Uppdatering om IEC61850- med redovisning av nordiska och internationella erfarenheter

IEC61850 är en generell standard förautomation inom kraftsystem

Mer än bara ett protokoll!

Vad är IEC61850?

Mer än bara ett protokoll!

IEC61850 är en fabrikatoberoende arkitektur för säker och öppen

kommunikation

Vad är IEC61850?

Den använder känd teknologi som Ethernet TCP/IP

(känt från Internet)

Framtidssäkert

Applikation :Vilken information ska utbytas?

Stabilt

Applika-tion

DataModell

�Utökas vid behov

�Anpassning vid behov

Kommunikationsteknologi:Hur överförs data?

Föränderligt

Kommun-ikation

EthernetTCP/IP

�Anpassning vid behov

�”State-of-the-art”-Ethernet 10 MBit/s-Ethernet 100 MBit/s- TCP/IP.....?????

Station HMI Engineer

System Configuration

Tool

System Design Engineer

.SCD

Configure SA System

Station

SCLSCL

Testing Tools

SA Testing & Commissioning

EngineerConfigure Testing enviroment

Många användningsområden

IED Configuration Tool

Control & Protection Engineer

Inter Bay Bus

Process Bus

StationComputer

IED IED IED IED

Process Interface Process Interface

Multiple IEDs

Client

12

4

5

68 C

ubic

les,

>18

0 D

evic

es

6

2

3

� Line

� Transformer

� Busbar

12

4

366

Cub

icle

s, >

160

Dev

ices

6

4

3

Dev

ives

4

3

1

2

En del av en större trend…

© ABB 2007, De Mesmaeker, Ivan

5

8

39

68 C

ubic

les,

>18

0 D

evic

es

3

4

32

47 C

ubic

les,

>10

0 D

evic

es

� Feeder

� Control

1960 1970 1980 1990 2000 2010?

Figures for Reference Station with 6 Feeder 220kV/ 8 Feeder 16 kV

3

8

39

66 C

ubic

les,

>16

0 D

evic

es3

4

39

56 C

ubic

les,

>14

0

4

4 Cubicles,”Soft”

Devices

13 C

ubic

les,

>

50 D

evic

es

1

7

… mot ökad integrering

Igår:� Konventionell “hard-wired” station

Idag: I morgon:� All information

över nätverk

� Frigör utrymme� Kostnadsoptimerade Kostnadsoptimerade lösningar

� Mindre konfigurering� Mindre test� Ökad tillgänglighet� Ökad säkerhet ?

Efter 3 år

En standard på

• ABB • Areva • GE Multilin • Ingeteam• Nari Relays

• SEL• Siemens• SiFang • Toshiba • ZIV

Kema certifierade IED:er:

på frammarsch

• A. Eberle GmbH• Doble• Eliop• Maschinenfabrik Reinhausen

• RFL Electronics• Team S.A.

• Kalki Tech• Sisco• Tamarack

• Cisco• GarretCom• Hirschman• Moxa • RFL Electronics • RuggedCom•TC Communications•Telemecanique• ZiV

Andra certifierade produkter:

”61850-3” Switchar:

SW/HW lösningar:

Blev det som tänkt?

� Framtidssäkert √

� Fri allokering av √funktioner

Utlovat var:

funktioner� Interoperabilitet ?

One WorldOne Technology

One Standard

Verktygssituation idag

Tillverkarnas program utgår från den egna IEC 61850

.icd .icd .icd .icd .icd .icd .icd .icd .icd

Tillverkarnas program utgår från den egna IEC 61850 tolkningen. Format krav och olika defaultvärdenaparinteroperabilitetsproblem.

Exempel situation idag

www.61850.com

Valideringsfunktion finns i de oberoende system konfigurationsverktygen, men protesterar mot vissa

.icd .icd .icd .icd .icd .icd

konfigurationsverktygen, men protesterar mot vissa implementeringar som tillåts i tillverkarnas progra mvaror.Ingen station konfigurerad med oberoende programvar or?

Utökningar och uppdateringar uppdateringar av IEC61850

Utvidgning av IEC61850 världen…

Driftcentral Driftcentral

SCADA

IEC

6185

0 IEC

61850

IEC61850 toControl Center(IEC TC57 WG19)

Vindkraft61400-25

Modulering enligtIEC61850 för:

IEC61850 mellan stationer(IEC TC57 WG10 )

IEC61850

IEC 62271-3

Digital gränssnitt till HV apparater

Distribuerad EnergyIEC61850-7-420

VattenkraftIEC61850-7-410

IEC

6185

0 IEC

61850(IEC TC57 WG19)

… och IEC61850 standardenSection Name Description Publ.dateIEC 62271-3 High-voltage switchgear and control gear - Part

3: Digital interfaces based on IEC61850Switchgear interface for Ethernet process-buss based on IEC61850

Published 2006-06

IEC/TS 62351-6 Data and communications security - Part 6: Security for IEC61850

Security aspects (will be incorp-orated in IEC61850 Ed. 3.0)

Published 2007-06

IEC 61400-25 Communications for monitoring and control of wind power plants

New Logical Nodes for wind power plant and turbines. Note specialized variants of e.g. data classes and reporting services

Published2006-12

IEC61850-7-410 Communication for monitoring and control -hydroelectric power plants

New Logical Nodes for excitation of generator, turbine, water flow

Published 2007-08

IEC61850-7-420 Communications systems for distributed energy resources (DER) - Logical nodes

New Logical Nodes (LNs) for various types of DER devices as well as LNs for information exchange between DER devices

2008

information exchange between DER devices and overlaying systems

IEC61850-7-500 Use of logical nodes for substation automation Report with application examples and development guidelines

IEC61850-7-510 Use of the logical nodes defined in 61850-7-410 to model functions of a hydro power plant

Report with application examples and development guidelines

IEC61850-80-1 Guideline to exchange information from a CDC based data model using IEC 60870-5-101/104

Technical specification for the mapping of IEC61850 on IEC 60870-5-101/104 for a gateway

2008-12

IEC61850-90-1 Use of IEC61850 for the communication between substations

Inter-substation application of protection and control as well as communication aspects

2008-10

IEC61850-90-2 Use of IEC61850 for the communication between control centers and substations

Model and SCL extensions, communication mapping and required topology for seamless access to substation information.

