Trạm biến áp kỹ thuật số là xu hướng trong lĩnh vực năng lượng. Nếu bạn hiểu rõ về chủ đề này thì có lẽ bạn đã nghe nói rằng một lượng lớn dữ liệu được truyền dưới dạng luồng phát đa hướng. Nhưng bạn có biết cách quản lý các luồng phát đa hướng này không? Những công cụ quản lý dòng chảy nào được sử dụng? Các tài liệu quy định khuyên gì?
Bất cứ ai muốn tìm hiểu chủ đề này đều được chào đón đến với con mèo!
Dữ liệu được truyền qua mạng như thế nào và tại sao phải quản lý luồng phát đa hướng?
Trước khi chuyển trực tiếp đến Trạm biến áp kỹ thuật số và các sắc thái của việc xây dựng mạng LAN, tôi cung cấp một chương trình đào tạo ngắn gọn về các loại truyền dữ liệu và các giao thức truyền dữ liệu để làm việc với các luồng phát đa hướng. Chúng tôi đã giấu chương trình giáo dục dưới một tấm spoiler.
Các kiểu truyền dữ liệu
Các loại lưu lượng trên mạng LAN
Có bốn loại truyền dữ liệu:
- Phát sóng - phát sóng.
- Unicast – nhắn tin giữa hai thiết bị.
- Multicast – gửi tin nhắn đến một nhóm thiết bị cụ thể.
- Unicast không xác định – phát sóng với mục tiêu tìm kiếm một thiết bị.
Để không nhầm lẫn giữa các thẻ, chúng ta hãy nói ngắn gọn về ba loại truyền dữ liệu khác trước khi chuyển sang phát đa hướng.
Trước hết, hãy nhớ rằng trong mạng LAN, việc đánh địa chỉ giữa các thiết bị được thực hiện dựa trên địa chỉ MAC. Bất kỳ tin nhắn nào được truyền đi đều có các trường SRC MAC và DST MAC.
SRC MAC – MAC nguồn – địa chỉ MAC của người gửi.
DST MAC – MAC đích – địa chỉ MAC của người nhận.
Switch truyền thông điệp dựa trên các trường này. Nó tra cứu DST MAC, tìm nó trong bảng địa chỉ MAC và gửi tin nhắn đến cổng được liệt kê trong bảng. Anh ấy cũng xem SRC MAC. Nếu không có địa chỉ MAC như vậy trong bảng thì một cặp “địa chỉ MAC – cổng” mới sẽ được thêm vào.
Bây giờ hãy nói chi tiết hơn về các loại truyền dữ liệu.
đơn hướng
Unicast là địa chỉ truyền tin nhắn giữa hai thiết bị. Về cơ bản, đây là truyền dữ liệu điểm-điểm. Nói cách khác, hai thiết bị luôn sử dụng Unicast để liên lạc với nhau.
Truyền tải lưu lượng unicast
Phát sóng
Broadcast là một tin nhắn được phát sóng. Những thứ kia. phát sóng, khi một thiết bị gửi tin nhắn đến tất cả các thiết bị khác trên mạng.
Để gửi một tin nhắn quảng bá, người gửi chỉ định địa chỉ MAC DST FF:FF:FF:FF:FF:FF.
Truyền tải lưu lượng phát sóng
Unicast không xác định
Unicast chưa biết, thoạt nhìn, rất giống với Broadcast. Nhưng có một sự khác biệt giữa chúng - tin nhắn được gửi đến tất cả những người tham gia mạng nhưng chỉ dành cho một thiết bị. Nó giống như một tin nhắn trong trung tâm mua sắm yêu cầu bạn đỗ xe lại. Mọi người sẽ nghe thấy tin nhắn này, nhưng chỉ có một người sẽ trả lời.
Khi switch nhận được một khung và không thể tìm thấy MAC đích từ khung đó trong bảng địa chỉ MAC, nó chỉ cần phát thông báo này đến tất cả các cổng ngoại trừ cổng mà nó đã nhận được nó. Chỉ có một thiết bị sẽ phản hồi lại việc gửi thư như vậy.
