Kommunikation in PV-Großanlagen. Be a solar expert

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1 Kommunikation in PV-Großanlagen Be a solar expert

2 Die SMA Solar Academy > Wissenstransfer > Umfassendes, logisch auf einander aufbauendes Seminar Programm SMA Solar Technology AG

3 Organisatorisches > Rettungswege > Sammelplatz bei Feueralarm > Nächster Sanitärbereich > Kontaktdaten Raucherbereich Solar Academy > Mobiltelefone bitte lautlos oder aus > Telefon: > Besucherausweise > > Kantinenbereich > Downloadbereiche: > 3

4 Seminar Inhalt 1 Einführung Sunny Central Kommunikation 2 Optiprotect 3 Power Plant Controller 4 Communit & Komponenten 5 Communit Beispiele 6 OPC Server 7 Netzmanagement 8 Überblick Anlagenkommunikation & Web Access 4

5 Anlagenüberwachungs-System für Sunny Central Montalto di Castro, Italien 85 MW SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

6 Kommunikation bei Sunny Central Die Kommunikation in Sunny Central Anlagen kann in vier Bereiche aufgeteilt werden: Com Box > Die Kommunikation zwischen dem Wechselrichter ht und den SSM zur Überwachung der Ströme aus dem PV Generator über RS485 SensorBox PRB Power Reducer Box > Die Kommunikation innerhalb einer Station über Ethernet > Die Kommunikation o zwischen wsc den Sa Stationen auf kurzen Strecken über Ethernet, bei längeren Strecken über LWL Switch Router SunnyPortal > Die Kommunikation mit dem Internet und die Remote Einwahl ggf. über Router LWL Konverter 6

7 RS485 zwischen Sunny Central und SMU > Maximale Bus-Länge ~ 1200m. > Im Sunny Central wird der Bus am > Sehr Störunempfindlich, stabiler Betrieb. SMU8HUB mit einem RJ45 Widerstand d und in der letzten SMU im Bus durch setzen > Serien Nummern der DVPB-SMU des Jumpers terminiert. notieren! > 55V Spannungsversorgung zu den SMU s über Komm. Leitung = mind. eine 4-Draht Leitung (z.b. Li2YCY(TP) oder Li) 7

8 Stringüberwachung in SunnyPortal 8

9 Ethernet zwischen Sunny Central und SMU > Alle WR in der Sunny Central Anlage werden über das LAN verbunden. > Jedes Gerät kann mit jedem kommunizieren. > Der Switch verbindet alle Geräte miteinander > Über den Router wird die Verbindung zum INTERNET (ggf. Administrator nötig) hergestellt. > Je nach Routertyp besteht auch die Möglichkeit einer Direkteinwahl über ISDN, GSM oder POTS 9

10 LWL von Station zu Station > Ethernet kann bis zu100m Kabellänge verwendet werden bei größeren Distanzen ist LWL zu verwenden. > Singlemode bis ~ 2km > Multimode bis ~ 15km > In der Regel befinden sich in jeder Station zwei isunny Central und dje eine WbB WebBox. Die WebBox kommuniziert dabei nur mit den Wechselrichtern in der eigenen Station. > Die Daten von der WebBox und den Wechselrichtern werden über Ethernet und LWL an einen Router geschickt, der für die gesamte Anlage die Verbindung in das Internet aufbaut und regelt. 10

11 Datenschnittstelle - Sunny Central "Classic" > Sunny Central Control : > Integriert in jedem Sunny Central > Ähnlich dem Sunny Boy Control Plus > Visualisierung und Fernsteuerung der Anlagendaten > Anschluss des Sunny String-Monitor via RS485 > Anschluss einer externen Sunny WebBox an Sunny Central Control via Eh Ethernet > Datenspeicherung und Visualisierung serienmäßig in allen Sunny Central Geräten integriert 11

12 Misch-Anlagen mit Sunny WebBox Zwei oder mehr Sunny Central + Sunny Boy/Sunny Tripower/Sunny Mini Central 12

13 Datenschnittstelle Sunny Central CP (US-version) A F B C D E G H A. Display B. LWL-Wandler C. Shlt Schalter D. Sunny WebBox E. SC Controller F. SMU - Controller G. RS 485 Hub H. Sunny String-Monitor 13

14 Kommunikationskonzept innerhalb des SCCP A B LWL oder Eh Ethernet (Cu) E F G H Kunden Ethernet Spleißbox LWL Konverter switch WebBox SC20CONT I SCSMC (optional) SC Display Service D Ethernet RS485 RS485 optional SSM-Hub J RS485 K (Anschluss SSM- Comm Leitungen) SC xxx CP C 14

15 Kommunikationskonzept innerhalb des SCCP F C G D H A E B 15

16 Kommunikation Basis Konfiguration: > Alle Komponenten der Kommunikation befinden sich innerhalb des Wechselrichtergehäuses > Keine externen Kommunikationsboxen erforderlich Ethernet (Cu) Switch Service (Ethernet ) WebBox RS485 WR SC xxx CP Basis B Konfiguration für jeden Zentralwechselrichter l h SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

17 Kommunikation Option: > Basis Konfiguration > Sunny String Monitor (SSM) Ethernet (Cu) Sunny String Monitor SSM 1 SSM 2 optional Hub RS485 Switch WebBox WR SCSMC Service (Ethernet ) RS485 RS485 SSM 3 SC xxx CP SSM N SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

18 Kommunikation Option: > Basis Konfiguration > Sunny String Monitor (SSM) > LWL-Wandler LWL oder Ethernet (Cu) Spleißbox LWL- Konverter (optional) Sunny String Monitor SSM 1 SSM 2 optional Hub RS485 Switch WebBox WR SCSMC Service (Ethernet ) RS485 RS485 SSM 3 SC xxx CP SSM N SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

