{"id":21892,"date":"2017-02-06T11:00:48","date_gmt":"2017-02-06T10:00:48","guid":{"rendered":"http:\/\/elektrosystemy.pl\/?p=21892"},"modified":"2017-02-06T11:43:15","modified_gmt":"2017-02-06T10:43:15","slug":"system-axioline-f-io-zgodny-z-iec-61850-dla-sektora-energetycznego","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/?p=21892","title":{"rendered":"System Axioline F I\/O zgodny z IEC 61850 dla sektora energetycznego"},"content":{"rendered":"

\"Elektrosystemy<\/a>Pozyskiwanie zielonej energii oraz globalne wymogi w zakresie ochrony \u015brodowiska i zasob\u00f3w naturalnych to g\u0142\u00f3wne wyzwania stoj\u0105ce przed przemys\u0142em energetycznym. Stworzenie standardu IEC 61850 oznacza powstanie mi\u0119dzynarodowej normy umo\u017cliwiaj\u0105cej jednolite projektowanie sieci i system\u00f3w komunikacyjnych dla energetyki, wspieraj\u0105cych te kierunki. System Axioline F I\/O firmy Phoenix Contact jest w pe\u0142ni zgodny z now\u0105 regulacj\u0105.\u00a0<\/strong><\/p>\n

Czynniki takie, jak rosn\u0105ce koszty energii, niedob\u00f3r wa\u017cnych zasob\u00f3w oraz zwi\u0119kszaj\u0105ca si\u0119 emisja CO2<\/sub> nabieraj\u0105 coraz wi\u0119kszego znaczenia w skali globalnej. Aby zapewni\u0107 ludno\u015bci oraz przedsi\u0119biorstwom dost\u0119p do zr\u00f3wnowa\u017conej i bezpiecznej energii w przysz\u0142o\u015bci, potrzebne s\u0105 nowe koncepcje i podej\u015bcie systemowe. Jednym z rozwijanych rozwi\u0105za\u0144 s\u0105 inteligentne sieci elektroenergetyczne, tzw. Smart Grids. Ten rodzaj sieci umo\u017cliwia optymalne zsynchronizowanie produkcji energii, jej zu\u017cycia i magazynowania, ale wymaga r\u00f3wnie\u017c wdro\u017cenia zaawansowanych technologii \u2013 dla zapewnienia elastycznego i niezawodnego dostarczenia energii zgodnie z bie\u017c\u0105cym zapotrzebowaniem. Rosn\u0105cy udzia\u0142 energii pochodz\u0105cej ze \u017ar\u00f3de\u0142 odnawialnych oraz sta\u0142y wzrost ilo\u015bci niewielkich, zdecentralizowanych elektrowni sprawia, \u017ce posiadanie jednolitego systemu komunikacji staje si\u0119 konieczno\u015bci\u0105.<\/p>\n

\"\"

Rys. 1. Dywersyfikacja \u017ar\u00f3de\u0142 energii (OZE) oraz wzrost ilo\u015bci niewielkich, zdecentralizowanych elektrowni sprawia, \u017ce dla system\u00f3w elektroenergetycznych konieczne jest m.in. zapewnienie jednolitego, sprawnego systemu komunikacji<\/p><\/div>\n

Norma IEC 61850 \u2013 niezale\u017cno\u015b\u0107 producenta i interoperacyjno\u015b\u0107 urz\u0105dze\u0144<\/strong><\/p>\n