Truyền tải lưu lượng Unicast không xác định
multicast
Multicast là việc gửi tin nhắn đến một nhóm thiết bị “muốn” nhận dữ liệu này. Nó rất giống với một hội thảo trên web. Nó được phát sóng trên Internet, nhưng chỉ những người quan tâm đến chủ đề này mới kết nối với nó.
Mô hình truyền dữ liệu này được gọi là “Nhà xuất bản - Thuê bao”. Có một Nhà xuất bản gửi dữ liệu và Người đăng ký muốn nhận dữ liệu này sẽ đăng ký dữ liệu đó.
Với phát sóng đa hướng, tin nhắn được gửi từ một thiết bị thực. MAC nguồn trong khung là MAC của người gửi. Nhưng MAC đích là một địa chỉ ảo.
Thiết bị phải kết nối với nhóm để nhận dữ liệu từ nhóm đó. Công tắc chuyển hướng luồng thông tin giữa các thiết bị - nó ghi nhớ dữ liệu được truyền từ cổng nào và biết dữ liệu này sẽ được gửi đến cổng nào.
Truyền tải lưu lượng Multicast
Một điểm quan trọng là địa chỉ IP thường được sử dụng dưới dạng nhóm ảo, nhưng vì... Vì bài viết này nói về năng lượng nên chúng ta sẽ nói về địa chỉ MAC. Trong họ giao thức IEC 61850 được sử dụng cho Trạm biến áp kỹ thuật số, việc phân chia thành các nhóm dựa trên địa chỉ MAC
Một chương trình giáo dục ngắn gọn về địa chỉ MAC
Địa chỉ MAC là giá trị 48 bit nhận dạng duy nhất một thiết bị. Nó được chia thành 6 octet. Ba octet đầu tiên chứa thông tin nhà sản xuất. Octet 4, 5 và 6 do nhà sản xuất ấn định và là số hiệu thiết bị.
Cấu trúc địa chỉ MAC
Trong octet đầu tiên, bit thứ tám xác định tin nhắn là unicast hay multicast. Nếu bit thứ tám là 0 thì địa chỉ MAC này là địa chỉ của thiết bị vật lý thực.
Và nếu bit thứ tám là 1 thì địa chỉ MAC này là ảo. Nghĩa là, địa chỉ MAC này không thuộc về một thiết bị vật lý thực sự mà thuộc về một nhóm ảo.
Một nhóm ảo có thể được so sánh với một tháp phát sóng. Công ty phát thanh phát một số bản nhạc tới tòa tháp này và những người muốn nghe sẽ điều chỉnh máy thu của họ theo tần số mong muốn.
Ngoài ra, ví dụ: máy quay video IP gửi dữ liệu đến một nhóm ảo và những thiết bị muốn nhận dữ liệu này sẽ kết nối với nhóm này.
Bit thứ tám của octet đầu tiên của địa chỉ MAC
Nếu hỗ trợ phát đa hướng không được bật trên switch thì nó sẽ coi luồng phát đa hướng là một chương trình phát sóng. Theo đó, nếu có nhiều luồng như vậy, chúng ta sẽ rất nhanh chóng làm tắc nghẽn mạng với lưu lượng “rác”.
Bản chất của multicast là gì?
Ý tưởng chính của multicast là chỉ có một bản sao lưu lượng được gửi từ thiết bị. Bộ chuyển mạch xác định những người đăng ký đang sử dụng cổng nào và truyền dữ liệu từ người gửi đến họ. Do đó, multicast cho phép bạn giảm đáng kể dữ liệu được truyền qua mạng.
Điều này hoạt động như thế nào trên mạng LAN thực?
Rõ ràng là việc chỉ gửi một bản sao lưu lượng truy cập đến một số địa chỉ MAC có bit thứ tám của octet đầu tiên là 1 là chưa đủ. Người đăng ký phải có khả năng kết nối với nhóm này. Và các thiết bị chuyển mạch phải hiểu dữ liệu đến từ cổng nào và dữ liệu cần được truyền đến cổng nào. Chỉ khi đó multicast mới có thể tối ưu hóa mạng và quản lý luồng.
