CCN_Siemens

© Siemens AG 2007

Power Transmission and Distribution

Conférence SEE7 Février 2008 / Terrasse Bellini

Approche Industrielle du Contrôle Commande Numérique de sous-station électrique

PTD EARonald KUBELECBenoît MARTIN

Powerful Partnership

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© Siemens AG 2008Power Transmission and DistributionConférence SEE contrôle commande numérique

Plan de la présentation

� A quoi sert un CCN de poste électrique (Contrôle Commande Numérique) ?

� L’apport du CCN en termes de déploiement, exploitation et maintenance,

� Des possibilités encore largement sous-exploitées

� La tendance de fond : la numérisation au plus près du process électrique,

� Les évolutions à moyen terme,

� Quelques exemples de réalisations.

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A quoi sert un Contrôle Commande Numériquede Poste électrique ? (I)

Le Contrôle Commande de poste permet de réaliser les fonctions suivantes :

� Conduite sécurisée des organes HT

� Supervision du process (signalisations, alarmes,)

� Intégration des informations issues des protections

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A quoi sert un Contrôle Commande Numériquede Poste électrique ? (II)

� Centralisation des informations et échange avec téléconduite

� Gestion des modes d’exploitation

� Mise en forme des informations (classification, filtrage, …)

� consignation d’états et archivage de perturbographie

� Permettre l’accès distant pour la maintenance

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Le comportement attendu d’un Contrôle Commande Numérique de poste électrique

Un comportement stable quelque soit la phase de vie du réseau

� Avalanches d’informations typiquement lors de défauts

� Phases de maintenance de l’appareillage HT,

� Panne d’un élément du système,

� Fonctionnement mixte avec système conventionnel,

� Fonctionnement dans un environnement CEM contraint

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Organisation du contrôle commande par couches

SCADA / pupitre centralisé

Appareillage

HTA ou HTB

Tranche

Poste électrique

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Un exemple générique de CCN

Numérisationpour

appareillage HT et THT

Station Bus

Calculateurde tranche Qualimétrie

Serveur Web

Intranet

EquipementsTiers

Comptage

Comptage numérique

AccèsDistant Transfo

Réseau distant

(Téléconduite)

Réseau

Bureautique

Calculateurde

Poste

Portablede

Maintenance

IHM

Conduite

Accès distantEt browser web

Réseau d’entreprise

MaintenanceTéléconduite

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Les équipements CCNPositionnement dans la chaîne de commandement

Process Electrique

Niveau Poste

Cellules HTB

Cellules HTA

Transformateur

Niveau Tranche

Protections

Calculateurs de trancheBay Controler

Niveau SCADA

CCN sur base PC

CCN sur base RTU

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L’apport du CCN en déploiement (I)

� Gains économiques directs: � investissements matériels (intégration fonctionnelle)� intégration � échanges inter-systèmes� évolutions

� Réduction de la durée globale du projet (personnalisations, intégration des évolutions, tests, durées de consignation)

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L’apport du CCN en déploiement (II)

� Fiabilisation grâce à:� la généricité� aux processus d’import/export de configuration (XML, SCD,..)

� Traçabilité (modifications, tests)

FichierICD

FichierSCD

Configurateur système

FichierSSD

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L’apport du CCN en déploiement (III)

� Documentation (échanges, configuration, automatismes)

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L’apport du CCN en exploitation

� Gains économiques directs:

� Fiabilité et disponibilité (autocontrôles, redondances à moindre coût)

� Gestion affinée de l’exploitation (surcharges, délestages, automatismes spécifiques…)

� Sécurisation des manoeuvres (Interverrouillages)

� Granularité des informations personnalisée selon profil utilisateurs

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L’apport d’un CCN en maintenance (I)

� Diagnostics automatiques (localisations de défaut, pannes….)

� Aide à l’analyse -> restitutions plus détaillées et mieux ciblées

Courant iL3

Courant iL3 Courant IE

t/s-0,075 -0,050 -0,025 0,000 0,025 0,050 0,075 0,100 0,125 0,150

I/kA

-7,5

-5,0

-2,5

0,0

2,5

5,0

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L’apport d’un CCN en maintenance (II)

� Reproductibilité (défauts rejoués)

� Réduction significative de la maintenance périodique, rationalisation des opérations

� Maîtrise des coûts d’évolution

� Interopérabilité et Interchangeabilité (CEI 61850)

Perturbographie Valise d’injection

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Des possibilités encore sous-exploitées: sélectivit élogique via GOOSE

Sélectivité logique interopérable

mais aussi:

• T3-T2 ?

• verrouillage accélération HTB ?

