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Progettazione dei sistemi di automazione per le sottostazioni elettriche - IEC 61850.

IEC 61850 è uno standard per la progettazione dei sistemi di automazione per le sottostazioni elettriche.
In base allo scopo per cui si utilizza, il file SCL è classificato come segue:
IED Capability Description (ICD) file: definisce la configurazione di un IED e tipicamente viene fornito dal costruttore del dispositivo. Include la descrizione dei dati (logical node) disponibili.
System Specification Description (SSD) file: descrive in maniera completa come è composta la sottostazione elettrica (unifilare) e il Sistema di automazione di sottostazione. I dati e i Logical node sono definiti ma non sono ancora associate ad alcun IED.
Substation Configuration Description (SCD) file: descrive la sottostazione in dettaglio. Contiene la descrizione dell’impianto, le comunicazioni e i dati scambiati tra gli IED. Un file .SSD e più file.ICD files contribuiscono a creare un file SCD.

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SAVE Milano aprile 2016 Le normative come fattore di competitività

Pubblicato
da Alessia De Giosa
SAVE Milano 2016Segui aziendaSegui




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Estratto del testo
Milano Milano, 14 aprile 2016 Andrea Viganò 14 Aprile 2016 PROGETTAZIONE DEI SISTEMI DI AUTOMAZIONE PER LE SOTTOSTAZIONI ELETTRICHE IEC 61850 2 Agenda Introduzione allo standard 61850 IEC 61850: dettagli Un''applicazione pratica 3 Introduzione allo standard 61850 Smartgrids= ICT+ Power 4 Migrazione da un sistema gerarchico ad un sistema peer-to-peer Da una logica centralizzata ad una logica distribuita. Introduzione allo standard 61850 5 L''evoluzione del sistema elettrico ha impatto a tutti i livelli: ' UTILIZZATORE ' DISTRIBUZIONE ' TRASMISSIONE Consumers che
partecipano al
mercato Nuovi tipi di carico Modifica delle previsioni di consumo,
produzione, nonché delle protezioni
dei sistemi di sicurezza Diversi sistemi di
produzione di
energia elettrica Introduzione allo standard 61850 6 Come poter gestire queste nuove sfide' Nuovi servizi: Microgrids, Virtual
Power Plant Nuove strategie di controllo
consentite da un sistema di controllo
distribuito Infrastruttura di comunicazione INTEROPERABILE e SICURA Introduzione allo standard 61850 7 INTEROPERABILITA'' e SICUREZZA Come poter raggiungere questi obiettivi' STANDARD! Introduzione allo standard 61850 8 STANDARDS IEC IEC 61970 CIM (Common Information Model) IEC 61968 Distribution Management IEC 61850 Substation Automation IEC 62351 Security Introduzione allo standard 61850 9 IEC 61850 IEC 61850 è uno standard per la progettazione dei sistemi di
automazione per le sottostazioni elettriche. Obiettivi del TC57: ' Semplificare l''integrazione tra dispositivi ' Definire e riutilizzare modelli ' Ridurre il numero di protocolli di comunicazione ' Unificare l''accesso ai dati di un sistema elettrico ' Progettare e sviluppare il SAS (Substation Automation System) con un unico formalismo NON SOLTANTO UN PROTOCOLLO! 10 IEC 61850: obiettivi raggiunti ' Fornisce un modello ad oggetti che descrive le informazioni disponibili dalle apparecchiature d''impianto e le funzioni
associate o La definizione in maniera astratta di servizi, dati e
comunicazioni, indipendentemente dal protocollo ' Fornisce una specifica di comunicazione tra dispositivi (protocollo) ' Fornisce un unico linguaggio di specifica e configurazione o Per la definizione dell''impianto o Per la comunicazione tra dispositivi ' Supporta l''evoluzione dei sistemi ' Consente la progettazione, specifica e configurazione di un impianto tramite linguaggi e metodi di «alto livello» 11 IEC 61850: la normativa Substation
Configuration
Languate (SCL) Common Data Class
Logical Node Report EMC 12 IEC 61850: schema a livelli 13 IEC 61850: caratteristiche principali ' Data Modeling approch ' Communication ' Substation Configuration Language (SCL) 14 IEC 61850 Data Modeling approch Data Model per Sottostazioni
Elettriche (IEC 61850-7-4): 160+ 15 IEC 61850 Data Modeling approch Physical Device Logical Device Logical Nodes Data Data Attributes Accessibile tramite indirizzo di rete Gruppo di Logica Nodes
implementati in un IED Funzioni reali nel dispositivo
(es. XCBR: circuit breaker) Proprietà dei logical nodes: (es.
posizione o comando) ' Attributi specifici ' Struttura definita ' Scambio dati in accordo allo
