采用 IEC 61850 智能電網(wǎng)技術來升級既有的電網(wǎng)勢在必行而且性價比很高，無需從零開始重新搭建整個網(wǎng)絡。盡管 IEC 61850 標準技術具有提高效率和韌性等優(yōu)勢，但智能化改造仍面臨不少挑戰(zhàn)，例如將傳統(tǒng)電力系統(tǒng)集成至 IEC 61850 網(wǎng)絡、解決安全問題等?？朔@些挑戰(zhàn)需周密計劃并使用合適的工具和技術，有助于簡化變電站改造的協(xié)議網(wǎng)關即為理想選擇之一。

智能電網(wǎng)是什么？

智能電網(wǎng)是集多種技術于一身的先進電網(wǎng)，讓電力服務更高效可靠、更可持續(xù)。智能電網(wǎng)也是一個龐大復雜的系統(tǒng)，由發(fā)電、輸電、配電、用電等多個子系統(tǒng)組成。這些系統(tǒng)依靠先進通信及控制技術互聯(lián)互通。智能電網(wǎng)還通過這些技術實時監(jiān)管電流，實現(xiàn)可再生能源電力并網(wǎng)，全面提高電網(wǎng)韌性。智能電網(wǎng)發(fā)展的一個重要趨勢是采用 IEC 61850 協(xié)議。該協(xié)議目前廣泛應用于能源系統(tǒng)，為通信和互操作提供全面框架。

廣泛采用 IEC 61850 協(xié)議

不同于 DNP3、IEC 101/104 等能源協(xié)議，IEC 61850 專為滿足電力系統(tǒng)要求而設計。與那些側(cè)重特定方面的協(xié)議也不同，IEC 61850 是涵蓋設備配置、數(shù)據(jù)模型、通信、配置管理的綜合性標準。IEC 61850 協(xié)議可確保更一致、統(tǒng)一的系統(tǒng)設計，對現(xiàn)代電網(wǎng)的高效運行和管理至關重要。

統(tǒng)一協(xié)議的益處有目共睹，世界各國紛紛對標 IEC 61850，調(diào)整本國政策。隨著智能電網(wǎng)不斷發(fā)展，將現(xiàn)有基礎設施與 IEC 61850 系統(tǒng)集成變得愈發(fā)重要。

集成 IEC 61850 系統(tǒng)的挑戰(zhàn)

由于用 IEC 61850 系統(tǒng)全面替換現(xiàn)有基礎設施成本高昂，升級改造現(xiàn)有電網(wǎng)成為更合適的選擇，以此讓既有資產(chǎn)發(fā)揮最大價值。然而，將現(xiàn)有電力系統(tǒng)與 IEC 61850 通信網(wǎng)絡互聯(lián)十分復雜，因為現(xiàn)場使用的工業(yè)協(xié)議各不相同。此外，將 IEC 61850 設備接入既有網(wǎng)絡也會引發(fā)對安全問題的擔憂。

挑戰(zhàn) 1：復雜協(xié)議令人頭疼

改造既有電力系統(tǒng)時可能要面對各類協(xié)議，如 SCADA 系統(tǒng)或終端設備常用的 DNP3、IEC 101、IEC 104 等。有時還需集成 Modbus PLC 設備。系統(tǒng)中所有既有智能電子設備 (IED) 需同時連接和管理。運維人員不僅面臨協(xié)議轉(zhuǎn)換的巨大挑戰(zhàn)，同時肩負集成所有設備的關鍵任務。因此，IEC 61850 網(wǎng)絡具備統(tǒng)一協(xié)議和策略等功能尤其重要。

挑戰(zhàn) 2：無法承受故障停機

關鍵電力系統(tǒng)無法承受任何故障停機。因此，保護電力系統(tǒng)免遭自然災害、人為錯誤、網(wǎng)絡攻擊等外部因素影響很有必要。現(xiàn)場運維人員可能還需處置老化、絕緣擊穿、機械問題、過熱等原因?qū)е碌脑O備故障。雷擊、地震等天災也易損壞設備和網(wǎng)絡。如有意外停機發(fā)生，當務之急是迅速確定問題根源，讓網(wǎng)絡盡快恢復正常。

