IEC 61850 MMSソリューションにより変電所を可視化する

変電所では、リアルタイムの監視が常に重要視されます。しかし、多くのレガシーデバイスを使って運用されている変電所でのリアルタイム監視はオペレーターにとって大きな課題となっています。ほとんどの変電所では、旧式デバイスを改修して新型式にするレトロフィットのアイデアには前向きですが、厳しい予算で制限されているのが現状です。このような予算不足の変電所にとって理想的なソリューションとは、レガシーインフラストラクチャーとIEC 61850ネットワークの橋渡しにより、なるべく予算をかけずに行うことができるものです。

変電所の複雑な事情

このような変電所のジレンマをより理解するために、重要な点を詳しく見ていきましょう。現在、変電所に設置されているリモートターミナルユニット (Remote Terminal Units：RTU)、ヒューマンマシンインターフェース、スイッチ、インテリジェント電子デバイス (Intelligent Electronic Devices：IED) の多くは、異なるベンダー製品を使用しています。これらは通常、プロプライエタリ (独自) のプロトコルや産業用プロトコルを使用しているため、電力SCADAシステムで変電所全体を監視することは極めて困難といえます。しかし、最近の新しい電力SCADA監視は、一般的にIEC 61850 MMSプロトコルをサポートしています。そのため、オペレーターはフィールドデバイスとIEC 61850ベースの電力SCADAシステム間の通信をブリッジして、リアルタイムで電力品質を監視することができるようになりました。さらに、変電所におけるサイバー攻撃の増加に伴い、ネットワーク通信のセキュリティがこれまで以上に重要になっています。その結果、変電所のレトロフィット時にセキュリティ上の懸念を軽減するセキュアな通信ソリューションが必要となっています。

多様な産業用プロトコルに対応した通信の効率化

ミッションクリティカルなIEDは、Power SCADAシステムと直接通信し、オペレーターがリアルタイムで電力品質を監視し、事故発生時に即座に対処できるようにする必要があります。通信ゲートウェイは、IEC 61850 MMS、Modbus RTU/TCP、DNP3 serial/TCP、IEC 60870-5-101 および IEC 60870-5-104など、電力産業関連のさまざまなプロトコルが組み込まれているので、コンピュータープラットフォームと比べて、費用対効果に優れたソリューションを提供することができます。これらの通信ゲートウェイは、IEC 61850ベースのSCADAシステムと変電所オートメーションシステムで使用されている異なるレガシーIED間の通信を容易にブリッジすることもできます。

しかし、ゲートウェイを使ってさまざまな産業用プロトコルとIEC 61850 MMSプロトコル間の通信をブリッジする場合、IEC 61850のSCL (Substation Configuration Language) の設定が複雑であるため、編集に膨大な時間がかかってしまいます。幸いなことに、このプロセスを効率的するためのツールが市場で入手可能です。そのため、大規模な変電所のレトロフィットプロジェクトを実行する場合、これらの便利なエンジニアリングツールを採用して、SCLファイルの編集の複雑さを簡素化することができます。ただし、この購入には追加の予算が必要となります。

交換することなくプロプライエタリベースのフィールドデバイスを監視する

何十年と長期にわたり運用されている変電所には、独自の通信プロトコルを実行する多くのレガシーデバイスが存在し、それらを一度にすべて交換することは費用対効果上、決して優れているとは言えません。変電所オートメーションシステムを最新のイーサネットベースのSCADAにアップグレードする必要がある場合、最小限のコストと作業でこれらのフィールドデバイスを監視することが不可欠です。シリアルデバイスサーバーのような接続ソリューションを採用することで、IEC 61850ベースの電力SCADAシステムとプロプライエタリベースのフィールドデバイス間の透過的なコネクティビティを容易に開発することができます。この方法では、電力SCADAがイーサネットのプロプライエタリプロトコルをカプセル化解除することで、これらのレガシープロプライエタリベースのフィールドデバイスを監視することができます。

Moxaのソリューション

Moxaは、エッジコネクティビティソリューションプロバイダーとして、さまざまなアプリケーションの要求に対して豊富なコネクティビティソリューションを提供します。通信を効率化することができるMGate 5119シリーズ は使いやすい変電所ゲートウェイです。Modbus、DNP3、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-104デバイスからIEC 61850通信ネットワークへの通信を容易に確立できるだけでなく、一貫したタイムスタンプでデータを提供するNTP時刻同期機能をサポートしています。また、MGate 5119シリーズは、変電所ゲートウェイのSCLファイルを容易に完成させる組み込みSCLファイルジェネレータをサポートしています。そのため、追加ツールを探すために時間と費用を費やす必要はありません。

MGate 5119シリーズ 製品情報

Moxaの NPort S9000シリーズ は、プロプライエタリベースのフィールドデバイスを監視するために、シリアルIEDをイーサネットベースのインフラストラクチャーに移行することで、レガシー変電所をレトロフィットするシリアルデバイスサーバです。NPort S9000シリーズは、最大16ポートのシリアルインターフェース、4ポートのイーサネットスイッチング、およびイーサネットでカプセル化されたプロプライエタリプロトコルをサポートし、フィールドデバイスを容易にSCADAシステムに導入することができます。 さらに、NPort S9000シリーズは、NTP、SNTP、IEEE 1588v2 PTP、IRIG-B時刻同期機能をサポートし、NPort S9000だけでなく、レガシーフィールドデバイスも同期させることができます。

NPort S9650Iシリーズ 製品情報

NPort S9450Iシリーズ 製品情報

変電所ネットワークを可視化する場合、ネットワーク上のデバイスセキュリティを強化することが不可欠です。Moxaのシリアルデバイスサーバーとプロトコルゲートウェイは、フィールドデバイスをネットワークに接続する際のセキュリティに関する懸念に対応します。どちらのデバイスもIEC 62443とNERC CIPガイドラインが組み込まれ、ユーザー認証、アクセス可能なIPリスト、HTTPSとTLS v1.2によるセキュアなデバイス設定とマネージメントなどのセキュリティ組み込み機能を備え、不要なアクセスから通信デバイスを保護します。さらに、Moxaのソリューションは、定期的に脆弱性スキャン、セキュリティパッチなどの必要な措置を実行することで、変電所ネットワークのデバイスセキュリティを強化します。

さらに、Moxaのシリアルデバイスサーバーとプロトコルゲートウェイは、どちらもIEC 61850-3とIEEE 1613に準拠しており、変電所環境での信頼性の高いオペレーションを保証します。IEC 61850 MMSソリューションの詳細な機能については、下記の表から必要とする製品を選定することができます。