19 Kommunikation Option: > Basis Konfiguration > Sunny String Monitor (SSM) > LWL-Wandler LWL oder Ethernet (Cu) Spleißbox LWL- Konverter (optional) > Touch Display SC Display Routing-Switch Service Sunny String Monitore SSM 1 SSM 2 RS485 optional Hub WebBox WR SCSMC (Ethernet ) RS485 RS485 SSM 3 SC xxx CP SSM N SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

20 Sunny Central Kommunikationsinterface: SC-COM Ersatz für die Webbox > 3 separate Ethernetkontroller, Fast Ethernet > ETH1 SMA-Control-Bus: 2 Cuports, 2 LWL > ETH2 Kunden-Bus: 2 Cuports, 2 LWL > ETH3 COM-Bus für den Wechselrichter: 2 Cuports, 2 LWL > 4 Serial Kommunikationsinterface > 3 ext. USB-Ports > 4 digitale Ausgänge, 4 digitale Eingänge > PCI/104 Interface > LVDS Display Verbindung mit Touchinterface 20

21 Sunny Central Communication Interface: SC-COM Integration > CP > HE-20 PV Anlage CU / Ethernet und LWL LWL Konverter Display LVDS SDHC cards Switches IPC Ethernet für Service and Remote I/O 3 x Serial interfaces 3 x USB, DI/DO Sunny String Monitor SSM1 SSM2 RS485 optional Hub Wechselrichter CAN Optiprotect optional SSM3 SSMN SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

22 Kommunikationssystem der Zukunft Leitwarte Router LAN/WAN Internet SC xxxcp Lokales Netzwerk Leitwarte SCADA OPC Client SMA Service SC COM OPC, RPC, Modbus SMA Trafostation Main Logger Logger SPS Parkregler EVU Netz- Management Regelung von P, Q, cos Rückmeldung ans EVU P, U, Q, cos IEC 61850, IEC I/O Signale Messwandler 20 kv U, I Zertifiziertes SMA-Netzwerk SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

23 Sichere Technologie für große Höhen > Die höhere Belastung von Komponenten in großen Höhen (über m über dem Meeresspiegel) ist sehr komplex; z. B. nimmt die Durchschlagsfestigkeit mit der Höhe zu Für die SMA Zentral-Wechselrichter wird Dank der robusten, maßgeschneiderten Auslegung das ordnungsgemäße Funktionieren bis zu m garantiert Voraussichtlich erhältlich ab Q Installation weltweit SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

24 Sunny Central CP mögliche Kommunikations-Topologie 1 COM-B/C in Netzleitstelle/Netzbetrieb SMA Empfehlung; n<= n SMA Service n 2000 m Topologie star Max. Kupfer (100 m max. Länge zwischen 2 Teilnehmern Multimode-Lichtwellenleiter (2 km max. Länge zwischen 2 Teilnehmern) SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE Singlemode-Lichtwellenleiter (15 km max. Länge zwischen 2 Teilnehmern) 24

25 Sunny Central CP mögliche Kommunikations-Topologie 2 COM-B/C Kontrollcenter / Netzübergabe SMA Service n Com- B Com- B Trafo Trafo Compact Station 1 Compact Station2 Trafo Compact Station SMA Empfehlung: n<=6 Kupfer (100m max. Länge zwischen 2 Teilnehmern) LWL - Multimode (2km max. Länge zwischen 2 Teilnehmern) SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

26 Regeln für die Auslegung der Sunny Central Überwachung > 1 LWL-Wandler am Anfang und am Ende der Datenleitung > Max. 7 Ethernet-Geräte an je 8 Ports (1 freie Schnittstelle für den Service) > Separate Sunny WebBox erforderlich für die Integration einer Sunny SensorBox > Anzahl der Sunny WebBoxen am Telefonanschlusspunkt: > ISDN, analog oder GSM max. 2 Sunny WbB WebBoxen (ca. 100 Geräte) > Bevorzugte Verbindung ist immer DSL oder Sat-DSL > Installation in Sunny Central Stationen nur mit COM-B Indoor 26

27 Regeln für die Auslegung der Sunny Central Überwachung Max. 50 Geräte pro Sunny WebBox > Beispiel: 1 x SC 100 > 1 x Wechselrichter > 1 x Betriebsführungssystem > 3 x (max.) Sunny String-Monitor > Insgesamt = 5 Geräte > Beispiel: 1 x SC 500MV > 2 x Wechselrichter > 2 x Betriebsführungssysteme > 16 x (max.)sunny String-Monitor > Insgesamt = 20 Geräte 27

28 Beispiel zur SC Überwachung mit Sunny WebBox 28

29 Optiprotect > Ertragsoptimierung durch automatische Fehlerbehandlung > Technologie zur Stringausfallerkennung großer PV- Anlagen > Für Sunny Central der CP-Baureihe > Bei allen Modultechnologien > Selbstlernende Stringausfallerkennung > Direkt im Wechselrichter 29

30 Optiprotect Aufbau und Funktionsweise von Optiprotect 30

31 Aufbau und Funktionsweise von Optiprotect Power switch: motor-driven 31

32 Optiprotect 32

33 Optiprotect A Ideale Ertragskurve B Erdschluss mit autom. Fehlerbeh. C Verlauf Erdschluss ohne Fehlerbeh. D Zusätzlicher Ertrag durch Fehlerbeh. t1 Erdschluss, GFDI löst aus, Wechselrichtertrennt sich vom Netz t2 Anlage mit automatischer Fehlerbehebung hat Erdschluss isoliert, 15/ 16 des Feldes speisen ein t3 Service beseitigt Erdschluss 33

