SPLN Pertemuan_SCADA_4_Okt_Djoko_Pras.pdf

(1)

WORKSHOP SCADA NASIONAL

REVIEW SPLN 109: POLA SCADA

DAN

OVERVIEW IEC 870 : TELECONTROL

Djoko Prasetyo

PT PLN (Persero) Penelitian dan Pengembangan

Ketenagalistrikan

(2)

SPLN YANG TELAH ADA MENGENAI POLA SCADA

S SPPLLN N 11009 9 –– 1 1 : : 11999966 BBaaggiiaan n 1 1 : : PPeeddoommaan n DDaassaarr S SPPLLN N 11009 9 -- 2 2 : : 11999966 BBaaggiiaan n 22: : PPeennggaattuur r AAnnttaar r RReeggiioonnaall S SPPLLN N 11009 9 -- 3 3 : : 11999966 BBaaggiiaan n 33: : PPeennggaattuur r WWiillaayyaahh S SPPLLN N 11009 9 -- 4 4 : : 11999966 BBaaggiiaan n 44: : PPeennggaattuur r RReeggiioonnaall S SPPLLN N 11009 9 -- 5 5 : : 11999966 BBaaggiiaan n 55: : PPeennggaattuur r DDiissttrriibbuussii S SPPLLN N 11009 9 -- 6 6 : : 11999966 BBaaggiiaan n 66: : PPeennggaattuur r SSuubb--RReeggiioonnaall

(3)

SPLN 109 - 1 : 1996 POLA SCADA - PEDOMAN DASAR

KONVENSI

• Definisi: SCADA, Pengatur: Antar-Regional, Wilayah, Regional, Sub-Regional, Distribusi, dsb • Ketentuan Umum: Keharusan mengikuti Standar,

Unsur2 Nama

• Wewenang & Tanggung-jawab Pengatur: Satu2nya organisasi melaksanakan pengaturan, dst

• Syarat Pembentukan Pengatur Antar Regional, Wilayah, Regional, Distribusi, Sub-Regional: dst • Pemberian Nama

• Pemanfaatan & Pengembangan Pengatur • Simbol Warna

PRINSIP OPERASI SISTEM

• Dasar Operasi: Setiap PMT dalam kondisi normal harus posisi ‘remote’, Switching utk manuver

jaringan hanya dilakukan atas perintah dispatcher, dsb

• Tugas2 Pengatur: Antar-Regional, Wilayah, Regional, Sub-Regional, Distribusi

• Hirarki: Antar-Regional  Regional  Sub-Regional

• Hubungan Kerja: Antar-Regional, Regional, Distribusi

TEKNOLOGI SCADA DAN TELEKOMUNIKASI

• Teleinformasi: telesinyal, telemeter, telekontrol, response time

• Pertukaran data: antar Pengatur

• Komunikasi data dan non-data: antar Pengatur-RTU, voice, telex, dsb

• Struktur Message: event dari peralatan yang muncul di VDU

• Logger

• Dokumentasi • Pengujian

• Sarana & Ketahanan Peralatan: Gedung, Ruang RTU, AC, dsb

• Kompatibilitas: Komputer Pengatur dgn hirarki lebih rendah harus kompatibel dgn komputer Pengatur dg hirarki lebih tinggi, dst

• Protokol komunikasi akan diatur dgn SPLN tersendiri

• Meneliti Kapasitas Peralatan CT, PT dsb yg akan dibebani dgn sirkit SCADA

• Melengkapi Peralatan CT, PT dsb agar dapat digunakan SCADA

(4)

SPLN 109 - 2 : 1996 POLA SCADA - PENGATUR ANTAR REGIONAL

KONVENSI

• Kode identifikasi • Simbol & Warna

• Batas Operasional:

Pengatur Antar Regional berwenang mengatur pembangkit keluar/masuk jaringan dan tingkat

pembebanan, dst

TEKNOLOGI SCADA & TELEKOMUNIKASI • Konfigurasi Peralatan:

− Spek Umum Peralatan EMS

− Ruang Dispatcher: 6 VDU, Mimic Board, etc − Ruang Komputer: 2 Master Computer, etc − Ruang Telkom

• RTU: semua Pusat Kit & GI dipasang RTU • Komunikasi Data:

− Keandalan, cara pengiriman data (hanya jika ada deviasi),

pertukaran data dari/ke Pengatur Regional, dst • Perangkat Lunak SCADA:

− Time, acquisition, database, computer mngment, MMI,

Reporting, Storage, dsb

• Perangkat Lunak Aplikasi Real-time:

− Network topology, State estimation, Contingency Analysis,

Loadflow

• Perangkat Lunak Aplikasi Non-Real-time: Utk Perencanaan dan Analisa Operasi yg dapat mengakses data real-time

• Pengaturan Frekuensi: sinyal dikirim langsung dari pembangkit ke Pengatur Antar Regional

• Pemantauan Frekuensi sewaktu islanding • VDU, Mimic Board

• Teleinformasi: Daftar Informasi Tipikal dari Pembangkit & GI • (>85% SPLN ini berisi daftar teleinformasi dan kode identifikasi

(5)

SPLN 109 - 3 : 1996 POLA SCADA - PENGATUR WILAYAH

KONVENSI

• Definisi Spesifik:

Jaringan Dis, Gardu Dis • Kode identifikasi

• Simbol & Warna

• Pada kondisi normal, PMT TT/TM dalam posisi ‘remote’, dst • Semua manuver jaringan dilaksanakan atas perintah dispatcher, dst • Batas Operasional: Pengatur Wilayah berwenang mengatur pembangkit keluar/masuk jaringan dan tingkat pembebanan, dst

− Ruang Dispatcher Sistem TT: 4 VDU, Mimic Board, etc − Ruang Dispatcher Sistem Dis: 4 VDU, Mimic Board, etc − Ruang Komputer: 2 Master Computer, etc

− Ruang Telkom

• RTU mampu: telesignalling, telemeter, telecontrol, telecounting, load shedding, time tagging, data logging

• RTU: semua Pusat Kit di JTT, GI TT dan GH/Gdis yang diperlukan dipasang RTU

• Komunikasi Data:

− Keandalan, cara pengiriman data (report by exception),

Loadflow

• Perangkat Lunak Aplikasi Non-Real-time: Utk Perencanaan dan Analisa Operasi yg dapat mengakses data real-time: Short cct,

hydro-thermal scheduling, forecasting, production cost • Pengaturan Frekuensi: digunakan LFC

(6)

SPLN 109 - 4 : 1996 POLA SCADA - PENGATUR REGIONAL

KONVENSI

• Batas Operasional:

Pengatur Regional diberi wewenang oleh Pengatur Antar Regional mengatur

pembangkit keluar/masuk jaringan dan tingkat

pembebanan, dst

• RTU: prioritas peasangan di semua Pusat Kit di TT, GI yang membentuk looping, GI terhubung radial yg dianggap penting • Komunikasi Data:

Loadflow

• Teleinformasi: Daftar Informasi Tipikal dari Pembangkit & GI • (>85% SPLN ini berisi daftar teleinformasi dan kode identifikasi

(7)

SPLN 109 - 5 : 1996 POLA SCADA - PENGATUR DISTRIBUSI

TEKNOLOGI SCADA & TELEKOMUNIKASI • Sarana: Ruang kerja, ruang kontrol, dst

• Konfigurasi Peralatan:

− Ruang Dispatcher Sistem TT: 2 VDU, Mimic Board, etc − Ruang Komputer: Master Computer, etc

− Ruang Telkom

• RTU mampu: telesignalling, telemeter, telecontrol, telecounting, load shedding, time tagging, data logging

• RTU dipasang di gardu hubung, gardu tengah dis, gardu dis, Keypoint

• Komunikasi Data:

− Secara report by exception

• Perangkat Lunak SCADA:

• Pemantauan Frekuensi pada GI-GI yang diperlukan • VDU, Mimic Board

• (>85% SPLN ini berisi daftar teleinformasi dan kode identifikasi KONVENSI

• Definisi Spesifik: Jaringan Dis, Gardu Dis, dst

• Kode identifikasi • Simbol & Warna PRINSIP OPERASI

SISTEM DIS

• Pada kondisi normal, semua feeder

beroperasi radial dan dalam posisi ‘remote’, dst • Semua manuver jaringan dilaksanakan atas perintah dispatcher, dst • Pengaturan tegangan

(8)