EmetteurDépart X

RécepteurArrivée

(I>)

EmetteurDépart Y

Eth

erne

t

Verrouillage I>

GO

OS

Em

essa

ge

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Des possibilités encore sous-exploitées: ADDintégralement numérisé

Utilisation ADD protection de barres + ADD CCN via int ertranches numérique (GOOSE)

GOOSE

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Historique du point de vue CCNPremière génération

Câblage point à point

Enregistreurde perturbo

RTU

Synoptique (TSY)

Première Génération

Câblage Point à Point

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Passage de la première générationà la deuxième génération de CCN

Niveau Poste

Niveau Tranche

Niveau Téléconduite

Procédé

Remontée des TS et TM,

Passage des TCProtocole type

HNZCEI 60870-5-101CEI 60870-5-104

Interface sérieProtocole de

niveau trancheCEI 60870-5-103

Station BusCCL

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Historique du point de vue CCN2ème génération

Autres tranches

Connexion Série

IHM


Cellule HTA ou HTB

Calculateur de Poste

TTééllééconduiteconduite

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CEI61850


IHM

Calculateur de poste


Ethernet

Station bus

Cellule HTA ou HTB

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Passage de la deuxième générationà la troisième génération de CCN

Niveau Poste

Niveau Tranche

Niveau Téléconduite

Procédé

Remontée des TS et TM,

Passage des TCProtocole type

HNZCEI 60870-5-101CEI 60870-5-104

Protocole de niveau tranche

CEI 61850100 Base Tx

ou 100 Base Fx

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IHM

Calculateur de poste


Ethernet Station bus

Cellule HTA ou HTB

Process bus

Ethernet

Process bus

� intégration de réducteurs de mesure non conventionnels

� intégration de réducteurs de mesure conventionnels via MU (merging unit)

� intégration de coffrets de commande de DJ, sectionneurs, … directement numérisés

� traitement de la redondance

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CEI 61850 Révision 2

Extension spécifique au domaine� x00 – Contrôle commande numérique de poste électrique� x10 – Centrales hydroélectriques� x20 – Systèmes distribués� Exemple: CEI 61850-7-410 – Nœud logique pour centrale hydroélectrique

Nouvelle partie CEI 61850-7-5xx� CEI 61850-7-500 – Utilisation des nœuds logiques pour CCN de poste

Nouvelle partie CEI 61850-90-x – Rapports “Comment f aire …”� CEI 61850-90-1: Utiliser la CEI 61850 pour la communication entre postes� CEI 61850-90-2: Utiliser la CEI 61850 pour la communication entre un poste

électrique et la téléconduite

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RTEElectre 2006

HNZ

Téléconduite

Armoire Système Central

PosteOpérateur

Imprimante CDE

Anneau Fibre OptiqueEthernet 100 Base Fx

Calculateur de Poste

Calc

Tapcon

Tranche transfo THT / HT côté HTE3/3/1

Calc

Tranche ligne 225 kV E1/6/1

PP1

RP RP PP2PP1

Switch Elipass

CEI61850

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RTEElectre 2006

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EDF SEIPoste HTB / HTA d’Oletta

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CCN HTA EDF DistributionPoste de Saint Maur 225 / 20 kV

� Contexte : poste 225 / 20 kV Couronne

� CCN base SICAM SAS (base automate progr.) / Profibus vers les relais

� Rénovation 2 rames 750 MVA et 6 rames 250 MVA

� Installation sur site des relais de protection communicants dans des cellules poste source

� Fourniture / Paramétrage du CCN hors passerelle téléconduite

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CCN HTA Sicae de PéronnePoste HTB / HTA de Roye

� Contexte : poste HTB / HTA d’une régie du nord de la France.

� Téléconduite Siemens Télégyr & RTU Télégyr installé dans l’installation

� Rénovation de deux rames 20 kV

� Fourniture d’une vingtaine de relais de protection 7SJ61 & 7SJ63

� Installation sur site des relais de protection communicants dans des cellules poste source

� Fourniture / Paramétrage des protections seules

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Haute disponibilité et fiabilitéCEI 61850

IHM Client

Ethernet

IEC 61850

IEC 60870-5-104

Full Server

IHM Client


IEC 60870-5-104

Full Server IHM Serveurs

Ethernet

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Flexibilitépar intégration de nouvelles interfaces

TTééllééconduiteconduiteMaintenanceMaintenance

CEI 60870-5-104TCP/IP GPS

IHM

CEI 60870-5-103 CEI 60870-5-101/DNP V3.00

Echange de donnéesvia OPC

Process nonélectrique

Ethernet

Ingénierie

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