Ang Digital Substation ay isang trend sa sektor ng enerhiya. Kung malapit ka sa paksa, malamang na narinig mo na ang isang malaking halaga ng data ay ipinadala sa anyo ng mga multicast stream. Ngunit alam mo ba kung paano pamahalaan ang mga multicast stream na ito? Anong mga tool sa pamamahala ng daloy ang ginagamit? Ano ang ipinapayo ng dokumentasyon ng regulasyon?
Ang sinumang interesado sa pag-unawa sa paksang ito ay malugod na tinatanggap sa pusa!
Paano ipinapadala ang data sa network at bakit pinamamahalaan ang mga multicast stream?
Bago lumipat nang direkta sa Digital Substation at ang mga nuances ng pagbuo ng LAN, nag-aalok ako ng isang maikling programang pang-edukasyon sa mga uri ng data transfer at data transfer protocol para sa pagtatrabaho sa mga multicast stream. Itinago namin ang programang pang-edukasyon sa ilalim ng isang spoiler.
Mga uri ng paglilipat ng data
Mga uri ng trapiko sa isang LAN
Mayroong apat na uri ng paglilipat ng data:
- Broadcast – pagsasahimpapawid.
- Unicast – pagmemensahe sa pagitan ng dalawang device.
- Multicast – pagpapadala ng mga mensahe sa isang partikular na grupo ng mga device.
- Hindi Kilalang Unicast – pagsasahimpapawid na may layuning maghanap ng isang device.
Upang hindi malito ang mga card, pag-usapan natin sandali ang tungkol sa iba pang tatlong uri ng paghahatid ng data bago lumipat sa multicast.
Una sa lahat, tandaan natin na sa loob ng isang LAN, ang pagtugon sa pagitan ng mga device ay ginagawa batay sa mga MAC address. Ang anumang mensaheng ipinadala ay may mga field ng SRC MAC at DST MAC.
SRC MAC – source MAC – nagpadala ng MAC address.
DST MAC – destination MAC – tatanggap ng MAC address.
Ang switch ay nagpapadala ng mga mensahe batay sa mga field na ito. Hinahanap nito ang DST MAC, hinahanap ito sa talahanayan ng MAC address nito, at nagpapadala ng mensahe sa port na nakalista sa talahanayan. Nanonood din siya ng SRC MAC. Kung walang ganoong MAC address sa talahanayan, pagkatapos ay isang bagong "MAC address - port" na pares ay idaragdag.
Ngayon ay pag-usapan natin nang mas detalyado ang tungkol sa mga uri ng paglilipat ng data.
Unicast
Ang Unicast ay ang address transmission ng mga mensahe sa pagitan ng dalawang device. Mahalaga, ito ay point-to-point na paglipat ng data. Sa madaling salita, palaging ginagamit ng dalawang device ang Unicast para makipag-usap sa isa't isa.
Unicast na transmisyon ng trapiko
Brodkast
Ang broadcast ay isang broadcast message. Yung. pagsasahimpapawid, kapag nagpapadala ng mensahe ang isang device sa lahat ng iba pang device sa network.
Para magpadala ng broadcast message, tinutukoy ng nagpadala ang DST MAC address na FF:FF:FF:FF:FF:FF.
Pagpapadala ng trapiko sa broadcast
Hindi kilalang Unicast
Ang hindi kilalang Unicast, sa unang tingin, ay halos kapareho sa Broadcast. Ngunit may pagkakaiba sa pagitan nila - ipinapadala ang mensahe sa lahat ng kalahok sa network, ngunit inilaan lamang para sa isang device. Ito ay tulad ng isang mensahe sa isang shopping center na humihiling sa iyo na iparada muli ang iyong sasakyan. Maririnig ng lahat ang mensaheng ito, ngunit isa lamang ang tutugon.
Kapag ang switch ay nakatanggap ng isang frame at hindi mahanap ang Destination MAC mula dito sa MAC address table, ibina-broadcast lang nito ang mensaheng ito sa lahat ng port maliban sa isa kung saan ito natanggap. Isang device lang ang tutugon sa naturang pagpapadala ng koreo.
