Chuẩn iec 61850

TL: IEC 61850 là tiêu chuẩn truyền thông quốc tế mới cho các ứng dụng tự động hoá trạm. Tiêu chuẩn cho phép tích hợp tất cả các chức năng bảo vệ, điều khiển, đo lường và giám sát truyền thống của TBA, đồng thời nó có khả năng cung cấp các ứng dụng bảo vệ và điều khiển phân tán, chức năng liên động và giám sát phức tạp.

Câu hỏi:

1.Chuẩn 61850 là gì?

TL: IEC 61850 là tiêu chuẩn truyền thông quốc tế mới cho các ứng dụng tự động hoá trạm Tiêu chuẩn

cho phép tích hợp tất cả các chức năng bảo vệ, điều khiển, đo lường và giám sát truyền thống của TBA,đồng thời nó có khả năng cung cấp các ứng dụng bảo vệ và điều khiển phân tán, chức năng liên độngvà giám sát phức tạp.

2 TẠI SAO PHẢI DÙNG NÓ VÀO HỆ THỐNG CỦA CHÚNG TA ?

+ Được xây dựng dựa trên nền tảng truyền thông giao tiếp TCP/IP Enternet, giao thức IEC 61850 cóhiệu năng làm việc cao, xử lý thông tin đạt tốc độ 100Mbps và đơn giản trong việc thực hiện kết nốitrên mạng LAN.

+ Sử dụng giao thức dự phòng song song, theo đó mỗi nguồn gửi ra 2 bản sao của khung, thông qua 2tuyến khác nhau Do đó, nếu một đường dẫn không thành công, dữ liệu sẽ vẫn đến đích thông quađường thay thế, tránh thời gian chết.

+ Ánh xạ tới một số giao thức bao gồm MMS, GOOSE, và SMV cho phép truyền dữ liệu nhanh hơnvà đáng tin cậy hơn.

3.ỨNG DỤNG CỦA NÓ TRONG TRẠM ĐIỆN?

+ Là giao thức phổ biến của hệ thống Tự động hoá TBA - Giám sát, điều khiển và phối hợp các chứ

năng về điện Hệ thống bao gồm bộ xử lý tốc độ cao được biết đến như là RTU (Remote TerminalUnits) hoặc các thiết bị điện tử thông minh (Intelligent Electronic Devices – IEDs).

+ Và IEC 61850 là cầu nối truyền thông giữa các IEDs với nhau và giữa các IEDs với trung tâm điềukhiển Để thực hiện các chức năng tự động hoá của trạm.

4.Vì sao IEC 61850 ra đời?

+ Hãy tưởng tượng có hàng trăm nhà máy sản xuất nằm rải rác trên khắp đất nước, tất cả đều có nhãnhiệu thiết bị của riêng họ và giao tiếp trong một loạt các giao thức khác nhau Bây giờ, hãy tưởng tượngrằng để các nhà máy này hoạt động hiệu quả, thì các nhà máy này cần phải giao tiếp với nhau; tuynhiên các giao thức không thể tương tác và các thiết bị không thể giao tiếp với nhau.

+ Thay thế các nhà máy sản xuất này bằng các trạm biến áp và bạn có thể biết được điều gì đang xảy ratrên khắp thế giới liên quan đến truyền tải và phân phối điện Để duy trì chất lượng và độ tin cậy điệnnăng, các trạm biến áp cần liên lạc với nhau Tuy nhiên, với nhiều giao thức, đòi hỏi nhiều lượng côngviệc kỹ thuật cần thực hiện.

+ Hơn nữa, với năng lượng tái tạo và lưới vi mô sử dụng nhiều thiết bị hỗ trợ bởi một loạt các nhà sảnxuất, giao thức và điện năng khác nhau có khả năng ảnh hưởng đến sự ổn định của điện lưới cung cấp(ví dụ như tần số cung cấp điện) Trong khi đó, ngày càng chú trọng vào năng lượng tái tạo trong cơcấu năng lượng của các quốc gia xung quanh thế giới, một nhu cầu bức thiết về ban hành một giao thứcchung Nhu cầu này đã được đáp ứng bởi sự ra đời của IEC 61850, một giao thức chung nhằm tạo sựthuận lợi cho khả năng tương tác và liên lạc giữa các “Thiết bị điện tử thông minh (IED)” trong cáctrạm biến áp, điều này sẽ rất cần thiết cho sự phát triển của lưới điện thông minh hoặc nhà máy Nhiệtvà Điện ảo (Virtual Heat and Power – VHP).

+MMS là hệ thống nhắn tin tiêu chuẩn quốc tế (ISO 9506) được sử dụng giữa cácthiết bị nối mạng và / hoặc các ứng dụng máy tính để truyền dữ liệu, thông tinđiều khiển giám sát theo quy trình với thời gian thực Các thiết bị cung cấp báocáo cho các hệ thống cấp cao hơn như HMI và Gateway.

