Der Standard IEC 61850
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Der Standard IEC 61850 Autor(en): Baumann, Rudolf / Brand, Klaus-Peter / Brunner, Christoph Objekttyp: Article Zeitschrift: Bulletin.ch : Fachzeitschrift und Verbandsinformationen von Electrosuisse, VSE = revue spécialisée et informations des associations Electrosuisse, AES Band (Jahr): 94 (2003) Heft 3 PDF erstellt am: 04.10.2021 Persistenter Link: http://doi.org/10.5169/seals-857525 Nutzungsbedingungen Die ETH-Bibliothek ist Anbieterin der digitalisierten Zeitschriften. Sie besitzt keine Urheberrechte an den Inhalten der Zeitschriften. Die Rechte liegen in der Regel bei den Herausgebern. Die auf der Plattform e-periodica veröffentlichten Dokumente stehen für nicht-kommerzielle Zwecke in Lehre und Forschung sowie für die private Nutzung frei zur Verfügung. Einzelne Dateien oder Ausdrucke aus diesem Angebot können zusammen mit diesen Nutzungsbedingungen und den korrekten Herkunftsbezeichnungen weitergegeben werden. 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Ein Dienst der ETH-Bibliothek ETH Zürich, Rämistrasse 101, 8092 Zürich, Schweiz, www.library.ethz.ch http://www.e-periodica.ch I Schaltanlagen Der Standard IEC 61850 IEC 61850 in Schaltanlagen als Kern einer durchgängigen Kommunikationslösung für den Netzbetreiber Rund zwei Drittel der Endkosten für die elektrische Energie Alle diese Forderungen verlangen nach umfassenden, aufeinander Es gehen zulasten der Netzbenutzung. stellt sich daher klar die abgestimmten Standards, welche durchgängig Forderung nach mehr Effizienz und Kostensenkung in allen und für alle Anwendungsbereiche anwendbar sind. Dies kann nur durch eine Bereichen durch die Nebst Netzbetreiber. der Primärtechnik - neue Generation von IEC2'-Standards wie etwa Leitungen und Schaltanlagen - ist auch die Leittechnik erfüllt werden. bis hin zur übergeordneten Netzführung ein nicht zu vernachlässigender Kostenfaktor. Für diesen Bereich möchte dieser Beitrag Heutige Standards des IEC TC 57 für den Netzbetrieb einen wie durch möglichen Weg aufzeigen, konsequente Das IEC TC 572) hat bereits Mitte der Bemühungen in der Standardisierung eine optimale Lösung erzielt 60er-Jahren begonnen, internationale für die werden kann. Eine durchgängige Lösung für die Leit- und Kommunikationsprotokolle Fernwirktechnik zu standardisieren. Dabei Fernwirktechnik bezüglich Informationsaustausch und Datenverwaltung musste damals auf die vorhandenen vom Sensor bis hin zur Leitstelle kann mit Hilfe des Übertragungsmöglichkeiten genauso Rücksicht genommen werden wie auf das Standards IEC 618501) aufgebaut werden. allgegenwärtige, heute immer noch existierende extreme Umfeld des elektrischen Netzes, sowohl in klimatischer Hinsicht als auch bezüglich elektromagnetischer Störungen. Innerhalb der letzten Jahre wurden so verschiedene internationale Standards für die Leit- und Fernwirktechnik erarbeitet, welche heute zum grössten Teil weltweit breite Anwendung finden. Bild 1 zeigt eine Übersicht über die Für den elektrischen Energiemarkt - technik. Schnittstellen werden verschoben, vorhandenen und in Ausarbeitung stehenden ob liberalisiert oder nicht - steht lediglich vervielfacht und bekommen IEC-Standards des TC 57. ein einziger Marktplatz zur Verfügung: spezielle Bedeutungen. Im Rahmen der Neben den Standards der ISO3' und das elektrische Netz, das - aufgeteilt in Kostensenkung für den Netzbetrieb werden ITU4) sind die der IEC die weltweit die verschiedenen Netzebenen - von neue Betriebs- und Unterhaltskonzepte anerkannten Standards auf dem Gebiet realisiert, welche ebenfalls Auswirkungen der Elektrizitätsversorgung, die in der auf die Leit- und Fernwirktechnik Schweiz durch den CES5) der Electro- Klaus-Peter Rudolf Baumann, Brand, mit sich bringen. Ein effizienter und suisse6' mitbestimmt und europäisch Christoph Brunner, Wolfgang Datenaustausch über alle durch die Cenelec7' übernommen werden. Wimmer durchgängiger Netzebenen und auf allen Leitebenen ist In der IEC werden die Standards für somit eine absolute Notwendigkeit die Leit- und Fernwirktechnik durch die einer grossen Anzahl Netzbetreibern geworden. Daraus ergeben sich klare Arbeitsgruppen im TC 57 entwickelt, unterhalten und betrieben wird. Forderungen, worauf die zukünftige Leit- und dessen Spiegelgremium in der Schweiz Nebst dem Auftrag der Netzbetreiber Fernwirktechnik basieren muss, nämlich: das TK 578) ist. für eine sichere und zuverlässige - auf wohl definierten Schnittstellen zur Bei der Ausarbeitung eines Standards Energieversorgung stellt sich