Paghahatid ng Hindi Kilalang Unicast na trapiko
Maramihang
Ang Multicast ay ang pagpapadala ng mensahe sa isang pangkat ng mga device na "nais" na makatanggap ng data na ito. Ito ay halos kapareho sa isang webinar. Ito ay nai-broadcast sa buong Internet, ngunit ang mga taong interesado lamang sa paksang ito ay kumonekta dito.
Ang modelo ng paglilipat ng data na ito ay tinatawag na "Publisher - Subscriber". May isang Publisher na nagpapadala ng data at Mga Subscriber na gustong makatanggap ng data na ito ay nag-subscribe dito.
Sa multicast broadcasting, ang mensahe ay ipinapadala mula sa isang tunay na device. Ang Source MAC sa frame ay ang MAC ng nagpadala. Ngunit ang Destination MAC ay isang virtual na address.
Dapat kumonekta ang device sa grupo para makatanggap ng data mula dito. Ang switch ay nagre-redirect ng mga daloy ng impormasyon sa pagitan ng mga device - naaalala nito kung aling mga port ang ipinadala ng data at alam kung saang mga port dapat ipadala ang data na ito.
Paghahatid ng trapiko ng Multicast
Ang isang mahalagang punto ay ang mga IP address ay kadalasang ginagamit bilang mga virtual na grupo, ngunit dahil... Dahil ang artikulong ito ay tungkol sa enerhiya, pag-uusapan natin ang tungkol sa mga MAC address. Sa IEC 61850 na pamilya ng mga protocol na ginagamit para sa Digital Substation, ang paghahati sa mga grupo ay batay sa mga MAC address
Isang maikling programang pang-edukasyon tungkol sa MAC address
Ang MAC address ay isang 48-bit na halaga na natatanging tumutukoy sa isang device. Ito ay nahahati sa 6 octets. Ang unang tatlong octet ay naglalaman ng impormasyon ng tagagawa. Ang mga Octet 4, 5 at 6 ay itinalaga ng tagagawa at ang numero ng device.
Istraktura ng MAC address
Sa unang octet, tinutukoy ng ikawalong bit kung unicast o multicast ang mensahe. Kung ang ikawalong bit ay 0, ang MAC address na ito ay ang address ng tunay na pisikal na device.
At kung ang ikawalong bit ay 1, ang MAC address na ito ay virtual. Iyon ay, ang MAC address na ito ay hindi kabilang sa isang tunay na pisikal na aparato, ngunit sa isang virtual na grupo.
Ang isang virtual na koponan ay maihahambing sa isang broadcast tower. Ang kumpanya ng radyo ay nagbo-broadcast ng ilang musika sa tower na ito, at ang mga gustong makinig dito ay ibagay ang kanilang mga receiver sa nais na dalas.
Gayundin, halimbawa, ang isang IP video camera ay nagpapadala ng data sa isang virtual na grupo, at ang mga device na gustong tumanggap ng data na ito ay kumokonekta sa grupong ito.
Ikawalong bit ng unang octet ng MAC address
Kung ang suporta sa multicast ay hindi pinagana sa switch, makikita nito ang multicast stream bilang isang broadcast. Alinsunod dito, kung mayroong maraming mga naturang daloy, mabilis naming barado ang network ng "junk" na trapiko.
Ano ang kakanyahan ng multicast?
Ang pangunahing ideya ng multicast ay isang kopya lamang ng trapiko ang ipinadala mula sa device. Tinutukoy ng switch kung aling mga port ang naka-on ang mga subscriber at nagpapadala ng data mula sa nagpadala sa kanila. Kaya, pinapayagan ka ng multicast na makabuluhang bawasan ang data na ipinadala sa pamamagitan ng network.
Paano ito gumagana sa isang tunay na LAN?
Malinaw na hindi sapat na magpadala lamang ng isang kopya ng trapiko sa ilang MAC address na ang ikawalong bit ng unang octet ay 1. Dapat na makakonekta ang mga subscriber sa grupong ito. At dapat na maunawaan ng mga switch kung saan nagmumula ang data ng mga port at kung aling mga port ang kailangan nitong ipadala. Pagkatapos lamang ay gagawing posible ng multicast na i-optimize ang mga network at pamahalaan ang mga daloy.
