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
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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 Bulletin SEV/VSE 3/03 33 I Normung IP. Die Elektrizi- nach einem effizienten Netzbetrieb Substation tätsversorgungs- gerecht zu werden, müssen die Daten aus unternehmen der Schaltanlage möglichst nahtlos in das (EVU) setzen CIM übernommen werden. Dabei müssen Control Center vermehrt schnelle die folgenden Schritte rcC-View umgesetzt ; Kommunikations- werden: I f LLNO ; j netzwerke auch zur - Die für die Netzleitstelle relevanten ; ; ; Feederl Kommunikation Daten der Schaltanlage müssen in der zwischen der Fernwirk-Anbindung zusammenge- Leitstelle und den fasst und mit Hilfe von IEC61850 zur Unterstationen ein. Netzleitstelle übertragen werden. 1 Physical Device Damit steht auch Dabei werden die in IEC 61850 I 1 Logical Device I I Logical Node für diese spezifizierten Datenstrukturen verwendet. I 1 Data Set nikationsverbindung Das Prinzip ist in Bild 6 dargestellt. ] Data Object ein TCP/IP- - In der Netzleitstelle müssen die Kanal zur Verfügung. empfangenen Daten in das CIM-Datenmo- Bild 6 Zusammenfassung der für die Netzleittechnik relevanten Daten («Control dell abgebildet werden. Die beiden Center View») in der Fernwirkanbindung (Gateway) Mit der Spezifikationen sind soweit harmonisiert, durchgängigen Verwendung dass eine Abbildung der Datenpunkte Wendungsgebiete ausserhalb der von TCP/IP von der Netzleitstelle der Schaltanlage auf das CIM Stationsleittechnik gefunden haben. bis zum Prozess ist in den unteren der Netzleitstelle möglich ist. Das anwendungsspezifische Datenmodell Kommunikationsschichten die grundlegende Dies alleine reicht jedoch nicht, um definiert kommunikationsmässig nur Infrastruktur für eine durchgängige automatisch CIM-Daten mit Daten nach Namen/Adressen und Datentypen. Die Kommunikation vorhanden. Um jedoch einen IEC 61850 in Beziehung setzen zu können. dahinter liegende Semantik ist nur in durchgängigen Datenaustausch zwischen Zusätzlich ist eine systemweit den Teilen IEC 61850-7-3 und 1EC den Geräten aller Leitebenen zu ermöglichen, einheitliche Benennung aller Objekte 61850-7-4 definiert. Die SCL-Konfigu- müssen auch die oberen zumindest als «Technical Key» (technische rationsdatei beschreibt die projektspezifischen Kommunikationsschichten eine gemeinsame Objektidentifikation) notwendig. SCL, Namen und Datentypen. Damit ist Sprache sprechen. Dies ist zwischen den die Konfigurationssprache von IEC die Stack-Implementierung unabhängig heute verwendeten Protokollen nicht der 61850, und CIM stellen die Mittel dafür von der semantischen Definition und Fall. zur Verfügung, der Inhalt muss durch die kann auch für andere Anwendungsgebiete Die SPAG (Strategie Policy Advisory EVU definiert werden, z.B. auf der Basis kompatibel genutzt werden. Dies Group) des TC 57 hat deshalb von IEC 61346". verringert sowohl den Trainingsaufwand vorgeschlagen, für die Zukunft IEC 61850 Die Forderung nach einmaliger als auch den Wartungsaufwand für nicht nur für die Kommunikation innerhalb Datenprojektierung wird durch eine durchgängige Kommunikation. So werden zum Beispiel für der Schaltanlage, sondern auch für Systembeschreibung erfüllt. Die Windkraftwerke durch das TC88'6) im die Kommunikation zwischen der Schaltanlage Beschreibung der Schaltanlage durch SCL 1EC61400-25" spezifische logische und der Netzleitstelle zu verwenden. beinhaltet nicht nur die für die Sekundärtechnik Knoten und Datenobjekte definiert. Dies Eine durch die SPAG eingesetzte relevanten Konfigurationsdaten, könnte auch