+GOOSE là các tập dữ liệu được nhóm lại và được truyền trong khoảng thời gianbốn mili giây Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng cơ chế của mô hìnhkiểm soát các rơle bảo vệ dựa trên kết nối Ethernet qua Mạng cục bộ (LAN) Đểđảm bảo tốc độ truyền chính xác và các cơ chế đáng tin cậy; GOOSE được nhúngtrực tiếp vào gói dữ liệu Ethernet và hoạt động trên nhà xuất bản-thuê bao,mạng LAN ảo với gắn thẻ ưu tiên và cơ chế truyền lại nâng cao Thông điệpGOOSE được thiết kế độc lập với nhà cung cấp.

+SCL là ngôn ngữ cấu hình cho giao tiếp trong trạm điện liên quan đến IED, chophép mô tả chính thức phương ngữ giữa hệ thống tự động hóa hệ thống và trạmchuyển mạch Tệp SCL dựa trên một tập hợp các tệp lược đồ xác định các thẻ vàdựa trên XML xác định mô hình đối tượng mô tả cấu trúc trạm biến áp, IED,mạng và các đối tượng kiểu dữ liệu được sử dụng để định cấu hình hệ thống IEC61850 Có thể bao gồm biểu diễn dữ liệu cho các thực thể thiết bị trạm biến áp,các chức năng liên quan được biểu diễn dưới dạng các nút logic, hệ thống truyềnthông và các tính năng Thể hiện dữ liệu đầy đủ dưới dạng SCL là có khả năngtương tác toàn diện giữa các thiết bị khác nhau của trạm biến áp.

Bổ xung vào Chương 3 nhéƯu điểm của IEC 61850

1 IEC 61850 được xây dựng dựa trên nền tảng truyền thông giao tiếp Ethernet Do đó, băng thông vàtốc độ truyền thông tương ứng lớn hơn và nhanh hơn nhiều so với truyền thông giao tiếp nối tiếp(Serial) Với các IED phức tạp hơn, với nhiều dữ liệu yêu cầu phản hồi nhanh hơn và mạng hỗ trợEthernet là điều tất yếu.

2 IEC 61850 là một giao thức hướng đối tượng so với các giao thức cũ hơn là hướng tín hiệu Đối vớicác giao thức hướng tín hiệu, trong hệ thống điều khiển của bạn, bạn sẽ tham chiếu đến các điểm dữliệu của mình là 10004, 21015 từ thiết bị 1, 2, 3, v.v Điều này có nghĩa là bạn sẽ phải mất thời gian đểtìm hiểu từng điểm đại diện cho thư viện của bạn Mặc dù điều này là khá ổn đối với các hệ thống quymô nhỏ, nhưng nó sẽ trở thành vấn đề khi có hàng chục nghìn điểm dữ liệu, đây là vấn đề phổ biến đốivới nguồn cung cấp điện Mặt khác, đối với IEC 61850, việc xác định điểm dữ liệu dễ dàng hơn nhiều.3 Dự phòng: không giống như các phương pháp dự phòng Ethernet khác như RSTP (rapid spanningtree protocol), dự phòng IEC 61850 cung cấp thời gian khôi phục bằng không IEC 61850 sử dụng giaothức dự phòng song song, theo đó mỗi nguồn gửi ra 2 bản sao của khung, thông qua 2 tuyến khác nhau.Do đó, nếu một đường dẫn không thành công, dữ liệu sẽ vẫn đến đích thông qua đường thay thế, tránhthời gian chết PRP kể từ đó đã được sửa đổi, điều chỉnh nó thành giao thức dự phòng tốc độ cao sửdụng mạng vòng, không giống như phiên bản trước của PRP hoạt động trong mạng song song Do đó,PRP và HSR ngày nay phần lớn tương đương nhau.

4 Các giao thức khác (MMS, GOOSE, SMV) cũng cho phép truyền dữ liệu nhanh hơn và đáng tin cậyhơn từ IED đến trạm trung tâm, giữa IED và trong trường hợp SMV, từ PT và CT đến IED.

Nhược điểm của IEC 61850

1 Thông tin tài liệu về tiêu chuẩn IEC 61850 rất lớn và khó học: ấn bản đầu tiên của nó được pháthành vào năm 2003 gồm 14 phần với khoảng 1.500 trang Phiên bản 2009 gồm hơn 40 phần với sốtrang nhiều gấp bội Tuy nhiên, khối lượng thông tin này là điều cần thiết để mô tả đầy đủ và chi tiết đểdễ dàng tiếp cận nhất có thể.

2 Ngôn ngữ cấu hình IEC 61850 rất phức tạp và khó đọc Tuy nhiên, ngôn ngữ này dành cho việc traođổi thông tin giữa các ứng dụng máy tính và không phải để con người đọc hay thay đổi Trong khi đó,tồn tại các công cụ có thể chuyển đổi ngôn ngữ này sang dạng con người có thể đọc được.

3 Tốc độ phát triển của tiêu chuẩn IEC 61850 quá nhanh Giải pháp duy nhất là cố gắng tương thích cảvề phía tương lai và tương thích ngược.

4 Rõ ràng, có rất nhiều lợi ích trong IEC 61850 để chống lại những bất lợi đã nhận thức được Đó là lýdo tại sao các kỹ sư Hoa Kỳ đã đưa ra cái nhìn thứ hai về tiêu chuẩn này và tốt hơn hết là hãy thử.