34 Optiprotect Beispiel dezentrales Monitoring mit Sunny String Monitor 34

35 SMA Power Plant Controller 35

36 SMA Netzmanagementfunktionen mit dem Power Plant Controller (PPC) > Warum SMA? > Warum ist ein Power Plant Controller (PPC) nötig? > SMA Power Plant Controller (PPC) für komplexe Netzsteuerungsfunktionen > Einfache Adaption an die lokalen Anforderungen > Die SC-COM in den Wechselrichtern CP und HE-20 ermöglicht sehr schnelle Regelkreise 36

37 Warum ist ein Power Plant Controller (PPC) nötig? > In großen PV-Systemen ist es nicht mehr möglich, Regelung auf Wechselrichter-Ebene durchzuführen, um die Zielwerte am Netzanschlusspunkt (NAP) zu erreichen > Der Wechselrichter hat keine Informationen über die elektrischen Bedingungen am NAP > In vielen Fällen ist sogar eine große Distanz zwischen dem PV-Park und dem NAP > Kabel und Transformatoren beeinflussen das Verhalten des PV-Parks > Eine Regelung/Steuerung ist nötig, um Momentanwerte am NAP zu lesen, Befehle vom Netzbetreiber entgegenzunehmen und alle Wechselrichter zu steuern 37

38 SMA Power Plant Controller Betriebsbereiter Power Plant Controller > Mit SPS, Switch, (unterbrechungsfreier) Spannungsversorgung, Sicherung, Anschlüssen und viele weitere Optionen wie: Router, Display, LWL-Konverter, Managed Switch, Stromwandler > Eingebaute modulare SPS mit integrierten und erweiterbaren I/Os sowie 2 x Ethernet- Anschlüssen (10 BASET BASE-T und d100baset(x)) BASE-T(X)) > SD-Karte Aufzeichnung von Daten und Konfiguration (256MB) g > Kommunikationsprotokolle: Modbus/TCP, Modbus/UDP, FTP > Web-Interface zur Konfiguration und Anzeige von Daten > Optionales 9 TFT Touch-display 38

39 Innovation: SMA Power Plant Controller Technologie Datenschnittstelle Protokoll Min. Digital PLC-basiertes modulares System Ethernet Modbus/TCP und andere 4x24 V aktiver Ausgang 824VEi 8x24 Eingang Min. Analog 1x4-20 ma Ausgang 2x ma Eingang Benutzerdefiniert keine Vorgabe 39

40 SMA Power Plant Controller Zuverlässig > Erfüllt die Anforderungen der deutschen Mittelspannungsrichtlinie (BDEW) > Erfüllt die Anforderungen vieler weiterer Länder > SPS-basiertes, modulares System mit bewährten Industriekomponenten > Daten- und Anlagensicherheit mittels gepufferter Spannungsversorgung (USV) 40

41 SMA Power Plant Controller Flexibilität > Kundenspezifische Version mit modularer Erweiterung von digitalen und analogen I/O > Datenaustausch t mittels offener Protokolle oder digital/analog I/O > Zukunftssicher, dank Ausweitung auf neue Protokolle: > Modbus/TCP, Modbus/UDP > ICE , IEC (spätere Version) > DNP3 (spätere Version) > Nach Norm IEC programmiert. Einfache Fortführung, Änderungen, oder Ausweitung möglich. Auf geänderte Regelungsanforderungen für einen Park kann ohne Probleme reagiert werden. 41

42 SMA Power Plant Controller Daten-Handhabung > Web-Interface für einfache Konfiguration > Diagnose mittels Fernzugriff oder Web-Interface > Anzeige von Regelparametern und gemessenen Werten mittels Sunny Portal oder SCADA-System > Datenaufzeichnung von Sollwerten, Istwerten und Ereignissen > Logbuch für Statusänderungen: Speicherung auf SD- Karte oder Hochladen auf FTP-Server möglich > Abfrage und Anzeige von meteorologischen Werten optional möglich > Touch-Display als HMI optional erhältlich 42

43 SMA Power Plant Controller Mögliche Steuerungs-/Regelungsmodi > Modus: Spannungssteuerung > Q = const. > cos φ = const. > Kennlinie Q(U) > Kennlinie cosφ(p) > Gleichzeitig: Wirkleistungsmanagement (Netzsicherheitsmanagement) > Modus: Manuell > Modus: Fahrplan > Gestuftes Zuschalten (Cascade control) 43

44 Modulares PV-Kraftwerk mit Leitsystem SC-COM Modbus/TCP oder andere Überwachungsprotokolle Modbus TCP/UDP zur Steuerung Transformatorstation Router Lokales Netzwerk Internet SCADA- System SCADA- System SMA Service Netz E/A-Signale SMA Power Plant Controller Modbus/TCP, IEC Remote-E/A Netzsicherheitsmanagement Sollwertbefehle Steuerung (P, Q, cos,..) Rückmeldesignale SC-COM P, U, Q, cos Transformatorstation Transducer Latenz < 10 s 20 kv P, Q E/A-Signale Modbus TCP/UDP Aufteilung von Steuerungs- und Überwachungsdaten in zwei LANs ist möglich 44

45 Datenfluss des Power Plant Controller Anlage Power Plant Controller P, Q, cos = 1 Netzsystemdienstleistung U tan (U) = Störung Sollwert P cos (P) Ist VA = U Q(U) = U,I * Sollwerte PQcos P, Q, = *) Q, U, P, cos 45

