Netzleittechnik

Die Netzleittechnik umfasst sowohl die Mess- als auch die Regelungstechnik.

Netzleittechnik wird überall dort eingesetzt, wo Netze zu überwachen und zu steuern sind.

Dies betrifft die Versorgungs-Netze der Energieversorgungsunternehmen und die Netze von Wasserver- und -entsorgungsbetrieben.

Aufgaben der Netzleittechnik

Die Netzleittechnik ermöglicht es dem Netzbetreiber sein ganzes Netz mit geringstem Aufwand zu betreiben, d.h.

• Störungen im Netz schnell zu erkennen und zu beheben
• Notwendige Schaltmaßnahmen zentral durchzuführen
• Statistische Daten zu sammeln

In Bildern wird der jeweilige Prozess auf Ebene der Einzelschaltelemente als Prozessschema dargestellt.

Übersichtsbilder abstrahieren den Prozess und stellen in Netzübersichtsbildern nur noch verdichtete Information dar.

In Kurvengrafiken wird der zeitliche Verlauf von Strömen, Spannungen, Pegelständen, Durchflüssen oder anderen Messgrößen angezeigt.

In Ereignisprotokollen werden alle relevanten Ereignisse dokumentiert

In Alarmlisten werden Alarme aufgelistet

Schalthandlungen könne über regelbasierte Verriegelungen geprüft werden, um menschliche Schaltfehler zu verhindern.

Zur Durchführung dieser Aufgaben werden Leitsysteme eingesetzt, die die Bereitstellung und Manipulation der benötigten Informationen erlauben.

Netztopologie

Ein Netzleitsystem (manchmal auch als SCADA-System bezeichnet) kann man logisch in verschiedene Ebenen aufteilen:

1. Visualisierung / Bedienebene

Die oberste Ebene in einem Netzleitsystem bildet die Visualisierung des Netzes.

Diese Visualisierung erfolgt über Großbildleinwände oder Arbeitsplätze, die mit einem oder mehreren Monitoren ausgestattet sind.

Die Drucker in der Visualisierungsebene dienen heute in der Regel nur noch dazu, gezielt bestimmte Informationen auszudrucken.

Früher wurde durch den ständigen Ausdruck aller Ereignisse die Langzeit-Dokumentation gewährleistet.

2. Netzleitebene

Die Netzleitebene stellt die notwendige zentrale Infrastruktur zur Verfügung, um alle Aufgaben zu erfüllen:

• Leitrechner mit Datenspeicher
  Die Leitrechner sind entweder UNIX- oder Windows-basierte Rechner.
  Dank der niedrigen Hardwarepreise ist es üblich, die Leitrechner redundant auszulegen, d.h. zwei Rechner werden parallel betrieben und überwachen sich gegenseitig.
  Fällt einer der beiden Rechner aus, übernimmt der jeweils andere seine Aufgaben, so dass der Betrieb des Netzes nicht eingeschränkt wird.
  In vielen Fällen stehen auch die Fernwirkzentralen (FWZ) direkt am Ort der Leitrechner.
  Sie werden dann meist ebenfalls als Komponente der Netzleitebene betrachtet.
  Die Verbindung zwischen FWZ und Leitrechner erfolgt in der Regel über LAN.
   
• Fernwirkkopplung / Fernwirkübertragung
  Die Fernwirkkopplung erfolgt über die so genannte Fernwirkzentrale (FWZ).
  Über Linienkoppler verschiedener Bauart tritt die FWZ mit den Unterstationen (FWU) in Verbindung.
  Im Normalfall ist eine FWZ mit vielen FWUs verbunden.
  Die dabei eingesetzten Sprachen, sogenannte Fernwirkprotokolle, sind recht zahlreich.
  Allerdings werden im Bereich Fernwirken nur bestimmte Protokolle regelmäßig eingesetzt.
  Nachdem heute in vielen Bereichen zunehmend (redundante) WAN-Verbindungen zwischen den Standorten von Netzleitstelle und wichtigen Orten im Prozess (Übergabestationen, Umspannwerke, Kläranlagen, Wasserwerke) existieren, werden die FWZ in wachsendem Umfang aus der Netzleitstelle in das Netz verlegt. Damit steigt in der Regel die Verfügbarkeit der Prozessanbindung, gleichzeitig werden höhere Datenübertragungsraten verfügbar.
   
• Stationsleitebene / Feldleitebene
  Die Stationsleitebene fällt oft mit der Feldleitebene zusammen.
  Bei der Stationsleitebene handelt es sich meist um eine Fernwirkunterstation (FWU, engl. RTU).
  Sie ist das Bindeglied zwischen dem Prozess und der Netzleitebene.
  Eine Fernwirkunterstation verfügt über Signal-Ein- und Ausgänge. Hier wird zum Beispiel ein Messwert aus dem Prozess als Analogwert eingelesen und an die Fernwirkzentrale weitergeleitet. In vielen Stationsleitebenen ist eine Lokalsteuerung möglich, d.h. der Bediener kann direkt am Gerät oder einer zentralen Schaltvorrichtung schalten.
  Befehle von der Netzleitebene werden nach einer Umschaltung der Bedienhoheit auf die Lokalsteuerung ignoriert.
   
• Prozess
  Ein Prozess kann zum Beispiel ein Umspannwerk sein.
  Befehle von der Netzleitstelle betätigen zum Beispiel Leistungsschalter.
  Sensoren geben Auskunft über Strom und Spannung im Umspannwerk.
  Entsprechend der Parametrierung auf der Stationsleitebene werden Meldungen, Messwerte oder Zählwerte übertragen und Befehle oder Sollwerte ausgeführt.

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