Qu’est-ce qu’une sous-station numérique ?

Pour de nombreuses entreprises, il est essentiel de disposer d’une alimentation électrique régulière et fiable. Et souvent, en raison de cette nécessité, elles dépendent d’un réseau de distribution d’électricité qui est surchargé et qui ne présente pas l’efficacité nécessaire pour répondre aux besoins en matière d’électricité d’aujourd’hui. Pour relever ce défi et garantir la fiabilité et la qualité du réseau électrique, les fournisseurs d’énergie s’efforcent de moderniser et de rationaliser l’automatisation des postes au sein de ce que l’on appelle des postes numériques. Grâce à l’utilisation d’interfaces et de données numériques normalisées, zenon aide les fournisseurs à gérer efficacement les réseaux électriques. Découvrez ce qui constitue un poste numérique, et ce que zenon peut apporter à votre entreprise dès aujourd’hui. 

What is a digital substation?

Qu’est-ce qu’un poste numérique ?

Traditionnellement, les postes sont utilisés pour distribuer de l’électricité aux particuliers et aux entreprises. Étant donné que les niveaux de tensions élevées et le flux d’énergie doivent être maintenus et que diverses fonctions de sécurité doivent être gérées au sein des postes, ce sont souvent des données d’état analogiques et binaires qui servent à maintenir l’exactitude des sorties. Malheureusement, l’un des inconvénients des postes traditionnels réside dans le traitement et l’utilisation de ces données, qui peuvent nécessiter une grande quantité de main-d’œuvre et d’énergie. Dans ce contexte, l’architecture des postes numériques cherche à minimiser ces inefficacités en numérisant les données des postes, ce qui présente de nombreux avantages : par exemple des fonctions flexibles basées sur des logiciels et la rationalisation du partage des données entre les appareils. Résultat des courses, les postes numériques offrent une plus grande fiabilité et une plus grande souplesse dans le contexte de la dynamique croissante du réseau.

Quels sont les composants d’un poste numérique ?

Les postes recourent à de nombreux câbles en cuivre pour transférer les signaux entre les différentes sections et les différents appareils. Outre le manque d’efficacité évident qu’ils présentent, ces câbles nécessitent un espace considérable au sein de l’installation et une intervention manuelle pour leur installation. Ils relient les transformateurs de courant et de tension et les disjoncteurs aux relais, ce qui nécessite des milliers de mètres de câbles de cuivre. L’un des principaux avantages d’un poste numérique réside dans la communication numérique par câbles à fibre optique, qui viennent remplacer ces câbles en cuivre et permettent à l’ensemble du système d’interagir avec souplesse grâce à des protocoles de communication dédiés. 

Le rôle crucial des IED : mettre en œuvre une surveillance et un contrôle centralisés pour une meilleure efficacité

Les dispositifs électroniques intelligents (IED) permettent de contrôler et de protéger le fonctionnement des équipements d’un poste, par exemple les transformateurs et les disjoncteurs. Les microprocesseurs des IED permettent d’automatiser certains processus du réseau électrique, tels que l’analyse des données et la réduction des problèmes liés aux actifs ou à la qualité de l’énergie. Dans l’ensemble, les IED destinés aux postes numériques sont conformes à la norme IEC 61850 relative à l’automatisation des postes, ce qui signifie qu’ils prennent en charge un modèle de données, des protocoles de communication, des fonctions et des services unifiés qui les rendent compatibles avec d’autres appareils et systèmes. Pour les développeurs de centrales, cela conduit à une gestion plus simple de la conception, de la configuration et de la mise en service de la centrale grâce à un ensemble unifié d'outils et de fonctions.

Pourquoi un poste numérique est-il meilleur qu’un poste conventionnel ?

Les postes de demain doivent être en mesure de satisfaire à des exigences plus dynamiques en termes de qualité et de flux d’énergie. En outre, pour que les fournisseurs puissent maîtriser de manière économique le nombre croissant d’actifs, ils devront adopter de nouvelles pratiques de développement, de mise en service et de surveillance des actifs énergétiques via des outils unifiés et précis. La norme IEC 61850 relative aux postes numériques satisfait à ces exigences et aide les fournisseurs à se préparer à la prochaine génération de réseaux énergétiques.

