RU210881U1 - Устройство малогабаритное интеллектуальное электронное кластерной цифровой подстанции - Google Patents
Устройство малогабаритное интеллектуальное электронное кластерной цифровой подстанции Download PDFInfo
- Publication number
- RU210881U1 RU210881U1 RU2021136935U RU2021136935U RU210881U1 RU 210881 U1 RU210881 U1 RU 210881U1 RU 2021136935 U RU2021136935 U RU 2021136935U RU 2021136935 U RU2021136935 U RU 2021136935U RU 210881 U1 RU210881 U1 RU 210881U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- automation system
- modules
- switch
- substation
- computing
- Prior art date
Links
- 230000002457 bidirectional Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 4
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 abstract description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Рассматриваемая полезная модель относится к устройству кластерной цифровой электрической подстанции (ЦПС). Техническим результатом применения полезной модели является повышение надежности функционирования кластерной ЦПС, снижение необходимого количества аппаратных модулей в составе кластерной ЦПС и, соответственно, упрощение устройства кластерной ЦПС и снижение трудозатрат на ее эксплуатацию. Предложенное устройство малогабаритное интеллектуальное электронное кластерной ЦПС включает в себя первый и второй вычислительный модули и коммутатор, где каждый из вычислительных модулей включает в себя процессор, память оперативную и память энергонезависимую, и каждый из вычислительных модулей связан с коммутатором устройства посредством коммуникационного интерфейса. При этом, в отличие от прототипа, коммутатор устройства содержит, помимо двух портов для связи с вычислительными модулями устройства, два внешних коммуникационных порта для связи, соответственно, с основной и резервной внешней коммуникационной сетью, при этом два вычислительных модуля устройства имеют между собой в составе устройства двунаправленный коммуникационный интерфейс, при этом каждый из вычислительных модулей устройства выполнен с возможностью выполнения функций системы автоматизации подстанции и выявления, по результатам информационного взаимодействия с другим вычислительным модулем устройства через коммутатор и двунаправленный коммуникационный интерфейс и другими IED в системе автоматизации подстанции через коммутатор устройства, критических состояний в системе автоматизации подстанции и с возможностью выполнения операций согласованного перераспределения функций между данным вычислительным модулем и другим вычислительным модулем устройства и другими IED в системе автоматизации подстанции на основании выявленных критических состояний в системе автоматизации подстанции.
Description
Область техники
Рассматриваемая полезная модель относится к устройству кластерной цифровой электрической подстанции (ЦПС) в соответствии с [1].
Уровень техники
Известно устройство кластерной ЦПС в соответствии с [1], выполняемое на основе модульного шасси, содержащего набор унифицированных аппаратных модулей cIED ("compact Intellectual Electronics Device") - компактных (малогабаритных) интеллектуальных электронных устройств (от 12 до 16 cIED-устройств на одно модульное шасси). При этом в составе модульного шасси устройства обеспечивается электропитание установленных в шасси аппаратных модулей (в т.ч. резервирование электропитания модулей), кроме того, в модульное шасси встроено единое коммуникационное решение, выполняющее функции коммутатора (внутренняя шина), связывающее все аппаратные модули в составе шасси.
Известно также, выбранное в качестве прототипа, интеллектуальное электронное устройство (IED) в составе системы автоматизации с динамической функциональной архитектурой [2]. Указанное устройство включает в себя три отдельных, аппаратно независимых друг от друга, вычислительных модуля (каждый из которых выполнен на базе отдельного вычислительного ядра, включающего, в том числе, отдельный микропроцессор и отдельные блоки оперативной и/или энергонезависимой памяти), в том числе:
коммуникационного модуля, посредством которого обеспечивается подключение данного устройства IED к внешней коммуникационной сети и информационный обмен с другими подобными устройствами IED в системе автоматизации подстанции через указанную внешнюю коммуникационную сеть;
двух отдельных функциональных модулей, обеспечивающих выполнение функций автоматизации в системе автоматизации подстанции (функций релейной защиты и автоматики (РЗА), управления, измерений и т.п.) и операций динамического перераспределения функций между IED-системы автоматизации в рамках выполнения реализации механизмов функциональной динамической архитектуры (FDA) [1, 2].
