Podstacja cyfrowa rozwiązała wiele ważnych problemów. Architektury magistrali procesowej zmniejszyły okablowanie miedziane. IEC 61850 poprawiła interoperacyjność. Łączenie jednostek przybliżyło dane terenowe do punktu, w którym podejmowane są decyzje.
Jednak wiele narzędzi nadal zarządza dziesiątkami urządzeń ochronnych i kontrolnych rozmieszczonych w podstacji. Każde z tych urządzeń ma swój cykl życia. Musi być zaprojektowany, skonfigurowany, przetestowany, udokumentowany, poprawiony, monitorowany i ostatecznie wymieniony. Wraz z rozwojem podstacji, ilość wysiłku wymaganego do zarządzania nimi rozszerza się tuż obok nich.
Większość mediów nie szuka radykalnie innej filozofii ochrony. Szukają prostszego sposobu skalowania infrastruktury, której już ufają. Ochrona wirtualna stanowi nowatorskie rozwiązanie tego wyzwania. Zamiast hostowania funkcji ochrony na dedykowanych urządzeniach, funkcje te działają jako oprogramowanie na scentralizowanych platformach obliczeniowych. Zasady ochrony pozostają takie same. Standardy pozostają takie same. Zmienia się sposób wdrażania i utrzymywania tych funkcji.
Jak wygląda wirtualizacja w terenie
Wyobraź sobie narzędzie rozszerzające podstację zbudowaną dwadzieścia lat temu.
W ramach konwencjonalnego podejścia dodatkowe funkcje ochronne często oznaczają dodatkowy sprzęt, dodatkowe okablowanie i dodatkową infrastrukturę do ich obsługi. Każdy nowy zasób zwiększa koszt podczas uruchamiania i tworzy kolejny zasób, który musi zostać utrzymany przez następne dwadzieścia lub trzydzieści lat.
W zwirtualizowanej architekturze znaczna część tej ekspansji odbywa się z oprogramowaniem, a nie dodatkową infrastrukturą fizyczną. To nie eliminuje prac inżynierskich. Inżynierowie nadal muszą skonfigurować, walidować i przetestować system, zamiast tego dodawanie możliwości staje się mniej zależne od dodania sprzętu fizycznego.
Rozróżnienie może wydawać się subtelne, ale zmienia sposób podejścia do projektów modernizacji. Z biegiem czasu rozmowa zmienia się z „Jakiego nowego sprzętu potrzebujemy?” i do „Jak chcemy, aby system działał?”
Rzeczywiste oszczędności są poza panelem przekaźnika
Mniej przekaźników ma tendencję do przyciągania uwagi ze strony mediów, ale są to tylko jedna część historii. Większy wpływ wynika z zmniejszenia wszystkiego, co otacza te przekaźniki: paneli, w których je znajdują, okablowania, które je łączy, fizycznej przestrzeni, którą zajmują, oraz wysiłku w cyklu życia wymaganego do ich utrzymania.
Jeden dodatkowy przekaźnik może nie mieć większego znaczenia, ale pięćdziesiąt z nich zwykle ma to miejsce.
Dowody ze wstępnych projektów ochrony zwirtualizowanej firmy Siemens odzwierciedlają ten szerszy wpływ. Typowe obliczenia projektu związane z SIPROTEC V, wirtualnym systemem ochrony Siemens, wykazują do 80% oszczędności kosztów kabli miedzianych, do 45% redukcję ochrony i kontroli powierzchni budynku, do 25% oszczędności kosztów paneli i do 20% oszczędności w cyklu życia. Ponadto realizacja projektu może zostać przyspieszona nawet o sześć miesięcy.
Liczby te są ważne, ponieważ ujawniają, co przedsiębiorstwa użyteczności publicznej naprawdę próbują osiągnąć: większą pojemność bez proporcjonalnego wzrostu obciążenia operacyjnego.