Upang ipatupad ang pagpapaandar na ito, mayroong mga multicast na protocol. Ang pinakakaraniwan:
- IGMP.
- PIM.
Sa artikulong ito, pag-uusapan natin ang tungkol sa pangkalahatang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga protocol na ito.
IGMP
Natatandaan ng switch na pinagana ng IGMP kung saang port nanggagaling ang multicast stream. Ang mga subscriber ay dapat magpadala ng IMGP Join message para makasali sa grupo. Ang switch ay nagdaragdag ng port kung saan ang IGMP Join ay dumating sa listahan ng mga downstream na interface at nagsimulang magpadala ng multicast stream doon. Ang switch ay patuloy na nagpapadala ng mga mensahe ng IGMP Query sa mga downstream na port upang suriin kung kailangan nitong magpatuloy sa pagpapadala ng data. Kung ang isang mensahe ng IGMP Leave ay natanggap mula sa isang port o walang tugon sa isang mensahe ng IGMP Query, pagkatapos ay ihihinto ang pagsasahimpapawid dito.
PIM
Ang PIM protocol ay may dalawang pagpapatupad:
- PIM DM.
- PIM SM.
Ang PIM DM protocol ay gumagana sa kabaligtaran ng IGMP. Ang switch sa una ay nagpapadala ng multicast stream bilang isang broadcast sa lahat ng port maliban sa isa kung saan ito natanggap. Pagkatapos ay hindi nito pinapagana ang daloy sa mga port kung saan nanggaling ang mga mensahe na hindi ito kailangan.
Ang PIM SM ay tumatakbo malapit sa IGMP.
Upang lubos na ibuod ang pangkalahatang prinsipyo ng pagpapatakbo ng multicast - nagpapadala ang Publisher ng multicast stream sa isang partikular na grupo ng MAC, ang mga subscriber ay nagpapadala ng mga kahilingan upang kumonekta sa pangkat na ito, pinamamahalaan ng mga switch ang mga stream na ito.
Bakit tayo nagpunta sa multicast nang napakababaw? Pag-usapan natin ang mga detalye ng Digital Substation LAN upang maunawaan ito.
Ano ang Digital Substation at bakit kailangan ang multicast doon?
Bago pag-usapan ang Digital Substation LAN, kailangan mong maunawaan kung ano ang Digital Substation. Pagkatapos ay sagutin ang mga tanong:
- Sino ang kasangkot sa paglilipat ng data?
- Anong data ang inilipat sa LAN?
- Ano ang karaniwang arkitektura ng LAN?
At pagkatapos na talakayin ang multicast...
Ano ang Digital Substation?
Ang Digital Substation ay isang substation kung saan ang lahat ng mga system ay may napakataas na antas ng automation. Ang lahat ng pangalawa at pangunahing kagamitan ng naturang substation ay nakatuon sa digital data transmission. Ang palitan ng data ay binuo alinsunod sa mga protocol ng paghahatid na inilarawan sa pamantayan ng IEC 61850.
Alinsunod dito, ang lahat ng data ay ipinapadala nang digital dito:
- Mga sukat.
- Impormasyon sa diagnostic.
- Kontrolin ang mga utos.
Ang kalakaran na ito ay nakatanggap ng mahusay na pag-unlad sa sektor ng enerhiya ng Russia at ngayon ay ipinatupad sa lahat ng dako. Noong 2019 at 2020, maraming mga dokumentong pangregulasyon ang lumitaw na kumokontrol sa paglikha ng isang Digital Substation sa lahat ng yugto ng pag-unlad. Halimbawa, ang STO 34.01-21-004-2019 PJSC "Rosseti" ay tumutukoy sa sumusunod na kahulugan at pamantayan para sa isang sentral na istasyon ng serbisyo:
Kahulugan:
Ang digital substation ay isang automated na substation na nilagyan ng digital na impormasyon at mga control system na nakikipag-ugnayan sa isang solong mode ng oras at tumatakbo nang walang presensya ng mga permanenteng tauhan sa tungkulin.
