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An European project supported within the 7th framework programmefor Research and Technological Development

Einsatz von neuen Kommunikationstechnologien für die

Netze der Zukunft

christoph.brunner@it4power.com

Anforderungen vom Netz der Zukunft

Änderungen im Lastfluss

Früher Zukunft

HV: 110kV

MV: 10/20/30 kV

LV: 400V

Anforderungen vom Netz der Zukunft

Verfügbarkeit der Energiequelle

Smart Distribution - Informationsbedarf

+ -+ - + -

Smart Aggregation

ZählwerteMesswerte I, V, P, QVorgabewerte P, QThermische Energie Speicherkapazität

Fahrpläne P, QSchaltbefehle

Smart Metering

ZählwerteTarife

Aktueller Bedarf / Kosten

Distribution automation

ZählwerteMesswerte I, V, P, QSchalter Position und

SteuerungFehleranzeige

Rücksetzen der Fehleranzeige

Anforderung an Kommunikationsstandard

●Globaler Standard für den Informationsaustausch mit allen verteilten Energieerzeugern, Energiespeichern und steuerbarer Last

●Kommunikationsprotokoll das auf verschiedenen physikalischen Kommunikationsnetzen eingesetzt werden kann

●Schnittstelle mit Standardisierten Informationsobjekten (Semantik und Syntax)

●Technologie unabhängige Schnittstelle

IEC TC57 / WG17 erarbeitet Spezifikationen basierend auf dem IEC 61850 Standard

Was ist IEC 61850?

… ein Kommunikationsprotokoll

Presentation

Session

Transport

Network

Data Link

Physical

Application

Information exchangeIEC 61850-7-2

sampledvalues GOOSE

TCPIP

Ethernet, ...Physical

ASN.1ISO 9506

RFC 1006 (Port 102)Session

Ethertype

Client / Server

Was ist IEC 61850

LN MMXUPhsVATotWTotVAr

LN MMXUPhsVATotWTotVAr

LN DBMSWhRtgAvalDschWhAvalChaWh

LN DBMSWhRtgAvalDschWhAvalChaWh

… Anwendungsspezifische Objektmodelle

IEC 61850 für verteilte Erzeugung

● IEC 61850-7-420: Communications Systems for Distributed Energy Resources (DER)●Objektmodelle für verteilte

Energieerzeugung●z.B. Brennstoffzellen,

Kombikraftwerke, Photovoltaik

Standardisierungs Aktivitäten für Verteilnetz

● IEC 61850-90-6: Using IEC 61850 for distribution automation

● IEC 61850-90-7: IEC 61850 object models for photovoltaic, storage and other DER inverters

● IEC 61850-90-8: IEC 61850 object models for electrical vehicles

● IEC 61850-90-9: IEC 61850 object models for battery storage systems

● IEC 61850-90-10: Modeling of schedules in IEC 61850● IEC 61850-90-15: Hierarchical DER system model● IEC 61850-8-2: Mapping on Web Services

Web2Energy, Informationstreffen 12.9.2012

x

x 1

3

2.22.14

Beispiel – Self healing Grid

Information● Kurzschlussanzeige (LN SFPI)● Steuerung und Status der Schalter

(LN CSWI / XSWI)● Messwerte (LN MMXU)● Zählwerte (LN MMTR)

Modellierung eines DER Systemes

●Steuerung●direkt●mit Fahrplan

●Betrieb basierend auf● individuellen

Vorgabewerten (z.B. Wirk und Blindleistung)

●Autonom in vorgegebenem Betriebsmod (z.B. VoltVar, VoltWatt)

DER Tech view

DER Tech view

DER Unit

DER Unit

DER System

DER Netzwerk Dienste

Anwendung im Web2Energy Projekt

Systemarchitektur

Anwendung im Web2Energy Projekt

Physikalische Infrastruktur

RTU

InternetInternet

Control centre

CIM - 61850 Converter

User portal

Meter data

VPP Optimization

Einbindung von CIM – Common Information Model

RTU

CIM - 61850 Converter

●Konvertierung der Laufzeitdaten

●Abbildung von Konfigurationsinformation

●Plug and Play für neue Geräte – automatische Erstellung der Datenbank Information

CIM – IEC 61850 Umsetzer

Ausblick

● IEC 61850 bietet weitere Möglichkeiten für die Netze der Zukunft●Dezentrale Realisierung der Funktionen unter

Verwendung des Kommunikationsdienstes GOOSE●"Plug & Play" – vereinfachtes Systemengineering

dank Selbstbeschreibung

Forschungsprojekte zu diesen Themen sind in Planung

Web2Energy, Informationstreffen 12.9.2012

Schlussfolgerungen

●Die Netze der Zukunft benötigen moderne Kommunikationsinfrastruktur und Informationstechnologie

●Der aus dem Bereich der Stationsleittechnik bekannte und etablierte Standard IEC 61850 bietet die Grundlagen dazu

●Die Arbeiten zu den notwendigen Erweiterungen sind im Gange – mit dem Projekt Web2Energy konnte hierfür eine wertvoller Beitrag geleistet werden

Web2Energy, Informationstreffen 12.9.2012