Weitere Anwendungen der Norm IEC 61850

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Jobst Albrecht
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Weitere Anwendungen der Norm IEC 61850 Fernwirktechnik Windenergieanlagen (IEC 61400-25) Dezentrale Energieversorgung Schwarz Consulting Company, SCC Dipl.-Ing.

1 Weitere Anwendungen der Norm IEC Fernwirktechnik Windenergieanlagen (IEC ) Dezentrale Energieversorgung Schwarz Consulting Company, SCC Dipl.-Ing. Karlheinz Schwarz Im Eichbaeumle Karlsruhe / Germany Präsentation während Präsentation während der Fachtagung der Fachtagung Kommunikationsnormung für Kommunikationsnormung für die die Schutz Schutz und und Stationsleittechnik Stationsleittechnik IEC Der Weg in die Praxis IEC Der Weg in die Praxis (animierte Folien) (animierte Folien) Tel Fax schwarz@scc-online.de URL Seite 1

2 IEC TC 57-Normen im Umfeld EMS-API Common Information Model - CIM ( ) - komplettes Netz Leitstellenkopplung ( TASE.2) Fernwirktechnik ( /104) Seite 2

3 - Transportnetz - Verteilnetz - Energiemanagement - Assetmanagement - etc. Computer system The big picture Netzleitsystem IEC CIM IEC (UML/XML) nutzen IEC (WPP Comm.) Netz IEC substations - Transportnetz - Verteilnetz - Primärtech. - Sekundärtech. - etc. SCL IEC (UML/XML) nutzen... (de)zentrale Energieversorgung Seite 3

4 IEC-Normen für Fernwirken (klassisch: zwischen Netzleitstelle und Stationen) IEC /104 Leitstelle IEC Station IEC IEC TASE.2 IEC TASE.2 Protokoll: - MMS Protokoll: - MMS Protokolle: - MMS Web services - DNP3 Leitstelle IEC (de)zentrale Energieversorgung IEC Seite 4

5 Schichtenmodell IEC ( ) messages messages Confiruration language Information Models publ./subscr., publ./subscr., get, get, set, set, control, control, reporting, reporting, logging, logging, get get IED IED description description Information exchange Communication profiles IED Description name name tagged tagged information information Logical node and data classes, and common data classes Was? Abstract communication service interface (ACSI) Wann? Mapping to e.g. Wie? MMS Ethernet, Ethernet, TCP/IP, TCP/IP, OSI OSI Seite 5

6 Wiederverwendung IEC 6?? Solar, Fuel Cell,...? 200x -... IEC Wind Power IEC Substations (HV, MV) SCADA Seite 6

7 IEC TC 88 Project 25 für im Sinne von zur Unterstützung von jeglicher Art von IEC : Communications for monitoring and control of wind power plants CD in Mai 2003 Im weitesten Sinne des Wortes, im Nah- und Fernbereich Jede Art von on-line und off-line Überwachung of im weitesten Sinne - nicht nur mit oder zwischen, sondern auch innerhalb Seite 7

8 IEC und IEC IEC basiert auf IEC wind-spezifische Logische Knoten (LN) + wind-spezifische Datenobjekte (Data) + neue allgemeine Datenklassen (CDC) + neue Protokoll-Abbildungen Seite 8

9 Informationen (Beispiel) Information Models -- Wind turbine -- Wind generator -- Nacelle -- Rotor -- Gear -- Brake Yaw Yaw Drawing developed by the U.S. Department of Energy - Wind Energy Program Seite 9

Informationsmodelle IEC 61400-25 Model Generator: Measurands Generator speed speed Duty Duty factor factor sent sent to to generator Slip Slip Generator current current (Weier) (Weier) Generator

10 Informationsmodelle IEC Model Generator: Measurands Generator speed speed Duty Duty factor factor sent sent to to generator Slip Slip Generator current current (Weier) (Weier) Generator bearing bearing temperature Generator temperature Generator 22 temperature Real Wind Generator Generator: Status information Thyristor Thyristor opening opening Generator connected Heat Heat generator (order) (order) Status Status word word from from Weier Weier Drawing developed by the U.S. Department of Energy - Wind Energy Program Seite 10

11 IEC ( ) Models 90 (10+) Standard LN Models (PDIS, XCBR,...) OPC: Item 500 (200+) Standard Data (Pos,...) 30 (10+) Standard Common Data Classes 10 (10) Standard Comm.-Service Models Auszug: MV, WYE,... OPC: Properties 100 (100+) Standard Data Attributes (stval, q,...) Seite 11

12 IEC ( ) Mappings sampled values GOOSE Information IEC Information exchange IEC IEC IEC : IEC /104 - Web services (OPC XML-DA) - DNP3.0 Application IEC 61850/ISO 9506 Presentation ASN.1 Session Session Transport Network Ethertype RFC 1006 TCP IP IETF Data Link Ethernet,... Physical Physical Seite 12

13 IEC ( ) Mappings 61850: Samples Ethertype 61850: GOOSE Ethertype 61850: Client-Server ISO 9506 (MMS) IEC : C-S Prozess + Model nur Prozesssignale Prozess + Model ISO 9506 (MMS) IEC Web services (XML) DNP3 nur Prozesssignale Seite 13

14 Mappings Modelle erhalten!! flexible Binärkodierung IEC : C-S einfache Blockkodierung ISO 9506 (MMS) IEC Web services (XML) DNP3 einfache Blockkodierung flexible ASCII Kodierung 10x... 20x... längere Nachrichten als MMS Seite 14

15 Mapping Hovedprinsipper: Ring-struktur -> Redundans Lokale ringer, RWAN Nasjonal ring, NWAN by Harald Hilde, Stattkraft, Oslo ProSam: --(Betriebs-)Prozessdaten mit mit Rest Rest mit mit Web Web services Seite 15

16 XML?! Ohne Ohne Worte! Worte! R. Knox: Here's What's Wrong With XML-Defined Standards, Gartner Research, Seite 16

17 TC 57 IEC TCs mit ähnlichen Anforderungen Power system control and associated communications IEC 61850, IEC , IEC TASE.2,... TC 82 Solar photovoltaic energy systems TC 88 Wind turbine systems IEC TC 105 Fuel cell technologies K. Schwarz (Editor) Seite 17

18 Weitere Aktivitäten USA: Anwendung der Norm für Gas und Wasser IEC 61850: Power Quality Objects USA: Electricity Innovation Institute - E2I USA: Consortium for Electric Infrastructure to Support a Digital Society (CEIDS) USA: Distributed Energy Resources (DER) Communication Architecture Workshop, 17./ , Dallas K. Schwarz (Referent) IEEE SCC 36: Standard für Gasindustrie; Registrierung von Metadaten für die gesamte Versorgungsindustrie; Security Seite 18

19 Open Communication Architecture for Distributed Energy Resources in Advanced Distribution Automation CEIDS (USA) Seite 19

20 Zusammenarbeit IEC könnte die (Basis-)Norm für die dezentrale Energieversorgung werden Zusammenarbeit über Wind hinaus Zusammenarbeit der deutschen Anwender, Betreiber, Hersteller und Systemintegratoren unter dem Dach von DKE K 383 organisieren (AK ) Hersteller und Anwender detailliert über CD IEC informieren Internationale Zuarbeiten abstimmen nächste Sitzung AK AK am am Mai Mai Sommer Seite 20

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