Pamantayan:
- malayuang pagmamasid ng mga parameter at mga mode ng pagpapatakbo ng kagamitan at mga sistema na kinakailangan para sa normal na operasyon nang walang patuloy na presensya ng mga tauhan ng pagpapatakbo ng tungkulin at pagpapanatili;
- pagbibigay ng telecontrol ng mga kagamitan at mga sistema para sa pagpapatakbo ng substation nang walang patuloy na presensya ng mga tauhan ng pagpapatakbo ng tungkulin at pagpapanatili;
- mataas na antas ng automation ng mga kagamitan at pamamahala ng system gamit ang mga intelligent control system para sa mga operating mode ng kagamitan at system;
- remote control ng lahat ng teknolohikal na proseso sa isang solong mode ng oras;
- digital data exchange sa pagitan ng lahat ng teknolohikal na sistema sa isang format;
- pagsasama sa elektrikal na network at sistema ng pamamahala ng negosyo, pati na rin ang pagtiyak ng digital na pakikipag-ugnayan sa mga nauugnay na organisasyong pang-imprastraktura (na may mga kaugnay na pasilidad);
- pagganap at seguridad ng impormasyon sa panahon ng digitalization ng mga teknolohikal na proseso;
- patuloy na pagsubaybay sa kondisyon ng pangunahing teknolohikal na kagamitan at mga sistema online na may pagpapadala ng kinakailangang halaga ng digital data, kinokontrol na mga parameter at signal.
Sino ang kasangkot sa paglilipat ng data?
Kasama sa Digital Substation ang mga sumusunod na sistema:
- Mga sistema ng proteksyon ng relay. Ang proteksyon ng relay ay halos ang "puso" ng Digital Substation. Ang mga terminal ng proteksyon ng relay ay kumukuha ng mga kasalukuyang at boltahe na halaga mula sa mga sistema ng pagsukat. Batay sa data na ito, ginagawa ng mga terminal ang panloob na lohika ng proteksyon. Ang mga terminal ay nakikipag-usap sa isa't isa upang magpadala ng impormasyon tungkol sa mga aktibong proteksyon, ang mga posisyon ng mga switching device, atbp. Ang mga terminal ay nagpapadala rin ng impormasyon tungkol sa mga kaganapan na naganap sa server ng ICS. Sa kabuuan, maraming uri ng komunikasyon ang maaaring makilala:
▸Pahalang na koneksyon – komunikasyon sa pagitan ng mga terminal.
▸Vertical na koneksyon – komunikasyon sa automated process control system server.
▸Mga sukat – komunikasyon sa mga kagamitan sa pagsukat.
- Mga komersyal na sistema ng pagsukat ng kuryente.Ang mga custody metering system ay nakikipag-ugnayan lamang sa mga kagamitan sa pagsukat.
- Mga sistema ng kontrol sa pagpapadala.Dapat ipadala ang bahagyang data mula sa automated process control system server at mula sa commercial accounting server hanggang sa control center.
Ito ay isang napakasimpleng listahan ng mga system na nagpapalitan ng data bilang bahagi ng isang Digital Substation. Kung interesado ka sa pagdedebelop ng mas malalim sa paksang ito, sumulat sa mga komento.
Sasabihin namin sa iyo ang tungkol dito nang hiwalay 😉
Anong data ang inilipat sa LAN?
Upang pagsamahin ang mga inilarawan na sistema sa bawat isa at ayusin ang pahalang at patayong komunikasyon, pati na rin ang paglipat ng mga sukat, ang mga bus ay nakaayos. Sa ngayon, sumang-ayon tayo na ang bawat bus ay isang hiwalay na LAN lamang sa mga pang-industriyang Ethernet switch.
Block diagram ng pasilidad ng kuryente alinsunod sa IEC 61850
Ipinapakita ng block diagram ang mga gulong:
- Pagsubaybay/Pagkontrol.
- Pagpapadala ng mga signal ng proteksyon ng relay.
- Paghahatid ng mga instant na boltahe at alon.
Ang mga terminal ng proteksyon ng relay ay nakikilahok sa parehong pahalang at patayong komunikasyon at gumagamit din ng mga sukat, kaya nakakonekta ang mga ito sa lahat ng mga bus.