46 1. Einführung 2. Optiprotect 3. Power Plant Controller 4. Communit & Komponenten 5. Communit Beispiele 6. OPC 7. Netzmanagement 8. Überblick Beispiel: Kommunikationsübersicht Internet Plant ControlRouter SCADA / Monitoring Sollwert, Leistungsfaktor g SCADA Stromwandler LWL Cluster 1 Cluster 3 Cluster 2 Station n Station n Cluster N Station n Station n LWL:Mu lti-mode Station 2 Station 2 Station 2 Station 2 Station 1 Station 1 Station 1 Station 1 Switches können in Station 1 sein Kommunikationsprotokolle: Modbus/TCP/UDP SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

47 Sunny Central Display Kommunikation über Touch 47

48 Vorteile Sunny Central Display Display: 5.7 TFT Monitor, 320 x 240 Pixel, Farben, resistiver Touchscreen, IP 65 Vorderseite und IP20 Rückseite Innovatives Darstellungskonzept Systemübersicht aktueller Betriebsmodus, Lit Leistung, Energie DC-Angaben Ströme, Spannungen, Schalterstellung, Isolierung AC-Angaben Schalterstellung, Spannung, Strom, Frequenz, aktuelle Leistung Wechselrichter aktueller Status, Schalter, Ereignisse, Lüfter, Heizgerät Einstellungen Optionen, Datum, Zeit 48

49 Grafik Display Parameter können nicht am Display geändert werden SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

50 Grafik Display Parameter können nicht am Display geändert werden 50

51 Grafik Display Parameter können nicht am Display geändert werden 51

52 1. Einführung 2. Optiprotect 3. Power Plant Controller 4. Communit & Komponenten 5. Communit Beispiele 6. OPC 7. Netzmanagement 8. Überblick Communit Kommunikations Verteiler für große PV-Anlagen SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

53 Bisherige Lösung SMA COM-B / COM-C Kommunikations- verteiler COM-B COM-C COM-B COM-B COM-C COM-C indoor outdoor indoor outdoor Wandverteiler Wandverteiler Wandverteiler Wandverteiler Standverteiler Standverteiler 53

54 Neue einfachere Lösung Kommunikationsverteiler Communit Indoor / Outdoor Wandverteiler Standverteiler Mastverteiler 54

55 NEUES Produkt - Communit > Ersetzt COM-B und COM-C vollständig Ringtopologie möglich > Neuer Kommunikationsverteiler t il für die Anlagenkommunikation in PV-Großanlagen 55

56 Communit Umgebungsbedingungen > Einsatz indoor und outdoor > Einsatz im Außenbereich mit Regen, Schnee, Eis und Hagel > UV-Beständigkeit > Gleiches Material und Optik wie String-Monitore > Umgebungstemperatur --20 C +50 C > Relative Luftfeuchte 5% 95% nicht betauend > Höhe NN bis 4000 m > Ghä Gehäuseschutzart h IP54 > Einsatz in Umgebung Chemisch aktiver Stoffe > Vorbereitet für Halbprofil-Schließzylinder > Inkl. Hochwertiger Verpackung für internationalen Versand 56

57 Communit Gehäuse Wandmontage > Kompatibel für den Stationseinsatz (außer TCS FR) > Einsatz indoor oder outdoor > IP-Schutzgrad: IP 54 > Abmessungen B x H x T in mm: 400 x 850* 1 x 320 * 1 Höhe inkl. Wandhalter 946 mm SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

58 Communit Gehäuse Sockelmontage > Lieferumfang: > Verteilerschrank IP 54 > Eingrabsockel > Inkl. 2 Stück Sockelverlängerungen > Verteilerunterkante ca. 80 cm über Boden > Abmessungen B x H x T in mm: ca. 400 x 1700 x 320 > IP-Schutzgrad: Sh IP 54 58

59 Communit Gehäuse Mastmontage > Lieferumfang: > Verteilerschrank IP 54 > Mastmontage-Kit > Rundmast: mm > Vierkantmast: mm 59

60 Communit Kundeneinbauplatz Einbauplatz für kundeneigene Komponenten > Befestigung auf Hutschiene > Spannungsversorgung AC (Klemmleiste), Stecker im Lieferumfang > Verfügbarer Bauraum: B273mm x H120mm x T60mm Kundengerät hat CE zertifiziert zu sein (EMV) Anschluss an vorgesehene Spannungsversorgung 60

61 Communit Aufbau Einbauplatz 1, 2, 3 > Wb WebBox > Power Reducer Box > Kundengerät (3) Netzwerk Einbauplatz 3, 4 > Unverwaltete Switche > Verwaltete Switche Zubehör > Twistet Pair - Patch Panel Set Einbauplatz 1 Einbauplatz 2 Einbauplatz 3 Spannungsversorgung > Netzteil(e) e > Redundanzmodul > Puffermodul 485 HUB (Power Injector) Router > Ethernet > UMTS-GSM-GPRS > DSL + Modem Patchfeld > LWL Spleißbox SC 4M > LWL Spleißbox SC 4S > LWL Spleißbox SC 2M2S 61

62 Communit Blockschaltbild VAC 50/60 Hz Klemmblock für Kundeneinbauplatz 485 Hub RS VDC Sensorbox Meter Connection Box WebBox RS485 Power Reducer Box WebBox ETH 24 VDC SC-WR Ethernet-Switch 1 GSM/ UMTS LWL-Spleißbox GSM/UMTS- Router Redundante Spannungsversorgung Ethernet- Switch 2 LWL 62

