Effiziente Beschreibung digitaler Umspannwerke nach IEC 61850-6

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Substation Configuration Tool in Engineering Base

Effiziente Beschreibung digitaler Umspannwerke nach IEC 61850-6

Nutzen-Überblick

  • Keine redundante Dateneingabe und -pflege
  • Mehr Durchgängigkeit, weniger Fehler
  • Nur noch ein Systemkonfigurations-Tool
  • Jederzeit Übernahme der SSD-Daten in IEC 61850-konforme Anlagenkonfiguration
  • Automatisierte IID-File-Erstellung, einfachere Konfiguration
  • Investitionssicherheit

Herausforderung

Schaltanlagen (Substations) für die Verteilung elektrischer Energie enthalten zahlreiche Geräte wie Steuer- und Schutzeinrichtungen. Sie müssen untereinander kommunizieren, um die Schaltvorgänge in den Anlagen abzustimmen. Die dazugehörige umfangreiche IEC-Norm 61850 ist die Konsequenz aus der Digitalisierung der Branche mit zunehmender Intelligenz und Komplexität in heutigen Umspannwerken. Der Standard bestimmt neben der einheitlichen Beschreibung der Anlagenstruktur auch die Art der Kommunikation, um die Anlagen-Verfügbarkeit zu erhöhen. Entscheidend ist die IEC-Vorgabe, eine Anlage herstellerneutral zu beschreiben. So soll nach IEC 61850-6 die Beschreibung der Konfiguration und der Strukturen der Schutz- und Leittechnik in digitalen Umspannwerken im Format SCL (Substation Configuration Language) erfolgen. Damit führt die Norm ein leistungsfähiges und einzigartiges Merkmal für den Bereich der Stationsautomatisierung (Substation Automation / SA) ein.

Herkömmliche Engineeringtools tun sich heute jedoch noch sehr schwer, die IEC regelgerecht und effizient zu unterstützen. Das betrifft sowohl die Strukturierung der Anlagen als auch das Verständnis für die neutrale SCL. Aktuell werden zum Engineering eines SA-Systems herstellerspezifische Tools verwendet, die jeweils nur eine bestimmte Systemebene abdecken. Dies führt dazu, dass Projektierer mit einer Reihe von Tools “jonglieren“ müssen und viel Zeit bei der Dateneingabe und -umsetzung zwischen den Tools verlieren.

Substation Configuration Tool SSD-Datei© AUCOTEC AG

Lösung

Der Kommunikationsstandard IEC 61850 verspricht, diesen Prozess zu vereinfachen. Mit seinem objektorientierten Datenmodell und seiner formalen Beschreibungssprache unterstützt er 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-Forderung nach einem herstellerneutralen Konfigurationswerkzeug auf Basis von SCL. Von der grafischen Eingabe der Primärtechnik über die Modellierung abstrakter Funktionsknoten und Datenobjekte bis zur Verknüpfung von Anlagenmodell und Systemkomponenten generiert SCT  normkonform  die zielsystemunabhängigen Konfigurationsdaten für Stationsleitsysteme. So ermöglicht SCT ein durchgängiges Systemengineering, und wertvolle Daten werden zukunftssicher im genormten Format archiviert.

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

So können Single-Line Diagramme komfortabel in EB erstellt werden. Durch die synchrone Kopplung übergibt EB das Anlagenmodell an das SCT. Hier entsteht im weiteren Workflow das SSD-File, das im gleichen Arbeitsschritt synchron in EB dem jeweiligen Objekt zugeordnet wird.

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

Die logischen Knoten der einzelnen Geräte entstehen in EB durch schlichtes grafisches Verbinden mit den IEDs. Durch Generieren geeigneter Instanzen der Datenobjekte (z.B. XSWI, CSWI, CILO) kann die Engineering-Plattform die Steuerungs-und Schutzgeräte im IEC-61850-Bereich abbilden.

Da in EBs Datenmodell sämtliche Geräte-Informationen enthalten sind, ist das System in der Lage, das IID-File des IED zu generieren. Die Informationen stehen dank der Kopplung außerdem nahtlos zur weiteren Bearbeitung im SCT-Tool zur Verfügung. Dort können  dann grundlegende Kommunikations-Einstellungen (z.B. IP-Adressen)  und Systemkonfigurationen gemacht werden.

Substation Configuration Tool ICD-Datei© AUCOTEC AG

Nutzen

Daten für die nach IEC 61850-6 erforderliche Beschreibung digitaler Umspannwerke brauchen nicht mehr redundant eingegeben und gepflegt zu werden. Durch die konsequente Vereinheitlichung benötigen Anlagenbauer und -betreiber nur noch ein Systemkonfigurations-Tool. Das bedeutet viel weniger Schulungs- und Pflege-Aufwand und eine einfache Austauschbarkeit der Geräte.

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

Die einfache Handhabung und die automatisierte Erstellung der IID-Files schirmt den Benutzer vor der Komplexität ab, vereinfacht die Konfiguration und erleichtert die Konzentration auf die Anwendung selbst.

Die Prozesskette wird damit deutlich durchgängiger, vom Übersichtsschaltplan bis zu den Engineering-Details der Geräte. Fehler bei der Abstimmung werden vermieden und die Nutzer sparen sowohl Zeit als auch Kosten.

Daten und Dokumentation sind langfristig zukunftsfähig und sorgen damit für eine hohe Investitionssicherheit.

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