Sa pamamagitan ng bus na "Transmission of relay protection signal", ang mga terminal ay nagpapadala ng impormasyon sa kanilang mga sarili. Yung. dito ipinatupad ang isang pahalang na koneksyon.
Ang paghahatid ng mga sukat ay ipinatupad sa pamamagitan ng bus na "Paghahatid ng agarang halaga ng mga boltahe at alon". Ang mga aparato sa pagsukat - mga transformer ng kasalukuyang at boltahe, pati na rin ang mga terminal ng proteksyon ng relay - ay konektado sa bus na ito.
Gayundin, ang server ng ASKUE ay konektado sa bus na "Transmission of instantaneous values of voltages and currents", na kumukuha din ng mga sukat para sa accounting.
At ang "Pagsubaybay/Kontrol" na bus ay nagsisilbi para sa patayong komunikasyon. Yung. sa pamamagitan nito, ang mga terminal ay nagpapadala ng iba't ibang mga kaganapan sa ICS server, at ang server ay nagpapadala din ng mga control command sa mga terminal.
Mula sa automated process control system server, ang data ay ipinapadala sa control center.
Ano ang karaniwang arkitektura ng LAN?
Lumipat tayo mula sa isang abstract at sa halip kumbensyonal na structural diagram tungo sa mas makamundo at totoong mga bagay.
Ang diagram sa ibaba ay nagpapakita ng isang medyo karaniwang arkitektura ng LAN para sa isang Digital Substation.
Arkitektura ng Digital Substation
Sa 6 kV o 35 kV substation, ang network ay magiging mas simple, ngunit kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga substation na 110 kV, 220 kV at mas mataas, pati na rin ang LAN ng mga istasyon ng kuryente, kung gayon ang arkitektura ay tumutugma sa ipinakita.
Ang arkitektura ay nahahati sa tatlong antas:
- Antas ng istasyon/substation.
- Sumali sa antas.
- Antas ng proseso.
Antas ng istasyon/substation kasama ang mga workstation at server.
Sumali sa antas kasama ang lahat ng kagamitan sa teknolohiya.
Antas ng proseso kasama ang mga kagamitan sa pagsukat.
Mayroon ding dalawang bus para sa pagsasama-sama ng mga antas:
- Bus ng istasyon/substation.
- Prosesong bus.
Pinagsasama ng istasyon/substation na bus ang mga function ng "Pagsubaybay/Pagkontrol" na bus at ang "Relay Protection Signal Transmission" na bus. At ang proseso ng bus ay gumaganap ng mga pag-andar ng bus na "Paghahatid ng agarang boltahe at kasalukuyang mga halaga".
Mga tampok ng Multicast transmission sa isang Digital Substation
Anong data ang ipinadala gamit ang multicast?
Ang pahalang na komunikasyon at paghahatid ng mga sukat sa loob ng Digital Substation ay isinasagawa gamit ang arkitektura ng Publisher-Subscriber. Yung. Ang mga terminal ng proteksyon ng relay ay gumagamit ng mga multicast stream upang makipagpalitan ng mga mensahe sa kanilang mga sarili, at ang mga sukat ay ipinapadala din gamit ang multicast.
Bago ang digital substation sa sektor ng enerhiya, ipinatupad ang pahalang na komunikasyon gamit ang point-to-point na komunikasyon sa pagitan ng mga terminal. Alinman sa tanso o optical cable ang ginamit bilang isang interface. Ang data ay ipinadala gamit ang mga proprietary protocol.
Napakataas na hinihingi ang inilagay sa koneksyon na ito, dahil ang mga channel na ito ay nagpapadala ng mga signal ng pag-activate ng proteksyon, posisyon ng mga switching device, atbp. Ang algorithm para sa operational blocking ng mga terminal ay nakasalalay sa impormasyong ito.
Kung mabagal o hindi ginagarantiyahan ang data, malaki ang posibilidad na ang isa sa mga terminal ay hindi makakatanggap ng napapanahong impormasyon sa kasalukuyang sitwasyon at maaaring magpadala ng senyales upang isara o i-on ang switching device kapag, halimbawa. , ang ilang gawain ay isinasagawa dito. O ang pagkabigo ng breaker ay hindi gagana sa oras at ang maikling circuit ay kumakalat sa natitirang bahagi ng electrical circuit. Ang lahat ng ito ay puno ng malaking pagkalugi sa pananalapi at isang banta sa buhay ng tao.