Để thực hiện chức năng này, có các giao thức multicast. Phổ biến nhất:
- IGMP.
- PIM.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ nói một cách cụ thể về nguyên lý hoạt động chung của các giao thức này.
IGMP
Bộ chuyển mạch hỗ trợ IGMP sẽ ghi nhớ cổng phát đa hướng đến. Người đăng ký phải gửi tin nhắn Tham gia IMGP để tham gia nhóm. Bộ chuyển mạch thêm cổng mà IGMP Join đến vào danh sách các giao diện xuôi dòng và bắt đầu truyền luồng phát đa hướng ở đó. Switch liên tục gửi thông báo IGMP Query đến các cổng xuôi dòng để kiểm tra xem nó có cần tiếp tục truyền dữ liệu hay không. Nếu nhận được tin nhắn IGMP Leave từ một cổng hoặc không có phản hồi nào đối với tin nhắn Truy vấn IGMP thì việc phát tới cổng đó sẽ bị dừng.
PIM
Giao thức PIM có hai cách triển khai:
- PIM DM.
- PIM SM.
Giao thức PIM DM hoạt động ngược lại với IGMP. Ban đầu, switch gửi luồng multicast dưới dạng quảng bá đến tất cả các cổng ngoại trừ cổng mà nó được nhận. Sau đó, nó sẽ vô hiệu hóa luồng trên các cổng mà từ đó có các thông báo không cần thiết.
PIM SM hoạt động gần với IGMP.
Để tóm tắt một cách đại khái nguyên tắc chung của hoạt động multicast - Nhà xuất bản gửi một luồng multicast đến một nhóm MAC cụ thể, các thuê bao gửi yêu cầu kết nối với nhóm này, các thiết bị chuyển mạch quản lý các luồng này.
Tại sao chúng ta lại xem xét multicast một cách hời hợt như vậy? Hãy nói về các chi tiết cụ thể của Mạng LAN trạm biến áp kỹ thuật số để hiểu điều này.
Trạm biến áp kỹ thuật số là gì và tại sao cần phát đa hướng ở đó?
Trước khi nói về Digital Substation LAN, bạn cần hiểu Digital Substation là gì. Sau đó trả lời các câu hỏi:
- Ai tham gia vào việc truyền dữ liệu?
- Dữ liệu nào được chuyển đến mạng LAN?
- Kiến trúc mạng LAN điển hình là gì?
Và sau đó thảo luận về multicast...
Trạm biến áp kỹ thuật số là gì?
Trạm biến áp kỹ thuật số là trạm biến áp trong đó tất cả các hệ thống đều có mức độ tự động hóa rất cao. Tất cả các thiết bị thứ cấp và sơ cấp của trạm biến áp như vậy đều tập trung vào việc truyền dữ liệu số. Trao đổi dữ liệu được xây dựng theo các giao thức truyền được mô tả trong tiêu chuẩn IEC 61850.
Theo đó, toàn bộ dữ liệu được truyền kỹ thuật số tại đây:
- Đo.
- Thông tin chuẩn đoán.
- Các lệnh điều khiển.
Xu hướng này đã nhận được sự phát triển vượt bậc trong lĩnh vực năng lượng của Nga và hiện đang được triển khai ở khắp mọi nơi. Trong năm 2019 và 2020, rất nhiều văn bản quy định đã xuất hiện quy định việc tạo ra Trạm biến áp kỹ thuật số ở tất cả các giai đoạn phát triển. Ví dụ: STO 34.01-21-004-2019 PJSC "Rosseti" xác định định nghĩa và tiêu chí sau cho trạm dịch vụ trung tâm:
Định nghĩa:
Trạm biến áp kỹ thuật số là trạm biến áp tự động được trang bị hệ thống điều khiển và thông tin số tương tác theo chế độ thời gian duy nhất và hoạt động mà không có sự có mặt của nhân viên thường trực.