generell für Kraftwerke Arbeitsgruppe konnte nachweisen, dass die sondern auch die Topologie der getan werden. Kommunikationsdienste gemäss IEC Primärtechnik. Die dabei verwendete Hierarchie Es liegt nahe, IEC61850 auch ausserhalb 61850 die Anforderung für eine Kommunikation (Station - Spannungsebene - Feld - der Schaltanlage für die Kommunikation zwischen Netzleitstelle und Gerät) stimmt mit der Hierarchie des zum Netzleitzentrum, den Unterstation (Schaltanlage) erfüllen. CIM überein. Netzmanagementsysteme Echtzeitdatenaustausch zwischen Somit bietet IEC 61850 die Grundlage können die SCL-Datei einlesen und daraus Netzleitzentren und für den Leitungsschutz für eine durchgängige Kommunikation z.B. die Netzdatenbank generieren. (Differenzialschutz, Distanzschutz) zu auf allen Kommunikationsschichten. Die Der Ablauf ist in Bild 7 schematisch verwenden, da dort die gleichen Daten Forderungen für einen effizienteren dargestellt. und Dienste wie bei der Schaltanlagenautomatisierung Netzbetrieb, wie sie einleitend beschrieben IEC 61850 als durchgängige Kommunikation auftreten. wurden, verlangen jedoch für die ganze bis zur Netzleitstelle zusammen Leit- und Fernwirktechnik unter anderem mit IEC 61970 als Datenmodell zur auch einheitliche Datenmodelle. Verwendung innerhalb der Netzleitstelle er- Die einer Grundlagen Aspekte einheitlicher Datenmodelle durchgängigen Kommunikation IEC 61850 beschreibt die Daten der zum Netzleitzentrum Schaltanlage als hierarchische, Durchgängige Kommunikationsprotokolle objektorientierte Struktur, welche für die Übertragung der Daten in Echtzeit optimiert Bild 1 gibt einen Überblick über die ist. IEC61970" definiert ein Datenmodell o- Stations- Netzmanagementsystem,o" Kommunikationsprotokolle, welche derzeit des gesamten Energienetzes zur konfigurierungs- z.B. für bei IEC TC 57 für die Leit- und Verwendung innerhalb der Leitstelle, das werkzeug • Betrieb Fernwirktechnik auf dem Gebiet der CIM (Common /nformation AVodel). Dieses • Schutz • Wartung Elektrizitätsversorgung spezifiziert sind. Die neueren Datenmodell beinhaltet die für die Protokolle inklusive TASE.2I7) und Leitstelle relevante Sicht der Daten aus IEC 60870-5-104 basieren auf TCP/ der Schaltanlage. Um der Anforderung Bild 7 Austausch der Konfigurationsdaten 34 Bulletin SEV/AES 3/03 u Schaltanlagen füllen somit alle Anforderungen für einen effizienten Netzbetrieb. Station A Station B Nutzungsmöglichkeiten der durchgängigen Kommunikation Wartung Geräte, welche IEC-61850-kompatibel sind, werden durch eine SCL-Gerätedatei beschrieben. Dies erlaubt einen standardisierten Einbezug aller Geräte in die System-Projektierung - etwa bei Retrofit oder bei Erweiterungen. Komplexere Geräte können direkt mit dieser Datei konfiguriert werden, oder die Datei kann zumindest aus dem jeweiligen Gerät gelesen werden. Aber auch sehr einfache Leitung Geräte, welche gar nicht oder nur -X beschränkt konfigurierbar sind, müssen durch solch eine Datei beschrieben sein. Die Systemkonfiguration und die kom- Bild 8 Die Benutzung des LN PSCH (Schutzschema) für den Leitungsschutz basierend auf dem Distanzschutz munikationsbezogene Gerätekonfiguration (LN PDIS) von Stationsleitsystemen nach IEC Andere logische Knoten sind PTOC (Überstromschutz mit Zeitverzögerung), PTRC (Auslösekonditionierung) und 61850 sind in SCL-Systemdateien XCBR (Leistungsschalter). beschrieben (Bild 5 in [1]). Damit ist der systembezogene Konfigurationsteil unabhängig vom Gerätetyp oder der Geräte- gige Systembeschreibung eine zentrale genauere Spezifikation der Funktionalität Version. Beim Ersatz durch ein funktionell