заказчику систему с высокой степенью готовности и минимальными рисками, которая уже, фактически, прошла опытную эксплуатацию. Так, например, на базе данного полигона был разработан "цифровой двойник" ПС 220 кВ "Калининская" МЭС Урала, которая уже успешно введена в эксплуатацию.