SPLN 109 - 6 : 1996 POLA SCADA - PENGATUR SUB REGION

• RTU: prioritas peasangan di semua Pusat Kit di TT, GI yang membentuk looping, GI terhubung radial yg dianggap penting • Komunikasi Data:

Loadflow

• Teleinformasi: Daftar Informasi Tipikal dari Pembangkit & GI • (>85% SPLN ini berisi daftar teleinformasi dan kode identifikasi KONVENSI

• Batas Operasional: Pengatur Sub Regional diberi wewenang oleh Pengatur Regional mengatur pembangkit keluar/masuk jaringan dan tingkat

(9)

SUBSTANSI SPLN 109:1996

• SPLN 109 pada dasarnya berbicara mengenai tiga hal :

1. Kesepakatan/Konvensi : Definisi, Kode Identifikasi, Teleinformasi 2. Operasi Sistem : batas wewenang operasional, dasar SOP, hierarki 3. Teknologi SCADA & Tel : dasar konfigurasi hardware, software sistem

SCADA, dasar teknologi telekomunikasi

• Dari ketiga hal diatas, kesepakatan/konvensi mengenai kode identifikasi dan telesignal/telemeter/telekontrol merupakan porsi terbesar dari content SPLN • Pedoman mengenai teknologi SCADA & Tel justru sangat terbatas dan

dangkal.

• Aplikasi SCADA pada sistem tenaga listrik yang sebetulnya sangat spesifik, yaitu lokasi geografis yang sangat luas, justru tidak di-addressed.

• Terdapat pengulangan/redundansi substansi pada dokumen-dokumen SPLN 109 - 2 s/d 6.

(10)

IEC STANDARD MENGENAI SCADA : IEC 60870 (1)

IEC/TR 60870-1-1 (1988-12)

Telecontrol equipment and systems. Part 1: General considerations. Section One: General principles

IEC 60870-1-2 (1989-11)

Part 1: General considerations. Section Two: Guide for specifications

IEC/TR 60870-1-3 (1997-04)

Part 1: General considerations - Section 3: Glossary

IEC/TR 60870-1-4 (1994-07)

Part 1: General considerations - Section 4: Basic aspects of telecontrol data transmission and organization of standards IEC 870-5 and IEC 870-6

IEC/TR 60870-1-5 (2000-09)

Part 1-5: General considerations - Influence of modem transmission procedures with scramblers on the data integrity of transmission systems using the protocol IEC 60870-5

(11)

IEC STANDARD MENGENAI SCADA : IEC 60870 (2)

IEC 60870-2-1 (1995-12)

Part 2: Operating conditions - Section 1: Power supply and electromagnetic compatibility

IEC 60870-2-2 (1996-08)

Part 2: Operating conditions - Section 2: Environmental conditions (climatic, mechanical and other non electrical influences)

IEC 60870-3 (1989-05)

Part 3: Interfaces (electrical characteristics) IEC 60870-4 (1990-04)

Part 4: Performance requirements

IEC 60870-5-1 (1990-02)

(12)

IEC STANDARD MENGENAI SCADA : IEC 60870 (3)

IEC 60870-5-2 (1992-04)

Part 5: Transmission protocols - Section 2: Link transmission procedures

IEC 60870-5-3 (1992-09)

Part 5: Transmission protocols - Section 3: General structure of application data

Part 5: Transmission protocols - Section 5: Basic application functions IEC 60870-5-5 (1995-06)

Part 5: Transmission protocols - Section 4: Definition and coding of application information elements

(13)

IEC STANDARD MENGENAI SCADA : IEC 60870 (4)

IEC 60870-5-101 (2003-02)

Part 5-101: Transmission protocols - Companion standard for basic telecontrol tasks

IEC 60870-5-102 (1996-06)

Part 5: Transmission protocols - Section 102: Companion standard for the transmission of integrated totals in electric power systems

Part 5-103: Transmission protocols - Companion standard for the informative interface of protection equipment

IEC 60870-5-103 (1997-12)

Part 5-103: Transmission protocols - Companion standard for the informative interface of protection equipment

(14)

IEC STANDARD MENGENAI SCADA : IEC 60870 (5)

IEC 60870-5-104 (2000-12)

Part 5-104: Transmission protocols - Network access for IEC 60870-5-101 using standard transport profiles

IEC 60870-5-104 (2000-12)

Part 5-104: Transmission protocols - Network access for IEC 60870-5-101 using standard transport profiles

