Inwiefern ermöglicht die Norm IEC 61850 den Einsatz digitaler Umspannwerke?
Über die Protokolle hinaus führt die Norm IEC 61850 einen standardisierten Engineering-Prozess und ein gemeinsames Datenmodell ein, die die Art und Weise verändern, wie Umspannwerke geplant, gebaut und betrieben werden. Die digitalen Umspannwerke.
Ein einheitliches Datenmodell und ein einheitlicher Engineering-Prozess
Die Norm IEC 61850 definiert eine Substation Configuration Language (SCL), die die gesamte Umspannstation – ihre Primärausrüstung, Schutzfunktionen und Kommunikationsnetzwerke – in einem maschinenlesbaren Format beschreibt. Dies ermöglicht Systemintegratoren:
-
Gerätefunktionen direkt aus IED-Konfigurationsdateien zu importieren
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HMI- und SCADA-Konfigurationen automatisch aus dem Datenmodell zu generieren
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standardisierte Vorlagen projektübergreifend wiederzuverwenden, wodurch der Engineering-Aufwand reduziert und Fehler vermieden werden
Dieser datengesteuerte Ansatz ersetzt die manuelle Punkt-zu-Punkt-Zuordnung und ermöglicht die Interoperabilität verschiedener Hersteller in großem Maßstab.
Welche Lösungen ermöglicht die Norm IEC 61850?
Anlagensteuerung und HMI
Ein Echtzeit-Lagebild wird durch eine einzige HMI erreicht, die Daten von allen IEDs anzeigt, unabhängig von Hersteller oder Protokollversion. Die Bediener führen Befehle im Rahmen einer rollenbasierten Zugriffskontrolle aus, während automatische Verriegelungen auf Basis der tatsächlichen Umspannwerk-Topologie die Anlagen vor unsicheren Betriebsabläufen schützen.
Gateway für Umspannwerke
IEC 61850-Gateways fungieren als Schnittstelle zwischen den internen Protokollen des Umspannwerks (MMS, GOOSE, SV) und den Protokollen der übergeordneten Leitstellen (IEC 60870-5-101/104, DNP3, ICCP/TASE.2). Dadurch können regionale und nationale Leitstellen die Anlagen der Schaltanlage überwachen und steuern, ohne die Details der zugrunde liegenden IEDs kennen zu müssen.
GOOSE-Kommunikationsüberwachung
Obwohl GOOSE ein Peer-to-Peer-Protokoll ist, kann eine HMI/SCADA-Plattform, die GOOSE-Nachrichten abonnieren kann, Schutzsignale überwachen, Bediener auf Kommunikationsausfälle hinweisen und fehlende Nachrichten während der Gerätewartung sogar ersetzen.
Hochverfügbare Netzwerke mit PRP
PRP (Parallel Redundancy Protocol) ist ein Industriestandard, der bei Ausfall einer beliebigen Netzwerkkomponente ein nahtloses Failover gewährleistet. Alle Ethernet-basierten Kommunikationsprotokolle in zenon, wie beispielsweise der IEC 61850-MMS-Client und -Server sowie GOOSE, können auf Basis von PRP genutzt werden.
Verwaltung von Störungsaufzeichnungen
IEDs erfassen hochpräzise Oszillogramme bei Netzereignissen. Die Norm IEC 61850 definiert einen Mechanismus zur Dateiübertragung, der es einem zentralen System ermöglicht, diese Störungsaufzeichnungen zu erfassen und zu archivieren, und ein integrierter COMTRADE-Viewer kann sie direkt in der HMI anzeigen.
Inbetriebnahme und Geräteaustausch
SCL-basiertes Engineering ermöglicht die virtuelle Simulation von Geräten für Werks- und Vor-Ort-Abnahmeprüfungen. Im Betrieb reduzieren Testmodi und die Möglichkeit, ein ausgefallenes IED mithilfe eines alternativen Datenpunkt-Treibers schnell zu ersetzen, Ausfallzeiten und den manuellen Konfigurationsaufwand.
Inwiefern ermöglicht die Norm IEC 61850 den Einsatz digitaler Umspannwerke?
Über die Protokolle hinaus führt die Norm IEC 61850 einen standardisierten Engineering-Prozess und ein gemeinsames Datenmodell ein, die die Art und Weise verändern, wie Umspannwerke geplant, gebaut und betrieben werden. Die digitalen Umspannwerke.
