Interoperabilität von IEDs mit IEC 61850 in der Praxis

Interoperabilität von IEDs mit IEC 61850 in der Praxis

Im Jahr 2004 wurde die Norm IEC 61850 entwickelt und veröffentlicht, die den neuesten Stand der Technik auch im Bereich der Sekundärkreise für die Energieautomatisierung einführte. Ihr Ziel war es, die derzeitige Praxis des Aufbaus von analogen Sekundärkreisen vollständig zu überwinden und sie durch Ethernet- und digitale Lösungen zu ersetzen.

Gleichzeitig definiert die Norm Kommunikationsschnittstellen und -protokolle für Automatisierungsgeräte, um deren Vereinheitlichung und Interoperabilität zwischen Geräten verschiedener Hersteller zu erreichen, was im Vorfeld der Entwicklung ein sehr komplexes Thema war. Schon vor der offiziellen Veröffentlichung stieß die Norm bei den Herstellern von Automatisierungsgeräten auf großes Interesse. Man könnte sagen, dass es einen Wettlauf um die Einhaltung der neuen Norm gab.

Ganz anders verhielt es sich mit der Betriebspraxis der elektrischen Verkehrsbetriebe. Der Umsetzung der Norm in den Betrieben wird in der Regel mit großer Vorsicht begegnet, da die Einführung der Norm die bisherigen Praktiken und Gewohnheiten völlig verändert. Dies gilt nicht nur für die Implementierung von Sekundärkreisen, sondern auch für die Art und Weise, wie diese in Betrieb genommen, geprüft und betrieben werden. Die meisten der bisherigen Erfahrungen müssten gründlich überarbeitet und neu aufgebaut werden. Gegenwärtig wird die Norm in Automatisierungsanlagen für die Kommunikation mit dem Leitsystem verwendet und ersetzt in vielen Bereichen die bisher verwendeten Telekommunikationsprotokolle wie 60870-5 oder MODBUS, obwohl es bisher weltweit nur wenige digitale Schaltanlagen gibt, die die Norm IEC 61850 vollständig umsetzen.

Die ersten Implementierungen der Norm in Umspannwerken wurden 2005 in Deutschland und der Schweiz verzeichnet [4]. Dabei handelte es sich nicht um prozessbusbasierte Implementierungen, sondern es wurden nur ausgewählte Elemente der Norm verwendet, wie z. B. Netzkonfiguration, Kommunikationsstack (MMS), standardisierte Funktionen (Logikknoten), Inbetriebnahmeprozess und Prüfung. Trotzdem wurden Vorteile herausgestellt, wie die Skalierbarkeit von Ethernet oder die Reduzierung von Telekommunikationsverbindungen, was zu einem geringeren Zeitaufwand für Aufgabenkoordination, Endabnahme und Test führt. Darüber hinaus wurden die Vorteile der Verwendung standardisierter, durch die Norm festgelegter Funktionsnamen hervorgehoben - es war möglich, nahtlos von der Anforderungsdefinition zum Entwurf überzugehen, sobald der Auftrag eingegangen war, was Zeit spart und potenzielle Fehler ausschließt. Die Stationsbeschreibungssprache SCL ermöglichte die Erstellung von Sicherheitskonfigurationsvorlagen, was die Inbetriebnahmezeit reduzierte. Die komplexe Verdrahtung in einzelnen

Feldern wurde durch eine Ethernet-Verbindung ersetzt. Dies sparte Zeit beim Verlegen von Kabeln, Kabeltrassen und Klemmen. Ein weiterer Vorteil ist, dass Tests von Automatisierungssystemen, die auf Ethernet-Verbindungen basieren, vollständig im Labor durchgeführt werden können. Vor-Ort-Tests mussten nur für Drahtverbindungen wiederholt werden.