При этом в рамках вышеуказанного интеллектуального электронного устройства (IED) [2] функциональные задачи между вышеуказанными двумя функциональными аппаратными модулями устройства четко разделены, в частности, один функциональный модуль отвечает только за выполнение функций автоматизации подстанции (РЗА, управления, измерений и т.п.), а другой - только за выполнение в данном IED-устройстве операций динамического перераспределения функций. При этом в случае частичного отказа IED, состоящего в отказе, по меньшей мере, одного из двух вышеуказанных функциональных модулей (как модуля выполнения функций автоматизации, так и модуля выполнения механизмов динамической функциональной архитектуры), IED-устройство полностью становится не функциональным (либо вообще перестает выполнять функции автоматизации подстанции, либо, в случае отказа второго функционального модуля (выполнения механизмов динамической функциональной архитектуры), перестает быть работоспособным IED-устройством в системе автоматизации подстанции с динамической функциональной архитектурой [2].
Раскрытие сущности полезной модели
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение надежности функционирования IED-устройств и снижение требуемого количества используемых в системе автоматизации подстанции с динамической функциональной архитектурой аппаратных модулей.
Техническим результатом применения полезной модели является повышение надежности функционирования системы автоматизации подстанции с динамической функциональной архитектурой, снижение количества аппаратных модулей в составе системы автоматизации подстанции с динамической функциональной архитектурой, и, соответственно, упрощение системы автоматизации подстанции с динамической функциональной архитектурой и снижение трудозатрат на ее эксплуатацию.
Вышеуказанный технический результат достигается за счет дополнительного наличия в составе устройства (см. фиг. 1) между двумя вычислительными модулями устройства, помимо коммуникационного интерфейса (например, RGMII) через коммутатор, дополнительного двунаправленного коммуникационного интерфейса (например, интерфейса вида GPIO), а также за счет того, что каждый из вычислительных модулей устройства выполнен с возможностью как выполнения функций системы автоматизации подстанции, так и выявления, по результатам информационного взаимодействия с другим вычислительным модулем устройства через коммутатор и двунаправленный коммуникационный интерфейс и другими IED в системе автоматизации через коммутатор устройства, критических состояний в системе автоматизации подстанции, и с возможностью выполнения операций согласованного перераспределения функций между данным вычислительным модулем и другим вычислительным модулем устройства и другими IED в системе автоматизации подстанции на основании выявленных критических состояний в системе автоматизации подстанции. При этом в составе одного малогабаритного интеллектуального электронного устройства фактически обеспечивается наличие двух независимых IED-устройств, при этом в системе автоматизации подстанции в-целом снижается требуемое количество аппаратных модулей, а дополнительное наличие двунаправленного коммуникационного интерфейса между двумя вычислительными модулями устройства обеспечивает повышение надежности коммуникационного взаимодействия между двумя указанными вычислительными модулями (ввиду возможного возникновения коммуникационной перегрузки входящих/исходящих коммуникационных линий коммутатора устройства).
В частном случае каждый из двух вычислительных модулей в составе устройства может быть дополнительно снабжен отдельным блоком ведения времени (таймером), связанным с указанным вычислительным модулем через коммуникационный интерфейс (например, через интерфейс типа I2C). При этом обеспечивается дополнительный технический результат, заключающийся в повышении надежности выполнения функции ведения времени IED-устройством.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства малогабаритного интеллектуального электронного кластерной ЦПС.
На фиг. 2 приведена схема устройства кластерной цифровой подстанции, в составе которого предполагается осуществление заявляемого малогабаритного интеллектуального электронного устройства.
Осуществление полезной модели
Предлагаемое устройство может функционировать в качестве cIED ("compact Intellectual Electronics Device") устройства в составе устройства кластерной ЦПС [1]. При этом устройство кластерной ЦПС (1) (см. фиг. 2) может быть выполнено на базе модульного шасси (1.1), оснащенного объединительной платой (1.1.1), с установленными в указанное шасси двумя коммуникационными модулями (1.2 и 1.3) и двумя отдельными модулями электропитания (1.7 и 1.8), где каждый коммуникационный модуль содержит:
блок внешних интерфейсов подключения к цифровым сетям (1.2.1 и 1.3.1 соответственно), при этом каждый из указанных блоков включает в себя, по меньшей мере, один интерфейс для подключения к цифровой сети;
процессор (1.2.2 и 1.3.2 соответственно);
коммутатор (1.2.3 и 1.3.3 соответственно), подключенный к процессору;
а объединительная плата (1.1.1) содержит шины обмена данными, по которым осуществляется связь между данным cIED (например, 1.4) устройством и другими аналогичными данному cIED-устройствами (1.5, 1.6 и т.д.) в составе модульного шасси и коммуникационными модулями (основным 1.2 и резервным 1.3) в составе модульного шасси, а также объединительная плата (1.1.1) содержит шины распределения электропитания до коммуникационных модулей (1.2, 1.3) и отдельных cIED-устройств (1.4, 1.5, …, 1.6) в составе модульного шасси (1.1). При этом устройство кластерной ЦПС (1) подключается к основному (2) и резервному (3) сегментам внешней коммуникационной сети «цифровой подстанции» через соответствующие коммуникационные модули (1.2 и 1.3 соответственно) (через внешние интерфейсы в составе блоков интерфейсов 1.2.1 и 1.3.1 соответственно). При этом каждое из cIED-устройств (1.4, 1.5, …, 1.6), представляющих собой заявленное малогабаритное интеллектуальное электронное устройство, содержит:
по два вычислительных модуля (1.4.1-1.4.2, 1.5.1-1.5.2 и 1.6.1-1.6.2 соответственно), где каждый вычислительный модуль включает, по меньшей мере, один процессор и память (оперативную и энергонезависимую);
коммутатор (1.4.3, 1.5.3 и 1.6.3 соответственно), связанный с вычислительными модулями (1.4.1-1.4.2, 1.5.1-1.5.2 и 1.6.1-1.6.2 соответственно) данного cIED-устройства.