63 Communit Spannungsversorgung Stromversorgungskonzept bisher Beispiel COM-B Stromversorgungskonzept neu Communit 63

64 Communit Spannungsversorgung Zentrale Spannungsversorgung > Weltweiter Einsatz durch Weitbereichsnetzteil 100 V V AC und 45-65Hz > Versorgungsspannung 24 VDC > Kompakte Bauweise > Professionelle Hutschienenmontage > Wegfall vieler einzelner Steckernetzteile und der dafür benötigten Steckdosen und Transportsicherungen Transportverriegelung 64

65 Communit Spannungsversorgung Bestelloptionen Option Lieferumfang Bemerkungen Netzteil einfach 1 x Netzteil Für Projekte in den eine USV eingesetzt wird oder ohne Anforderungen an Überbrückungszeiten Netzteil redundant 2xNetzteil Erfüllung der Anforderungen gem. (Standard) 1 x Redundanzmodul BDEW-Mittelspannungsrichtlinie Netzteil t redundant, d 2 x Netzteil Efüll Erfüllung internationaler i gepuffert 1 x Redundanzmodul 1 x Puffermodul Anforderungen 65

66 Communit Spannungsversorgung Überbrückung von Kurzzeitunterbrechungen > Anforderung nach BDEW Mittelspannungsrichtlinie > It Internationale ti Af Anforderungen Anforderung Spannungseinbruch Einbruchauf x % der spannung Nennspannung Zeit 0% 0V 150ms 22% 50,6V 550ms 50% 115,0V 950ms 75% 172,5V 1.400ms 10% 10V 650ms 20% 20V 1.200ms 65% 65V 2.000ms Mittelspannungsrichtlinie internationale Anforderungen Nennspannung 230V 100V 66

67 Communit Ethernet-Switche Unverwaltete Switche Option Beschreibung Switch 8 TX Switch 2 FX-M (SC) 8 TX Switch 2 FX-S (SC) 8 TX 67

68 Communit Ethernet-Switche Verwaltete Switche Option Beschreibung Switch 2 FX-M (SC) 6 TX MNG Switch 2 FX-S (SC) 6 TX MNG 68

69 Communit Ethernet-Switche Verwaltete Switche Option Beschreibung Switch 2 FX-M (SC) 14 TX MNG Switch 2 FX-S (SC) 14 TX MNG 69

70 Communit Ethernet-Switche Verwaltete Switche Aufbau von Ring-Topologien Unverwalteter Switch Verwalteter Switch Aktive Kommunikation Inaktive Kommunikation Gestörte Kommunikation Switch Switch Switch Switch Switch Switch Switch Switch Switch Switch 70

71 Communit Spleißbox FIMP (LWL) der Firma EKS Engel (wird bereits im CP verwendet) > Anschluss von LWL-Verlegekabel > Spleißung auf SC-Kupplung > LWL vorverdrahtet in Communit > LWL Pigtails nicht im Lieferumfang Bestelloptionen LWL Spleißbox SC/SC 4xM LWL Spleißbox SC/SC 4xS LWL Spleißbox SC/SC Spleißbox 2xM 2xS Typ Glasfaserkabel Multimode Singlemode Multimode / Singlemode Kupplungsplatz 1 LWL MM 50 μmpolymer LWL SM 9 μmpolymer LWL MM 50 μm Polymer Kupplungsplatz 2 LWL MM 50 μm Polymer LWL SM 9 μm Polymer LWL MM 50 μm Polymer Kupplungsplatz 3 LWL MM 50 μm Polymer LWL SM 9 μm Polymer LWL SM 9 μm Polymer Kupplungsplatz 4 LWL MM 50 μm Polymer LWL SM 9 μm Polymer LWL SM 9 μm Polymer 71

72 Verbindungsschema LWL über Spleißbox Switch 2 FX-M (SC) 8 TX LWL Spleißbox Pigtails SC LWL-Patchkabel Duplex SC/SC Spleißung Für eine Ethernet-(Duplex)Verbindung werden immer 2 LWL-Fasern benötigt. Beide Fasern werden über sogenannte Pigtails an eine SC-Kupplung angeschlossen. Die Verbindung zwischen SC-Buchsen von Switch und Spleißbox erfolgt durch ein LWL- Patchkabel. LWL-Verlegekabel (Duplex) 72

73 Communit Router Truecon M2M Router von Hy-Line Bestelloptionen: > Ethernet (für ext. Modem, PPPoE) > UMTS/ GSM/ GPRS > DSL + Modem (ADSL, Annex A und B) Die in der Communit eingesetzten Router wurden zusammen mit SMA weiterentwickelt, um sie für die erweiterten Anforderungen an die Anlagenkommunikation in PV-Großkraftwerken zu ertüchtigen. 73

74 Communit Router Ethernet-Router (ohne Modem) Router für den Anschluss von externen Modems, z. Bsp. für SAT-DSL Funktionalitäten: > Router zur Anbindung an PPPoE-Modems (Point-to-Point-Protokoll over Ethernet), > VPN (IPSec, PPTP), PPP (Point-to-Point-Protokoll) > DynDNS Dynamischer Domain Name System > Firewall (Paket-Filter, NAT, etc.) > Management (SNMP, DHCP, , etc.) > Ethernet: RJ45, 10/100 MBit, 74

75 Communit Router Router für GSM/GPRS/EDGE/UMTS Funktionalitäten: > Integriertes GSM/GPRS/EDGE/UMTS Modem (HSPA Category 8, HSUPA Category 5, Edge Class12) > VPN (IPSec, PPTP), PPP (Point-to-Point-Protokoll) > DynDNS Dynamischer Domain Name System > Firewall (Paket-Filter, NAT, etc.) > Management (SNMP, DHCP, , etc.) > Ethernet: RJ45, 10/100 Mbit > Inklusive Stationsantenne und Zubehör 75

