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Konfigurationswerkzeug für Unterstationen in der Engineering Base

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Effiziente Beschreibung von digitalen Unterstationen nach IEC 61850-6

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Vorteile im Überblick

Keine redundante Dateneingabe und -pflege

Mehr Konsistenz, weniger Fehler

Nur ein Anlagenkonfigurationswerkzeug

Jederzeit Übernahme von SSD-Daten in IEC 61850-konforme Anlagenkonfiguration

Automatisierte IID-Dateierstellung, einfachere Konfiguration

Sicherheit der Investition

Herausforderung

Umspannwerke zur Verteilung elektrischer Energie enthalten zahlreiche Geräte wie Steuerungs- und Schutzsysteme. Sie müssen miteinander kommunizieren, um die Schaltvorgänge in den Anlagen zu koordinieren. Die dazugehörige umfassende IEC-Norm 61850 ist die Konsequenz aus der Digitalisierung der Branche mit zunehmender Intelligenz und Komplexität in den heutigen Umspannwerken. Neben der einheitlichen Beschreibung des Anlagenaufbaus legt die Norm auch die Art der Kommunikation fest, um die Anlagenverfügbarkeit zu erhöhen. Entscheidend ist die IEC-Spezifikation für eine herstellerneutrale Beschreibung einer Anlage. So soll nach IEC 61850-6 die Beschreibung der Konfiguration und der Strukturen der Schutz- und Leittechnik in digitalen Unterstationen im SCL-Format (Substation Configuration Language) erfolgen. Damit führt die Norm ein wirkungsvolles Alleinstellungsmerkmal für den Bereich der Stationsautomatisierung (SA) ein.

Herkömmliche Engineering-Tools haben jedoch noch Schwierigkeiten, die IEC richtig und effizient zu unterstützen. Dies betrifft sowohl die Strukturierung der Anlagen als auch das Verständnis der neutralen SCL. Derzeit werden für das Engineering einer SA-Anlage herstellerspezifische Werkzeuge verwendet, die jeweils nur eine bestimmte Systemebene abdecken. Dies hat zur Folge, dass die Konstrukteure mit einer Vielzahl von Tools "jonglieren" müssen und viel Zeit für die Dateneingabe und die Übersetzung zwischen den Tools verschwenden.

Lösung

Der Kommunikationsstandard IEC 61850 verspricht, diesen Prozess zu vereinfachen. Mit ihrem objektorientierten Datenmodell und der formalen Beschreibungssprache unterstützt sie die Wiederverwendbarkeit, die Interoperabilität der Komponenten und einen durchgängigen Engineering-Prozess.

Das Substation Configuration Tool (SCT) von H&S ist die konsequente Umsetzung der IEC 61850-Anforderung nach einem herstellerneutralen Konfigurationswerkzeug auf Basis der SCL. Von der grafischen Eingabe der Primärtechnik über die Modellierung von abstrakten Funktionsknoten und Datenobjekten bis hin zur Verknüpfung von Anlagenmodell und Systemkomponenten generiert SCT standardkonform die zielsystemunabhängigen Konfigurationsdaten für Stationsleitsysteme. So ermöglicht SCT ein durchgängiges System-Engineering, und wertvolle Daten werden in standardisiertem Format zukunftssicher archiviert.

In Zusammenarbeit mit H&S und AUCOTEC wurde SCT nahtlos in die datenbankbasierte Plattform Engineering Base (EB) integriert. Das Ergebnis: eine optimale Kombination aus elektrotechnischer Planung und der normgerechten Beschreibung der Schaltanlage nach IEC 61850-6 in einer benutzerfreundlichen Oberfläche.

Das macht die Erstellung von Einlinienschaltplänen in EB einfach. Durch die synchrone Kopplung ist EB in der Lage, das Anlagenmodell in das SCT zu übertragen. Dieses erzeugt im weiteren Arbeitsablauf die SSD-Datei, die im gleichen Arbeitsschritt synchron dem jeweiligen Objekt in EB zugeordnet wird.

Darüber hinaus erkennt EB Intelligent Electronic Devices (IEDs) und ist in der Lage, die zugehörigen IID-Dateien (IEC Capability Description) automatisch zu erzeugen.

Die logischen Knoten der einzelnen Geräte werden in EB durch einfache grafische Verknüpfung mit den IEDs erzeugt. Durch die Erzeugung geeigneter Instanzen der Datenobjekte (z. B. XSWI, CSWI, CILO) kann die Engineering-Plattform die Steuer- und Schutzgeräte im IEC 61850-Bereich abbilden.

Da alle Geräteinformationen im Datenmodell der EB enthalten sind, ist das System in der Lage, die IID-Datei des IEDs zu generieren. Durch die Kopplung stehen die Informationen auch nahtlos für die Weiterverarbeitung im SCT-Tool zur Verfügung. Dort können grundlegende Kommunikationseinstellungen (z. B. IP-Adressen) und Systemkonfigurationen vorgenommen werden.

Vorteile

Die von der IEC 61850-6 geforderten Daten zur Beschreibung von digitalen Unterstationen müssen nicht redundant eingegeben und gepflegt werden. Durch die konsequente Standardisierung benötigen Anlagenbauer und -betreiber nur ein Anlagenkonfigurationswerkzeug. Dies bedeutet einen deutlich geringeren Schulungs- und Wartungsaufwand und eine einfache Austauschbarkeit der Geräte.

Mit SCT können die Daten für die Spezifikationsdatei (.SSD) jederzeit aus Engineering Base abgerufen und in den IEC 61850-konformen Engineering-Prozess für die Anlagenkonfiguration übernommen werden.

Die einfache Bedienung und automatisierte Erstellung der IID-Dateien schirmt den Anwender von der Komplexität ab, vereinfacht die Konfiguration und erleichtert die Konzentration auf die eigentliche Applikation.

Die Prozesskette wird dadurch deutlich durchgängiger, vom Übersichtsschaltplan bis hin zu den Engineering-Details der Geräte. Abgleichfehler werden vermieden und der Anwender spart Zeit und Geld.

Daten und Dokumentation sind langfristig haltbar und sorgen so für ein hohes Maß an Investitionssicherheit.