Ein einheitliches Datenmodell und ein einheitlicher Engineering-Prozess
Die Norm IEC 61850 definiert eine Substation Configuration Language (SCL), die die gesamte Umspannstation – ihre Primärausrüstung, Schutzfunktionen und Kommunikationsnetzwerke – in einem maschinenlesbaren Format beschreibt. Dies ermöglicht Systemintegratoren:
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Gerätefunktionen direkt aus IED-Konfigurationsdateien zu importieren
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HMI- und SCADA-Konfigurationen automatisch aus dem Datenmodell zu generieren
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standardisierte Vorlagen projektübergreifend wiederzuverwenden, wodurch der Engineering-Aufwand reduziert und Fehler vermieden werden
Dieser datengesteuerte Ansatz ersetzt die manuelle Punkt-zu-Punkt-Zuordnung und ermöglicht die Interoperabilität verschiedener Hersteller in großem Maßstab.
Welche Lösungen ermöglicht die Norm IEC 61850?
Anlagensteuerung und HMI
Ein Echtzeit-Lagebild wird durch eine einzige HMI erreicht, die Daten von allen IEDs anzeigt, unabhängig von Hersteller oder Protokollversion. Die Bediener führen Befehle im Rahmen einer rollenbasierten Zugriffskontrolle aus, während automatische Verriegelungen auf Basis der tatsächlichen Umspannwerk-Topologie die Anlagen vor unsicheren Betriebsabläufen schützen.
Gateway für Umspannwerke
IEC 61850-Gateways fungieren als Schnittstelle zwischen den internen Protokollen des Umspannwerks (MMS, GOOSE, SV) und den Protokollen der übergeordneten Leitstellen (IEC 60870-5-101/104, DNP3, ICCP/TASE.2). Dadurch können regionale und nationale Leitstellen die Anlagen der Schaltanlage überwachen und steuern, ohne die Details der zugrunde liegenden IEDs kennen zu müssen.
GOOSE-Kommunikationsüberwachung
Obwohl GOOSE ein Peer-to-Peer-Protokoll ist, kann eine HMI/SCADA-Plattform, die GOOSE-Nachrichten abonnieren kann, Schutzsignale überwachen, Bediener auf Kommunikationsausfälle hinweisen und fehlende Nachrichten während der Gerätewartung sogar ersetzen.
Hochverfügbare Netzwerke mit PRP
PRP (Parallel Redundancy Protocol) ist ein Industriestandard, der bei Ausfall einer beliebigen Netzwerkkomponente ein nahtloses Failover gewährleistet. Alle Ethernet-basierten Kommunikationsprotokolle in zenon, wie beispielsweise der IEC 61850-MMS-Client und -Server sowie GOOSE, können auf Basis von PRP genutzt werden.
Verwaltung von Störungsaufzeichnungen
IEDs erfassen hochpräzise Oszillogramme bei Netzereignissen. Die Norm IEC 61850 definiert einen Mechanismus zur Dateiübertragung, der es einem zentralen System ermöglicht, diese Störungsaufzeichnungen zu erfassen und zu archivieren, und ein integrierter COMTRADE-Viewer kann sie direkt in der HMI anzeigen.
Inbetriebnahme und Geräteaustausch
SCL-basiertes Engineering ermöglicht die virtuelle Simulation von Geräten für Werks- und Vor-Ort-Abnahmeprüfungen. Im Betrieb reduzieren Testmodi und die Möglichkeit, ein ausgefallenes IED mithilfe eines alternativen Datenpunkt-Treibers schnell zu ersetzen, Ausfallzeiten und den manuellen Konfigurationsaufwand.
Erfahren Sie mehr in unserem E-Book zur Norm IEC 61850
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Zukünftige Trends und Entwicklungen bei IEC 61850 und zenon
Bei der Analyse der Rolle von IEC 61850 und zenon ist es wichtig, zukünftige Trends und Entwicklungen im Blick zu behalten. Um den steigenden Anforderungen aufgrund der zunehmenden Dynamik und des wachsenden Bedarfs an elektrischer Energie gerecht zu werden, müssen Energieversorger ihre Anlagen zukunftssicher machen und ihre betriebliche Effizienz steigern. Da Cybersicherheit in digitalisierten Systemen eine immer größere Rolle spielt, muss die Energiewirtschaft den Schutz vor Cyberbedrohungen gewährleisten. Darüber hinaus unterstreicht die weltweit zunehmende Bedeutung von Nachhaltigkeit und emissionsfreien Strategien die Notwendigkeit, traditionelle fossile Energiequellen zugunsten dezentraler erneuerbarer Energien stillzulegen. zenon ist gut aufgestellt, um diese Herausforderungen zu meistern, wobei die Entwicklung von Benutzeroberflächen und Smart-Grid-Lösungen im Vordergrund der Entwicklung steht. Wir sind gespannt, was die Zukunft für unsere Kunden, die Norm IEC 61850 und zenon bereithält.
Für detailliertere Informationen zu den Funktionen und der Konformität der IEC 61850-bezogenen Treiber und Funktionen in zenon wenden Sie sich bitte an uns.
