Siemens Smart Infrastructure a présenté SIPROTEC V — une version virtualisée de la plateforme SIPROTEC 5 pour les tâches de protection et de commande dans les postes numériques. Selon Siemens, la solution consolide les fonctionnalités de jusqu'à 60 équipements matériels SIPROTEC 5 dans une seule solution serveur.
L'idée centrale de SIPROTEC V est de découpler les fonctions de protection et de commande d'un équipement matériel dédié et de les transférer vers un environnement logiciel serveur. Siemens décrit cette approche comme protection et commande définies par logiciel : les algorithmes de protection restent les mêmes que dans les équipements SIPROTEC 5, mais ils ne s'exécutent plus dans des terminaux physiques séparés — ils s'exécutent sur une plateforme serveur.
SIPROTEC V est positionné comme une solution de protection et commande centralisées du poste. Dans la description du produit, Siemens indique que SIPROTEC V est la version virtualisée de SIPROTEC 5 pour les postes numériques.
Architecture : des terminaux à une plateforme serveur
D'après les documents Siemens, l'architecture de SIPROTEC V comporte plusieurs couches :
- Matériel de calcul de classe poste — plateforme matérielle serveur conçue pour une utilisation sur un site énergétique.
- Linux avec noyau temps réel — l'environnement d'exploitation qui assure une exécution prévisible des tâches de protection et de commande.
- Substation Core System et le logiciel de protection SIPROTEC 5 — l'environnement logiciel dans lequel s'exécutent les fonctions de protection et de commande.
- Web UI / HMI — l'interface d'affichage, de commande et de diagnostic centralisée.
- Ingénierie via DIGSI 5 et IEC 61850 System Configurator — l'outillage d'ingénierie familier de SIPROTEC 5.
Sur la page produit, Siemens note séparément que les opérations de cycle de vie peuvent être effectuées pour une seule tranche sans interrompre le fonctionnement des autres tranches.
C'est un point d'exploitation important. La virtualisation ne doit pas être lue ici comme « tout a été mis dans un serveur, et désormais tout dépend d'un seul programme commun ». La bonne description est une plateforme serveur sur laquelle sont placées des instances logicielles de protection et de commande distinctes, correspondant à la logique par tranches.
IEC 61850, GOOSE, MMS et Sampled Values
Techniquement, SIPROTEC V est conçu précisément pour l'architecture numérique de poste. Dans le profil du produit, Siemens indique la prise en charge de :
- IEC 61850 GOOSE ;
- MMS server ;
- IEC 61850-9-2LE Sampled Values ;
- IEC 61869-9 Sampled Values.
Sont indiqués séparément les mécanismes de redondance réseau PRP et HSR, ainsi que la synchronisation horaire via IEEE 1588 / PTP avec la prise en charge des profils utilisés dans le secteur électrique.
En pratique, cela pointe vers l'architecture cible avec un bus de process, où les mesures proviennent des merging units (convertisseurs de signaux analogiques), tandis que la plateforme serveur assure les fonctions de protection, de commande, d'enregistrement et de diagnostic.
Dans une telle architecture, gagnent en importance :
- la configuration correcte du SCD ;
- la fourniture fiable des Sampled Values ;
- la synchronisation horaire par PTP ;
- la redondance réseau PRP/HSR ;
- le diagnostic du trafic GOOSE/SV/MMS ;
- la vérification que la configuration réelle correspond au modèle IEC 61850 du projet.
Quelles fonctions de protection sont annoncées
Dans le profil du produit, Siemens énumère les principales classes de fonctions de protection susceptibles d'être implémentées dans SIPROTEC V :
- protection de lignes et de départs ;
- protection de distance ;
- protection à maximum de courant ;
- protection à maximum de courant directionnelle ;
- protection en tension et en fréquence ;
- téléprotection / déclenchement à distance ;
- protection de défaillance disjoncteur ;
- réenclencheur automatique ;
- contrôle de synchronisme ;
- localisation de défaut côté unique ;
- protection de transformateur, y compris différentielle, à maximum de courant et surcharge thermique ;
- protection de batteries de condensateurs, y compris protection de déséquilibre de courant ;
- protection de jeux de barres pour diverses topologies, y compris jeu simple et double avec jusqu'à 30 tranches.
L'intérêt particulier réside ici dans la présence de la protection de jeux de barres et de la protection différentielle de transformateur dans une architecture serveur virtualisée. Il ne s'agit plus seulement de « fonctions simples de départ », mais d'un ensemble complet de fonctions de protection pour une application en poste.
HMI et exploitation
SIPROTEC V inclut un HMI pour la visualisation et la commande au niveau de tout le poste. Siemens indique que le HMI intégré assure une exploitation et une supervision centralisées de tout le poste.
Parmi les capacités d'exploitation figurent :
- visualisation au niveau du poste ;
- commande et supervision par tranches ;
- journaux d'opérations et d'événements ;
- enregistrement de défauts ;
- mesures ;
- diagnostic ;
- paramétrage de la protection ;
- sauvegarde et restauration.
À ce stade, SIPROTEC V ressemble non seulement à un « relais virtuel », mais à une plateforme plus large d'exploitation du poste : protection, commande, diagnostic, journaux, configuration et cycle de vie du logiciel sont rassemblés dans un seul contour serveur.
Cybersécurité
Siemens met un accent notable sur la cybersécurité. Sur la page produit de SIPROTEC V sont indiqués RBAC, Syslog, CIS-aligned hardening, ainsi que l'alignement sur les exigences de NERC CIP et BDEW.
Pour une protection virtualisée, c'est un bloc critique. Alors qu'auparavant la surface d'attaque était distribuée entre de nombreux terminaux, dans une architecture serveur prennent du poids la protection de l'environnement d'exploitation, le contrôle d'accès, la journalisation, les mises à jour, l'intégrité de la configuration et la gestion des certificats.
Autrement dit, la cybersécurité cesse d'être un complément externe au système de protection et devient une partie de l'architecture même de protection et de commande.
Pourquoi cela compte pour Siemens et pour le marché
Siemens cite plusieurs effets quantitatifs du passage à SIPROTEC V :
| Indicateur | Déclaration Siemens |
|---|---|
| Consolidation des équipements | jusqu'à 60 SIPROTEC 5 matériels / IED virtuels dans une seule solution serveur |
| Réduction du CAPEX | jusqu'à 25 % |
| Réduction de la surface du bâtiment du poste | jusqu'à 45 % |
| Réduction de l'empreinte carbone grâce à la réduction du cuivre et des matériaux | jusqu'à 50 % |
| Réduction de l'OPEX | jusqu'à 20 % |
| Accélération du calendrier projet | jusqu'à 6 mois |
Siemens associe ces estimations à la réduction du nombre d'armoires, du câblage, des travaux de montage physique et à la possibilité de tests numériques de configuration avant la mise en service.
Conclusion
SIPROTEC V est un marqueur important pour l'ensemble du secteur des postes numériques. La protection virtualisée cesse d'être un sujet de conférences et entre progressivement dans les lignes commerciales des grands fabricants.
Pour les ingénieurs de protection et SCADA, cela signifie qu'il faudra, dans les prochaines années, étudier et maîtriser l'architecture serveur, Linux avec noyau temps réel, les IED virtuels, le cycle de vie des instances logicielles de protection, les mises à jour, la redondance de la plateforme de calcul et la cybersécurité comme partie intégrante du système de protection.
SIPROTEC V n'est pas simplement « un relais sur un serveur ». C'est un exemple du passage d'une architecture de protection centrée matériel à une architecture définie par logiciel de protection et de commande d'un poste numérique.