Part 6: Telecontrol protocols compatible with ISO standards and ITU-T recommendations - Section 2: Use of basic standards (OSI layers 1-4) IEC 60870-6-2 (1995-10)

Part 6: Telecontrol protocols compatible with ISO standards and ITU-T

recommendations - Section 1: Application context and organization of standards IEC/TR 60870-6-1 (1995-05)

(15)

IEC STANDARD MENGENAI SCADA : IEC 60870 (6)

IEC 60870-6-501 (1995-12)

Part 6: Telecontrol protocols compatible with ISO standards and ITU-T recommendations - Section 501: TASE.1 Service definitions

Part 6-505: Telecontrol protocols compatible with ISO standards and ITU-T recommendations - TASE.2 User guide

IEC/TR 60870-6-505 (2002-08)

Part 6-504: Telecontrol protocols compatible with ISO standards and ITU-T recommendations - TASE.1 User conventions

IEC/TS 60870-6-504 (1998-12)

Part 6-503: Telecontrol protocols compatible with ISO standards and ITU-T recommendations - TASE.2 Services and protocol

IEC 60870-6-503 (2002-04)

Part 6: Telecontrol protocols compatible with ISO standards and ITU-T recommendations - Section 502: TASE.1 Protocol definitions

(16)

IEC STANDARD MENGENAI SCADA : IEC 60870 (7)

IEC 60870-6-601 (1994-12)

Part 6: Telecontrol protocol s compatible with ISO standards and ITU-T

recommendations - Sect ion 601: Functional profile for providing the connection-oriented transport service in an end system connected via permanent acc ess to a packet switched data network

IEC/TS 60870-6-602 (2001-04)

Part 6-602: Telecontrol protocols compatible with ISO standards and ITU-T recommendations - TASE transport profiles

IEC 60870-6-701 (1998-08)

Part 6-701: Telecontrol protocols compatible with ISO standards and ITU-T

recommendations - Functional profile for providing the TASE.1 application service in end systems

IEC 60870-6-702 (1998-10)

Part 6-702: Telecontrol protocols compatible with ISO standards and ITU-T

recommendations - Functional profile for providing the TASE.2 application service in end systems

(17)

IEC MENGENAI OTOMATISASI DISTRIBUSI : IEC 334 (1)

IEC/TR 61334-1-1 (1995-11)

Distribution automation using distribution line carrier systems - Part 1: General considerations - Section 1: Distribution automation system architecture

IEC/TR 61334-1-2 (1997-12)

Part 1-2: General considerations - Guide for specification IEC/TR 61334-1-4 (1995-11)

Part 1: General considerations - Section 4: Identification of data transmission parameters concerning medium and low-voltage distribution mains

IEC 61334-3-1 (1998-11)

Part 3-1: Mains signalling requirements - Frequency bands and output levels

Part 3: Mains signalling requirements - Section 21: MV phase-to-phase isolated capacitive coupling device

(18)

IEC MENGENAI OTOMATISASI DISTRIBUSI : IEC 334 (2)

IEC 61334-3-22 (2001-01)

Part 3-22: Mains signalling requirements - MV phase-to-earth and screen-to-earth intrusive coupling devices

IEC 61334-4-1 (1996-07)

Part 4: Data communication protocols - Section 1: Reference model of the communication system

IEC 61334-4-32 (1996-09)

Part 4: Data communication protocols - Section 32: Data link layer - Logical link control (LLC)

Part 4: Data communication protocols Section 41: Application protocol -Distribution line message specification

IEC 61334-4-41 (1996-08)

Part 4-33: Data communication protocols - Data link layer - Connection oriented protocol

(19)

IEC MENGENAI OTOMATISASI DISTRIBUSI : IEC 334 (3)

IEC 61334-4-42 (1996-10)

Part 4: Data communication protocols Section 42: Application protocols - Application layer

IEC 61334-4-61 (1998-07)

Part 4-61: Data communication protocols - Network layer - Connectionless protocol

Part 4-512: Data communication protocols - System management using profile 61334-5-1 - Management Information Base (MIB)

IEC 61334-4-512 (2001-10)

Part 4-511: Data communication protocols - Systems management - CIASE protocol

(20)

IEC MENGENAI OTOMATISASI DISTRIBUSI : IEC 334 (4)