Verwaltung aller Systemkonfigurationsdateien der logischen Knoten ergänzt werden kompatibles Gerät können die mit Versionsverwaltung von muss, welche bei einer bestehenden «alten» Systemdaten wieder geladen werden. einem zentralen System aus. Dabei muss Anlage in der Regel schon vorhanden ist. allerdings die Benutzungsstrategie Geräteparameter und Gerätekonfiguration festgelegt werden. So stellt sich beispielsweise Einbindung der Stationsleittechnik in sind in geräte- bzw. herstellerspezifischen die Frage, ob das zentrale System Überwachung, Asset Management Dateien beschrieben. Das bedeutet, nur als Archiv verwendet und mit den und Planung dass beim Retrofit entweder ein auch hier dezentral vorhandenen Dateien gearbeitet Die Definitionen des IEC 61850 sind kompatibler Gerätetyp benutzt oder ein wird, oder ob alle Änderungen zentral auch auf eine standardisierte Leittechnik- funktionell gleiches Gerät entsprechend geplant, vorprojektiert und dann die Schnittstelle in der Primärtechnik projektiert werden muss, bevor die SCL- resultierenden, geänderten Konfigurationsdateien anwendbar. Dazu müssen die Primärtechnikgeräte Systemdaten geladen werden können. verteilt werden. natürlich über eine Elektronik Die Verwaltung aller Konfigurationsdaten Die herstellerunabhängige verfügen, die es ermöglicht, auch inklusive des Ladens auf alle Geräte Gerätebeschreibung erlaubt ferner, dass auch Managementdaten wie Geräte-Seriennummern, kann jedoch herstellerunabhängig gelöst Systemerweiterungen später noch durchführbar Hersteller, Gerätetyp und gerätebezogene werden. Alle Typen von Konfigurationsdateien sind, soweit eine eventuell nötige Überwachungsdaten wie Zahl der lassen sich mit Standard-Methoden Nachführung der Funktionsprojektierung Schaltungen, Kontaktabbrand usw. direkt (FTPI8) oder IEC 61850) auch von in den alten Geräten - z.B. für Verriegelungen von diesen Primärtechnikgeräten fern - z.B. von einem zentralen Konfigu- - gelöst werden kann. Bei abzufragen. Eine durchgängige Kommunikation rationsverwaltungssystem - auf ein Erweiterungen muss ferner bedacht werden, und das standardisierte Datenmodell Stationsleitsystem bringen und von dort in dass die Umkonfiguration oder funktionelle erlauben es, diese Daten auch für ein die Geräte laden, was sowohl lokal als Erweiterung von Geräten immer zentrales Asset-Managementsystem direkt auch von fern veranlasst werden kann. Es noch mit proprietären Software-Werkzeugen aus den Schaltgeräten zu erhalten, um ist klar, dass entsprechende Fernladevorgänge erfolgt. Eine Erweiterung um z.B. dessen Datenbanken aufzubauen auch entsprechende Sicherheitsmerkmale Zusatzfunktionen wie reine Überwachung, oder um die Konsistenz der Asset-Mana- aufweisen müssen. Aber schon die keine Änderungen an bestehender gementdaten und der realen Primärtech- die zentrale Archivierung und das Funktionalität erfordert, ist jedoch immer nik automatisch zu prüfen. Damit können Zurückholen zentral archivierter Konfigurationsdaten einfach möglich. viele Probleme der Datenbankpflege vom fernen Server auf die Geplante Systemerweiterungen können gelöst werden. Stationsebene bringt eine grosse Erhöhung in Form von SCL-Dateien mit Eine solche Lösung empfiehlt sich der Datenkonsistenz und der zusätzlichen Funktionsbeschreibungen jedoch nur, wenn die Daten wirklich direkt Datensicherheit. Damit kann korrektive Wartung spezifiziert und an Hersteller abgegeben aus der Primärtechnik ausgelesen werden für alle Geräte - unabhängig von Hersteller werden, die damit Machbarkeit und Kosten können. Die Verwaltung von oder Typ - mit den gleichen Software- schneller und