Tiêu chuẩn:
- khả năng quan sát từ xa các thông số và chế độ vận hành của thiết bị và hệ thống cần thiết cho hoạt động bình thường mà không cần có sự hiện diện thường xuyên của nhân viên vận hành và bảo trì;
- cung cấp dịch vụ điều khiển từ xa các thiết bị và hệ thống để vận hành trạm biến áp mà không có sự hiện diện thường xuyên của nhân viên vận hành và bảo trì;
- mức độ tự động hóa cao trong quản lý thiết bị và hệ thống sử dụng hệ thống điều khiển thông minh cho các phương thức vận hành của thiết bị, hệ thống;
- điều khiển từ xa tất cả các quy trình công nghệ trong một chế độ thời gian duy nhất;
- trao đổi dữ liệu số giữa tất cả các hệ thống công nghệ theo một định dạng duy nhất;
- tích hợp vào mạng điện và hệ thống quản lý doanh nghiệp, cũng như đảm bảo tương tác kỹ thuật số với các tổ chức cơ sở hạ tầng có liên quan (với các cơ sở liên quan);
- bảo mật chức năng và thông tin trong quá trình số hóa các quy trình công nghệ;
- giám sát liên tục tình trạng của các hệ thống và thiết bị công nghệ chính trực tuyến với việc truyền lượng dữ liệu số, thông số và tín hiệu được kiểm soát theo yêu cầu.
Ai tham gia vào việc truyền dữ liệu?
Trạm biến áp số bao gồm các hệ thống sau:
- Hệ thống bảo vệ rơle. Bảo vệ rơle thực tế là “trái tim” của Trạm biến áp kỹ thuật số. Thiết bị đầu cuối bảo vệ rơle lấy giá trị dòng điện và điện áp từ hệ thống đo lường. Dựa trên dữ liệu này, các thiết bị đầu cuối sẽ đưa ra logic bảo vệ bên trong. Các thiết bị đầu cuối giao tiếp với nhau để truyền thông tin về các biện pháp bảo vệ được kích hoạt, vị trí của các thiết bị chuyển mạch, v.v. Thiết bị đầu cuối cũng gửi thông tin về các sự kiện xảy ra với máy chủ ICS. Tổng cộng, một số loại giao tiếp có thể được phân biệt:
▸Kết nối ngang – liên lạc giữa các thiết bị đầu cuối.
▸Kết nối dọc – giao tiếp với máy chủ hệ thống điều khiển quá trình tự động.
▸Đo - liên lạc với các thiết bị đo lường.
- Hệ thống đo đếm điện thương mại.Hệ thống đo lường lưu ký chỉ giao tiếp với các thiết bị đo lường.
- Hệ thống kiểm soát phân phối.Dữ liệu một phần phải được gửi từ máy chủ hệ thống kiểm soát quy trình tự động và từ máy chủ kế toán thương mại đến trung tâm điều khiển.
Đây là danh sách rất đơn giản các hệ thống trao đổi dữ liệu như một phần của Trạm biến áp kỹ thuật số. Nếu bạn muốn tìm hiểu sâu hơn về chủ đề này, hãy viết bình luận.
Chúng tôi sẽ nói riêng với bạn về điều này 😉
Dữ liệu nào được chuyển đến mạng LAN?
Để kết hợp các hệ thống được mô tả với nhau và tổ chức liên lạc theo chiều ngang và chiều dọc, cũng như truyền các phép đo, các xe buýt được tổ chức. Hiện tại, hãy đồng ý rằng mỗi bus chỉ là một mạng LAN riêng biệt trên các bộ chuyển mạch Ethernet công nghiệp.
Sơ đồ khối của một công trình điện theo tiêu chuẩn IEC 61850
Sơ đồ khối thể hiện lốp xe:
- Giám sát/Kiểm soát.
- Truyền tín hiệu bảo vệ rơle.
- Truyền tải điện áp và dòng điện tức thời.
Các thiết bị đầu cuối rơle bảo vệ tham gia vào cả giao tiếp ngang và dọc, đồng thời sử dụng các phép đo nên chúng được kết nối với tất cả các bus.