挑戰(zhàn) 3：網(wǎng)絡威脅日益嚴峻

關鍵基礎設施面臨越來越多網(wǎng)絡威脅，其中變電站成為惡意攻擊的主要目標。只需破解某一節(jié)點的默認密碼即可進行全網(wǎng)攻擊。網(wǎng)絡一旦被攻破，黑客就能利用純文本配置文件發(fā)動攻擊或通過 DDoS 攻擊使基礎設施陷入癱瘓。因此，運維人員必須始終對網(wǎng)絡安全風險保持警惕，采取有效手段做到未雨綢繆。

專為輕松升級變電站而設計的協(xié)議網(wǎng)關

變電站現(xiàn)代化要靠大量資源作支撐，還需不同領域?qū)I(yè)人士鼎力相助。電網(wǎng)智能化提出三大關鍵要求：簡化變電站改造；利用有效工具應對常見挑戰(zhàn)；降低網(wǎng)絡安全風險。

而要滿足這些要求的關鍵在于選擇合適的協(xié)議網(wǎng)關。為在變電站改造過程中實現(xiàn)順暢協(xié)議轉(zhuǎn)換，Moxa 推出 MGate IEC 61850 系列等滿足特定要求、具備多項重要功能的協(xié)議網(wǎng)關。

更快設置.：需連接至 IEC 61850 網(wǎng)絡的既有系統(tǒng)通常采用 DNP3、IEC 101、IEC 104、Modbus 等協(xié)議進行通信。在多協(xié)議條件下建立 IEC 61850 通信十分復雜，尤其涉及編輯 SCL 文件。SCL 文件是標準文件格式，用于確保來自不同廠商、使用不同協(xié)議的設備能夠互操作。MGate IEC 61850 網(wǎng)關具備用戶友好型 SCL 文件生成功能，能省去使用其他工程工具的成本和麻煩，且能簡化設備配置，讓您的通信建立過程化繁為簡。

減少停機：一旦通信錯誤發(fā)生，快速響應極為關鍵。MGate IEC 61850 網(wǎng)關配備內(nèi)置診斷工具，可迅速確定問題根源。此外，測試模式 (IEC 61850-7-4) 讓運維人員可在正式部署前模擬并測試配置，從而最大程度減少網(wǎng)絡故障停機，確保系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運行。否則，運維人員可能不得不投入大量時間手動斷開、重置、重連每一節(jié)點。

安全通信：網(wǎng)絡安全對變電站而言至關重要。為增強變電站的網(wǎng)絡安全，MGate IEC 61850 網(wǎng)關提供 IEC 61850 MMS 通信加密 (SSL) 并遵循 IEC 62443 和 NERC CIP 標準，實現(xiàn)通信協(xié)議加密。此外，MGate 通過內(nèi)置檢測功能支持 DDoS 防御，能及時發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)包并提醒運維人員快速響應。最后，IEC 61850 協(xié)議網(wǎng)關可在配置文件導出過程中進行加密，保證文件安全。

總結(jié)

當前，智能電網(wǎng)不斷發(fā)展，IEC 61850 標準日益普及，升級改造現(xiàn)有變電站已勢在必行。MGate IEC 61850 協(xié)議網(wǎng)關解決方案走在智慧轉(zhuǎn)型最前沿，有力保障既有基礎設施與現(xiàn)代智能電網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)無縫集成。這些網(wǎng)關可簡化協(xié)議轉(zhuǎn)換，優(yōu)先保障安全性，提供用戶友好型配置工具，助力構(gòu)筑更高效可靠、面向未來的能源基礎設施體系。我們正朝著智能電網(wǎng)時代不斷前進，積極擁抱先進技術，讓現(xiàn)有資產(chǎn)發(fā)揮最大價值，確保順利邁入能源管理新未來。

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MGate 5192：IEC 61850-to-DNP3/IEC 101/IEC 104/Modbus 網(wǎng)關

MGate 5119：DNP3/IEC 101/IEC 104/Modbus-to-IEC 61850 網(wǎng)關