La sous-station numérique a résolu de nombreux problèmes importants. Les architectures de bus de processus ont réduit le câblage en cuivre. L'IEC 61850 a amélioré l'interopérabilité. La fusion d'unités a permis de rapprocher les données de terrain du point où les décisions sont prises.
Pourtant, de nombreux services publics se retrouvent encore à gérer des dizaines de dispositifs de protection et de contrôle répartis dans une sous-station. Chacun de ces appareils a un cycle de vie. Il doit être conçu, configuré, testé, documenté, corrigé, surveillé et éventuellement remplacé. Au fur et à mesure que les sous-stations se développent, la quantité d'effort nécessaire pour les gérer augmente juste à côté d'elles.
La plupart des services publics ne recherchent pas une philosophie de protection radicalement différente. Ils cherchent un moyen plus simple de faire évoluer l'infrastructure en laquelle ils font déjà confiance. La protection virtualisée fournit une nouvelle solution à ce défi. Au lieu d'héberger des fonctions de protection sur des appareils dédiés, ces fonctions fonctionnent comme des logiciels sur des plateformes informatiques centralisées. Les principes de protection restent les mêmes. Les normes restent les mêmes. Ce qui change, c'est la façon dont ces fonctions sont déployées et maintenues.
À quoi ressemble la virtualisation sur le terrain
Imaginez un service public agrandissant une sous-station construite il y a vingt ans.
Selon une approche conventionnelle, des fonctions de protection supplémentaires signifient souvent du matériel supplémentaire, du câblage supplémentaire et une infrastructure supplémentaire pour les prendre en charge. Chaque nouvel actif ajoute des coûts lors de la mise en service et crée un autre actif qui doit être maintenu au cours des vingt ou trente prochaines années.
Dans une architecture virtualisée, une grande partie de cette expansion se fait avec des logiciels plutôt qu'avec une infrastructure physique supplémentaire. Cela n'élimine pas les travaux d'ingénierie. Les ingénieurs doivent toujours configurer, valider et tester le système, mais l'ajout de capacités devient moins dépendant de l'ajout d'équipement physique.
La distinction peut sembler subtile, mais elle change la façon dont les projets de modernisation sont abordés. Au fil du temps, la conversation passe de « De quel nouveau matériel avons-nous besoin ? et vers « Comment voulons-nous que le système fonctionne ?
Les vraies économies sont à l'extérieur du panneau relais
Moins de relais ont tendance à attirer l'attention des services publics, mais ils ne sont qu'une partie de l'histoire. L'impact le plus important provient de la réduction de tout ce qui entoure ces relais : les panneaux qui les abritent, le câblage qui les relie, l'espace physique qu'ils occupent et l'effort de cycle de vie requis pour les soutenir.
Un relais supplémentaire peut ne pas avoir beaucoup d'importance, mais une cinquantaine d'entre eux le font généralement.
Les preuves des projets préliminaires de protection virtualisée de Siemens reflètent cet impact plus large. Les calculs de projet typiques associés à SIPROTEC V, le système de protection virtuelle de Siemens, montrent jusqu'à 80 % d'économies sur les coûts des câbles en cuivre, jusqu'à 45 % de réduction de la protection et du contrôle de l'empreinte du bâtiment, jusqu'à 25 % d'économies sur les coûts des panneaux et jusqu'à 20 % d'économies sur le cycle de vie. De plus, l'exécution du projet peut également être accélérée jusqu'à six mois.
Ces chiffres sont importants parce qu'ils révèlent ce que les services publics essaient vraiment d'atteindre : plus de capacité sans augmentation proportionnelle de la charge opérationnelle.
La modernisation ne nécessite pas une liste vierge
L'aspect le plus pratique de la virtualisation est peut-être qu'elle peut être adoptée sans déchirer l'infrastructure qui fonctionne déjà. Certains services publics exploitent encore des sous-stations conventionnelles construites autour d'architectures câblées étendues. D'autres ont déjà investi massivement dans les sous-stations numériques et les communications par bus de processus. Les projets Greenfield font face à un ensemble de décisions complètement différent. La virtualisation peut s'intégrer dans chacun de ces environnements, ce qui permet une évolution progressive de l'architecture des sous-stations.
Au lieu de rip-and-replace, les utilitaires peuvent introduire une protection virtualisée de manière incrémentielle aux côtés de l'infrastructure existante. Ils peuvent facilement valider les performances avant un déploiement plus large et se moderniser à un rythme qui correspond à leurs exigences opérationnelles uniques. Les investissements existants peuvent rester une partie de la solution plutôt que de devenir des obstacles à celle-ci.
C'est peut-être l'un des plus grands atouts de la virtualisation.
L'infrastructure des services publics évolue au fil des décennies. Les technologies qui réussissent sont rarement celles qui exigent le remplacement immédiat des actifs existants. Ce sont généralement ceux qui travaillent aux côtés des systèmes établis avant de changer progressivement la façon dont ces systèmes sont construits.
Plus de logiciels ne signifie pas moins d'ingénierie
Les ingénieurs sont souvent sceptiques lorsque la virtualisation entre dans la discussion, et pour de bonnes raisons. Les systèmes de protection protègent les infrastructures critiques. Les services publics nécessitent toujours des performances déterministes, des tests rigoureux et des contrôles de cybersécurité solides. Les attentes ne deviennent pas moins exigeantes parce que les logiciels jouent un rôle plus important. Au contraire, les attentes deviennent plus élevées.
Ce qui change, c'est la façon dont ces exigences sont gérées.
Les plateformes virtualisées modernes centralisent des fonctions telles que les mises à jour, la gestion de la configuration, la sauvegarde et la restauration, la surveillance et le contrôle d'accès. Cybersecurity devient une partie de l'architecture au lieu d'être traitée un appareil à la fois.
Tout aussi important, de nombreuses plateformes de protection virtualisées permettent aux ingénieurs de continuer à utiliser des workflows et des outils familiers plutôt que de forcer une toute nouvelle façon de travailler. L'adoption de la technologie a tendance à aller beaucoup plus vite lorsque les gens n'ont pas à abandonner tout ce qu'ils savent déjà.
Qu'est-ce qui vient ensuite
L'importance à long terme de la virtualisation n'est pas qu'elle réduit le matériel. C'est que cela donne aux services publics plus de liberté dans la façon dont ils font évoluer leurs systèmes. Une fois que les fonctions de protection et de contrôle sont découplées du matériel dédié, les utilitaires gagnent en flexibilité dans le déploiement, les tests, la maintenance et l'extension. Il devient également plus facile d'introduire de nouvelles applications qui auraient été difficiles à prendre en charge dans des architectures hautement distribuées.
C'est l'une des raisons pour lesquelles les discussions sur la protection virtualisée se chevauchent de plus en plus avec les conversations sur l'automatisation, l'analyse avancée et l'intelligence artificielle. Les architectures définies par Software créent des opportunités pour placer de nouvelles capacités plus près de l'endroit où les décisions opérationnelles sont prises, y compris l'intégration d'analyses avancées de l'IA. Les outils que nous utilisons pour répondre à la demande croissante d'énergie continueront d'évoluer, mais en fin de compte les défis sous-jacents ne le feront pas.
Les services publics doivent se développer, moderniser et décarboner simultanément. Faire cela avec succès nécessitera plus que l'ajout d'une infrastructure. Il faudra trouver des moyens de le simplifier. La protection virtualisée offre une voie vers cet objectif : étendre la capacité tout en réduisant la complexité requise pour la prendre en charge.