aber je länger je Primärtechnik nach dem «Plug and ist neben der zeitlichen Komponente der mehr die Forderung nach mehr Effizienz Play»-Prinzip; Einbezug aller möglichen Beteiligten von und Kostensenkung, und zwar sowohl für - auf Kommunikationsmitteln nach grösster Bedeutung. Während die Bau und Unterhalt, Betriebsführung als Stand der Mainstream-Kommunikationstechnik; Anwender vor allem bei der Definition der auch für Verwaltung und Abrechnung. Anforderungen und Testprozeduren Bedingt durch den Kostendruck - auf einheitlichen, erweiterbaren gefordert sind, ist die Definition des kommt es neben der Optimierung und Datenmodellen, welche die Anforderungen Standards eher eine Aufgabe der Hersteller. Rationalisierung im eigenen Unternehmen der Netzbetreiber erfüllen; Daneben sind jedoch auch Hochschulen, häufig - und dies wird in Zukunft - auf Projektierungswerkzeugen für Branchenverbände sowie andere nationale vermehrt auftreten - zu Fusionen, diese durchgängigen und konsistenten und internationale Gremien und Übernahmen oder Kooperationen. Dies hat Datenmodelle; Beraterfirmen in den Arbeitsgruppen neben organisatorischen auch viele - und auf einer einheitlichen vertreten. Oft werden Anforderungen oder technische Konsequenzen, insbesondere auch Systembeschreibung einschliesslich der Vorschläge von Organisationen wie auf die Systeme der Leit- und Fernwirk¬ Dokumentation. Cigré9', IEEE10' oder auch nationalen Bulletin SEV/VSE 3/03 31 I Normung Netzbetreiber x Netzbetreiber y Applikation Leitstelle Station Primärprozess Datenmodelle, Schnittstellen Kommunikationsprotokolle IEC 60353 IEC 60481 IEC 60870-5-101 IEC 60050-371 IEC 60495 Pkt.-Pkt. FW-Protokoll Vokabular der IEC 60663 Fernwirktechnik TFH-Technik IEC 60870-5-102 ZW-Erfassung und Übertragung IEC 60870-5-103 IEC 60870-5-103 Schutzgeräte Schutzgeräte Kommunikation Kommunikation IEC 60870-5-104 IEC 60834 FW-Protokoll über IEC 62325 Schutzsignal-Ubertragung Kommunikation für den Netzwerke (TCP/IP) deregulierten Energiemarkt IEC 61334 IEC 61334 IEC 60870-6 Systeme/Kommunikation Systeme/Kommunikation Leitstellen - Leitstellen IEC 61970 über Verteilnetz über Verteilnetz Kommunikation TASE.2 (ICCP) EMS-Programm- schnittstelle, CIM IEC 61850 IEC 61850 Kommunikationsnetze Kommunikationsnetze und Systeme und Systeme IEC 61968 in Stationen in Stationen Systemschnittstellen für Netzführung IEC 62210 Daten- und Kommunikationssicherheit IEC-Normen in Vorbereitung | | gültige IEC-Normen Bild 1 Standards des IEC TC 57 Scada: Supervisory Control And Data Acquisition (Grundfunktionen jedes Leitsystems); CIM: Common Information Model von IEC 61970; FW: Fernwirken; ICCP: Inter Center Communication Protocol, entspricht TASE.2 aus IEC 60870-6; THF: Iräger-Hochfrequenz (Datenübertragung über Stromleitungen) Gremien wie VDE"' in die IEC-Arbeits- gruppen eingebracht. Auf diese Art ist gewährleistet, dass ein Standard breite Erstellung der Normen Akzeptanz findet und möglichst alle gestellten Hersteller Anforderungen erfüllt (Bild 2). Anwender (EVU) Ein Standard im heutigen komplexen International Arbeitsgruppe Beratungsfirmen Umfeld von Netzwerken und Hochschulen Informatikanforderungen ist nie ganz fertig und abgeschlossen. Für seine Akzeptanz und Andere Organisationen [ seine Anwendung muss er permanent unterhalten und erweitert werden. Dies erfolgt heute mit Vorteil unter Mitwirkung von möglichst internationalen Beantragen, Überprüfen und Benutzergruppen (User Groups), welche Regional Verabschieden der Normen z.B. Anwendungserfahrung und neue Europa Hersteller Anforderungen zuhanden der IEC-Arbeitsgrup- / Anwender (EVU) pen einbringen. electro;iuisse^ Beratungsfirmen National ces z.B. Schweiz Hochschulen Der Kommunikationsstandard Andere Organisationen IEC 61850 Kommunikation in der Schaltanlage Das Anwendungsgebiet des Standards IEC 61850 «Communication Networks Bild 2 Nationale und internationale Normengremien 32 Bulletin SEV/AES 3/03 I Schaltanlagen and Systems in Substations» ist die Diensten melden. gesamte Kommunikation für alle Funktionen Objekte und Dienste =E1 in der Schaltanlage. Das Ziel ist die bilden das Funk- Interoperabilität der Geräte verschiedener tions- oder =QA1 =L1 =QB1 Hersteller, d.h. der Austausch von Applikationsmodell und Informationen und die Nutzung für die entsprechen den <Substation Name=""> jeweils eigene Funktionalität. Eine Einführung Anforderungen der «CVoltageLevel Name="El"> <Bay Name="Ql"> in diesen Standard findet sich in [1]. Schaltanlage bzw. <Device Name="QAl" Type="CBR"> Durch seinen von der Anwendung her