Samakatuwid, ang data ay kailangang ipadala:
- Maaasahan.
- Garantisado.
- Mabilis.
Ngayon, sa halip na point-to-point na komunikasyon, isang istasyon/substation bus ang ginagamit, i.e. LAN. At ang data ay ipinadala gamit ang GOOSE protocol, na inilarawan ng pamantayan ng IEC 61850 (sa IEC 61850-8-1, upang maging mas tumpak).
Ang GOOSE ay kumakatawan sa Pangkalahatang Object Oriented Substation Event, ngunit ang pag-decode na ito ay hindi na masyadong nauugnay at hindi nagdadala ng anumang semantic load.
Bilang bahagi ng protocol na ito, ang mga terminal ng proteksyon ng relay ay nagpapalitan ng mga mensahe ng GOOSE sa isa't isa.
Ang paglipat mula sa point-to-point na komunikasyon sa isang LAN ay hindi nagbago sa diskarte. Kailangan pa ring maipadala ang data nang mapagkakatiwalaan, ligtas at mabilis. Samakatuwid, ang mga mensahe ng GOOSE ay gumagamit ng medyo hindi pangkaraniwang mekanismo ng paghahatid ng data. Higit pa tungkol sa kanya mamaya.
Ang mga sukat, tulad ng napag-usapan na natin, ay ipinapadala din gamit ang mga multicast stream. Sa terminolohiya ng DSP, ang mga stream na ito ay tinatawag na SV stream (Sampled Value).
Ang mga stream ng SV ay mga mensaheng naglalaman ng isang partikular na hanay ng data at patuloy na ipinapadala sa isang tiyak na panahon. Ang bawat mensahe ay naglalaman ng isang sukat sa isang partikular na punto ng oras. Ang mga sukat ay kinukuha sa isang tiyak na dalas - ang dalas ng sampling.
Ang sampling frequency ay ang sampling frequency ng isang time-continuous signal kapag sina-sample ito.
Sampling rate 80 sample bawat segundo
Ang komposisyon ng mga stream ng SV ay inilarawan sa IEC61850-9-2 LE.
Ang mga stream ng SV ay ipinapadala sa pamamagitan ng prosesong bus.
Ang process bus ay isang network ng komunikasyon na nagbibigay ng palitan ng data sa pagitan ng mga aparatong pagsukat at mga aparato sa antas ng koneksyon. Ang mga patakaran para sa pagpapalitan ng data (instantaneous current at voltage values) ay inilarawan sa IEC 61850-9-2 standard (kasalukuyang ginagamit ang IEC 61850-9-2 LE profile).
Ang mga stream ng SV, tulad ng mga mensahe ng GOOSE, ay dapat na maipadala nang mabilis. Kung ang mga sukat ay mabagal na ipinadala, ang mga terminal ay maaaring hindi makatanggap ng kasalukuyang o boltahe na kinakailangan upang ma-trigger ang proteksyon sa oras, at ang maikling circuit ay kumakalat sa malaking bahagi ng elektrikal na network at magdulot ng malaking pinsala.
Bakit kailangan ang multicast?
Tulad ng nabanggit sa itaas, upang masakop ang mga kinakailangan sa pagpapadala ng data para sa pahalang na komunikasyon, ang GOOSE ay ipinapadala medyo hindi karaniwan.
Una, ipinapadala sila sa antas ng link ng data at may sariling Ethertype - 0x88b8. Tinitiyak nito ang mataas na rate ng paglilipat ng data.
Ngayon ay kinakailangan upang isara ang mga kinakailangan ng warranty at pagiging maaasahan.
Malinaw, upang makatiyak, ito ay kinakailangan upang maunawaan kung ang mensahe ay naihatid, ngunit hindi namin maisaayos ang pagpapadala ng mga kumpirmasyon ng resibo, tulad ng, halimbawa, ay ginagawa sa TCP. Ito ay makabuluhang bawasan ang bilis ng paglilipat ng data.
