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Industrie und Energiesektor

Ethernet-Netze kostengünstig ausdehnen

10. Mai 2016, 12:15 Uhr | Rüdiger Peter

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Zentrale Überwachung aus der Leitwarte

Eine Betrachtung des Bad Pyrmonter Energienetzes zeigt, dass Wasserversorgung (Brunnen, Pumpen, Hochbehälter), Gasverteilung, Wärmegewinnung (Heizkraftwerke) und Stromerzeugung (Blockheizkraftwerke, Photovoltaik-Anlagen) nicht immer in unmittelbarer Nähe zur zentralen Leittechnik angesiedelt sind, sondern oft mehrere Kilometer entfernt liegen. Noch in den 1980er-Jahren war eine zentrale Leittechnik für die Steuerung und Überwachung zuständig. Jakob und sein Team erkannten früh, dass eine gestörte Verbindung zwischen Leittechnik und Unterstation zum Ausfall der kompletten Unterstation führt und dieses Risiko mit einem wachsenden Netzwerk stetig steigt. Daher entschieden sich die Verantwortlichen in Bad Pyrmont schon 2003 für dezentrale Steuerungen in den Unterstationen.

Um Ausfallzeiten und Personaleinsatz auch in Zukunft gering zu halten, wurde ein dezentrales Konzept erarbeitet und sukzessive installiert. Dezentral organisiert sind Steuerung und Regelung, lediglich die Überwachung der einzelnen Unterstationen findet zentral aus der Leitwarte statt. Hierzu diente bislang ein serielles Protokoll auf Basis der IEC 60870-5-101. In den letzten Jahren wuchs aber die Datenmenge auf Kosten der Übertragungsrate beim seriellen Datenaustausch stetig, was zu einem Trend in Richtung IP-/Ethernet-Kommunikation führte.

Die Überwachung aus der zentralen Leitwarte geschieht heutzutage größtenteils auf Basis von TCP/IP über das IEC-Protokoll 60870-5-104. Das gesamte Kommunikationsnetz der Stadtwerke Bad Pyrmont umfasst aktuell rund 115 km. Die neue IP-Übertragung und das wachsende Energienetz stellten die Stadtwerke aber vor weitere Herausforderungen. So ist die Ethernet-Kommunikation jetzt deutlich schneller, erfordert aber speziell geschirmte Ethernet-Leitungen, die eine maximale Reichweite von 100 m haben. »Glasfaser-Leitungen wären wegen der hohen Datenrate sicherlich eine gute Lösung gewesen«, erläutert Thorsten Hamann, Techniker im Bereich Netzleittechnik und Energiedaten-Management der Stadtwerke Bad Pyrmont. »Allerdings konnten wir die künftige Entwicklung der Kosten nicht abschätzen. Die Glasfaser-Leitungen hätten wir neu verlegen müssen, was einen hohen Kostenaufwand in puncto Material und Personal bedeutet hätte.«

Immer mehr private Energieerzeuger speisen überschüssigen Strom ins öffentliche Energienetz der Kurstadt ein. Um die Netzstabilität sicherzustellen, müssen die Stadtwerke entsprechende Daten erfassen und bei Bedarf reagieren (§ 13, EnWG). Nicht von ungefähr verwenden die Stadtwerke Bad Pyrmont bei Neu- oder Ersatzinstallationen moderne Technik – seit 2013/2014 nutzen sie Unmanaged Ethernet-Extender von Phoenix Contact. Etwa 30 km sind schon mit der SHDSL-Technik realisiert. Zudem stellte sich heraus, dass von der maximal möglichen Datenrate der SHDSL-Leitung von 15 MBit/s weniger als ein Drittel für die Datenerfassung nötig ist.