Thông qua bus “Truyền tín hiệu bảo vệ rơ-le”, các thiết bị đầu cuối truyền thông tin với nhau. Những thứ kia. ở đây một kết nối ngang được thực hiện.
Việc truyền các phép đo được thực hiện thông qua bus “Truyền các giá trị tức thời của điện áp và dòng điện”. Các thiết bị đo lường - máy biến dòng điện và điện áp, cũng như các thiết bị đầu cuối bảo vệ rơle - được kết nối với bus này.
Ngoài ra, máy chủ ASKUE được kết nối với bus “Truyền các giá trị tức thời của điện áp và dòng điện”, bus này cũng thực hiện các phép đo để tính toán.
Và bus “Giám sát/Điều khiển” phục vụ cho giao tiếp dọc. Những thứ kia. thông qua nó, các thiết bị đầu cuối gửi các sự kiện khác nhau đến máy chủ ICS và máy chủ cũng gửi các lệnh điều khiển đến thiết bị đầu cuối.
Từ máy chủ của hệ thống điều khiển quá trình tự động, dữ liệu được gửi đến trung tâm điều khiển.
Kiến trúc mạng LAN điển hình là gì?
Hãy chuyển từ sơ đồ cấu trúc trừu tượng và khá thông thường sang những thứ trần tục và thực tế hơn.
Sơ đồ bên dưới thể hiện kiến trúc mạng LAN khá chuẩn cho Trạm biến áp kỹ thuật số.
Kiến trúc trạm biến áp kỹ thuật số
Ở các trạm biến áp 6 kV hoặc 35 kV, mạng sẽ đơn giản hơn, nhưng nếu nói về các trạm biến áp 110 kV, 220 kV trở lên, cũng như mạng LAN của các trạm điện thì kiến trúc sẽ tương ứng với kiến trúc được hiển thị.
Kiến trúc được chia thành ba cấp độ:
- Cấp trạm/trạm biến áp.
- Tham gia cấp độ.
- Cấp độ quy trình.
Cấp trạm/trạm biến áp bao gồm các máy trạm và máy chủ.
Tham gia cấp độ bao gồm tất cả các thiết bị công nghệ.
Cấp độ quy trình bao gồm các thiết bị đo.
Ngoài ra còn có hai xe buýt để kết hợp các cấp độ:
- Xe buýt trạm/trạm biến áp.
- Xe buýt xử lý.
Bus trạm/trạm biến áp kết hợp các chức năng của bus “Giám sát/Điều khiển” và bus “Truyền tín hiệu bảo vệ rơle”. Và bus quá trình thực hiện các chức năng của bus “Truyền các giá trị dòng điện và điện áp tức thời”.
Đặc điểm của truyền Multicast trong trạm biến áp kỹ thuật số
Dữ liệu nào được truyền bằng multicast?
Giao tiếp ngang và truyền các phép đo trong Trạm biến áp kỹ thuật số được thực hiện bằng kiến trúc Nhà xuất bản-Người đăng ký. Những thứ kia. Các thiết bị đầu cuối bảo vệ rơle sử dụng các luồng phát đa hướng để trao đổi tin nhắn với nhau và các phép đo cũng được truyền bằng cách sử dụng phát đa hướng.
Trước trạm biến áp kỹ thuật số trong lĩnh vực năng lượng, liên lạc ngang đã được triển khai bằng cách sử dụng liên lạc điểm-điểm giữa các thiết bị đầu cuối. Cáp đồng hoặc cáp quang được sử dụng làm giao diện. Dữ liệu được truyền bằng các giao thức độc quyền.
Nhu cầu rất cao được đặt ra đối với kết nối này, bởi vì các kênh này truyền tín hiệu kích hoạt bảo vệ, vị trí của thiết bị chuyển mạch, v.v. Thuật toán chặn hoạt động của thiết bị đầu cuối phụ thuộc vào thông tin này.