Implementing a digital substation

Mise en œuvre d’un poste numérique

La première étape de la mise en œuvre d’un poste numérique consiste à bien comprendre l’architecture de la norme IEC 61850. La norme d’automatisation proposée par via le document IEC 61850 a permis de comprendre que les postes doivent être numérisés afin de répondre aux besoins modernes en matière d’énergie. Cependant, la caractéristique la plus importante d’un poste numérique est le "process bus". Ce dernier permet de réaliser des connexions entre les IED sur base de protocoles de communication flexibles, éliminant ainsi la nécessité du câblage. Globalement, le process buspermet de rationaliser et d’assouplir les connexions au sein d’un poste. 

Standardisation

La norme IEC 61850 a conduit à la standardisation des postes numériques. Cette dernière est nécessaire pour que les postes du monde entier ne développent pas de divergences, et que la distribution de l’énergie puisse être régulée et contrôlée à plus grande échelle. Les logiciels d’automatisation des postes électriques, tels que zenon, prennent en charge les protocoles internationaux au sein de leur fonctionnement, ce qui permet aux gestionnaires des postes électriques de rester en phase avec les pratiques convenues.

Réseaux de communication

L’une des principales caractéristiques d’un poste numérique est la conversion des informations de processus, par exemple les mesures et les états, en télégrammes du protocole de communication IEC 61850 correspondant. Ces informations peuvent ensuite être communiquées avec souplesse à d’autres appareils du poste, offrant ainsi une flexibilité optimale. Pour ce faire, il convient d’utiliser des IDE conformes à la norme IEC 61850, ainsi que des logiciels de poste numérique. Le contrôle efficace de ces données permet de s’assurer que toutes les sections d’un poste fonctionnent correctement, ce qui réduit considérablement les pannes et les erreurs.

Best practices

Meilleures pratiques

La meilleure pratique pour la mise en œuvre et l’exploitation d’un poste numérique consiste à respecter les nombreuses normes internationales en matière de réseaux de communication, telles que la norme IEC 61850. Ces normes posent les fondements d’un partage efficace des données et de l’interopérabilité. En outre, l’utilisation du bon outil de gestion des données, par exemple zenon, contribue à l’efficacité de la gestion, notamment à distance, des postes numériques. L’identification des sections d’un poste qui doivent être contrôlées manuellement et de celles qui peuvent être automatisées permet d’optimiser l’exploitation dudit poste.

Le rôle de la norme IEC 61850

La norme IEC 61850 a été mentionnée. Mais en quoi consiste-t-elle et comment peut-elle contribuer à l’efficacité de la communication numérique au sein des postes électriques ? La norme IEC 61850 a été établie afin de standardiser la conception des postes et la communication des IDE au niveau international. Alors qu’un nombre croissant de réseaux électriques à travers le monde prévoient de numériser leurs postes, les normes de protocole IEC 61850 sont devenues une pratique courante à laquelle il convient d’adhérer. Cette norme veille également à la sécurité par l’utilisation de câbles à fibres optiques et de fonctions de sécurité au sens de la norme IEC 62351.

Introduction à la norme IEC 61850 et à zenon

Optez pour zenon afin de répondre à tous vos besoins en matière de postes numériques

Gérer ou pénétrer le marché des postes numériques peut sembler insurmontable. Heureusement, zenon est conçu pour encourager la flexibilité, ce qui signifie que la plateforme est optimisée pour la maintenance sur site et à distance, que vous ayez besoin d’adopter une approche manuelle ou de vous concentrer sur l’automatisation. Pour plus d’informations, contactez COPA-DATA dès aujourd’hui !

A newly released standard from the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) has utilities thinking about their next-generation Smart Grid equipment. The IEEE 1547 standard has been updated and enforced in 7 states as of 2021. Starting in 2022, more states in the US will be forced to comply with the updated IEEE 1547 standard.

The IEEE 1547 standard establishes criteria and requirements for interconnection of distributed energy resources (DER) with electric power systems (EPS) and associated interfaces. It provides requirements relevant to the interconnection and interoperability performance, operation, testing, safety, maintenance and security.

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