Substația digitală a rezolvat multe probleme importante. Arhitecturile magistralelor de proces au redus cablarea cuprului. IEC 61850 a îmbunătățit interoperabilitatea. Unitățile de îmbinare au adus datele de câmp mai aproape de punctul în care se iau deciziile.
Cu toate acestea, multe utilități încă gestionează zeci de dispozitive de protecție și control răspândite într-o stație de transformare. Fiecare dintre aceste dispozitive are un ciclu de viață. Acesta trebuie proiectat, configurat, testat, documentat, corectat, monitorizat și, eventual, înlocuit. Pe măsură ce stațiile de transformare se extind, efortul necesar pentru a le gestiona se extinde chiar alături de ele.
Majoritatea utilităților nu caută o filozofie de protecție radical diferită. Ei caută o modalitate mai simplă de a extinde infrastructura în care au deja încredere. Protecția virtualizată oferă o soluție nouă la această provocare. În loc să găzduiască funcții de protecție pe dispozitive dedicate, aceste funcții rulează ca software pe platforme de calcul centralizate. Principiile de protecție rămân aceleași. Standardele rămân aceleași. Ceea ce se schimbă este modul în care aceste funcții sunt implementate și menținute.
Cum arată virtualizarea în domeniu
Imaginați-vă o utilitate care extinde o stație construită acum douăzeci de ani.
În cadrul unei abordări convenționale, funcțiile suplimentare de protecție înseamnă adesea hardware suplimentar, cabluri suplimentare și infrastructură suplimentară pentru a le sprijini. Fiecare activ nou adaugă costuri în timpul punerii în funcțiune și creează un alt activ care trebuie menținut în următorii douăzeci sau treizeci de ani.
Într-o arhitectură virtualizată, o mare parte din această extindere se întâmplă cu software, mai degrabă decât cu infrastructură fizică suplimentară. Acest lucru nu elimină munca de inginerie. Inginerii trebuie să configureze, să valideze și să testeze sistemul, în schimb adăugarea capacității devine mai puțin dependentă de adăugarea de echipamente fizice.
Distincția poate părea subtilă, dar schimbă modul în care sunt abordate proiectele de modernizare. În timp, conversația trece de la „Ce hardware nou avem nevoie?” și către „Cum vrem să funcționeze sistemul?”
Economiile reale sunt în afara panoului releului
Mai puține relee tind să atragă atenția de la utilități, dar sunt doar o parte a poveștii. Impactul mai mare vine din reducerea a tot ceea ce înconjoară acele relee: panourile care le găzduiesc, cablurile care le conectează, spațiul fizic pe care îl ocupă și efortul de viață necesar pentru a le susține.
Un releu suplimentar poate să nu conteze prea mult, dar cincizeci dintre ei o fac de obicei.
Dovezile din proiectele preliminare de protecție virtualizată ale Siemens reflectă acest impact mai larg. Calculele tipice ale proiectului asociate cu SIPROTEC V, sistemul de protecție virtuală Siemens, arată economii de costuri cu cabluri de cupru cu până la 80%, reducerea cu până la 45% a protecției și controlului amprentei clădirii, economii de costuri de panou de până la 25% și economii de costuri de până la 20% pe durata ciclului de viață. În plus, execuția proiectului poate fi accelerată și cu până la șase luni.
Aceste numere sunt importante deoarece dezvăluie ce utilități încearcă cu adevărat să obțină: mai multă capacitate fără o creștere proporțională a sarcinii operaționale.
Modernizarea nu necesită o listă curată
Poate că cel mai practic aspect al virtualizării este că poate fi adoptat fără a rupe infrastructura care funcționează deja. Unele utilități încă operează stații convenționale construite în jurul arhitecturilor extinse cu cablu. Alții au investit deja masiv în stații digitale și comunicații cu autobuze de proces. Proiectele Greenfield se confruntă cu un set diferit de decizii cu totul. Virtualizarea se poate încadra în fiecare dintre aceste medii, permițând o evoluție treptată a arhitecturii stațiilor de transformare.
În loc de a repara și înlocui, utilitățile pot introduce protecție virtualizată în mod incremental alături de infrastructura existentă. Aceștia pot valida cu ușurință performanța înainte de o implementare mai largă și se pot moderniza într-un ritm care se aliniază cerințelor operaționale unice ale acestora. Investițiile existente pot rămâne o parte a soluției, mai degrabă decât să devină obstacole în calea acesteia.
Acesta poate fi unul dintre cele mai mari puncte forte ale virtualizării.
Infrastructura de utilități evoluează de-a lungul deceniilor. Tehnologiile care reușesc sunt rareori cele care necesită înlocuirea imediată a activelor existente. Acestea sunt de obicei cele care funcționează alături de sistemele stabilite înainte de a schimba treptat modul în care sunt construite aceste sisteme.
Mai mult software nu înseamnă mai puțină inginerie
Inginerii sunt adesea sceptici atunci când virtualizarea intră în discuție și din motive întemeiate. Sistemele de protecție protejează infrastructura critică. Utilitățile necesită în continuare performanțe deterministe, teste riguroase și controale puternice de securitate cibernetică. Așteptările nu devin mai puțin exigente, deoarece software-ul joacă un rol mai mare. În orice caz, așteptările devin mai mari.
Ceea ce se schimbă este modul în care sunt gestionate aceste cerințe.
Platformele virtualizate moderne centralizează funcții precum actualizări, gestionarea configurației, backup și restaurare, monitorizare și control acces. Securitatea cibernetică devine parte a arhitecturii în loc să fie abordată pe un dispozitiv la un moment dat.
La fel de important, multe platforme de protecție virtualizate permit inginerilor să continue să utilizeze fluxuri de lucru și instrumente familiare, mai degrabă decât să forțeze un mod complet nou de lucru. Adoptarea tehnologiei tinde să se miște mult mai repede atunci când oamenii nu trebuie să abandoneze tot ceea ce știu deja.
Ce urmează
Semnificația pe termen lung a virtualizării nu este că reduce hardware-ul. Este că oferă utilităților mai multă libertate în modul în care își dezvoltă sistemele. Odată ce funcțiile de protecție și control sunt decuplate de hardware-ul dedicat, utilitățile câștigă o mai mare flexibilitate în implementare, testare, întreținere și extindere. De asemenea, devine mai ușor să introduceți noi aplicații care ar fi fost dificil de susținut în arhitecturi foarte distribuite.
Acesta este unul dintre motivele pentru care discuțiile despre protecția virtualizată se suprapun din ce în ce mai mult cu conversațiile despre automatizare, analize avansate și inteligență artificială. Arhitecturile definite de software creează oportunități de a plasa noi capabilități mai aproape de locul în care sunt luate deciziile operaționale, inclusiv integrarea analizelor avansate AI. Instrumentele pe care le folosim pentru a aborda cererea tot mai mare de energie vor continua să evolueze, dar în cele din urmă provocările de bază nu vor evolua.
Utilitățile trebuie să se extindă, să modernizeze și să decarbonizeze simultan. Pentru a face acest lucru cu succes va necesita mai mult decât adăugarea de infrastructură. Va fi nevoie de găsirea unor modalități de simplificare a acesteia. Protecția virtualizată oferă o cale către acest obiectiv: extinderea capacității, reducând în același timp complexitatea necesară pentru a o susține.