Nếu dữ liệu được truyền chậm hoặc không được đảm bảo thì khả năng cao là một trong các thiết bị đầu cuối sẽ không nhận được thông tin cập nhật về tình hình hiện tại và có thể gửi tín hiệu để tắt hoặc bật thiết bị chuyển mạch, chẳng hạn như khi , một số công việc được thực hiện trên đó. Hoặc cầu dao hỏng không hoạt động kịp thời và chập điện sẽ lan sang phần còn lại của mạch điện. Tất cả điều này gây ra tổn thất tài chính lớn và đe dọa đến tính mạng con người.
Do đó, dữ liệu phải được truyền đi:
- Đáng tin cậy.
- Đảm bảo.
- Nhanh.
Bây giờ, thay vì liên lạc điểm-điểm, xe buýt trạm/trạm biến áp được sử dụng, tức là. LAN. Và dữ liệu được truyền bằng giao thức GOOSE, được mô tả theo tiêu chuẩn IEC 61850 (chính xác hơn là trong IEC 61850-8-1).
GOOSE là viết tắt của Sự kiện trạm biến áp hướng đối tượng chung, nhưng việc giải mã này không còn phù hợp nữa và không mang bất kỳ tải ngữ nghĩa nào.
Là một phần của giao thức này, các thiết bị đầu cuối bảo vệ rơle trao đổi các tin nhắn GOOSE với nhau.
Việc chuyển đổi từ giao tiếp điểm-điểm sang mạng LAN không làm thay đổi cách tiếp cận. Dữ liệu vẫn cần được truyền đi một cách đáng tin cậy, an toàn và nhanh chóng. Do đó, tin nhắn GOOSE sử dụng cơ chế truyền dữ liệu hơi khác thường. Thông tin thêm về anh ấy sau.
Các phép đo, như chúng ta đã thảo luận, cũng được truyền bằng các luồng phát đa hướng. Trong thuật ngữ DSP, các luồng này được gọi là luồng SV (Giá trị được lấy mẫu).
Luồng SV là các tin nhắn chứa một bộ dữ liệu cụ thể và được truyền liên tục trong một khoảng thời gian nhất định. Mỗi tin nhắn chứa một phép đo tại một thời điểm cụ thể. Các phép đo được thực hiện ở một tần số nhất định – tần số lấy mẫu.
Tần số lấy mẫu là tần số lấy mẫu của tín hiệu liên tục theo thời gian khi lấy mẫu.
Tốc độ lấy mẫu 80 mẫu mỗi giây
Thành phần của dòng SV được mô tả trong IEC61850-9-2 LE.
Luồng SV được truyền qua bus tiến trình.
Bus quy trình là mạng truyền thông cung cấp khả năng trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị đo lường và thiết bị cấp độ kết nối. Các quy tắc trao đổi dữ liệu (giá trị dòng điện và điện áp tức thời) được mô tả trong tiêu chuẩn IEC 61850-9-2 (hiện tại cấu hình LE IEC 61850-9-2 được sử dụng).
Các luồng SV, giống như tin nhắn GOOSE, phải được truyền đi nhanh chóng. Nếu các phép đo được truyền chậm, các thiết bị đầu cuối có thể không nhận được dòng điện hoặc điện áp cần thiết để kích hoạt bảo vệ kịp thời và đoản mạch sau đó sẽ lan ra một phần lớn của mạng điện và gây ra thiệt hại lớn.
Tại sao multicast cần thiết?
Như đã đề cập ở trên, để đáp ứng các yêu cầu truyền dữ liệu cho giao tiếp ngang, GOOSE được truyền đi một cách bất thường.
Đầu tiên, chúng được truyền ở cấp liên kết dữ liệu và có Ethertype riêng – 0x88b8. Điều này đảm bảo tốc độ truyền dữ liệu cao.
Bây giờ cần phải đóng các yêu cầu về bảo hành và độ tin cậy.
Rõ ràng, để chắc chắn, cần phải hiểu liệu tin nhắn đã được gửi hay chưa, nhưng chúng ta không thể tổ chức gửi xác nhận đã nhận, chẳng hạn như được thực hiện trong TCP. Điều này sẽ làm giảm đáng kể tốc độ truyền dữ liệu.
Do đó, kiến trúc Nhà xuất bản-Người đăng ký được sử dụng để truyền tải GOOSE.