einfacher bestimmen Managementdaten beispielsweise in weiteren Werkzeugen durchgeführt werden. können. Ausserdem wird die Spezifikation Datenbanken auf Stationsebene, nur weil Wie bereits angedeutet, erlauben die um einiges genauer. Dies ist natürlich das IEC-61850-Datenmodell dies erlaubt, herstellerunabhängigen Datei-Management-Dienste auch für Neuanlagen möglich, schafft eher zusätzliche Probleme, da und die herstellerunabhän¬ obwohl dort die SCL-Datei noch um eine dann bei Anlageänderungen mehrere geo- Bulletin SEV/VSE 3/03 35 I Normung grafisch verteilte Datenbanken angepasst werden müssen. Station A Station B Die standardisierten Erweiterungsmöglichkeiten in IEC 61850 erlauben es auch, existierende logische Knoten wie MDIF MDIF Abtastwerte ZLIN für Leitungen oder ZGEN für J Zeiger Generatoren um Planungsdaten - eE iE beispielsweise für Leitungsdaten PDIF PDIF Netzberechnungen - zu erweitern. Weiter können zusätzliche logische Knoten definiert ZSI werden, etwa für dynamische Daten IT PTRC PTRC wie der momentane Spannungszustand (Spannung, geerdet, passiv) an topologi- HZ HZ schen Knoten. Alternativ können solche TCTR XCBR XCBR TCTR Daten ins CIM integriert werden, falls sie nicht schon darin enthalten sind. Um Leitung grösstmöglichen Nutzen zu haben, sollte -X H die Art und Weise für allgemein benutzte Daten zumindest innerhalb eines EVU - wenn nicht international - entschieden und standardisiert werden. Sowohl SCL Bild 9 Das Schema eines Leitungsdifferenzialschutzes mit Anwendung des LN PDIF (Differenziaischutz) und als auch CIM als Konfigurationsbeschrei- des LN MDIF (Differenzialdaten) bungssprachen sind methodisch für solche Die anderen aufgeführten LNs sind TCTR (Stromwandler), PTRC (Auslösekonditionierung) und XCBR Erweiterungen vorbereitet. Je nachdem, (Leistungsschalter). ob die unterstützte Funktionalität schon auf Stationsebene oder erst im Netzbereich gebraucht werden kann und tanzen von etwa 130 km ermöglichen, ist sich auf das Zusammenstecken der wie wichtig der Kommunikationsaspekt für viele Zwecke eine direkte Anwendung Geräte mit bekannten Kommunikationskomponenten bei den zugehörigen dynamischen Daten von IEC 61850 naheliegend. aus der Ethernet-Welt, ist, kann entschieden werden, auf welche deren Konfiguration allerdings bei Weise sie in das allgemeine Modell Einbindung von Business-Systemen komplexeren Systemen so entworfen werden eingeführt werden. Die Informationen für den Energiehandel muss, dass die Systemperformance werden in den Stationen erfasst und insbesondere der Echtzeitfunktionen gewährleistet Erweiterte Anwendung im Schutz über IEC61850 innerhalb der jeweiligen ist. Der Standard IEC 61850 ist von seiner Station und eventuell auch nach aussen Die Komplexität ist damit zu den Aufgabenstellung her auf die Kommunikation weitergeleitet. Die Schnittstelle zu den Entwicklern der kommunizierenden Geräte in Schaltanlagen ausgerichtet. Da Business-Systemen erfolgt jedoch und der Projektierungs- und jedoch dieselben Informationen und sinnvollerweise auf der Netzleitebene. Deshalb Planungswerkzeuge verschoben, d.h. zu den Übertragungsmechanismen (Objekte und sollte diese Verbindung durch eine Systemlieferanten. Neben einer einfacheren Dienste) auch für den Leitungsschutz Erweiterung des CIM geschehen. Kommunikation bringt dies den Anwendern (Distanzschutz: Freigaben, Verriegelungen, auch einfachere Nutzungskonzepte Auslösungen, Zonen- und und eine einfachere Systempflege. Richtungsinformation; Differenziaischutz: Bewertung Abtastwerte oder Zeiger) benötigt werden, Der Standard IEC 61850 ist ein ist die Anwendung von IEC 61850 