Digitales Stationsleitsystem
Das digitale Stationsleitsystem ist das HMI (Mensch-Maschine-Schnittstelle), das dem Bediener die Betriebsinformationen jeder Anlage im IEC-61850-basierten digitalen Umspannwerk (SA, Stationsautomatisierung) bereitstellt.
Hauptkomponenten
- SA-Bedieneinheit: kommuniziert über IEC 61850 mit den IEDs im Umspannwerk, stellt dem Bediener die von diesen Geräten empfangenen Betriebs- und Zustandsinformationen aller Anlagen bereit und leitet vom Bediener ausgeführte Steuerungen an die IEDs weiter
- Informationsgateway: verfügt über IEC-61850- und DNP-Kommunikation (Distributed Network Protocol), verbindet damit IEDs und RTUs im Umspannwerk und koppelt die Betriebs- und Zustandsinformationen aller Anlagen an das SCADA-System
- SA-Überwachungs- und Diagnosegerät: speichert und analysiert in Echtzeit sämtliche Kommunikationsdaten im IEC-61850-Netz, stellt bei Fehlern oder Störungen elektrischer Anlagen die Kommunikationsdaten vor und nach dem Ereignis bereit und ermöglicht so Überwachung und Diagnose des Kommunikationssystems im Umspannwerk
Systemaufbau und Beschreibung
1. SA-Bedieneinheit
Gerät für die Bedienerschnittstelle zu den SA-Anlagen: Es berechnet aus den von IEDs und RTUs empfangenen Felddaten die Betriebsinformationen, verwaltet die Datenbank und zeigt erfasste Daten und Ereignisverlauf auf dem Bildschirm an.
2. Informationsgateway
Erfasst und verarbeitet die Betriebsinformationen der elektrischen Anlagen im Umspannwerk. Überträgt die von IEDs und RTUs empfangenen Daten an die Netzleitstelle und das DAS und leitet empfangene Steuerbefehle zur Ausführung an IEDs und RTUs weiter.
3. Drucker für Betriebsdaten
Druckt Betriebsdaten wie Ereignisse und Berichte.
4. Zeitsynchronisationsgerät
Server, der die Normalzeit vom GPS empfängt und zur Synchronisation aller SA-Geräte im Umspannwerk per Kommunikation bereitstellt.
5. Ethernet-Switch
Netzwerkgerät zum Aufbau des in IEC 61850 definierten Kommunikationsnetzes; verbindet IEDs, SA-Bedieneinheit, Überwachungs-/Diagnosegerät und Informationsgateway. Besteht aus Access-Switches für die einzelnen Geräte und Backbone-Switches, die die Access-Switches verbinden.
6. SA-Überwachungs- und Diagnosegerät
Überwacht und diagnostiziert die nach IEC 61850 übertragenen Informationen. Alle zwischen SA-Bedieneinheit und IEDs ausgetauschten Daten werden gespeichert und sind über eine Weboberfläche zugänglich. Netzwerkstatus sowie Report- und GOOSE-Daten werden angezeigt; gespeicherte Daten lassen sich nach Zeit/Gerät filtern und erneut speichern.
7. Feldaufbau
Besteht aus dem SA-Systemfeld (Main/Backup, E/S) einschließlich Informationsgateway und dem SA-Ethernet-Switch-Feld.
Hauptfunktionen und Merkmale
1. HMI-Viewer - Echtzeitüberwachung von Anlagen und Messwerten - Ausführung von Steuerbefehlen
2. HMI-Datenviewer - Echtzeitanzeige der Ereignisse von IEDs/RTUs - Anzeige der Überwachungs-/Messpunkte der Datenbank
3. HMI-Grafikeditor - Hinzufügen/Entfernen von Symbolen im Einliniendiagramm - Bearbeiten von Eigenschaften - Bearbeiten grafischer Tabellen
4. Informationsgateway - Umsetzung IEC 61850 auf DNP - DNP-Kommunikation mit übergeordneten Systemen - IEC-61850- und DNP-Kommunikation mit IEDs/RTUs - Redundanz Main/Backup
5. Engineering-Tool - Einrichtung von Überwachungs-/Steuer-/Messpunkten - Punkteigenschaften - Speicherung der Einstellungen in der Datenbank
6. IEC-61850-Client - Verwaltung der IED-Verbindungen - Erfassung/Steuerung der IED-Daten - IEC-61850-Protokoll
7. DNP-Protokoll - Verwaltung der RTU-Verbindungen - Erfassung/Steuerung der RTU-Daten - DNP-Protokoll
8. Überwachungs-/Diagnosegerät - Überwachung und Diagnose von IEC 61850 - Wireshark-basierte IEC-61850-Analyse - Speichern und Extrahieren von PCAP-Dateien