Steuerungstechnik | Werden dezentrale Energieversorgungsanlagen zu einem virtuellen Kraftwerk zusammengeschlossen, treffen viele Kommunikationsstandards aufeinander. Universelle Schnittstellen-Umsetzer auf Basis des Industriestandards VHP-ready 4.0 bieten eine sichere und effiziente Lösung.
Martin Ortgies Fachjournalist in Hannover
Wenn dezentrale Energieversorgungsanlagen zu einem virtuellen Kraftwerk zusammengeschlossen werden, herrscht erst einmal große Sprachverwirrung. Denn Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK), Wind-, Solar- oder Biogasanlagen sind je nach Hersteller meist mit unterschiedlichen Schnittstellen ausgerüstet. Somit erfordern die Kraftwerke auch jeweils eine andere Lösung, um mit einer Leitwarte kommunizieren zu können. Durch die Vielfalt der untereinander inkompatiblen Kommunikationsprotokolle wie Profibus, Modbus oder CAN-Bus muss für eine Anbindung eine ganze Palette unterschiedlicher Protokollumsetzer vorgehalten werden. Das macht die Anbindung relativ teuer.
Eine elegante Lösung für das Verständigungsproblem sind Multi-Schnittstellen-Umsetzer wie beispielsweise das Kuhse Gateway Modul (KGM) des Steuerungstechnikherstellers für Energieerzeugungsanlagen Alfred Kuhse. Das universelle Modul beherrscht alle relevanten Sprachen und vereint die Schnittstellen in einem Gerät.
Für virtuelle Kraftwerke im Sektor Energie bestehen jedoch hohe Anforderungen an die Versorgungssicherheit und den Datenschutz beim Betrieb. Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) und das Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe (BBK) haben diese Vorgaben in der Studie zum Schutz Kritischer Infrastrukturen (Kritis) definiert. Darauf aufbauend haben die Übertragungsnetzbetreiber speziell für die Sekundärregelleistung (SRL) einen Katalog mit IT-Mindestanforderungen veröffentlicht.
Hier setzt der offene Industriestandard „Virtual Heat and Power Ready 4.0“ (VHP-ready 4.0) an. Standardgeeignete Komponenten müssen Mindestanforderungen in Bezug auf anlagentechnische Voraussetzungen, Steuerung und Kommunikations-Protokolle, ausgetauschte Informationen und an die IT-Sicherheit erfüllen. Mithilfe der VHP-ready-Spezifikationen werden bestimmte Datenpunkte, spezielle Fernwirkprotokolle, Security-Merkmale – etwa kryptographisch sichere Verbindungen per Virtual Private Network (VPN), als Open-VPN oder per SSL/TLS-Verschlüsselung – und ein definiertes System- und Zeitverhalten, zum Beispiel die Reaktionszeit bei Änderungen eines Soll-Wertes, festgelegt.
Energieerzeuger sparen mit Multi-Schnittstellen-Umsetzern rund 30 % an Kosten
Das VHP-ready-konforme Modul KGM deckt neben den gängigen Schnittstellen auch alle Sicherheitsanforderungen ab. Es ist speziell für ein gewerbliches Umfeld konstruiert: Es ist robust und kompakt gebaut und für einen erhöhten Temperaturbereich sowie die Hutschienenmontage ausgelegt. Da alle relevanten Schnittstellen, ein Modems und digitale Ein- und Ausgänge im Gerät integriert sind, verringern sich Montage, Verdrahtungsaufwand und Inbetriebnahme. Dadurch reduzieren sich die Kosten je nach Anlage um bis zu 30 %.
Da es außerhalb von Ballungsräumen häufig an verfügbaren Festnetzverbindungen mangelt, werden verstärkt Mobilfunkstandards wie GSM, UMTS, HSPA oder LTE für die Anbindung der Anlagen eingesetzt. Das Gateway Modul stellt dabei sicher, dass sowohl Funk- als auch Festnetzverbindungen über sichere VPN-Kanäle geführt werden. Ist eine solche Verbindung unterbrochen, werden alle Anlagen- und Prozessdaten auf einer integrierten 2 GB-Speicherkarte vorgehalten.
Zudem deckt der Multi-Schnittstellen-Umsetzer Spannungen flexibel von 9 V bis 36 V ab. Kommt es in der Anlage zu einem ungeplanten Spannungseinbruch, reicht die verfügbare Restspannung aus, um eine letzte Statusmeldung abzusetzen. Der niedersächsische Hersteller unterstützt den Betreiber bei der Installation, der Inbetriebnahme und während des Anlagenbetriebs mit einer telefonischen Hotline. Bei Bedarf kann auch eine Teleservice-Unterstützung eingerichtet oder der Vor-Ort-Einsatz von Servicetechnikern vereinbart werden.
Teilen:
