Stabile Energieversorgung

Die Energieversorgung ist der neuralgische Punkt moderner Industriegesellschaften. Eine flexible Netzabdeckung ist essenziell, um die mannigfachen Anforderungen von Privathaushalten, Industrie und öffentlichen Einrichtungen zu bewältigen. Störfälle erzeugen hohe Kosten und können schwerwiegende Folgen haben. Um eine gleichmäßige und leistungsfähige Energieabdeckung zu gewährleisten, ist die schnelle Behebung von Unregelmäßigkeiten im Hochspannungsnetz von höchster Priorität. Insbesondere bei der Inbetriebnahme komplexer Systeme treten häufig noch Abweichungen vom Standard auf. In der Frühphase von Projekten ist es besonders wichtig Störungsquellen ausfindig zu machen und zu beheben. In der weiteren Entwicklung werden dann die Regelkreise den spezifischen Gegebenheiten angepasst. Im späteren Dauerbetrieb ist es unerlässlich, den Charakter vereinzelt auftretender Störungen zu analysieren um die Gesamtperformance zu steigern. Unmittelbar nach Eingang der Störmeldung muss diese analysiert werden, um entsprechende Maßnahmen einleiten zu können. Störschreibern kommt mithin für die Gewährleistung einer stabilen Energieversorgung eine Schlüsselfunktion zu. Alle 100 bis 50 Mikrosekunden ein neuer Messwert Im Jahr 2001 suchte Siemens Energy nach einer Möglichkeit schnelle transiente Vorgänge zeitlich hoch aufgelöst aufzuzeichnen und die Messschriebe im Falle einer Störung schnell in der Leittechnik auswertbar zu machen. Bei vielen Anbietern konnte zu diesem Zeitpunkt erst mehrere Minuten nach dem Störfall eine Auswertung des Datenmaterials vorgenommen werden. Die Störschreiber der iba lieferten innerhalb weniger Sekundenbruchteile die Daten. Auch heute noch ist die Schnelligkeit der Datenerfassung mit hochauflösenden 10-20KSamples/s ein wichtiges Argument. Es lassen sich analoge und digitale Werte zugleich erfassen. Die Daten werden hoch aufgelöst und synchron verarbeitet. Alle hundert bis fünfzig Mikrosekunden wird ein neuer Messwert erfasst. Das Störschreiber-System basiert auf der Datenerfassungssoftware PDA-V6. Die Erfassung von direkten Messsignalen aus Strom- und Spannungswandlern wird mit Hilfe der Analog-/Digitalwandlerbaugruppe Padu-16-M oder über die modulare Padu-S-Technik realisiert. Alarm- und Statusmeldungen werden mit ibaNet750 an andere Systeme ausgegeben. Schließlich wird über Schnittstellenkarten aus der iba-Link-Familie eine große Anzahl von Signalen aus dem Leitsystem Siemens Simatic TDC erfasst. Durch die gute Konnektivität wurde eine nahtlose Integration in die Siemens-Leittechnik möglich. Die Übertragung erfolgt dabei über Lichtwellenleiter. Das hat den Vorteil, dass der Übertragungsweg Störungen gegenüber weitgehend unempfindlich ist. Während bei einem Kapazitätsausbau konventioneller Übertragungsformen häufig neue Kabel verlegt werden müssen, lassen sich bei Lichtwellenleitern mühelos zusätzlich Signale übertragen, ohne dass arbeitsintensive Veränderungen erforderlich würden. Messen im 100-fachen Messbereich ohne Genauigkeitsverlust Der Siemens Transmission Solutions Bereich setzt heute als Standard ausschließlich iba-Störschreiber ein. Im Laufe der langjährigen Zusammenarbeit erfolgten zahlreiche Anpassungen und Funktionserweiterungen der eingesetzten Hard- und Softwarekomponenten. Die Durchgängigkeit zwischen Leitsystem, Simulationssystem und dem Störschreibersystem wurde dabei im Bereich der Interface-Architektur optimiert. Die Technologie