Цифрова підстанція вирішила багато важливих проблем. Архітектури технологічної шини зменшили мідну проводку. IEC 61850 поліпшила сумісність. Об'єднання одиниць наблизило дані поля до точки прийняття рішень.
Проте багато комунальних підприємств все ще керують десятками пристроїв захисту та управління, розповсюдженими по підстанції. Кожен з цих пристроїв має свій життєвий цикл. Він повинен бути спроектований, налаштований, протестований, задокументований, виправлений, контрольований та врешті-решт замінений. У міру розширення підстанцій обсяг зусиль, необхідних для управління ними, розширюється поруч з ними.
Більшість утиліт не шукають кардинально іншої філософії захисту. Вони шукають простіший спосіб масштабувати інфраструктуру, якій вони вже довіряють. Віртуалізований захист забезпечує нове рішення цієї проблеми. Замість розміщення функцій захисту на виділених пристроях, ці функції працюють як програмне забезпечення на централізованих обчислювальних платформах. Принципи захисту залишаються незмінними. Стандарти залишаються тими ж. Що змінюється, це те, як ці функції розгортаються та підтримуються.
Як виглядає віртуалізація в польових умовах
Уявіть, що комунальна компанія розширює підстанцію, побудовану двадцять років тому.
При звичайному підході додаткові функції захисту часто означають додаткове обладнання, додаткову проводку і додаткову інфраструктуру для їх підтримки. Кожен новий актив додає вартість під час введення в експлуатацію та створює ще один актив, який необхідно підтримувати протягом наступних двадцяти-тридцяти років.
У віртуалізованої архітектурі велика частина цього розширення відбувається з програмним забезпеченням, а не додатковою фізичною інфраструктурою. Це не виключає інженерних робіт. Інженерам все ще потрібно налаштувати, перевірити та протестувати систему, натомість додавання можливостей стає менш залежним від додавання фізичного обладнання.
Різниця може здатися тонкою, але вона змінює підхід до проектів модернізації. З часом розмова зміщується з «Яке нове обладнання нам потрібно?» і до «Як ми хочемо, щоб система працювала?»
Реальна економія знаходиться поза панеллю реле
Менше реле, як правило, привертає увагу комунальних служб, але вони є лише однією частиною історії. Більший вплив відбувається від зменшення всього, що оточує ці реле: панелей, в яких їх розміщують, кабелю, яка їх з'єднує, фізичного простору, який вони займають, та зусиль життєвого циклу, необхідних для їх підтримки.
Одна додаткова реле може не мати великого значення, але п'ятдесят з них зазвичай мають значення.
Докази попередніх проектів віртуалізованого захисту Siemens відображають цей ширший вплив. Типові проектні розрахунки, пов'язані з SIPROTEC V, системою віртуального захисту Siemens, показують до 80% економії витрат на мідний кабель, до 45% зменшення захисту та контролю площі будівлі, економію витрат на панелі до 25% та економію витрат на життєвий цикл до 20%. Крім того, виконання проекту також може бути прискорено на цілих шість місяців.
Ці цифри важливі, оскільки вони розкривають, чого насправді намагаються досягти комунальні послуги: більшої потужності без пропорційного збільшення експлуатаційного навантаження.
Модернізація не вимагає чистого аркуша
Мабуть, найбільш практичним аспектом віртуалізації є те, що її можна прийняти, не вириваючи інфраструктуру, яка вже працює. Деякі комунальні підприємства все ще експлуатують звичайні підстанції, побудовані навколо великих провідних архітектур. Інші вже інвестували значні кошти в цифрові підстанції та комунікацію технологічних шин. Проекти Greenfield стикаються з іншим набором рішень. Віртуалізація може вписатися в кожне з цих середовищ, що дозволяє поступово еволюціонувати архітектуру підстанцій.
Замість копіювання та заміни, утиліти можуть поступово впроваджувати віртуалізований захист поряд з існуючою інфраструктурою. Вони можуть легко перевіряти продуктивність перед більш широким розгортанням і модернізувати в темпах, які відповідають їхнім унікальним операційним вимогам. Існуючі інвестиції можуть залишатися частиною рішення, а не стати перешкодами для нього.
Це може бути однією з найбільших сильних сторін віртуалізації.
Комунальна інфраструктура розвивається протягом десятиліть. Технології, які досягають успіху, рідко вимагають негайної заміни існуючих активів. Зазвичай це ті, які працюють поряд із встановленими системами, перш ніж поступово змінювати спосіб побудови цих систем.
Більше програмного забезпечення не означає менше інженерії
Інженери часто скептично ставляться, коли віртуалізація входить в дискусію, і з поважних причин. Системи захисту захищають критичну інфраструктуру. Утиліти все ще вимагають детермінованої продуктивності, ретельного тестування та сильного контролю кібербезпеки. Очікування не стають менш вимогливими, оскільки програмне забезпечення відіграє більшу роль. Якщо що, очікування стають вищими.
Що змінюється, це те, як керуються цими вимогами.
Сучасні віртуалізовані платформи централізують такі функції, як оновлення, управління конфігурацією, резервне копіювання та відновлення, моніторинг та контроль доступу. Кібербезпека стає частиною архітектури замість того, щоб вирішувати один пристрій за раз.
Не менш важливо, що багато віртуалізованих платформ захисту дозволяють інженерам продовжувати використовувати знайомі робочі процеси та інструменти, а не примусовувати абсолютно новий спосіб роботи. Прийняття технологій, як правило, рухається набагато швидше, коли людям не доведеться відмовлятися від усього, що вони вже знають.
Що буде далі
Довгострокове значення віртуалізації полягає не в тому, що вона зменшує апаратне забезпечення. Це дає утилітам більше свободи в тому, як вони розвивають свої системи. Після того, як функції захисту та управління відокремлюються від виділеного обладнання, утиліти отримують більшу гнучкість у розгортанні, тестуванні, обслуговуванні та розширенні. Також стає простіше впроваджувати нові програми, які було б важко підтримувати у високорозподілених архітектурах.
Це одна з причин, чому дискусії про віртуалізований захист все частіше перетинаються з розмовами про автоматизацію, вдосконалену аналітику та штучний інтелект. Архітектури, визначені програмним забезпеченням, створюють можливості для розміщення нових можливостей ближче до того, де приймаються оперативні рішення, включаючи інтеграцію розширеної аналітики штучного інтелекту. Інструменти, які ми використовуємо для вирішення зростаючого попиту на електроенергію, будуть продовжувати розвиватися, але в кінцевому підсумку основні проблеми не будуть.
Комунальні підприємства повинні розширюватися, модернізуватися та декарбонізуватися одночасно. Успішне виконання цього вимагає більше, ніж додавання інфраструктури. Буде потрібно знайти способи його спрощення. Віртуалізований захист пропонує один шлях до досягнення цієї мети: розширення можливостей та зменшення складності, необхідної для його підтримки.
