虚拟化主要用于IT环境和服务器机房,但许多公用事业公司正在探索如何在不影响关键任务应用的性能、可用性和可靠性的情况下使用虚拟化。变电站内部的数字化趋势也导致越来越需要减少硬件资产的数量,这使得虚拟化和功能集成成为了可能可行的概念(图1)。
图1:代表主导概念的典型变电站自动化架构。
由于运营技术(OT)基础设施与变电站的IT部分分离,公用事业公司面临着多重挑战,包括:
这些挑战要求电网运营商在不影响关键任务基础设施现有要求的情况下评估当前概念,尤其是当它们分布广泛且难以访问时。
虚拟化是一种可实现更有效利用物理计算机硬件的过程,换句话说,可以以更少的硬件实现更多的功能。然而,电网运营商实施虚拟化和功能集成,可以通过不同的方式来实现。
图2展示了具有四台独立站计算机的全冗余变电站自动化系统。图3中将其转换成了虚拟化系统,其中只有两台站计算机托管虚拟环境,以对站HMI和GW功能实现虚拟化。
图2:典型的冗余架构。
图3:虚拟化的站级变电站自动化。
第二步,除了站级的虚拟化,我们还可以在间隔级运用功能集成的概念。在现代变电站自动化间隔控制中,智能电子设备(IED)可以将控制和后备保护的多种功能集成在一个设备中。这不仅提高了功能的可用性,而且减少了IED的数量。
接下来,我们可以遵循数字变电站的概念,将输入输出(IO)从控制和保护中分离出来,从而产生如图4所示的新变电站自动化架构。
图4:I/O解耦、功能集成和虚拟化。
新架构带来了以下优势和好处:
虽然上述步骤侧重于变电站自动化应用的OT部分,但还有许多其他应用和系统可以从可用的站级虚拟化基础架构中受益。图5突出显示了集成其他应用的下一步。
图5:站级功能集成/虚拟化。
由此产生的架构带来了以下额外的优势和好处:
How Virtualization Can Act as an Enabler for Digital Substation Deployment