ist in der Lage, Störfälle zu erfassen, die den Standardwert um ein Vielfaches überschreiten. Im Normalbetrieb erhält ein Regelungs- oder Schutzsystem 1A von den Stromwandlern zur Verfügung gestellt, die möglichst genau aufgelöst werden müssen. Gleichzeitig ist für derartige Schutzsysteme vorgeschrieben, dass sie bis zum 100-fachen Überlaststrom messen müssen, sodass extreme Spitzen ebenfalls verfälschungsfrei aufgezeichnet werden. Solche extremen Differenzen können nur schwer erfasst werden. Daher wurden für diese Anwendung eigens eine Baugruppe entwickelt, die 1A im Nennbetrieb und 100A im Überlastbetrieb mit der vollen Auflösung von 16bit erfassen kann. Unterwasser-Energietransport über 145km Länge Beim Projekt Finnland/Estland (\“Estlink\“) ist Siemens Energy als Generalunternehmer dafür verantwortlich, einen Unterwasser-Energietransport über eine Länge von 145km von Finnland nach Estland sicherzustellen. An die Leittechnik werden dabei hohe Anforderungen gestellt: so sollen beispielsweise aus einer vorhandenen AC-Verteilerstation über 500m Länge schnelle Signale zur Leittechnik geführt werden. Sogenannte \’Runups\‘ und \’Runbacks\‘ können Änderungen in der Leistungsübertragung auslösen, z.B. bei einem Lastabwurf im Netz. Dann muss die Leistung innerhalb kürzester Zeit von z.B. 400MW auf 100MW gesenkt werden. Martin Haushofer, verantwortlich für DC Hardware Engineering der Leittechnik bei der Siemens Energy Business Unit Transmission Solutions: \“Aufgrund der guten Erfahrungen mit den Störschreibern lag es für uns nahe, auch bei Control Signalen (also bei Signalen, die in der Leittechnik zur Regelung des Gesamtsystems verwendet werden) auf iba-Technik zurückzugreifen und die gleichen Schnittstellen hierfür zu nutzen.\“ Bei den Anwendungen werden die erfassten Signale beim Auftreten von Störereignissen (sog. Trigger) im .dat-Format auf dem PC gespeichert und anschließend über das Netzwerk automatisch an einen Analyse-Rechner im Kontrollraum weitergeleitet. Von dort aus ist mit wenigen Sekunden Versatz eine Analyse der Störfälle möglich. Dagegen ist es für die regelungstechnische Führung einer HGÜ-Anlage erforderlich, innerhalb weniger Millisekunden zu reagieren. Es handelt sich mithin nicht länger um ein reines Monitoring, sondern um die Übermittlung von Messdaten und Steuerungssignalen in Echtzeit. Das Messtechniksystem Padu-S gibt Signale an die Steuerung weiter und wird damit unmittelbar in den Regelkreis integriert. Die Hauptvorteile der Produkte sind für diese Anwendung in ihrem modularen und damit flexiblen Aufbau sowie der einfachen Integrationsfähigkeit in bestehende Systeme zu finden. Das Modularsystem Padu-S erfasst und verarbeitet Mess-Signale und eignet sich mit den passenden Signalausgabe-Modulen auch für Steuer- und Regelanwendungen. Entscheidender Pluspunkt ist das frei gestaltbare Konzept: Auf einer Baugruppenträgerplatte mit Rückwandbus können eine Zentraleinheit und bis zu vier weitere Ein-/Ausgangsmodule gesteckt werden. Andere Lösungen auf dem Markt können zwar auch Messwerte auf einer integrierten CPU zu Kennwerten verarbeiten, doch ist es in den meisten Fällen nicht möglich, die Rohmesswerte gleichzeitig ohne prinzipbedingte Verzögerung an ein überlagertes System weiterzugeben. Padu-S ermöglicht es, parallel Messwerte zu Kennwerten zu verarbeiten und die Rohdaten in Echtzeit an ein PDA-Aufzeichnungssystem oder an die Leittechnik weiterzugeben. Fazit