W tym kontek\u015bcie mi\u0119dzynarodowa norma IEC 61850 \u201eSystemy i sieci komunikacyjne w automatyce sieci zasilania\u201d odgrywa decyduj\u0105c\u0105 rol\u0119. Norma jak i okre\u015blone przez ni\u0105 obiektowe transmisje danych po raz pierwszy umo\u017cliwiaj\u0105 opisanie z\u0142o\u017conych proces\u00f3w i urz\u0105dze\u0144 w spos\u00f3b jednolity dla wszystkich uczestnik\u00f3w sieci komunikacyjnej. Dwie g\u0142\u00f3wne zasady IEC 61850, to: niezale\u017cno\u015b\u0107 od producenta oraz interoperacyjno\u015b\u0107 urz\u0105dze\u0144. Znacz\u0105co zmniejsza to r\u00f3\u017cnorodno\u015b\u0107 istniej\u0105cych do tej pory przy\u0142\u0105czy. Ponadto, u\u017cytkownicy nie musz\u0105 ju\u017c zale\u017ce\u0107 od jednego tylko producenta i zastrze\u017conych rozwi\u0105za\u0144 automatyki sieci.
\nInteroperacyjno\u015b\u0107 nie ogranicza si\u0119 tylko do wymiany danych w oparciu o standardow\u0105 technologi\u0119 Ethernetu. Tak\u017ce proces technologiczny zosta\u0142 jasno okre\u015blony. U\u017cytkownik ma dost\u0119p do wst\u0119pnie okre\u015blonych jednostek funkcyjnych, kt\u00f3re w hierarchicznym modelu danych s\u0105 opisane jako czytelny plik tekstowy. Te pliki SCL (Substation Configuration Language \u2013 J\u0119zyk Opisu Konfiguracji Stacji) tworz\u0105 podstaw\u0119 dla wydajnej in\u017cynierii system\u00f3w. IEC 61850 okre\u015bla te\u017c wymagania dla urz\u0105dze\u0144. Komponenty u\u017cywane w systemach energetycznych musz\u0105 by\u0107 w stanie spe\u0142nia\u0107 warunki \u015brodowiskowe panuj\u0105ce na danych obszarach oraz by\u0107 stale dost\u0119pne, co pozwoli na zapewnienie stabilnego zasilania. Opr\u00f3cz zwi\u0119kszonej odporno\u015bci na zak\u0142\u00f3cenia elektromagnetyczne, urz\u0105dzenia musz\u0105 charakteryzowa\u0107 si\u0119 wysok\u0105 wytrzyma\u0142o\u015bci\u0105 przepi\u0119ciow\u0105, sprawdzan\u0105 w badaniach ESD (wy\u0142adowanie elektrostatyczne) oraz badaniach spraw\u00addzaj\u0105cych wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 na drgania, wibracje, przeci\u0105\u017cenia.<\/p>\n

\"\"

Rys. 2. Parametry systemu Axioline F I\/O w pe\u0142ni odpowiadaj\u0105 wymaganiom technologii energetycznych<\/p><\/div>\n

Wsparcie dla komunikacji MMS i GOOSE<\/strong><\/p>\n

Je\u017celi zapewnienie komunikacji odbywa si\u0119 zgodnie z IEC 61850, to systemy I\/O maj\u0105 do odegrania bardzo wa\u017cn\u0105 rol\u0119. Jeszcze przed planowaniem systemu nale\u017cy zada\u0107 sobie pytania takie, jak: w jaki spos\u00f3b sygna\u0142y b\u0119d\u0105 rejestrowane oraz w prosty i wydajny spos\u00f3b przesy\u0142ane. Ponadto musi by\u0107 jasne, w jaki spos\u00f3b korzy\u015bci wynikaj\u0105ce z obiektowego charakteru standardu mog\u0105 zosta\u0107 zintegrowane w in\u017cynieryjny projekt ca\u0142ej stacji. Phoenix Contact rozwi\u0105zuje ten problem poprzez sw\u00f3j system Axioline F I\/O, zaprojektowany do komunikacji zgodnej z IEC 61850. Modu\u0142y I\/O zosta\u0142y opracowane specjalnie dla tego rodzaju zastosowa\u0144 (rys. 2). System I\/O Phoenix Contact charakteryzuje si\u0119 szybk\u0105 transmisj\u0105 danych (w czasie rzeczywistym), niezawodno\u015bci\u0105 dzia\u0142ania oraz \u0142atwo\u015bci\u0105 obs\u0142ugi podczas budowy i uruchomienia.
\nKr\u00f3tkie czasy reakcji s\u0105 jednym z podstawowych warunk\u00f3w stabilnego zaopatrzenia w energi\u0119. Z tego powodu Axioline F obs\u0142uguje zar\u00f3wno komunikacj\u0119 z systemem sterowania MMS (Manufacturing Message Specification), jak i szybki, inicjowany przez zdarzenia protok\u00f3\u0142 GOOSE (szybka mi\u0119dzypolowa wymiana danych \u2013 Generic Object Oriented System Event) dla bezpo\u015bredniej wymiany danych pomi\u0119dzy urz\u0105dzeniami ko\u0144cowymi (serwerami). Oznacza to, \u017ce sygna\u0142y o wysokim priorytecie s\u0105 przesy\u0142ane bezpo\u015brednio przez system sterowania do wszystkich uczestnik\u00f3w, tak szybko jak to mo\u017cliwe.<\/p>\n