76 Communit Router DSL-Router + Modem (Annex A und B) Funktionalitäten: > Integriertes DSL-Modem (ADSL) für Annex A und Annex B > integrierter 4-fach 10/100 MBit Ethernet Switch auf der Frontseite > VPN (IPSec, PPTP), PPP (Point-to-Point-Protokoll) > DynDNS Dynamischer Domain Name System > Firewall (Paket-Filter, NAT, etc.) > Management (SNMP, DHCP, , etc.) > Ethernet: RJ45, 10/100 MBit Lieferumfang: > DSL-Modem (ADSL) für Annex A und Annex B 76

77 Communit Variantenschlüssel Teil I *1 Optionen nicht kombinierbar. Nur Option 3/3 oder Option 4/3 wählbar 77

78 Communit Variantenschlüssel Teil II Option in PL ausgeblendet Minderpreis! 78

79 Kostenvergleich Beispielkonfigurationen Konfiguration COM-B COM-C Communit Wandverteiler indoor 2x WB Ethernet 1x 8-Port Switch GSM- o. DSL-Router Summe Wandverteiler outdoor x WB Ethernet 1x 8-Port Switch GSM- o. DSL-Router Summe Standverteiler outdoor 2x 2 WB Ethernet t x 8-Port Switch GSM Router Summe

80 Empfohlene Struktur Stand alone Sunny Portal Basic Internet Professional SMA Service Communit Normal Communit mit Redundanz-Manager 80

81 Communit System Beispiel Stand alone Stand alone MV Sunny Portal Internet SMA Service 81

82 Communit System Beispiel Stand alone Stand alone MV Sunny Portal Internet SMA Service Option Code Gehäuse 0 Wandmontage Einbauplatz1 1 WB Ethernet Einbauplatz 2 3 WB + SensorBox Einbauplatz3 4 Power Reducer Box Netzwerk 4 1 Switch 8 TX Netzwerk Router 2 UMTS-GSM-GPRS Netzteil 1 Netzteil redundant Patchfeld 0 - SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

83 1. Einführung 2. Optiprotect 3. Power Plant Controller 4. Communit & Komponenten 5. Communit Beispiele 6. OPC 7. Netzmanagement 8. Überblick Communit System Beispiel - Basic Basic MV Twisted Pair Sunny Portal Internet SMA Service SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

84 1. Einführung 2. Optiprotect 3. Power Plant Controller 4. Communit & Komponenten 5. Communit Beispiele 6. OPC 7. Netzmanagement 8. Überblick Option Code Communit System Beispiel - Basic Basic MV Twisted Pair SMA Solar Technology AG Gehäuse 1 Sockelmontage Einbauplatz 1 4 Power Reducer Box Einbauplatz 2 4 Einbauplatz 3 Internet P-P-COM-1-DE-de_DE Power Reducer Box Sunny Portal 0 - Netzwerk 4 1 Switch 8 TX Netzwerk Router 3 SMA Service DSL + modem Netzteil 1 Netzteil redundant Patchfeld 0-84

85 1. Einführung 2. Optiprotect 3. Power Plant Controller 4. Communit & Komponenten 5. Communit Beispiele 6. OPC 7. Netzmanagement 8. Überblick Communit System Beispiel - Basic Basic MV Twisted Pair Sunny Portal Internet SMA Service Option code Gehäuse 0 Wandmontage Einbauplatz 1 1 WB Ethernet Einbauplatz 2 3 WB + Sensorbox Einbauplatz Netzwerk 4 1 Switch 8 TX Netzwerk Router 0 - Netzteil 1 Netzteil redundant Patchfeld 0 - SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

86 1. Einführung 2. Optiprotect 3. Power Plant Controller 4. Communit & Komponenten 5. Communit Beispiele 6. OPC 7. Netzmanagement 8. Überblick Communit System Beispiel - Basic Basic MV Twisted Pair Sunny Portal Internet SMA Service Option Code SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE Gehäuse 0 Wandmontage Einbauplatz 1 1 WB Ethernet Einbauplatz Einbauplatz Netzwerk 4 1 Switch 8 TX Netzwerk Router 0 - Netzteil 1 Netzteil redundant Patchfeld 0 86

87 1. Einführung 2. Optiprotect 3. Power Plant Controller 4. Communit & Komponenten 5. Communit Beispiele 6. OPC 7. Netzmanagement 8. Überblick Communit System Beispiel - Basic Basic MV LWL Multimode Sunny Portal Internet SMA Service SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

88 1. Einführung 2. Optiprotect 3. Power Plant Controller 4. Communit & Komponenten 5. Communit Beispiele 6. OPC 7. Netzmanagement 8. Überblick Option Code Communit System Beispiel - Basic Basic MV LWL Multimode SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE Gehäuse 1 Sockelmontage Einbauplatz 1 4 Power Reducer Box Einbauplatz 2 4 Power Reducer Box Sunny Portal 0 - Einbauplatz 3 Internet Switch 2M-FX (SC) 8 TX Netzwerk 4 2 Netzwerk 5 0SMA Service - Router 3 DSL + modem Netzteil 1 Netzteil redundant Patchfeld 1 LWL Spleißbox SC 4M 88

89 1. Einführung 2. Optiprotect 3. Power Plant Controller 4. Communit & Komponenten 5. Communit Beispiele 6. OPC 7. Netzmanagement 8. Überblick Communit System Beispiel - Basic Basic MV Sunny Portal LWL Multimode Internet SMA Service Option Code d Gehäuse 0 Wandmontage Einbauplatz 1 1 WB Ethernet Einbauplatz 2 3 WB + Sensorbox Einbauplatz Netzwerk 4 2 Switch 2M-FX (SC) 8 TX Netzwerk Router 0 - Netzteil 1 Netzteil redundant Patchfeld 1 LWL Spleißbox SC 4M SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