Kiến trúc nhà xuất bản-người đăng ký
Thiết bị gửi tin nhắn GOOSE tới xe buýt và thuê bao sẽ nhận được tin nhắn. Hơn nữa, tin nhắn được gửi với thời gian không đổi T0. Nếu một số sự kiện xảy ra, một thông báo mới sẽ được tạo ra, bất kể khoảng thời gian T0 trước đó đã kết thúc hay chưa. Tin nhắn tiếp theo với dữ liệu mới được tạo sau một khoảng thời gian rất ngắn, sau đó là một khoảng thời gian dài hơn một chút, v.v. Kết quả là thời gian tăng lên T0.
Nguyên lý truyền tải thông điệp GOOSE
Thuê bao biết nó nhận được tin nhắn từ ai và nếu nó không nhận được tin nhắn từ ai đó sau thời gian T0 thì nó sẽ tạo ra một thông báo lỗi.
Các luồng SV cũng được truyền ở cấp độ liên kết dữ liệu, có Ethertype - 0x88BA riêng và được truyền theo mô hình “Nhà xuất bản – Người đăng ký”.
Các sắc thái của truyền phát đa hướng trong trạm biến áp kỹ thuật số
Nhưng multicast “năng lượng” có những sắc thái riêng.
Lưu ý 1. GOOSE và SV có các nhóm multicast riêng được xác định
Đối với multicast “năng lượng”, các nhóm phân phối riêng của chúng được sử dụng.
Trong viễn thông, phạm vi 224.0.0.0/4 được sử dụng để phân phối multicast (hiếm có trường hợp ngoại lệ, có những địa chỉ dành riêng). Nhưng bản thân tiêu chuẩn IEC 61850 và hồ sơ công ty IEC 61850 từ PJSC FGC đã xác định phạm vi phân phối multicast của riêng họ.
Đối với luồng SV: từ 01-0C-CD-04-00-00 đến 01-0C-CD-04-FF-FF.
Đối với tin nhắn GOOSE: từ 01-0C-CD-04-00-00 đến 01-0C-CD-04-FF-FF.
Điểm 2. Thiết bị đầu cuối không sử dụng giao thức multicast
Sắc thái thứ hai quan trọng hơn nhiều - các thiết bị đầu cuối bảo vệ rơle không hỗ trợ IGMP hoặc PIM. Vậy thì họ làm việc với multicast như thế nào? Họ chỉ đơn giản là chờ đợi những thông tin cần thiết được gửi đến cảng. Những thứ kia. nếu họ biết rằng họ đã đăng ký một địa chỉ MAC cụ thể, họ sẽ chấp nhận tất cả các khung hình đến nhưng chỉ xử lý những khung hình cần thiết. Phần còn lại chỉ đơn giản là bị loại bỏ.
Nói cách khác, mọi hy vọng đều nằm ở công tắc. Nhưng IGMP hoặc PIM sẽ hoạt động như thế nào nếu các thiết bị đầu cuối không gửi tin nhắn Tham gia? Câu trả lời rất đơn giản - không thể nào.
Và luồng SV là dữ liệu khá nặng. Một luồng nặng khoảng 5 Mbit/s. Và nếu mọi thứ vẫn như cũ thì mỗi luồng sẽ được phát sóng. Nói cách khác, chúng tôi sẽ chỉ kéo 20 luồng vào một mạng LAN 100 Mbit/s. Và số lượng dòng SV tại một trạm biến áp lớn được tính bằng hàng trăm.
Vậy thì lối thoát là gì?
Đơn giản - sử dụng các Vlan cũ đã được chứng minh.
Hơn nữa, IGMP trong Mạng LAN trạm biến áp kỹ thuật số có thể chơi một trò đùa độc ác và ngược lại, sẽ không có tác dụng gì. Rốt cuộc, các bộ chuyển mạch sẽ không bắt đầu truyền luồng nếu không có yêu cầu.
Do đó, chúng ta có thể nêu bật một quy tắc vận hành đơn giản - “Mạng không hoạt động phải không? – Vô hiệu hóa IGMP!”