\"\"

Rys. 3. Parametryzacja stacji I\/O w systemie Phoenix Contact jest bardzo prosta przy zastosowaniu interfejsu sieciowego<\/p><\/div>\n

Elastyczno\u015b\u0107 rozwi\u0105zania<\/strong><\/p>\n

Najwa\u017cniejsz\u0105 cech\u0105 Axioline F jest jednak \u0142atwa obs\u0142uga, kt\u00f3ra jednocze\u015bnie nie wp\u0142ywa na wymagan\u0105 niezawodno\u015b\u0107 systemu. Modu\u0142y I\/O dla cyfrowych wej\u015b\u0107 oraz wyj\u015b\u0107 przeka\u017anikowych przy znamionowym napi\u0119ciu do 220 V DC, zaprojektowane s\u0105 specjalnie dla \u015brodowiska przemys\u0142owego i posiadaj\u0105 wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 przepi\u0119ciow\u0105 5 kV. Co istotne, modu\u0142y te mog\u0105 by\u0107 organizowane zgodnie z potrzebami w ramach stacji I\/O bez konieczno\u015bci budowy specjalnych segment\u00f3w, takich jak p\u0142yty rozdzielaj\u0105ce. Cechy te zapewniaj\u0105 elastyczno\u015b\u0107 budowy stacji i mo\u017cliwo\u015b\u0107 dowolnego ustawienia modu\u0142\u00f3w sterowania, sygnalizacji i analogowych.
\nRozmieszczenie terminali w IEC 61850 tak\u017ce jest elastyczne \u2013 czy to przez interfejs sieciowy, czy te\u017c, jak w przypadku innych plik\u00f3w konfiguracyjnych, za pomoc\u0105 prostego pliku tekstowego. Dla stworzenia kompletnej stacji I\/O (rys. 3) nie s\u0105 wymagane \u017cadne specjalne narz\u0119dzia. Ca\u0142a parametryzacja odbywa si\u0119 poprzez wymian\u0119 plik\u00f3w konfiguracyjnych IEC\u00a061850. W tym celu mo\u017cna te\u017c stosowa\u0107 interfejs sieciowy. Oznacza to, \u017ce u\u017cytkownik nie musi kupowa\u0107, ani te\u017c dokonywa\u0107 \u017cadnego dodatkowego programowania.<\/p>\n

\"\"

Rys. 4. Systemy I\/O wspieraj\u0105 m.in. monitorowanie i sterowanie transformatorami<\/p><\/div>\n

Certyfikat zgodno\u015bci z norm\u0105 komunikacyjn\u0105 zapewnia bezpiecze\u0144stwo korzystania z poszczeg\u00f3lnych urz\u0105dze\u0144 lub system\u00f3w. Dla Axioline F zgodno\u015b\u0107 t\u0119 udokumentowa\u0142o centrum certyfikacji bada\u0144 KEMA. Dzi\u0119ki temu u\u017cytkownik uzyskuje potwierdzenie, \u017ce system Axioline F posiada 100-procentow\u0105 interoperacyjno\u015b\u0107 zgodnie z norm\u0105 IEC 61850.
\n\"\"<\/p>\n

