О важности проведения испытаний на соответствие стандарту МЭК 61850

Такая проверка, будучи проведенной единожды, в перспективе позволит избежать:

• Затягивания этапа наладки оборудования на объекте до полного устранения недочетов реализации МЭК 61850.
• Необходимости пересмотра проектных решений в части информационного обмена между устройствами РЗА и в части их интеграции в АСУ ТП или отклонение от проектных решений в этой части.
• Задержек сдачи объектов в эксплуатацию.

Примеры несоответствия требованиям стандарта МЭК 61850

Приведем несколько примеров несоответствия деклараций производителя требованиям стандарта МЭК 61850, выявленных в ходе наладки реальных устройств и систем на энергообъектах. Срок устранения несоответствий, в зависимости от производителя, изменялся от одной недели до нескольких месяцев. Некоторые «наиболее ответственные» производители, будучи информированными о несоответствиях более полугода назад, до сих пор не заявили об обновлении базового программного обеспечения (ПО) своих изделий.

Итак, подборка всего лишь нескольких несоответствий:

При разработке устройства не были корректно определены типы данных для большинства атрибутов управляющего блока передачей буферизируемых отчетов, что приводит к некорректному отображению данных на стороне клиента и, как следствие, невозможности дальнейшей настройки параметров передачи отчетов.

Неверно определены типы данных для объектов управляющего блока

При передаче отчетов сервером (устройством РЗА) не производится изменение значения параметра EntryID, что приводит к невозможности выполнения ресинхронизации данных после потери связи между клиентом и сервером.

При передаче отчетов не изменяется значение EntryID

Для параметров BufTm и IntgPd управляющих блоков передачей отчетов при разработке неверно определен тип данных (INT8U вместо INT32U), что ограничивает предельное значение для этих параметров 255 мс. Становится невозможной агрегация событий в один отчет на интервале одного часа (стандарт МЭК 61850 регламентирует минимальное значение BufTm равное 3600000 мс, т.е. одному часу) и нецелесообразным становится использование функции периодической отправки данных сервером в адрес клиента.

Неверно определен тип данных для параметров BufTm и IntgPd

Неверный формат опционального поля reason-for-inclusion (причина включения объекта  или атрибута данных в отчет), передаваемого в рамках отчета (битовая строка из 5 вместо 6 бит). Указанное может приводить к нарушению функциональной совместимости между клиентом и сервером.

Неверно определен формат поля reason-for-inclusion

Неправильное описание атрибутов данных в объектной модели устройства и в его файле ICD, приводящее к невозможности выполнения интеграции устройства РЗА в клиентские системы иного производителя, поддерживающие МЭК 61850.

Условия проведения испытаний на соответствие МЭК 61850

Проверка соответствия устройств и систем требованиям стандарта МЭК 61850 сводится к проверке правильности реализации производителем:

• коммуникационных сервисов, предусмотренных стандартом МЭК 61850,
• объектной модели устройства и соответствующего ей файла ICD.

Стандарт МЭК 61850, предполагая необходимость проведения таких испытаний, описывает программу испытаний в главе 10. На сегодняшний день, выпущены первая [1] и вторая [2] редакции этой главы.

В связи с тем, что число проверок согласно МЭК 61850-10 достаточно велико, мировой опыт [3] говорит о необходимости использования специальных программно-аппаратных комплексов для проведения испытаний на соответствие требованиям стандарта МЭК 61850, которые в дальнейшем могут быть использованы для автоматизации процедур проверки соответствия и исключения ошибок, обусловленных влиянием человеческого фактора. В ходе тестирования такие комплексы производят передачу определенной последовательности тестовых сообщений в адрес испытуемого устройства и регистрируют ответы последнего. Для испытуемого устройства испытательная система представляет собой набор устройств, включенных с ним в одну локальную сеть и обменивающихся с ним данными. К примеру, если испытуемое устройство является сервером (например, устройством РЗА), то испытательная система выступает в роли комбинации клиентских систем (SCADA, OPC и др.) и других серверов (устройств РЗА).

Самым сложным элементом испытательной системы является специализированное ПО, которое выполняет обмен данными с испытуемым устройством или системой. Данное ПО должно обладать следующими функциональными особенностями:

Иметь поддержку всех коммуникационных сервисов согласно требованиям стандарта МЭК 61850 – как первой, так и второй редакции – для обеспечения возможности проверки современных устройств и систем различного функционального назначения.

