ЖУРНАЛ СТА №4/2021

шение производительности со време- нем ожидания, близким к режиму ре- ального времени, делает возможным обеспечить с использованием таких серверов работу ВМ, выполняющих наиболее критичные функции защиты и управления подстанцией, такие как функции релейной защиты. Каждое виртуальное реле может работать на своём собственном ядре, гарантируя уровень производительности и защиты, аналогичный возможностям специали- зированного аппаратного устройства. Функции автоматизированного управ- ления и контроля чуть менее требова- тельны, поэтому несколько устройств можно заменить одной или несколькими ВМ, образующими виртуальную систему автоматизации подстанции (рис. 4). На одном сервере виртуальной под- станции, соответствующем стандарту IEC 61850, могут быть установлены все операционные системы и связанные с ними приложения, которые ранее за- пускались на отдельных серверах, что значительно уменьшает количество ИЭУ, а также позволяет уменьшить со- путствующие расходы на приобретение и техническую поддержку оборудова- ния (рис. 5). Два сервера виртуальной подстанции можно настроить на работу в качестве дублирующих устройств, при этом оба сервера соединяются по дублирующему сетевому протоколу HSR/PRP, который обеспечивает полнуюработоспособность в случае отказа одного из серверов. При такой архитектуре дублирующие серверы обеспечивают намного более высокую надёжность по сравнению с множеством отдельных устройств, поскольку каждое такое устройство представляет собой единственную критическую точку для работающих на нём приложений. Кроме того, виртуальные системы могут заменять ПЛК и другие контрол- леры, которые нередко устанавливают- ся на подстанциях с ВМ. Устройства ввода-вывода подключаются напрямую к серверам виртуальной подстанции по сети Ethernet, в то время как программ- ные ПЛК запускаются на ВМ. В ИРТУАЛИЗАЦИЯ ФУНКЦИЙ ЗАЩИТЫ И КОНТРОЛЯ Стандартная распределительная под- станция может включать в себя до 10 уст- ройств автоматизации; при этом та- кая подстанция, как правило, оснаще- на намного большим количеством за- щитных и контрольных устройств – их количество нередко превышает 100. За- щитные устройства должны работать в непрерывном режиме в течение дли- тельного периода времени (от 10 до 20 лет). Однако обновление таких устройств после их установки с добав- лением новых функций является слож- ной процедурой в силу регуляторных и физических причин. Разделение функциональности на две части – на электрическую и на цифровую, или электронную, часть – позволяет архитекторам системы пере- нести вторую часть на ВМ, работаю- щую на сервере виртуальной подстан- ции. В любой момент времени, когда оператор пожелает обновить ВМ с до- бавлением новых функций защиты ли- бо добавить ещё одну ВМ, в которой используется такая же электрическая релейная защита, он может сделать это без внесения физических изменений в локальную сеть и даже без необходимо- сти посещать объект. На фоне ускоренного развития функ- ций защиты и постоянно совершен- ствующихся алгоритмов уже суще- ствующих функций возможность бы- стро и эффективно вносить изменения в систему представляет собой огромное преимущество при управлении защитой подстанции. Поставщики также выигрывают от поставки операторам подстанций ре- лейных устройств и ВМ, уже оснащён- ных всеми необходимыми технически- ми функциями. Если заказчик пожела- ет приобрести ту или иную функцию, поставщик одним нажатием кнопки может выдать лицензию на ее исполь- зование, и эта функция немедленно на- чинает работать. Таким образом, и по- ставщик, и оператор получают непо- средственную выгоду от использования цифровой виртуальной подстанции. СИС Т ЕМНА Я ИН Т Е Г РАЦИЯ / ЭЛ Е К Т РОЭН Е Р Г Е Т ИКА СТА 4/2021 20 www.cta.ru Инженерная рабочая станция Инженерный сервер Сервер аутентификации Наблюдение и контроль доступа Архивы данных Windows Windows Windows Windows Windows Windows Виртуальная машина Виртуальная машина Виртуальная машина Виртуальная машина Виртуальная машина Виртуальная машина SCADA- система Гипервизор (Hyper-V) Гипервизор (Hyper-V) Шлюз подстанции Аппаратная часть по IEC 61850 Аппаратная часть по IEC 61850 Инженерный сервер, сервер аутентификации и контроля, оборудование резервирования ИЭУ Измерительные и объединительные устройства Рабочая станция, архивы, ЧМИ, оборудование резервирования Человеко- машинный интерфейс ЛВС подстанции Сеть IEC 61850 Условные обозначения: ЧМИ – человеко-машинный интерфейс; ИЭУ – интеллектуальные электронные устройства. Рис. 4. Архитектура виртуальной локальной сети для виртуальной системы автоматизации подстанции Рис. 5. Надёжный и компактный сервер Advantch ECU-570, сертифицированный по стандарту IEC 61850, можно настроить в качестве сервера-гипервизора системы автоматизации подстанции