IEC 61334-5-1 (2001-05)

Part 5-1: Lower layer profiles - The spread frequency shift keying (S-FSK) profile IEC/TS 61334-5-2 (1998-05)

Part 5-2: Lower layer profiles - Frequency shift keying (FSK) profile

Part 6: A-XDR encoding rule IEC 61334-6 (2000-06)

Part 5-5: Lower layer profiles - Spread spectrum - fast frequency hopping (SS-FFH) profile

IEC/TS 61334-5-5 (2001-09)

Part 5-4: Lower layer profiles - Multi-carrier modulation (MCM) profile IEC/TS 61334-5-4 (2001-06)

Part 5-3: Lower-layer profiles - Spread spectrum adaptive wideband (SS-AW) profile IEC/TS 61334-5-3 (2001-01)

(21)

PLUS – MINUS SPLN 109: 1996 POLA SCADA

+ Memberikan pedoman dasar mengenai Prinsip & Batas Kewenangan Operasi Sistem / Sistem Distribusi

+ Memberikan pedoman dasar mengenai Teknologi dan Pola SCADA,

+ Memberikan pedoman dasar mengenai Konvensi dan Definisi dalam Pola SCADA

+ Memberikan rincian informasi tipikal mengenai teleinformasi dari berbagai instalasi (pembangkit, gardu induk, gardu dis, dst)

+ Memberikan detail Kode Identifikasi

− Hanya mencakup bagian yang sangat terbatas dalam dunia SCADA (bandingkan SPLN

ini dengan IEC 870 dan IEC 334)

− Terlalu dangkal dan tidak cukup detail untuk dapat menjadi pedoman implementasi

SCADA yang diinginkan

− Tidak mencakup banyak hal yang sangat crucial, terutama mengenai standardisasi

protokol dan kompatibilitas (IEC mempunyai 27 standard hanya mengenai protokol, SPLN : nil)

(22)

ADA PERMASALAHAN DLM IMPLEMENTASI SCADA DI PLN ?

MASTER STATION :

• Front end, server dan operator station bersatu pada satu komputer, fungsi telecontrol tidak berjalan dengan baik (Kaltim, Kalsel).

• Front end, server dan operator station sudah lengkap dan terpisah (Palembang, Padang).

• Terpasang tahun 1985, part sulit diperoleh (Medan). • Komponen utama lengkap, juga ada fungsi EMS (Sulsel) • Belum sesuai dengan standar pola SCADA (Manado).

TELEKOMUNIKASI : mengandalkan PLC dan radio, dengan protokol yang tidak standar dan proprietary.

RTU : Tidak lengkap pada semua GI / Pusat Pembangkit, berbagai merk & type PERALATAN GI : masih ada peralatan GI yang belum motorized, dsb

EMS : Tidak berfungsi

(23)

REKOMENDASI

• Dengan tidak berfungsinya secara penuh sistem SCADA selama bertahun-tahun di banyak implementasi SCADA di PLN (not to mention EMS), PLN perlu

mendefinisikan visi, kebijakan dan strategi pengembangan/implementasi SCADA untuk pengoperasian sistem tenaga listrik.

• Untuk meningkatkan tingkat sukses PLN dalam implementasi SCADA, diperlukan adanya suatu basic design sistem SCADA sebagai pedoman unit-unit PLN.

• Mengingat sebuah Control Centre berkembang selaras dengan perkembangan power systemnya, dirasa perlu untuk mengidentifikasi standar spesifikasi sistem SCADA untuk setiap tahap perkembangannya.

• Protokol komunikasi : selalu menjadi permasalahan dalam integrasi komponen SCADA. Standardisasi dan sertifikasi kompatibilitas komponen-komponen SCADA menjadi sangat urgen.

• SPLN 109:1996 telah terbukti belum dapat sepenuhnya menawarkan pedoman yang baik untuk pengembangan SCADA di PLN. Revisi atau penulisan-ulang menjadi urgen. PLN Litbang siap mengkoordinasikan hal ini di lingkungan PLN. • Standar yang mengatur protokol komunikasi sangat diperlukan (IEC 870-5 dan

870-6).

• RSNI 57.1, 57.2, 57.3 (dst) yang telah mengadopsi IEC 870 dapat menjadi referensi PLN dalam pengembangan sistem SCADA.

(24)