Samakatuwid, ang arkitektura ng Publisher-Subscriber ay ginagamit upang magpadala ng GOOSE.
Arkitektura ng Publisher-Subscriber
Nagpapadala ang device ng GOOSE message sa bus at natatanggap ng mga subscriber ang mensahe. Bukod dito, ang mensahe ay ipinapadala na may pare-parehong oras T0. Kung may nangyaring kaganapan, bubuo ng bagong mensahe, hindi alintana kung natapos na o hindi ang nakaraang yugto ng T0. Ang susunod na mensahe na may bagong data ay nabuo pagkatapos ng napakaikling panahon, pagkatapos ay pagkatapos ng bahagyang mas mahabang panahon, at iba pa. Bilang resulta, ang oras ay tumataas sa T0.
Ang prinsipyo ng pagpapadala ng mga mensahe ng GOOSE
Alam ng subscriber kung kanino ito nakakatanggap ng mga mensahe, at kung hindi ito nakatanggap ng mensahe mula sa isang tao pagkatapos ng T0, pagkatapos ay bumubuo ito ng isang mensahe ng error.
Ang mga SV stream ay ipinapadala din sa antas ng data link, may sariling Ethertype - 0x88BA at ipinapadala ayon sa modelong “Publisher – Subscriber”.
Mga nuances ng multicast transmission sa isang Digital substation
Ngunit ang multicast ng "enerhiya" ay may sariling mga nuances.
Tandaan 1. Ang GOOSE at SV ay may sariling mga multicast na grupo na tinukoy
Para sa multicast ng "enerhiya", ang kanilang sariling mga grupo ng pamamahagi ay ginagamit.
Sa telecom, ang hanay na 224.0.0.0/4 ay ginagamit para sa pamamahagi ng multicast (na may mga bihirang pagbubukod, may mga nakareserbang address). Ngunit ang IEC 61850 standard mismo at ang IEC 61850 corporate profile mula sa PJSC FGC ay tumutukoy sa sarili nilang multicast distribution range.
Para sa mga stream ng SV: mula 01-0C-CD-04-00-00 hanggang 01-0C-CD-04-FF-FF.
Para sa mga mensahe ng GOOSE: mula 01-0C-CD-04-00-00 hanggang 01-0C-CD-04-FF-FF.
Point 2. Ang mga terminal ay hindi gumagamit ng mga multicast protocol
Ang pangalawang nuance ay mas makabuluhan - ang mga terminal ng proteksyon ng relay ay hindi sumusuporta sa IGMP o PIM. Kung gayon paano sila gumagana sa multicast? Naghihintay na lamang sila ng mga kinakailangang impormasyon na maipadala sa daungan. Yung. kung alam nila na sila ay naka-subscribe sa isang partikular na MAC address, tinatanggap nila ang lahat ng mga papasok na frame, ngunit pinoproseso lamang ang mga kinakailangan. Ang natitira ay itinatapon lamang.
Sa madaling salita, ang lahat ng pag-asa ay nakasalalay sa mga switch. Ngunit paano gagana ang IGMP o PIM kung ang mga terminal ay hindi nagpapadala ng mga mensahe ng Join? Ang sagot ay simple - walang paraan.
At ang mga stream ng SV ay medyo mabigat na data. Ang isang stream ay tumitimbang ng humigit-kumulang 5 Mbit/s. At kung ang lahat ay pabayaan, lumalabas na ang bawat stream ay mai-broadcast. Sa madaling salita, 20 stream lang ang kukunin namin papunta sa isang 100 Mbit/s LAN. At ang bilang ng mga daloy ng SV sa isang malaking substation ay sinusukat sa daan-daan.
Ano ang solusyon kung gayon?
Simple - gumamit ng mga lumang napatunayang VLAN.
Bukod dito, ang IGMP sa Digital Substation LAN ay maaaring maglaro ng isang malupit na biro, at kabaliktaran, walang gagana. Pagkatapos ng lahat, ang mga switch ay hindi magsisimulang magpadala ng mga stream nang walang kahilingan.
