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Weitere Anwendungen IEC 61850

Weitere Anwendungen der Norm IEC 61850

Fernwirktechnik • Windenergieanlagen (IEC 61400-25) •Dezentrale Energieversorgung

Präsentation während

der Fachtagung

Kommunikationsnormung

für die Schutz– und Stations-

leittechnik

IEC 61850 – Der Weg in die Praxis

11.-12.03.2003

(animierte Folien)

Präsentation während

der Fachtagung

Kommunikationsnormung

für die Schutz– und Stations-

leittechnik

IEC 61850 – Der Weg in die Praxis

11.-12.03.2003

(animierte Folien)

Schwarz Consulting Company, SCC Dipl.-Ing. Karlheinz SchwarzIm Eichbaeumle 10876139 Karlsruhe / Germany

Tel +49-721-684844Fax +49-721-679387Email schwarz@scc-online.deURL www.scc-online.de

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Weitere Anwendungen IEC 61850

IEC TC 57-Normen im Umfeld

• Fernwirktechnik (60870-5-101/104)

• Leitstellenkopplung (60870-6 TASE.2)

• EMS-API Common Information Model -CIM (61970-301) - komplettes Netz

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Weitere Anwendungen IEC 61850

(de)zentraleEnergiever-sorgung

IEC 61400-25(WPP Comm.)

...

CIMIEC 61970-301

(UML/XML)

Netzleitsystem

Computer system

- Transportnetz- Verteilnetz- Energiemanagement- Assetmanagement- etc.

IEC 61970

- Transportnetz- Verteilnetz- Primärtech.- Sekundärtech.- etc.

substations SCLIEC 61850-6(UML/XML)

Netz

IEC

61

85

0

nutzennutzen

nutzen

nutzen

The big picture

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Weitere Anwendungen IEC 61850

Station

Leitstelle

IEC

60

87

0-5

10

1/1

04

IEC-Normen für Fernwirken(klassisch: zwischen Netzleitstelle und Stationen)

LeitstelleIEC 60870-6TASE.2

IEC

60

87

0-6

TA

SE

.2 Protokoll:- MMS

IEC 61850

Protokoll:- MMS

IEC

61

85

0

IEC

61

40

0-2

5

(de)zentraleEnergieversorgung

IEC 61400-25

Protokolle:- MMS- 104- Web services- DNP3

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Weitere Anwendungen IEC 61850

Co

nfi

rura

tio

n la

ng

ua

ge

„Schichtenmodell“ IEC 61850 (61400-25)

me

ssa

ge

s

me

ssa

ge

s

Informationexchange

Abstractcommunication serviceinterface (ACSI)

publ./subscr., get,

set, control, ...

reporting, logging,

get IED description

publ./subscr., get,

set, control, ...

reporting, logging,

get IED descriptionWann ?Wann ?

Communication profiles

Ethernet,

TCP/IP, OSIEthernet,

TCP/IP, OSI

Mapping to e.g.MMS Wie?Wie?

Logical node and dataclasses, and commondata classes

Information Models

name tagged

informationname tagged

information

Was?Was?

IED Description

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Weitere Anwendungen IEC 61850

IEC 61850

Substations (HV, MV)SCADA1995 - 2003

IEC 61400-25Wind Power2001 - ...

Wiederverwendung

IEC 6??Solar, Fuel Cell, ... ?200x - ...

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Weitere Anwendungen IEC 61850

IEC TC 88 Project 25

IEC 61400-25:Communications

for monitoring and control of wind power plants

Im weitesten Sinne des Wortes,

im Nah- und Fernbereich

“für” im Sinne von“zur Unterstützung von

jeglicher Art von”

Jede Art von on-lineund off-line Überwachung

“of” im weitesten Sinne - nicht nur “mit” oder “zwischen”,sondern auch “innerhalb”

CD in Mai 2003

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Weitere Anwendungen IEC 61850

IEC 61400-25 und IEC 61850

IEC 61400-25 basiert auf IEC 61850

+ wind-spezifische Logische Knoten (LN)

+ wind-spezifische Datenobjekte (Data)

+ neue allgemeine Datenklassen (CDC)

+ neue Protokoll-Abbildungen

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Weitere Anwendungen IEC 61850

- Wind turbine- Wind generator- Nacelle- Rotor- Gear- Brake- Yaw- ...

- Wind turbine- Wind generator- Nacelle- Rotor- Gear- Brake- Yaw- ...

