Grüne Batterien der Alpen

Die tragende Säule der Verbund ist die Wasserkraft. Österreichs führendes Stromunternehmen nutzt sie dazu, CO2-freien Strom zu erzeugen und trägt mit seinen Pumpspeicherwerken dazu bei, Strom umweltfreundlich zu speichern. Denn als Grüne Batterien der Alpen können die Pumpspeicherkraftwerke die schwankende Erzeugung von Strom aus Sonnen- und Windkraftanlagen ausgleichen. Im Oktober 2011 konnte die Verbund Hydro Power AG nach fünf Jahren Bauzeit das Pumpspeicherwerk Limberg II in Betrieb nehmen. Die ca. 400-Millionen-Euro-Investition liefert wertvolle Ausgleichs- und Regelenergie und soll die Leistungsfähigkeit Österreichs als Grüne Batterie Europas stärken. Das größtenteils unterirdisch liegende Pumpspeicherwerk gehört zu einer Gruppe von Wasserkraftwerken in den Hohen Tauern im Kapruner Tal. Es dient zur Stromerzeugung aus Wasserkraft und zum Pumpen von Wasser in den höher liegenden Speicher. Mit Limberg II erhöht sich die Turbinenleistung der Speicherkraftwerke Kaprun von 353MW auf 833MW. Die Leistungsaufnahme im Pumpbetrieb stieg von 130MW auf 610MW. Maschinenleittechnik und Hilfsbetriebesteuerung Nicht nur im Bereich der Wasserkrafttechnik, sondern auch bei der Leit- und Steuerungstechnik kommen modernste Systeme zum Einsatz. ABB hatte den Auftrag erhalten, die Maschinenleittechnik und die Hilfsbetriebesteuerung zu errichten. Als übergeordnetes Leitsystem des neuen Pumpspeicherwerks fungiert das System 800xA. Die Steuerungs- und Fernwirktechnik wird mit dem Automatisierungssystem AC500 realisiert. Die SPS-Familie ist passgenau skalierbar für die spezifische Automatisierungsaufgabe hinsichtlich der Leistung (verschiedene CPU-Typen), dem E/A-Mengengerüst, der Standard-Feldbusse wie z.B. Profibus DP, CANopen, Modbus usw. und den Vernetzungen (z.B. Ethernet, ProfiNet). Mit integrierten Funktionen wie Webserver und Datalogger und Hardware mit erweitertem Temperaturbereich (-30 bis +70°C) sind durchgängig kleine bis große Applikationen möglich: Von kleinen dezentralen Pumpstationen bis zu komplexen Anlagen in der Wasserwirtschaft. Übertragung sämtlicher Auslösungen Im Pumpspeicherwerk Limberg II wurden acht AC500-CPUs vom Typ PM573-ETH mit kombinierten DI/DO-Modulen verbaut. Als Teil der Gesamtanlage übertragen die SPSen sämtliche Auslösungen von den Außenanlagen des Kraftwerks. Dies wird redundant über eine Kupfer-2-Drahtleitung und eine LWL-Verbindung zwischen den Stationen realisiert. Die Steuerungen erfassen die Signale in jeder Station (Krafthaus Hauptstufe, Krafthaus Oberstufe, Kavernenkraftwerk und Schieberkammer Höhenburg) und leiten sie an die anderen Stationen weiter. Eine Auslösung (Abschaltung) findet nur dann statt, wenn beide Linien das gleiche Signal liefern. In der Station Hauptstufe werden die Informationen über eine Auslösung und über Stationsfehler mittels IEC-Fernwirkprotokoll an das Leitsystem übermittelt. Zu den Aufgaben der Steuerungen zählen die Not-Aus-Funktion, die über eine separate Ethernet-Schnittstelle realisiert wird, sowie die Antivalenz-Kontrolle der Auslöserelais der Linie A zu Linie B. Des Weiteren gewährleisten sie die Anbindung an drei Fernwirkrechner sowie die Vernetzung der einzelnen Stationen. Die AC500-Steuerungen bieten außerdem das Fernwirkprotokoll auf Basis des herstellerunabhängigen Standards IEC 60870-5-104 für die Generalabfrage und zum Senden von Datenpunkten wie Not-Aus und Antivalenz-Kontrolle der jeweiligen Stationen sowie von Warnungen und Störungen. SPS mit integriertem Fernwirkprotokoll Die AC500 bietet besonders gute Voraussetzungen für das Fernwirken. Da die Steuerung das Fernwirkprotokoll bereits integriert hat, ist keine zusätzliche Hardware erforderlich. Es wird auch keine zusätzliche Software benötigt, denn die erforderlichen Funktionsbausteine sind bereits Inhalt der Programmiersoftware PS501 V2. Die Telegramme werden schnell und kostengünstig per Internetprotokoll TCP/IP übertragen. Durch die Möglichkeit zweier unabhängiger Ethernetschnittstellen kann die integrierte Schnittstelle ausschließlich für das Fernwirken genutzt werden. Die Daten können dabei wahlweise in drei verschiedenen Modi gesendet werden: auf Anforderung, bei Datenänderung oder auch zyklisch auf Basis einer voreingestellten Zeit. Aufgrund der Entwicklungsarbeit im Zuge der Realisierung von Limberg II und der für den Kunden zufriedenstellenden Funktion hat ABB bereits Folgeaufträge für ähnliche Anwendungen erhalten.