CCN_Siemens

Power Transmission and Distribution

Conférence SEE 7 Février 2008 / Terrasse Bellini

Approche Industrielle du Contrôle Commande Numérique de sous-station électrique PTD EA Ronald KUBELEC Benoît MARTIN

Powerful Partnership

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Siemens AG 2007

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 Numérique de 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 Numérique de 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

Poste électrique

Tranche Appareillage HTA ou HTB

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Un exemple générique de CCN

Maintenance Téléconduite

Accès distant Et browser web

Réseau distant (Téléconduite)

Réseau Réseau d’entreprise Calculateur de Poste

Portable de Maintenance

Bureautique

IHM Conduite Serveur Web Intranet

Accès Distant

Transfo

Station Bus

Calculateur de tranche

Qualimétrie

Numérisation pour appareillage HT et THT

Comptage

Comptage numérique

Equipements Tiers

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Les équipements CCN Positionnement dans la chaîne de commandement Niveau SCADA

CCN sur base PC Niveau Poste CCN sur base RTU

Niveau Tranche

Calculateurs de tranche Bay Controler Protections

Process Electrique

Cellules HTB Transformateur

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Cellules HTA

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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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)

Fichier SSD

Fichier SCD

Fichier ICD



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



Traçabilité (modifications, tests)

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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 I/kA 5,0 2,5 0,0 -2,5

-0,075

-0,050

-0,025

0,000

0,025

0,050

0,075

0,100

0,125

0,150

t/s

-5,0 -7,5

Courant iL3

Courant IE

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L’apport d’un CCN en maintenance (II) 

Reproductibilité (défauts rejoués)

Perturbographie

Valise d’injection



Réduction significative de la maintenance périodique, rationalisation des opérations



Maîtrise des coûts d’évolution



Interopérabilité et Interchangeabilité (CEI 61850)

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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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Des possibilités encore sous-exploitées: sélectivité logique via GOOSE

Verrouillage I>

Ethernet

Emetteur Départ X

GOOSE message

Récepteur Arrivée (I>)

Emetteur Départ Y

Sélectivité logique interopérable mais aussi: • T3-T2 ? • verrouillage accélération HTB ? ©

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Des possibilités encore sous-exploitées: ADD intégralement numérisé Utilisation ADD protection de barres + ADD CCN via intertranches numérique (GOOSE)

GOOSE ©

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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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Historique du point de vue CCN Première génération

Première Génération Synoptique (TSY)

Enregistreur de perturbo RTU Câblage point à point

Câblage Point à Point ©

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Passage de la première génération à la deuxième génération de CCN

Remontée des TS et TM, Passage des TC Protocole type HNZ CEI 60870-5-101 CEI 60870-5-104

Niveau Téléconduite

Niveau Poste

Interface série Protocole de niveau tranche CEI 60870-5-103

Station Bus CCL Niveau Tranche

Procédé ©

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Historique du point de vue CCN 2ème génération

Téléconduite

IHM

Calculateur de Poste Autres tranches Connexion Série Cellule HTA ou HTB

Câblage point à point ©

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Historique du point de vue CCN 3ème génération

Téléconduite

IHM

Calculateur de poste

Station bus

CEI 61850

Ethernet Cellule HTA ou HTB

Câblage point à point ©

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Passage de la deuxième génération à la troisième génération de CCN

Remontée des TS et TM, Passage des TC Protocole type HNZ CEI 60870-5-101 CEI 60870-5-104 Protocole de niveau tranche CEI 61850 100 Base Tx ou 100 Base Fx

Niveau Téléconduite

Niveau Poste

Niveau Tranche

Procédé ©

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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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Siemens AG 2008 Power Transmission and Distribution

Historique du point de vue CCN 4ème génération

Téléconduite

IHM

Process bus Calculateur de poste

Station bus

Ethernet

Cellule HTA ou HTB

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

Ethernet ©

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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 faire …”  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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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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RTE Electre 2006

Téléconduite

Poste Opérateur

HNZ Switch Elipass

Imprimante CDE

Calculateur de Poste

CEI 61850

Armoire Système Central

Anneau Fibre Optique Ethernet 100 Base Fx Tranche ligne 225 kV E1/6/1

Tranche transfo THT / HT côté HT E3/3/1

PP1

Tapcon Calc

Calc PP1 RP

RP

PP2 ©

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RTE Electre 2006

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EDF SEI Poste HTB / HTA d’Oletta

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CCN HTA EDF Distribution Poste 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 Péronne Poste HTB / HTA de Roye  Installation sur site des relais de protection communicants dans des cellules poste source  Fourniture / Paramétrage des protections seules

 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

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Haute disponibilité et fiabilité CEI 61850

IHM Client

IHM Client

Téléconduite

IEC 60870-5-104

IEC 60870-5-104 Ethernet

Full Server

Full Server

IHM Serveurs

Ethernet

IEC 61850

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Flexibilité par intégration de nouvelles interfaces

Maintenance

Téléconduite IHM CEI 60870-5-104 TCP/IP

Ingénierie

GPS

Ethernet

Echange de données via OPC CEI 60870-5-103

CEI 60870-5-101/DNP V3.00 Process non électrique

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