Modernizacja nie wymaga czystego łupka
Być może najbardziej praktycznym aspektem wirtualizacji jest to, że można ją zastosować bez wyrywania infrastruktury, która już działa. Niektóre media nadal obsługują konwencjonalne podstacje zbudowane wokół rozległych architektur przewodowych. Inni zainwestowali już w podstacje cyfrowe i komunikację magistrali procesowej. Projekty Greenfield stoją przed zupełnie innym zestawem decyzji. Wirtualizacja może pasować do każdego z tych środowisk, umożliwiając stopniową ewolucję architektury podstacji.
Zamiast zgrywania i zastępowania narzędzia mogą wprowadzać zwirtualizowaną ochronę stopniowo wraz z istniejącą infrastrukturą. Mogą łatwo sprawdzać wydajność przed szerszym wdrożeniem i modernizować je w tempie zgodnym z ich unikalnymi wymaganiami operacyjnymi. Istniejące inwestycje mogą pozostać częścią rozwiązania, a nie stać się przeszkodą dla niego.
To może być jedna z największych atutów wirtualizacji.
Infrastruktura użyteczności publicznej ewoluuje przez dziesięciolecia. Technologie, które odnoszą sukcesy, rzadko wymagają natychmiastowej wymiany istniejących aktywów. Zazwyczaj są to te, które współpracują z ustalonymi systemami, zanim stopniowo zmieniają sposób budowy tych systemów.
Więcej oprogramowania nie oznacza mniej inżynierii
Inżynierowie są często sceptyczni, gdy wirtualizacja wchodzi do dyskusji, i to z dobrych powodów. Systemy ochrony chronią infrastrukturę krytyczną. Narzędzia nadal wymagają deterministycznej wydajności, rygorystycznych testów i silnych kontroli bezpieczeństwa cybernetycznego. Oczekiwania nie stają się mniej wymagające, ponieważ oprogramowanie odgrywa większą rolę. Jeśli już, oczekiwania stają się wyższe.
Zmienia się sposób zarządzania tymi wymaganiami.
Nowoczesne zwirtualizowane platformy centralizują funkcje takie jak aktualizacje, zarządzanie konfiguracją, tworzenie kopii zapasowych i przywracanie, monitorowanie i kontrola dostępu. Cybersecurity staje się częścią architektury zamiast adresować się do jednego urządzenia na raz.
Co równie ważne, wiele zwirtualizowanych platform ochrony umożliwia inżynierom dalsze korzystanie ze znanych przepływów pracy i narzędzi, zamiast wymuszać zupełnie nowy sposób pracy. Przyjęcie technologii rozwija się znacznie szybciej, gdy ludzie nie muszą porzucać wszystkiego, co już wiedzą.
Co nastąpi dalej
Długoterminowe znaczenie wirtualizacji nie polega na tym, że redukuje ona sprzęt. Chodzi o to, że daje narzędziom większą swobodę w rozwoju swoich systemów. Gdy funkcje ochrony i sterowania zostaną oddzielone od dedykowanego sprzętu, narzędzia uzyskują większą elastyczność w zakresie wdrażania, testowania, konserwacji i rozbudowy. Łatwiej jest również wprowadzać nowe aplikacje, które byłyby trudne do obsługi w wysoko rozproszonych architekturach.
To jeden z powodów, dla których dyskusje na temat wirtualizowanej ochrony coraz częściej nakładają się na rozmowy o automatyzacji, zaawansowanej analityce i sztucznej inteligencji. Architektury zdefiniowane programowo stwarzają możliwości umieszczenia nowych możliwości bliżej miejsca podejmowania decyzji operacyjnych, w tym integracji zaawansowanej analityki sztucznej inteligencji. Narzędzia, których używamy do zaspokojenia rosnącego zapotrzebowania na energię, będą nadal ewoluować, ale ostatecznie wyzwania leżące u podstaw tego nie będą.
Narzędzia muszą jednocześnie rozwijać się, modernizować i dekarbonizować. Pomyślne wykonanie tego wymaga czegoś więcej niż tylko dodania infrastruktury. Będzie to wymagało znalezienia sposobów na uproszczenie tego. Zwirtualizowana ochrona oferuje jedną ścieżkę do tego celu: rozszerzenie możliwości przy jednoczesnym zmniejszeniu złożoności wymaganej do jej obsługi.