InformationModels

Informationen (Beispiel)

Drawing developed by the U.S. Department of Energy - Wind Energy Program

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Weitere Anwendungen IEC 61850

Generator: MeasurandsGenerator speedDuty factor sent to generatorSlipGenerator current (Weier)Generator bearing temperatureGenerator temperatureGenerator 2 temperature

Generator: MeasurandsGenerator speedDuty factor sent to generatorSlipGenerator current (Weier)Generator bearing temperatureGenerator temperatureGenerator 2 temperature

Generator: StatusinformationThyristor openingGenerator connectedHeat generator (order)Status word from Weier

Generator: StatusinformationThyristor openingGenerator connectedHeat generator (order)Status word from Weier Drawing developed by the U.S. Department of Energy

- Wind Energy Program

Real Wind GeneratorReal Wind GeneratorModelModel

Informationsmodelle IEC 61400-25

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Weitere Anwendungen IEC 61850

IEC 61850 (61400-25) Models

90 (10+) Standard LN Models (PDIS, XCBR, ...)

Auszug:

http://www.nettedautomation.com/qanda/iec61850/information-service.html#

10 (10) Standard Comm.-Service Models

MV, WYE, ...

30 (10+) Standard Common Data Classes

500 (200+) Standard Data (Pos, ...)OPC: Item

100 (100+) Standard Data Attributes (stVal, q, ...)

OPC: Properties

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Weitere Anwendungen IEC 61850

Presentation

Session

Transport

Network

Data Link

Physical

Application

InformationIEC 61850

Information exchangeIEC 61850

sampledvalues GOOSE

Ethertype

9-1 9-2

TCP

IP

Ethernet, ...

Physical

ASN.1

IEC 61850/ISO 9506

RFC 1006

Session

IETF

IEC 61850-8-1

IEC 61850 (61400-25) Mappings

IEC 61400-25: - 61850-8-1 - IEC 60870-5-101/104 - Web services (OPC XML-DA) - DNP3.0

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Weitere Anwendungen IEC 61850

IEC 61400-25: C-S ISO 9506 (MMS)IEC 60870-5-104Web services (XML)DNP3

IEC 61850 (61400-25) Mappings

Prozess + Model

nur Prozesssignale

Prozess + Model

nur Prozesssignale

61850: Samples Ethertype

61850: GOOSE Ethertype

61850: Client-Server ISO 9506 (MMS)

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Weitere Anwendungen IEC 61850

IEC 61400-25: C-S ISO 9506 (MMS)IEC 60870-5-104Web services (XML)DNP3

61400-25 Mappings

flexibleBinärkodierung

einfache Blockkodierung

flexible ASCII Kodierung

Modelle erhalten !!

einfache Blockkodierung

10x ... 20x ... längereNachrichten als MMS

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Weitere Anwendungen IEC 61850

61400-25 Mapping 60870-5-104

Hovedprinsipper:

• Ring-struktur -> Redundans

• Lokale ringer , RWAN

• Nasjonal ring, NWAN

ProSam:- (Betriebs-)Prozessdaten mit 60870-5-104- Rest mit Web services

ProSam:- (Betriebs-)Prozessdaten mit 60870-5-104- Rest mit Web services

by Harald Hilde, Stattkraft, Oslo

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Weitere Anwendungen IEC 61850

Ohne Worte!Ohne Worte!

R. Knox: Here's What's Wrong With XML-Defined Standards, Gartner Research, 2002-12

XML ?!

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Weitere Anwendungen IEC 61850

IEC TCs mit ähnlichenAnforderungen

TC 57 Power system control andassociated communications

IEC 61850,IEC 60870-5,IEC TASE.2,...

TC 82 Solar photovoltaic energy systems

TC 105 Fuel cell technologies

TC 88 Wind turbine systemsIEC 61400-25

K. Schwarz(Editor)

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Weitere Anwendungen IEC 61850

• USA: Anwendung der Norm für Gas und Wasser

Weitere Aktivitäten

• IEC 61850: Power Quality Objects

• USA: Electricity Innovation Institute - E2I

• USA: Consortium for Electric Infrastructure toSupport a Digital Society (CEIDS)

• USA: Distributed Energy Resources (DER) Com-munication Architecture Workshop, 17./18.3.03, Dallas

• IEEE SCC 36: Standard für Gasindustrie;Registrierung von Metadaten für die gesamteVersorgungsindustrie; Security

K. Schwarz(Referent)

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Weitere Anwendungen IEC 61850

Open Communication Architecture for DistributedEnergy Resources in Advanced Distribution Automation

CEIDS (USA)CEIDS (USA)

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Weitere Anwendungen IEC 61850

Zusammenarbeit

• IEC 61400-25 könnte die (Basis-)Norm für diedezentrale Energieversorgung werden

• Zusammenarbeit über „Wind“ hinaus

• Internationale Zuarbeiten abstimmen

• Hersteller und Anwender detailliert überCD IEC 61400-25 informieren

Sommer 2003Sommer 2003

• Zusammenarbeit der deutschen Anwender,Betreiber, Hersteller und Systemintegratorenunter dem Dach von DKE K 383organisieren (AK 383.0.1)

nächste Sitzung

AK 0.1 am

15. Mai 2003

nächste Sitzung

AK 0.1 am

15. Mai 2003

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Weitere Anwendungen IEC 61850

http://www.scc-online.de/std/61850