leistungsfähiger Standard einer neuen Ausblick auf Internet- eine erhebliche Vereinfachung: Daten Generation, der die heutigen und zukünftigen Technologien müssen nicht umkodiert oder umgerechnet Anforderungen an die Interoperabilität Der Aufbau des IEC 61850, der das werden, sondern stehen an beiden abdeckt. Er kann so den Grundstein für Applikationsmodell mittels eines Mapping Leitungsenden mit gleicher Syntax, eine durchgängige Kommunikationslösung von einem vorliegenden Protokoll- Semantik und Codierung zur Verfügung. für Netzbetreiber bilden. Erste Stack trennt, erlaubt es sehr einfach, dieses Gleiches gilt auch für zukünftige Aktivitäten dazu laufen bereits. auf andere Stacks zu übertragen. Im Funktionen wie die Verriegelung und der Der Standard ist sehr umfangreich (bis Sinne einer offenen Kommunikation sind Einbezug der Trenner und Erderstellung am heute 14 Teile) und wird als komplex dafür auch Internet-basierende Technologien jeweils anderen Ende der Leitung. Speziell angesehen. Seine Anwendung wird jedoch oberhalb von TCP/IP durchaus für den Leitungsschutz ist sowohl durch seine Objektorientierung für den angebracht. ein LN PSCH («Schutzschema») als auch Benutzer sehr einfach. Die Applikationen Ein Mapping des Client-Server-Teils ein LN MDIF («Differenzialdaten») im benutzen ein Datenmodell mit klarer von IEC 61850 (Bild 5) auf HTTP/XML Standard enthalten (Bilder 8 und 9). Syntax und eine Semantik aus dem - beispielsweise mit SOAP-basierten Selbstverständlich könnten auch Benutzeralltag. Regeln erlauben eine Erweiterung Services - erlaubt es, Internet-Technologien andere Stacks verwendet werden. Beispielsweise um Daten mit neuer Semantik, und Anwendungs-Entwicklungsum- könnte der Physical Layer statt auf ohne die Vorteile des Standards zu gebungen direkt zu verwenden. Dies Glasfaser auch auf Funk basieren, oder opfern. Spezielles Kommunikationswissen kann ein Standardbrowser als Client sein moderne Hochgeschwindigkeitsnetze wie beispielsweise Nummerncodes oder oder auch eine Anwendung, welche mit wie SDHI9) könnten einbezogen werden. Adressierung ist nicht notwendig. Der den üblichen Entwicklungsumgebungen Da Single-Mode-Fasern aber bereits Dis¬ physikalische Systemaufbau beschränkt für Web-Anwendungen geschrieben 36 Bulletin SEV/AES 3/03 I Schaltanlagen wird. Insbesondere für Wartungsdienste Wolfgang Wimmer ist in der ABB Schweiz AG im 7 Cenelec: Comité Européen de Normalisation Electrotechnique Komitee für elektrotechnische oder auch für Überwachungs- und Asset- Bereich Utility Automation als System-Ingenieur für - Europäisches Normung, Brüssel, http://www.cenelec.be die Entwicklung von Systemen für Substation, Managementanwendungen bietet sich 8 TK 57: Technisches Komittee «Netzleittechnik und Automation und Monitoring tätig. Er ist Mitglied in der damit eine Implementierung, zugehörige Kommunikationstechnik», Electrosuisse kostengünstige WG 11 des TC 57 der IEC und im Editorteam für den 9 Cigré: Conseil International des Grands Réseaux wodurch sich alle Investitionen in IEC 61850. Electriques (à haute tension), Paris, http://www.cigre. org die IEC-61850-Modell-basierten Anwendungen ABB Schweiz AG, 5401 Baden, wolfgang.wimmer@ 10 IEEE: Institute of Electrical and Electronics und ch.abb.com Engineers, http://www.ieee.org Projektierungswerkzeuge 11 VDE: Verband der Elektrotechnik Elektronik wiederverwenden lassen. Für zeitkritische Informationstechnik, http://www.vde.de 1 Bezug von allen publizierten IEC-Normen: http:// 12 Funktionen ist diese Nutzung jedoch Kommunikationsstack nach ISO/OSI 7498: Aufbau in www.normenshop.ch sieben Schichten