90 1. Einführung 2. Optiprotect 3. Power Plant Controller 4. Communit & Komponenten 5. Communit Beispiele 6. OPC 7. Netzmanagement 8. Überblick Communit System Beispiel - Basic Basic MV LWL Multimode Sunny Portal Internet SMA Service Option Code SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE Gehäuse 0 Wandmontage Einbauplatz 1 1 WB Ethernet E b l 2 Einbauplatz 0 - Einbauplatz Netzwerk 4 2 Switch 2M-FX (SC) 8 TX Netzwerk Router 0 - Netzteil 1 Netzteil redundant Patchfeld 1 LWL Spleißbox SC 4M 90

91 Communit System Beispiel - Professional Professional MV LWL Single-/Multimode Internet Sunny Portal SMA Service bis 15 km Singlemode- LWL Multimode- LWL 91

92 Communit System Beispiel - Professional Professional MV LWL Single-/Multimode Option Code Gehäuse 0 Wandmontage Sunny Portal /Multimode Einbauplatz 1 Internet 1 WB Ethernet Einbauplatz 2 3 WB + Sensorbox bis 15 km Singlemode- LWL Einbauplatz SMA Service Nt Netzwerk k4 3 Switch 2SFX S-FX (SC) 8 TX Netzwerk 5 B Switch 2M-FX (SC) 6 TX MNG Router 0 - Netzteil 1 Netzteil redundant Patchfeld 3 LWL Spleißbox SC 2M2S Multimode- LWL Option Code Gehäuse 0 Wandmontage Einbauplatz 1 1 WB Ethernet Einbauplatz Einbauplatz Netzwerk 4 2 Switch 2M-FX (SC) 8 TX Netzwerk Router 0 - Netzteil 1 Netzteil redundant Patchfeld 1 LWL Spleißbox SC 4M 92

93 Communit System Beispiel - Professional Professional MV LWL Single-/Multimode Internet Sunny Portal SMA Service bis 15 km Singlemode- LWL SMA Solar Technology AG Multimode- LWL P-P-COM-1-DE-de_DE Option Code Gehäuse 1 Sockelmontage Einbauplatz 1 4 Power Reducer Box Einbauplatz 2 4 Power Reducer Box Einbauplatz Netzwerk 4 3 Switch 2 S-FX (SC) 8 TX Netzwerk Router 3 DSL + Modem Netzteil 1 Netzteil redundant Patchfeld 2 LWL Spleißbox SC 4S 93

94 1. Einführung 2. Optiprotect 3. Power Plant Controller 4. Communit & Komponenten 5. Communit Beispiele 6. OPC 7. Netzmanagement 8. Überblick Communit System Beispiel - Professional Professional MV LWL Multimode Ring Sunny Portal Internet SMA Service SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

95 1. Einführung 2. Optiprotect 3. Power Plant Controller 4. Communit & Komponenten 5. Communit Beispiele 6. OPC 7. Netzmanagement 8. Überblick Option Communit System Beispiel - Professional Professional MV LWL Multimode Ring Option Code Internet Code Gehäuse 1 Sockelmontage Einbauplatz 1 4 Power Reducer Box Einbauplatz 2 4 Einbauplatz 3 0 Power Reducer Box Sunny Portal - Netzwerk 4 B Switch 2M-FX (SC) 6 TX MNG Netzwerk 5 0 SMA Service- Router 3 DSL + modem Netzteil 1 Netzteil redundant Patchfeld 1 LWL Spleißbox SC 4M Option Code Gehäuse 0 Wandmontage Gehäuse 0 Wandmontage Einbauplatz 1 1 WB Ethernet Einbauplatz 1 1 WB Ethernet Einbauplatz 2 3 WB + Sensorbox Einbauplatz Einbauplatz Einbauplatz Netzwerk 4 2 Switch 2M-FX (SC) 8 TX Netzwerk 4 2 Switch 2M-FX (SC) 8 TX Netzwerk Netzwerk Router 0 - Router 0 - Netzteill 1 Netzteill redundant d d Netzteill 1 Netzteill redundant d d Patchfeld 1 LWL Spleißbox SC 4M Patchfeld 1 LWL Spleißbox SC 4M SMA Solar Technology AG P-P-COM-1-DE-de_DE

96 Communit System Beispiel - Basic Basic SMC/STP Twisted Pair Internet e Sunny Portal SMA Service 96

97 Communit System Beispiel - Basic Basic SMC/STP Twisted Pair Option Code Gehäuse 1 Sockelmontage Einbauplatz 1 4 Power Reducer Box Sunny Portal Einbauplatz 2 4 Power Reducer Box Internet e Einbauplatz 3 Netzwerk Switch 8 TX Netzwerk 5 0 SMA Service - Router 2 UMTS-GSM-GPRS Netzteil 1 Netzteil redundant Patchfeld 0 - Option Code Option Code Gehäuse 0 Wandmontage Gehäuse 0 Wandmontage Einbauplatz 1 3 WB + Sensorbox Einbauplatz 1 2 WB RS485 Einbauplatz Einbauplatz Einbauplatz Einbauplatz Netzwerk 4 1 Switch 8TX Netzwerk 4 1 Switch 8TX Netzwerk Netzwerk Router 0 - Router 0 - Netzteil 1 Netzteil redundant Netzteil e 1 Netzteil redundant Patchfeld 0 - Patchfeld 0-97

