Kommunikation Echtzeitprotokoll für intelligente Energienetze

Redakteur: Wolfgang Leppert

Mit bluecom hat Bachmann electronic eine speziell für intelligente Energienetze konzipierte Kommunikationslösung entwickelt. Sie basiert auf herkömmlicher Ethernet-Technologie und verspricht einen schnellen und zuverlässigen Informationsaustausch in Echtzeit.

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Unterbrechungsfreies Echtzeitprotokoll für verteilte Energieregelung
Unterbrechungsfreies Echtzeitprotokoll für verteilte Energieregelung
( Archiv: Vogel Business Media )

Das Übertragungsprotokoll wurde eigens für die spezifischen Anforderungen zukunftsfähiger Energiesysteme optimiert. Im Vordergrund stand die Aufrechterhaltung der Stromnetzstabilität durch rasche Reaktionsfähigkeit von Energieparks und virtuellen Kraftwerken, bestehend aus einer großen Anzahl dezentraler Energieerzeugungsanlagen. Gleichzeitig trägt es bestehenden gewachsenen Strukturen und dem Prinzip der Systemoffenheit Rechnung.

Die Grundlage für die Systemspezifikation bildeten die für das Kommunikationsnetz relevanten Prozesse beim Aufbau, der dynamischen Erweiterung und dem sicheren und effizienten Betrieb von erneuerbaren und dezentralen Energiesystemen.

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Echtzeitkommunikation - Eine wichtige Eigenschaft virtueller Kraftwerke ist die Möglichkeit, Zustandsinformationen und Ist-Werte aus den einzelnen Energieanlagen in Echtzeit abrufen und entsprechende Steuer- und Regeleingriffe vornehmen zu können. Die Anforderung der Vernetzung von mindestens 250 Teilnehmern in freier Netztopologie bei bidirektionaler Übertragung von mindestens 250 Byte mit einem Echtzeitzyklus von 20 ms wird von bluecom nachweisbar übertroffen.

Dynamik - Bei Wartung, Reparatur und Erweiterung von Energieparks ist eine möglichst kurze Unterbrechung des Betriebs wünschenswert. bluecom ermöglicht das unterbrechungsfreie Hinzufügen von Stationen und ganzen Netzsegmenten während des Echtzeitbetriebs. Jegliches Risiko einer möglichen Überlastung des Kommunikationsnetzwerks wird durch integrierte Kontrollmechanismen erkannt und die fehlerfreie Funktion des Energieparks gewährleistet.

Ethernetkonformität - Die Anforderung nach reibungsloser Koexistenz der Echtzeitkommunikation im Energiepark parallel zu Ethernet-basierten Protokollen und darauf aufbauenden Diensten und Applikationen wird von bluecom erfüllt. Einige Beispiele dafür sind FTP, HTTP, MMS, OPC und priorisierte Übertragungen wie HD-Videostreams — und sogar Feldbus-Kommunikation. Die Konformität zu Ethernet geht einher mit dem Einsatz von Netzwerkswitches, was die Einteilung großer Netze in Subnetze ermöglicht. Diese Möglichkeit wird von bluecom zur Optimierung der Datenübertragung durch die automatische Aggregation der Datenpakete genutzt (siehe Grafik 1 in der Bildgalerie).

Hochverfügbarkeit - Energieparks profitieren von den in bluecom integrierten Funktionen zur Erhöhung der Verfügbarkeit. Das zum redundanten Einlesen von Eingangskanälen notwendige Voting ist bei bluecom ressourceneffizient im Protokoll integriert. Dadurch wird die CPU im Master deutlich entlastet. Der bluecom-Handler (BCH) ermöglicht das parallele Einlesen von Eingangswerten zweier Stationen und die nachfolgende Zusammenführung auf einen Wert. Dieses Voting ist frei programmierbar, darüber hinaus stehen zusätzlich Standard-Voter zur Konfiguration zur Auswahl. Weiterhin ist durch konfigurierbaren Multi-Master-Betrieb ein unterbrechungsfreier Einsatz möglich (siehe Grafik 2 in der Bildgalerie).

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