Zastosowanie w obszarach produkcji energii<\/strong><\/p>\n

IEC 61850 znajduje zastosowanie na wszystkich poziomach dostarczania energii elektrycznej. Obejmuje to r\u00f3wnie\u017c wytwarzanie energii \u2013 bez wzgl\u0119du na to czy energia elektryczna pochodzi z du\u017cych konwencjonalnych elektrowni czy te\u017c ze \u017ar\u00f3de\u0142 odnawialnych, takich jak systemy wiatrowe czy fotowoltaiczne. Wykorzystanie cyfrowej technologii ochrony zapewnia mo\u017cliwo\u015b\u0107 przesy\u0142ania informacji o zdarzeniu oraz czasie jego powstania za pomoc\u0105 komunikacji w ramach IEC 61850 do g\u0142\u00f3wnego systemu I&C oraz zastosowania analizy b\u0142\u0119d\u00f3w daj\u0105cej dok\u0142adne wyniki w ci\u0105gu milisekund. Jest to bardzo wa\u017cne, poniewa\u017c w ten spos\u00f3b \u017ar\u00f3d\u0142o zak\u0142\u00f3ce\u0144 mo\u017ce by\u0107 szybko i dok\u0142adnie okre\u015blone. W przypadku niskonapi\u0119ciowych urz\u0105dze\u0144 rozdzielczych rozwi\u0105zanie oferuje szeroki zakres sygna\u0142\u00f3w do sterowania szynami. Ponadto, jest tak\u017ce wiele mo\u017cliwo\u015bci zastosowa\u0144 Axioline F w sieciach przesy\u0142owych i dystrybucyjnych. Mo\u017cliwy jest monitoring transformator\u00f3w w celu planowania konserwacji, ostrze\u017ce\u0144 procesowych lub raport\u00f3w o b\u0142\u0119dach (rys. 4). Lokalne stacje zasilaj\u0105ce maj\u0105 m.in. za zadanie dostarcza\u0107 do sieci energi\u0119 elektryczn\u0105 produkowan\u0105 przez zdecentralizowane elektrownie korzystaj\u0105ce ze \u017ar\u00f3de\u0142 odnawianych. Transformator lokalnej sieci zasilania z mo\u017cliwo\u015bci\u0105 jego sterowania zapewnia, \u017ce napi\u0119cie utrzymywane jest w zakresie \u00b110%. Urz\u0105dzenie tak\u017ce mo\u017ce by\u0107 sterowane poprzez system I\/O certyfikowany zgodnie z IEC 61850.<\/p>\n

\"\"

Rys. 5. System Axioline F I\/O opracowany dla komunikacji zgodnej z norm\u0105 IEC 61850 jest wyposa\u017cony w odpowiednie komponenty infrastrukturalne<\/p><\/div>\n

Podsumowanie<\/strong><\/p>\n

IEC 61850 stworzy\u0142o mi\u0119dzynarodow\u0105 norm\u0119 dla wszystkich poziom\u00f3w dostarczania energii elektrycznej. Szybki i \u0142atwy w obs\u0142udze system Axioline F firmy Phoenix Contact oferuje zgodne z norm\u0105 rejestrowanie i przesy\u0142anie odpowiednich danych do centrum sterowania. Stanowi to wa\u017cny element tworzenia stabilnej sieci elektrycznej o wysokiej dost\u0119pno\u015bci (rys. 5).<\/p>\n

in\u017c. dypl. (FH) Harald Grewe<\/strong>
\nAutor pracuje jako menad\u017cer system\u00f3w I\/O<\/strong>
\nw firmie Phoenix Contact Electronics<\/strong>
\nw Bad Pyrmont (Niemcy)<\/strong><\/p>\n

Kamil Wachowicz<\/strong>
\nAutor jest pracownikiem firmy<\/strong>
\nPhoenix Contact<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Pozyskiwanie zielonej energii oraz globalne wymogi w zakresie ochrony \u015brodowiska i zasob\u00f3w naturalnych to g\u0142\u00f3wne wyzwania stoj\u0105ce przed przemys\u0142em energetycznym. Stworzenie standardu IEC 61850 oznacza powstanie mi\u0119dzynarodowej normy umo\u017cliwiaj\u0105cej jednolite projektowanie sieci i system\u00f3w komunikacyjnych dla energetyki, wspieraj\u0105cych te kierunki. System Axioline F I\/O firmy Phoenix Contact jest w pe\u0142ni zgodny z now\u0105 regulacj\u0105.\u00a0 Czynniki…<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":21893,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[607],"tags":[331],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/21892"}],"collection":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=21892"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/21892\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":21904,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/21892\/revisions\/21904"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/21893"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=21892"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=21892"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/elektrosystemy.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=21892"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}