При этом устройство кластерной ЦПС (1) функционирует следующим образом. Поступающие в устройство (1) из внешних коммуникационных сетей (основной (2) либо резервной (3)) данные проходят обработку в процессорах (1.2.2 либо 1.3.2) коммуникационных модулей (1.2 или 1.3 соответственно), и, далее, через коммутаторы 1.2.3 и 1.3.3 соответственно передаются в cIED-устройства 1.4-1.6. Межмодульные коммуникационные связи осуществляются посредством объединительной платы (1.1.1). При этом в каждом cIED-устройстве содержится коммутатор (1.4.3, 1.5.3 или 1.6.3 соответственно), принимающий данные от коммуникационных модулей 1.2 и 1.3. После получения коммутатором (1.4.3, 1.5.3 или 1.6.3 соответственно) данные обрабатываются в вычислительных модулях (1.4.1-1.4.2, 1.5.1-1.5.2 и 1.6.1-1.6.2 соответственно) cIED-устройства, реализующим как прикладные функции задач автоматизации и защиты электрической подстанции, так и функции реализации механизмов динамической функциональной архитектуры. В результате работы функционального обеспечения (функций автоматизации подстанции) в составе вычислительных модулей (1.4.1-1.4.2, 1.5.1-1.5.2 или 1.6.1-1.6.2) формируются команды управления, которые через коммуникационные модули 1.2 и 1.3 передаются во внешнюю коммуникационную сеть (основную (2) либо резервную (3)). Для обеспечения коммуникационных модулей (1.2, 1.3) и cIED-устройств (1.4-1.6) электропитанием используются два независимых резервированных модуля питания 1.7 и 1.8, которые подключаются к независимым источникам питания.
В частном случае выполнения устройства, когда каждый из двух вычислительных модулей дополнительно оснащен отдельным блоком ведения времени (таймером), связанным с указанным вычислительным модулем через коммуникационный интерфейс (например, через интерфейс типа I2C), указанные блоки ведения времени (таймеры) каждый могут быть выполнены на базе отдельной микросхемы RTC ("Real-Time Clock"), снабженной каждый, при необходимости, отдельной аккумуляторной батареей для бесперебойного выполнения функции ведения времени в случае отсутствия внешнего электропитания устройства.
Источники информации
[1] Интернет-сайт https://digitalsubstation.com/wp-content/uploads/2018/04/16.-Kontinuum.pdf.
[2] Патент на изобретение РФ №2679739 Система автоматизации с динамической функциональной архитектурой.
