Применение спутниковой связи для управления и мониторинга подстанций

Интерес к автоматизации подстанций быстро возрастает благодаря множеству преимуществ, которые получают энергетические компании от ее применения. Это еще один шаг вперед по сравнению с традиционной системой наблюдения, управления и сбора данных.

Приложения автоматизации подстанций

Автоматизация подстанций - это система наблюдения и управления, находящаяся между системами передачи электроэнергии и системами распределения энергии. Интерес к автоматизации подстанций быстро возрастает благодаря множеству преимуществ, которые получают энергетические компании от ее применения. Это еще один шаг вперед по сравнению с традиционной системой наблюдения, управления и сбора данных (SCADA), так как здесь предоставляются дополнительные возможности и информация, которые могут быть использованы для дальнейшего улучшения операций, обслуживания и эффективности работы подстанций.

Наиболее значимыми элементами системы автоматизации подстанций являются реле и/или интеллектуальные электронные устройства (IED), осуществляющие различные операции, связанные с управлением, наблюдением и защитой.

Желание и потребность объединения возможностей коммуникации всех реле и IED внутри подстанции, становиться понятным, так как это дает возможность обеспечить не только сбор данных и операции настройки, но также обеспечивает дистанционное управление подстанцией.

Более того, несколько IED могут обмениваться между собой данными или командами управления на более высоких скоростях, выполняя новую распределенную защиту, и функции управления.

Необходимо достижение функциональной совместимости внутри подстанции между реле защиты, поставленных различными производителями. Это позволяет реализовать требуемый уровень функций блокировки, защиты и управления, улучшая эффективность приложений для реле на основе микропроцессоров.

Спутниковая связь

Современное развитие технологий коммуникаций позволило создавать надежные системы дистанционного управления, способные осуществлять в реальном времени мониторинг операционного состояния и функционирования электрических систем.

Технологии связи можно разбить на четыре класса:

1. Связь посредством силовых линий.

2. Спутниковая связь (предмет настоящей статьи)

3. Беспроводная связь.

4. Оптоволоконная связь.

Каждая из этих технологий связи имеет собственные преимущества и недостатки, которые необходимо оценить при определении лучшей инфраструктуры связи для автоматизации подстанции. В настоящей статье представлен обзор технологии спутниковой связи, в свете ее применения для автоматизации подстанций.

Спутниковая связь способна предложить относительно новые решения для дистанционного управления и мониторинга подстанций.

Она обеспечивает значительное географическое покрытие, и благодаря этому, может быть хорошей альтернативой инфраструктуры связи для автоматизации электрических систем, обеспечивая доступ к удаленным подстанциям в местах, где могут не существовать другие инфраструктуры связи, такие, как телефонные линии, или сети сотовой связи.

Для практического применения уже доступны услуги наземных станций спутниковой связи (VSAT - терминал с очень малой апертурой), которые особенно хорошо подходят для приложений дистанционного мониторинга подстанций.

Более того, с появлением последних разработок в области автоматизации электрических систем, спутниковая связь используется не только для дистанционного управления и мониторинга подстанций, но и для синхронизации времени. Для этого применяется глобальная система позиционирования (GPS), дающая возможность синхронизировать время с точностью до микросекунд.

Наконец, спутники могут быть использованы в качестве резерва для существующих сетей связи подстанций. В случае перегрузки, или отказа линий связи, поток важных данных может быть направлен через спутник.

В настоящей статье рассмотрены преимущества и недостатки спутниковой связи по отношению к автоматизации подстанций.

Силовая подстанция 110/10 кВ в России, Северо-запад

Два преимущества

Далее приведены преимущества использования спутниковой связи для дистанционного мониторинга.

1. Географическое покрытие

Спутниковая связь обладает уникальным преимуществом перед традиционной связью на длинные расстояния. Эта связь способна покрывать большие расстояния вне зависимости от имеющих место физических условий.

В результате появляется возможность получения эффективных с точки зрения затрат решений для местностей, где инфраструктура связи может не существовать из-за конкретных условий окружающей среды.

2. Более широкая полоса пропускания

Спутниковая связь обладает очень широкой полосой пропускания, благодаря чему она широко используется в трансляции потокового видео. Эта более широкая полоса пропускания может быть использована для передачи важных данных и сообщений для подстанций.

Два недостатка

Далее приведены недостатки использования спутниковой связи в качестве коммуникационной технологии.

1. Большая задержка

При рассмотрении характеристик передачи при спутниковой связи, растущая обеспокоенность связана с задержкой подтверждения приема сигнала. Эта задержка для спутниковой связи существенно выше, чем для проводных сетей.

Поскольку сообщения подстанций являются критичными для их работы, то для обеспечения эффективной и надежной передачи таких сообщений от одной подстанции к другой, задержка подтверждения приема сигнала должна быть минимальной.

2. Характеристики спутникового канала

Скорость работы спутникового канала связи в большой степени подвержена влиянию климатических условий, связанных с погодой, или с эффектом затухания сигнала, что приводит к снижению эффективности всей системы спутниковой связи.