mit definierter Funktionalität Verteilnetzautomatisierung nicht zu empfehlen. Für 2 IEC: International Electrotechnical Commission, Genf, 13 Ethernet: IEEE 802.3 und ISO/IEC 8802-3 oder verteilte Erzeugung http://www.iec.ch 14 TCP/IP: Transmission Control Protocol/Internet 3 ISO: International Organization for Standardization, Protocol, siehe z.B. http://www.ietf.org (Mikroturbinen, Virtual Utility) könnte 15 http://www.iso.org MMS: Manufacturing Message Standard, ISO/IEC sie effiziente und kostengünstige 9506 4 ITU: International Telecommunication Union, http:// 16 TC 88: Wind Turbine Team Implementierungen und Synergien mit www.itu.int Systems - Project «Communication Standards for Control and Monitoring of Mainstream-Kommunikationstechnologien 5 Schweizerisches CES: Comité Electrotechnique Suisse - Wind Turbine Plants», http://www.iec.ch bieten. Die Leistungsfähigkeit bezüglich Elektrotechnisches Komitee, http://www.electro 17 TASE.2: definiert in IEC 60870-6, identisch mit ICCP Antwortzeit und Durchsatz mlisste dann suisse.ch 18 FTP: File Transfer Protocol, siehe z.B. http://www. 6 Electrosuisse: Verband für Elektro- Energie- und ietf.org untersucht werden. 19 jedoch sorgfältig Informationstechnik, http://www.electrosuisse.ch SDH: Synchronous Digital Hierarchy Referenz [1] K. P. Brand, VIl Wimmer: Der Standard IEC 61850 - Offene Kommunikation in Schaltanlagen im deregulierten Strommarkt. Bulletin SEV/VSE 93, 1 (2002) 9-13 Angaben zu den Autoren Rudolf Baumann ist bei der Etrans AG zuständig für die übergeordnete Projektleitung und IT-Koordination sowie für Fragen der Strategie und Unternehmensentwicklung. Er ist Vorsitzender des Schweizerischen TK57, des Spiegelkomitees des TC57 der IEC La norme CEI 61850 und Mitglied verschiedener Arbeitsgruppen. Etrans AG, CH-5080 Laufenburg, rudolf.baumannê CEI 61850 dans les postes de couplage, élément crucial etrans.ch d'une solution intégrale de communication pour Klaus-Peter Brand ist in der ABB University de réseau Switzerland der ABB Schweiz AG für Schulung, Ausbildung l'exploitant und Beratung u.a. im Bereich Power System Les coûts définitifs de l'énergie électrique sont pour les deux-tiers environ Management tätig. Er ist Mitglied im SC B5 der Cigré, im imputables à l'exploitation du réseau. Il est donc évident que les exploitants de TK 57, in der WG 10 des TC 57 der IEC und im Editorteam réseau doivent l'efficacité et réduire les coûts dans tous les domaines. für den IEC 61850 und IEEE Senior Member. augmenter Outre la les et les de la ABB Schweiz, CH-5401 Baden, klaus-peter.brand@ technique primaire - comme lignes postes couplage - ch.abb.com technique de commande représente, jusqu'à la commande supérieure du réseau, un Christoph Brunner ist in der ABB Schweiz AG im facteur de coûts non négligeable. Dans ce domaine, l'article tente de présenter une Bereich Hochspannungsprodukte zuständig für die possibilité d'obtenir une solution optimale par des efforts conséquents de prozessnahe Kommunikation. Er ist Mitglied im TK standardisation. Une solution la de commande et de téléaction 57, Vorsitzender der WG 12 des TC 57 der IEC und intégrale pour technique Mitglied im Editorteam für den IEC 61850 und IEEE pour l'échange d'informations et la gestion des données, du palpeur au poste de Member. commande, peut être réalisée à l'aide de la norme CEI 61850'k ABB Schweiz AG, CH-8050 Zürich, Christoph. brunner@ ch.abb.com felliilU TH -J—i ,i ,i Twiline m i_j«*» Ja Der 2-Draht-Bus W. Wahli AG, Freiburgstrasse 341, 3018 Bern Ww^^^MêèÊ Telefon 031 996 13 33, Telefax 031 996 13 34 www.wahli.com Bulletin SEV/VSE 3/03 37