Cơ sở quy chuẩn
Nhưng có lẽ bằng cách nào đó vẫn có thể tổ chức mạng LAN cho Trạm biến áp kỹ thuật số dựa trên multicast? Bây giờ chúng ta hãy thử chuyển sang tài liệu quy định về mạng LAN. Đặc biệt, tôi sẽ trích dẫn các đoạn trích từ STO sau:
- STO 34.01-21-004-2019 - TRUNG TÂM ĐIỆN SỐ. YÊU CẦU THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ TRẠM PHA SỐ ĐIỆN ÁP 110-220 kV VÀ TRẠM PHA SỐ NÚT ĐIỆN ÁP 35 kV.
- STO 34.01-6-005-2019 – CÔNG TẮC ĐỐI TƯỢNG NĂNG LƯỢNG. Yêu cầu kỹ thuật chung.
- STO 56947007-29.240.10.302-2020 - Yêu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn đối với việc tổ chức và vận hành mạng LAN công nghệ trong hệ thống điều khiển quá trình của trạm biến áp UNEG.
Trước tiên chúng ta hãy xem những gì có thể tìm thấy ở các trạm dịch vụ này về tính năng phát đa hướng? Chỉ có STO mới nhất của PJSC FGC UES được nhắc đến. Trong quá trình kiểm tra chấp nhận mạng LAN, trạm dịch vụ sẽ yêu cầu bạn kiểm tra xem các Vlan có được cấu hình đúng hay không và kiểm tra xem không có lưu lượng phát đa hướng nào trong các cổng chuyển mạch không được chỉ định trong tài liệu hoạt động hay không.
À, trạm dịch vụ cũng quy định nhân viên phục vụ phải biết multicast là gì.
Đó là tất cả về phát đa hướng ...
Bây giờ hãy xem bạn có thể tìm thấy gì về VLAN trong các trạm dịch vụ này.
Ở đây, cả ba trạm dịch vụ đều đồng ý rằng các thiết bị chuyển mạch phải hỗ trợ Vlan dựa trên IEEE 802.1Q.
STO 34.01-21-004-2019 nói rằng nên sử dụng Vlan để kiểm soát các luồng và với sự trợ giúp của Vlan, lưu lượng phải được chia thành bảo vệ rơle, hệ thống điều khiển quy trình tự động, AIIS KUE, giám sát video, liên lạc, v.v.
Ngoài ra, STO 56947007-29.240.10.302-2020 cũng yêu cầu chuẩn bị bản đồ phân phối VLAN trong quá trình thiết kế. Đồng thời, trạm dịch vụ cung cấp dải địa chỉ IP và Vlan cho thiết bị DSP.
STO cũng cung cấp một bảng các ưu tiên được đề xuất cho các Vlan khác nhau.
Bảng ưu tiên VLAN được đề xuất từ STO 56947007-29.240.10.302-2020
Từ góc độ quản lý dòng chảy, chỉ vậy thôi. Mặc dù vẫn còn nhiều điều để thảo luận trong các trạm dịch vụ này - từ các kiến trúc khác nhau đến cài đặt L3 - chúng tôi chắc chắn sẽ thực hiện việc này, nhưng vào lần sau.
Bây giờ hãy tóm tắt việc quản lý luồng trong mạng LAN của Trạm biến áp kỹ thuật số.
Kết luận
Trong Trạm biến áp kỹ thuật số, mặc dù thực tế là có rất nhiều luồng multicast được truyền đi nhưng các cơ chế quản lý lưu lượng multicast tiêu chuẩn (IGMP, PIM) không thực sự được sử dụng. Điều này là do thực tế là các thiết bị đầu cuối không hỗ trợ bất kỳ giao thức multicast nào.
Các Vlan cũ tốt được sử dụng để kiểm soát các luồng. Đồng thời, việc sử dụng VLAN được quy định bởi tài liệu quy định, trong đó đưa ra các khuyến nghị được phát triển khá tốt.
Liên kết hữu ích:
.
Nguồn: www.habr.com