standard 1 1 1 1 1..* 1..* 1..* 1..* 16 IEC 61850 Data Modeling approch Protection/Relay1/XCBR1$Loc$stVal Physical Device Logical Device Logical Node Data Attribute 17 Comunicazione Orizzontale: GOOSE Comunicazione Verticale: REPORT (MMS) IEC 61850 Communication 18 IEC 61850 Communication Report (MMS): ' Configurazione Client/Server ' Realizzazione di Data Set ' Buffered - unBuffered ' Usato per la comunicazione tra IED e SCADA 19 IEC 61850 Communication Generic Object Oriented Substation Event (GOOSE): ' Usati per trasmissioni veloci di eventi (scatti, interblocchi..) ' Un singolo messaggio GOOSE configurato su un IED può essere ricevuto da diversi IED ' Scambio di dati singoli o gruppo di dati ' Basato sul Multicast ' Meccanismo di ritrasmissione avanzata 20 IEC 61850 - SCL SCL è un linguaggio XML-based che consente la descrizione formale di: ' come è composto il SAS (Substation Automation System) e l''impianto (unifilare), nonché le relazioni tra esse ' La configurazione degli IED ' Il legame tra Logical Node e IED ' La rete di comunicazione Substation Configuration Language (SCL): Linguaggio di descrizione della configurazione di una sottostazione elettrica 21 IEC 61850 - SCL Esempio di descrizione della configurazione di una sottostazione elettrica tramite SCL 22 IEC 61850 - SCL In base allo scopo per cui si utilizza, il file SCL è classificato come segue: IED Capability Description (ICD) file: definisce la configurazione di un IED e tipicamente viene
fornito dal costruttore del dispositivo. Include la descrizione dei dati (logical node) disponibili. System Specification Description (SSD) file: descrive in maniera completa come è composta la
sottostazione elettrica (unifilare) e il Sistema di automazione di sottostazione. I dati e i Logical
node sono definiti ma non sono ancora associate ad alcun IED. Substation Configuration Description (SCD) file: descrive la sottostazione in dettaglio. Contiene
la descrizione dell''impianto, le comunicazioni e i dati scambiati tra gli IED. Un file .SSD e più file
.ICD files contribuiscono a creare un file SCD. Configured IED Description (CID) file: è il file che viene scaricato sull''IED da parte del tool di
configurazione. Può essere considerato un file SCD ritagliato a quello che concerne il relativo
IED con i relative vincoli di comunicazione tra gli altri dispositive della rete. 23 IEC 61850 - SCL 1 Descrizione delle capacità dell''IED 2 Unifiliare d''impianto, logiche e protezioni 3 Fusione dei file ICD e SSD, includendo dettagli della rete,
GOOSE, reporting e dataset 3 Subset dell''SCD con la configurazione rilevante per un IED
viene ri-scaricato nell''IED stesso 24 IEC 61850: conclusioni Lo standard IEC 61850 consente: ' Standardizzazione dei dati, funzioni e servizi ' Protocollo di comunicazione standard ' Sostituzione di interblocchi cablati con interblocchi software ' Implementazione di sistemi con hardware certificati ' Interoperabilità tra dispositivi multi'vendor ' Linguaggio standard per specifica del sistema e sviluppo dell''applicazione 25 IEC 61850 '' un''applicazione pratica 26 IEC 61850 '' un''applicazione pratica Software di test: ' Esaminare dispositivi IEC 61850 ' Mostrare la struttura interna di ogni IED ' Simulare un IED ' Analizzare e scoprire il DataModel dell''IED ' Attività di monitoring ' Lavorare con i file SCL Pannello di 
navigazione Pannello di dettaglio 
con tutte le 
informazioni 
disponibili Possibilità di mostrare le 
descrizioni usate nello 
standard IEC 61850 Informazioni di 
dettaglio 27 IEC 61850 '' un''applicazione pratica Il server (IED), la root dell''albero dei dati
Logical Device
Logical Node Functional Constraint (vincoli funzionali) Data Object Data Attributes IED connesso(verde) IED è stato trovato La definizione dell''IED è stata 
caricata da un file SCL On'line monitoring e forzatura valori real'time ' Analisi dati presenti nei nodi: GOOSE,  REPORT, DATASET ' Forzatura valori(stVal), comando e  impostazione bit qualità (q) e gli altri 
dati previsti dal modello IEC 61850 '' un''applicazione pratica 28 Analisi del traffico: per monitorare il traffico IEC 61850 sono disponibili tool di 
vendors differenti. IEC 61850 '' un''applicazione pratica Sniffer tab per 
analizzare il traffico Filtro per IED Visualizzazione del 
traffico E'' possibile applicare filtri MMS, GOOSE 
e altro, per analizzare in dettaglio il 
traffico. 29 30 IEC 61850 '' un''applicazione pratica Vantaggi nell''utilizzo dello standard IEC 61850 in quest''applicazione: ' Interblocchi realizzati tramite GOOSE ' Creazione di data'set specifici per Client diversi ' Utilizzo di hardware di diversi costruttori 31 GRAZIE PER L''ATTENZIONE Q/A


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