Samakatuwid, maaari naming i-highlight ang isang simpleng tuntunin sa pag-commissioning - "Hindi ba gumagana ang network? – Huwag paganahin ang IGMP!”
Batayang normatibo
Ngunit marahil posible pa rin na kahit papaano ay ayusin ang isang LAN para sa isang Digital Substation batay sa multicast? Subukan nating bumaling ngayon sa dokumentasyon ng regulasyon sa LAN. Sa partikular, babanggitin ko ang mga sipi mula sa mga sumusunod na STO:
- STO 34.01-21-004-2019 - DIGITAL POWER CENTER. MGA KINAKAILANGAN PARA SA TEKNOLOHIKAL NA DESIGN NG MGA DIGITAL NA SUBSTATION NA MAY VOLTAGE 110-220 kV AT NODE DIGITAL SUBSTATION NA MAY VOLTAGE 35 kV.
- STO 34.01-6-005-2019 – MGA SWITCHES NG ENERGY OBJECTS. Pangkalahatang teknikal na kinakailangan.
- STO 56947007-29.240.10.302-2020 - Mga pamantayang teknikal na kinakailangan para sa organisasyon at pagganap ng mga teknolohikal na LAN sa sistema ng kontrol ng proseso ng substation ng UNEG.
Tingnan muna natin kung ano ang makikita sa mga istasyon ng serbisyo tungkol sa multicast? May nabanggit lamang sa pinakabagong STO mula sa PJSC FGC UES. Sa panahon ng mga pagsubok sa pagtanggap ng LAN, hinihiling sa iyo ng istasyon ng serbisyo na suriin kung ang mga VLAN ay na-configure nang tama at upang suriin na walang multicast na trapiko sa mga switch port na hindi tinukoy sa gumaganang dokumentasyon.
Buweno, inireseta din ng istasyon ng serbisyo na dapat malaman ng mga tauhan ng serbisyo kung ano ang multicast.
Iyon lang ang tungkol sa multicast...
Ngayon tingnan natin kung ano ang makikita mo sa mga istasyon ng serbisyo tungkol sa mga VLAN.
Dito, lahat ng tatlong istasyon ng serbisyo ay sumasang-ayon na ang mga switch ay dapat na sumusuporta sa mga VLAN batay sa IEEE 802.1Q.
Sinasabi ng STO 34.01-21-004-2019 na ang mga VLAN ay dapat gamitin para kontrolin ang mga daloy, at sa tulong ng mga VLAN, ang trapiko ay dapat nahahati sa relay protection, automated process control system, AIIS KUE, video surveillance, komunikasyon, atbp.
STO 56947007-29.240.10.302-2020, bilang karagdagan, ay nangangailangan din ng paghahanda ng isang mapa ng pamamahagi ng VLAN sa panahon ng disenyo. Kasabay nito, nag-aalok ang istasyon ng serbisyo ng mga saklaw ng mga IP address at VLAN para sa kagamitan ng DSP.
Nagbibigay din ang STO ng talaan ng mga inirerekomendang priyoridad para sa iba't ibang VLAN.
Talaan ng mga inirerekomendang priyoridad ng VLAN mula sa STO 56947007-29.240.10.302-2020
From a flow management perspective, yun lang. Bagama't marami pa ring dapat talakayin sa mga istasyon ng serbisyo na ito - mula sa iba't ibang mga arkitektura hanggang sa mga setting ng L3 - tiyak na gagawin namin ito, ngunit sa susunod.
Ngayon ay ibubuod natin ang pamamahala ng daloy sa LAN ng Digital Substation.
Konklusyon
Sa Digital Substation, sa kabila ng katotohanan na maraming multicast stream ang ipinadala, ang karaniwang multicast traffic management mechanism (IGMP, PIM) ay hindi aktwal na ginagamit. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga end device ay hindi sumusuporta sa anumang mga multicast protocol.
Ang magagandang lumang VLAN ay ginagamit upang kontrolin ang mga daloy. Kasabay nito, ang paggamit ng VLAN ay kinokontrol ng dokumentasyon ng regulasyon, na nag-aalok ng medyo mahusay na binuo na mga rekomendasyon.
Mga kapaki-pakinabang na link:
.
Pinagmulan: www.habr.com