Claims (2)
1. Устройство малогабаритное интеллектуальное электронное (IED) кластерной цифровой подстанции, включающее в себя первый и второй вычислительный модуль и коммутатор, где каждый из вычислительных модулей устройства включает в себя, по меньшей мере, один процессор, память оперативную и память энергонезависимую, где каждый из вычислительных модулей устройства связан с коммутатором устройства посредством коммуникационного интерфейса, отличающееся тем, что коммутатор содержит, помимо двух портов для связи с вычислительными модулями, два внешних коммуникационных порта для связи, соответственно, с основной и резервной внешней коммуникационной сетью, при этом два вычислительных модуля устройства имеют между собой в составе устройства двунаправленный коммуникационный интерфейс, при этом каждый из вычислительных модулей устройства выполнен с возможностью выполнения функций системы автоматизации подстанции и выявления, по результатам информационного взаимодействия с другим вычислительным модулем устройства через коммутатор и двунаправленный коммуникационный интерфейс и другими IED в системе автоматизации через коммутатор устройства, критических состояний в системе автоматизации, и с возможностью выполнения операций согласованного перераспределения функций между данным вычислительным модулем и другим вычислительным модулем устройства и другими IED в системе автоматизации подстанции на основании выявленных критических состояний в системе автоматизации подстанции.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый из двух вычислительных модулей устройства дополнительно снабжен отдельным блоком ведения времени (таймером), связанным с указанным вычислительным модулем.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU210881U1 true RU210881U1 (ru) | 2022-05-12 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9335751B1 (en) * | 2013-08-28 | 2016-05-10 | Google Inc. | Dynamic performance based cooling control for cluster processing devices |
| RU2679739C1 (ru) * | 2018-03-07 | 2019-02-12 | Закрытое акционерное общество Инженерно-технический центр "Континуум" | Система автоматизации с динамической функциональной архитектурой |
| RU2691943C1 (ru) * | 2018-05-28 | 2019-06-19 | Глеб Германович Кравцов | Устройство релейной защиты и автоматики узла электрической сети с измерительными органами, использующими оптические каналы связи с частотным кодированием |
| RU2727525C1 (ru) * | 2019-12-02 | 2020-07-22 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Цифровые измерительные трансформаторы" (ООО НПО "ЦИТ") | Способ мониторинга, защиты и управления оборудованием электрической подстанции |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9335751B1 (en) * | 2013-08-28 | 2016-05-10 | Google Inc. | Dynamic performance based cooling control for cluster processing devices |
| RU2679739C1 (ru) * | 2018-03-07 | 2019-02-12 | Закрытое акционерное общество Инженерно-технический центр "Континуум" | Система автоматизации с динамической функциональной архитектурой |
| RU2691943C1 (ru) * | 2018-05-28 | 2019-06-19 | Глеб Германович Кравцов | Устройство релейной защиты и автоматики узла электрической сети с измерительными органами, использующими оптические каналы связи с частотным кодированием |
| RU2727525C1 (ru) * | 2019-12-02 | 2020-07-22 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Цифровые измерительные трансформаторы" (ООО НПО "ЦИТ") | Способ мониторинга, защиты и управления оборудованием электрической подстанции |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КИРИЛЛОВ А.С. и др. "КЛАСТЕРНАЯ ЦИФРОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ" опубл. 2018 http://web.archive.org/web/2018*/http://digitalsubstation.com/wp-content/uploads/2018/04/16.-Kontinuum.pdf. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2750288B2 (ja) | 電力用信号処理システム | |
| CN113258546B (zh) | 芯片级软硬件协同继电保护装置 | |
| CN112613691A (zh) | 芯片化继电保护通用装置 | |
| EP3109994A1 (en) | Flexible digital controller for power converters | |
| CN112698989B (zh) | 数据采集系统的双机互备方法及系统 | |
| CN201364494Y (zh) | 一种车载监控终端 | |
| RU210881U1 (ru) | Устройство малогабаритное интеллектуальное электронное кластерной цифровой подстанции | |
| CN100367619C (zh) | 一种通信设备及其监控模块的供电方法 | |
| RU89257U1 (ru) | Распределенная информационно-управляющая система на основе интеллектуальных датчиков | |
| CN110851337A (zh) | 适用于vpx架构的高带宽多通道的多dsp计算刀片装置 | |
| CN111638665B (zh) | 一种动态数据采集系统及方法 | |
| CN109976489A (zh) | 一种iic总线异常情况下自动复位实现方法及系统 | |
| CN201477418U (zh) | 一种微机保护测控装置 | |
| CN115114224A (zh) | 一种soc+fpga的飞控计算机硬件系统 | |
| CN101331663A (zh) | 同一智能电子设备中的多对象保护、控制和监视 | |
| CN114421627B (zh) | 一种电源监控系统、控制方法以及中央监控单元 | |
| CN203733107U (zh) | 一种双机热备系统中快速主备切换装置 | |
| CN104750581A (zh) | 一种冗余互连的内存共享的服务器系统 | |
| RU107753U1 (ru) | Микропроцессорная система централизации и автоблокировки на железнодорожном транспорте | |
| CN112799800B (zh) | 一种轻量级低压保护装置平台化开发方法 | |
| CN113219867A (zh) | 一种多核异构的保护测控装置 | |
| CN115705267A (zh) | 监控采集设备、基于监控采集设备的主备切换方法及系统 | |
| CN217606354U (zh) | 一种可重构边缘计算模块 | |
| RU2762950C1 (ru) | Программно-аппаратный комплекс архитектуры единой серверной платформы для подсистем цифровых подстанций 35 - 110 кв с использованием средств виртуализации | |
| RU2792831C1 (ru) | Устройство кластерной цифровой подстанции |