2008-10 (as report IEC 62445-2)

ErfarenheterErfarenheter

Nordiska referenser av IEC61850:

LANDSPÄNNINGS-NIVÅ

ANTAL STATIONER

KONTRAKTORER ANVÄNDA PRODUKTER: GOOSE

Sverige 130 till 10 kV 15 ABB , Areva, Siemens, Vattenfall

ABB IED 670, REF54x, REX521, Areva P132, P435, Siprotec, SAT 1703Annat: COM 500, COM 600, RTU 560, MiroSCADA, PACiS, KalkiTech 61850 / -104 Gateway , SiCAM

3

Finland 110 till 20 kV 11 ABB, Fortum,Vaasa

ABB IED 670, REF54x, Areva P139, GE 25, Siemens 7SA6

3

Vaasa Engineering, Empower, Siemens

P139, GE 25, Siemens 7SA6Annat:: SiCAM, MiroSCADA,NetControl, GE D400

Norge 400 till 11 kv 3 ABB, Areva? Siemens

ABB IED 670, SiprotecAnnat:: Siam, NetControl

2

Danmark Flertal tillämpningar av 61400-25

? Vattenfall mfl. ?

Nordiska Erfarenhet

Generella erfarenheter� Svårt med integrering på grund av bristande verktyg och

konstanta uppdateringar av produkter (med påföljande versionskaos)

� Försiktighet mot Goose� Varierande kunskaper� Få har tänkt på test och underhåll vid beställningstillfälle� Få har tänkt på test och underhåll vid beställningstillfälle

� Risk fastna mellan olika leverantörer som skyller på varandra

� Prime objectives for implementing IEC61850� Reasons for implementing/not implementing GOOSE� Where special verification method used for IEC61850� Specific IEC61850 related problems encountered� Lessons learned

Nordiska Erfarenhet

� Future plans for IEC61850

InternationellaErfarenheterErfarenheter

Erfarenhet från en annan TSO

Erfarenhet från en världsledande TSO

RuggedRouter™ RX1000

Cyber Security Appliance

Fördelar för mindre nätägareExempel Grant County PUD,

� 7 ställverk, 40 distributionsstationer� 41,000 kunder i Nordöstra USA

Mål med 61850 implementering � Fjärråtkomst till ställverk för:

� Felsökning� Diagnostik � Tekniker skall komma åt företagets nätverk

RuggedSwitch™ RS1600 RuggedServer™ RS400

Ethernet Switch Serial Device Server

� Tekniker skall komma åt företagets nätverk från station

� Återanvändning av befintlig utrustning � Standardisering av ställverks design för att

minimera:� Kostnad av initial konstruktion� Konfigurering � Utbildning

Källa Case Study www.ruggedcom.com

TVA’s erfarenheter från Bradley SS

� TVA’s mål var att med egna resurser och släppta verktyg själva göra konfigurering� 1:a veckan (aug- 05): Utbyte av Goose först efter omfattande hack

� Nya utgåvor skulle krävas av alla IED:er� 2:a veckan (jan-06): Ej möjligt för TVA att själva konfigurera

� Nya verktygsversioner behövdes från alla tillverkarna � 3:e veckan (mar-06): Med ABB, GE och Siemens program kunde TVA

utveckla en procedur som möjliggjorde konfigurering utan (omfattande stöd från tillverkare och djupare kunskap om implementering av stöd från tillverkare och djupare kunskap om implementering av standard)

Source: UCAIug report

The success of the projectIs the result ofMulti-vendorTeam work

TVA’s erfarenheter från Bradley SS

� “I cannot stress how important collaboration like this is to the industry. For our suppliers to work together to resolve issues will help not only the suppliers provide a better product but also a product that will meet the long term needs of the industry.

� …we still have work to complete. The process bus needs to be proven and the tools to provide interoperability need to be much easier to use to accelerate the application of the standard.”

Jim Kurtz, Manager of Protection & Control at Tennessee Valley Authority

� ”With just a bit more product and programming tool maturity, we will be able to do more for less and save significant money on the life cycle cost of a substation.”

Craig McClure, Senior Design Engineer at Tennessee Valley Authority,

Källa: UCAIug report

STRI och IEC 61850IEC 61850

61850 konfigurering ”På STRI’s sätt”

� Skapa konfigurering av station med oberoende tredjeparts program

� Slå isär till individuell konfigurations-filer för respektive IED

� Olika leverantörens konfigurations-filer slås samman och jämförs med ursprunglig konfiguration

� Konfigurationsdata återanvänds i system tester

Vad kan STRI hjälpa dig med?

ImplementeringsstrategierProspektering

Oberoende verifieringLeveransgodkännande Stöd för idrifttagning

ProspekteringOffertförfrågan

Behöver ni hjälp att få ner bitarna i lådan?

www.stri.se/iec61850nicholas@stri.se

GE

ABB

Siemens

Areva

SEL

VampToshiba Tack för er uppmärksamhet!