98 Communit System Beispiel - Professional Professional SMC/STP LWL Multimode Ring Internet Service SMA Service 98

99 Communit System Beispiel - Professional Professional SMC/STP LWL Multimode Ring Option Code Gehäuse 1 Sockelmontage Einbauplatz 1 4 Power Reducer Box Einbauplatz 2 4 Service Power Reducer Box Internet Einbauplatz Netzwerk 4 B Switch 2M-FX (SC) 6 TX MNG Netzwerk 5 0 SMA - Service Router 2 UMTS/GSM/GPRS Netzteil 1 Netzteil redundant Patchfeld 1 Optical fiber splice box SC 4M Option Code Gehäuse 0 Wandmontage Einbauplatz 1 3 WB + Sensorbox Einbauplatz Einbauplatz Netzwerk 4 2 Switch 2M-FX (SC) 8 TX Netzwerk Router 0 - Netzteil 1 Netzteil redundant Patchfeld 1 LWL Spleißbox SC 4M Option Code Gehäuse 0 Wandmontage Einbauplatz 1 2 WB RS485 Einbauplatz Einbauplatz Netzwerk 4 2 Switch2M-FX (SC) 8 TX Netzwerk Router 0 - Netzteil 1 Netzteil redundant Patchfeld 1 LWLSpleißboxSC 4M 99

100 Leitstandlösung für Großanlagen 100

101 SMA OPC Server Aufgabenstellung Der Kunde wünscht eine kundenspezifische Visualisierung, Steuerung oder Überwachung. Der Kunde hat bereits einen eigenen Leitstand und möchte seine SMA Anlage in sein bereits bestehendes System einbinden. Anforderung Bereitstellung einer offenen Schnittstelle, die keinerlei Kenntnis des SMA Protokoll erfordert. Unterstützung möglichst vieler branchenüblicher Client- Visualisierungen Lösung SMA-OPC Server für Windows basierende Server Systeme Vorteile und Kundennutzen Zusammenführung verschiedener Welten Welten in einer Client-Visualisierung. Einfache Integration der SMA Geräte in übergeordnete Leitstände wie z.b. Gebäudeautomation, Kraftwerksleitstand etc. zusammen mit Anwendungen anderer Hersteller mit OPC-Interface (EIB, LON,...). Standardisierte Datenschnittstelle zu allen SMA Geräten ermöglicht die Verwendung unterschiedlicher Client-Software Keine tiefgehenden Kenntnisse des SMA Protokolls erforderlich. Erstellung kundenspezifischer Visualisierungsund Überwachungssysteme durch Drittanbieter. Schnittstellen und Kompatibilität Zur Anlage (WebBox): RPC über Ethernet, TCP/IP Zum OPC Client: Ethernet, TCP/IP 101

102 OPC Server auf Anlagen-Server OPC-Server WebBox 1 OPC Client Switch Router Internet WebBox 2 SunnyPortal WebBox x OPC Client 102

103 OPC Server auf externem Server WebBox 1 OPC Client WebBox 2 Switch Router Internet OPC-Server SunnyPortal WebBox n 103

104 Beispiel: LabView Demo-Applikation 104

105 Beispiel: Solarpark Lieberose (juwi) Anlagen Visualisierung 105

106 Beispiel: String und Wechselrichter Überwachung 106

107 Beispiel: String Monitor Überwachung 107

108 Netzsicherheitsmanagement 108

109 Anforderungen Netzsicherheitsmanagement Anforderungen Wirkleistungsbegrenzung NSM (EEG 2009) > Begrenzung der Wirkleistung in 10% Schritten > Bewährte Abstufung: Begrenzung auf 100%, 60%, 30%, 0% P NENN > Vorgabe wird über einen Rundsteuersignalempfänger übermittelt > Umsetzung innerhalb einer Minute Anforderungen Blindleistungsvorgabe > Bei Wirkleistungsabgabe cos φ = 0,95 untererregt bis 0,95 übererregt (Abweichungen hiervon sind vertraglich zu regeln) > Bei Wirkleistungsabgabe a) Fester Verschiebungsfaktor cos φ( (statische Vorgabe) oder b) Feste Blindleistung in MVar (statische Vorgabe) 109

110 Anforderungen Netzsicherheitsmanagement Dynamische Regelungen wie: c) Blindleistungs-/Spannungskennlinien Q(U) d) Verschiebungsfaktor cos φ (P) sind über Kommunikation mit der Power Reducer Box nicht erfüllbar und daher vom Wechselrichter umzusetzen. Siehe auch: 110

111 Einspeise- und Netzsicherheitsmanagement Einspeisemanagement nach 6 EEG 2009 Power Reducer Box Netzleitstelle Öffentl. Netz Rundsteuer Signalempfänger WebBox(en) Sunny Portal Rückmeldung der Ist Einspeisung nach 6 EEG

112 Anforderungen der Mittelspannungsrichtlinie 2009 Hochspannung(z.B. 110kV) Mittelspannung(z.B. 20kV) Dynamische Netzstützung (internal control of the inverter) - KS-Strom - FRT (fault ride through) Mittelspannungsschaltanlage Statische Netzstützung - Blindleistungsvorgabe (z.b. cos ϕ/f(p)) - Wirkleistungsbegrenzung i Controller Netzleitstelle Netzbetreiber DC Netzsicherheitsmanagement Leistungsbegrenzung 100/60/30/0 % 112

113 Grundkonzept der Anlagenkommunikation 113

114 Internet Anbindung 114

115 Einstellungen im Anlagennetzwerk 115

116 Auswahl der optimalen Internetverbindung 116

117 Ports mit Web-Zugriff & Upload Volumen 117

118 Let s be realistic and try the impossible! 118