Обладать способностью передачи сообщений, не соответствующих требованиям стандарта, и некорректной последовательности сообщений для проверки правильности реакции на них испытуемых устройств.

Иметь поддержку сценариев, при использовании которых обеспечивается процесс автоматической передачи тестовых сообщений на испытуемое устройство, а также автоматический анализ правильности ответных сообщений.

Обеспечивать захват сетевого трафика в ходе  испытаний в формате PCAP, а также формировать отчет с результатами проведенных испытаний.

Считывать информационную модель устройства посредством коммуникационного протокола, сверять ее с информационной моделью, загруженной в формате SCL (System Configuration Language), а также с требованиями применимых стандартов.

Порядок проведения испытаний

Для того чтобы провести испытания на соответствие, производитель, в первую очередь, должен предоставить в испытательную лабораторию определенный набор сопроводительной документации. МЭК 61850 определяет необходимость наличия следующих документов:

• PICS (Protocol Implementation Conformance Statement). В данном документе отражается полный перечень коммуникационных сервисов, поддерживаемых испытуемым устройством или системой.
• MICS (Model Implementation Conformance Statement). В данном документе отражается состав объектной модели, реализованной в испытуемом устройстве.
• TICS (Tissue Implementation Conformance Statement). В данном документе приводится перечень утвержденных недочетов стандарта МЭК 61850 и отражается факт их учета в испытуемом устройстве.

В дополнение к документам PICS/MICS производитель также предоставляет документ PIXIT (Protocol Implementation eXtra Information for Testing). В данном документе отражаются специфические характеристики коммуникационных возможностей испытуемого устройства, требования к которым стандартом не предъявляются, но информация о которых может быть полезна инженеру-испытателю в ходе проведения опытов.

После изучения документов испытательный центр и фирма-производитель устройства согласовывают набор сервисов согласно PICS и объектную модель согласно MICS, проверка которых будет производится в ходе испытаний. После этого испытательный центр формирует набор сценариев (включающих в себя проверку последовательностью как корректных, так и некорректных сообщений) и переходит к выполнению самих испытаний.

Услуги по проведению испытаний

На сегодняшний день ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» совместно с ООО «ТЕКВЕЛ» предлагает производителям пройти испытания на соответствие разработанных ими устройств и систем требованиям стандарта МЭК 61850. Испытательный стенд проверки соответствия оснащен специальным программным обеспечением iTest. Набор реализуемых в iTest сценариев обеспечивает возможность проведения испытаний на соответствие требованиям первой и второй редакций стандарта МЭК 61850. Сценарии испытаний разработаны в точном соответствии с методиками, принятыми международной группой пользователей стандарта МЭК 61850 (UCA International Users Group) и использующимися в аккредитованных независимых испытательных центрах.

ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» предлагает производителям провести испытания:

• Предквалификационные испытания. В случае если в номенклатурном ряде устройств вашей компании есть устройства с поддержкой МЭК 61850, вы можете провести исследовательские испытания на соответствие стандарту с целью определения имеющихся недочетов реализации. По результатам испытаний ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» формирует подробный отчет с указанием всех недочетов и мероприятий, требующихся для их устранения.
• Квалификационные испытания.В рамках проведения аттестации устройств с поддержкой МЭК 61850 для последующего применения на объектах ОАО Россети будут проводиться испытания данных устройств на соответствие стандарту МЭК 61850*.

* Проведение испытаний будет возможно после разработки и утверждения в ОАО Россети программы и методики испытаний, а также в случае включения подобных испытаний в перечень испытаний, необходимых к прохождению для последующей аттестации оборудования. Список литературы

1. International standard. IEC 61850-10 – Communication networks and systems in substations. Part 10: Conformance Testing. First edition.
2. International standard. IEC 61850-10 – Communication networks and systems for power utility automation. Part 10: Conformance Testing. Second edition.
3. Bruce Muschlitz (EnerNex Corporation). IEC 61850 Conformance Testing: Goals, Issues and Status. DistribuTECH 2006, Tampa, Florida.
4. Eric A. Udren, W. Strabbing, D. Dolezilek. IEC 61850: Role of conformance testing in successful integration.