Neues Managed Ethernet-Extender-System

Anbindung entfernter Unterstationen

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 zum Teil mehrere Kilometer entfernt liegen. In den 1980er-Jahren erfolgte die Steuerung und Überwachung noch über eine zentrale Leittechnik. Jakob und sein Team erkannten früh, dass eine gestörte Verbindung zwischen Leittechnik und Unterstationen zum Ausfall der kompletten Unterstation führt und dieses Risiko mit einem wachsenden Netzwerk kontinuierlich steigt. Daher entschieden sich die Verantwortlichen in Bad Pyrmont bereits 2003 für die Nutzung dezentraler Steuerungen in den Unterstationen. Um Ausfallzeiten und Personaleinsatz auch in Zukunft gering zu halten, wurde ein dezentrales Konzept erarbeitet und sukzessive installiert. Der neue Ansatz sieht weiterhin eine dezentrale Steuerung und Regelung vor, lediglich die Überwachung der einzelnen Unterstationen findet zentral aus der Leitwarte statt. Zu diesem Zweck wurde bislang ein serielles Protokoll auf Basis der IEC60870-5-101 verwendet. In den letzten Jahren ist allerdings ein Trend in Richtung IP-/Ethernet-Kommunikation feststellbar. Dies resultiert aus der sich ständig erhöhenden Datenmenge und der damit einhergehenden geringeren Übertragungsrate beim seriellen Datenaustausch.

Einsatz moderner Technik

Die Überwachung aus der zentralen Leittechnik geschieht heute größtenteils auf der Grundlage von TPC/IP über das IEC-Protokoll 60870-5-104. Das gesamte Kommunikationsnetz umfasst aktuell rund 115km. Die neue IP-Übertragung und das wachsende Energienetz stellten die Stadtwerke aber vor weitere Herausforderungen. So ist die Ethernet-Kommunikation jetzt deutlich schneller, erfordert jedoch speziell geschirmte Ethernet-Leitungen, die eine maximale Reichweite von 100m haben. „Glasfaser-Leitungen wären aufgrund der hohen Datenrate sicher eine gut Lösung gewesen“, erklärt Thorsten Hamann, Techniker im Bereich Netzleittechnik und Energiedaten-Management der Stadtwerke Bad Pyrmont. „Allerdings konnten wir die Kosten insbesondere hinsichtlich der zukünftigen Entwicklung nicht abschätzen. Die Glasfaser-Leitungen hätten wir neu verlegen müssen, was einen hohen Kostenaufwand in puncto Material und Personal bedeutet.“ Eine stetig steigende Zahl privater Energieerzeuger speist überschüssigen Strom in das öffentliche Energienetz der Kurstadt ein. Um die Netzstabilität sicherzustellen, müssen die Stadtwerke diese Daten erfassen und bei Bedarf entsprechend reagieren (§13, EnWG). Vor diesem Hintergrund haben die Stadtwerke Bad Pyrmont bei Neu- oder Ersatzinstallationen moderne Technik eingesetzt. So nutzen sie in diesem Bereich seit 2013/2014 Unmanaged Ethernet-Extender von Phoenix Contact. Etwa 30km sind bereits mit der SHDSL-Technik realisiert worden. Darüber hinaus stellte sich heraus, dass von der maximal möglichen Datenrate der SHDSL-Leitung von 15MBit/s weniger als ein Drittel für die Datenerfassung benötigt wird.

Kombination von Unmanaged- und Managed-Geräten

Die Verantwortlichen der Stadtwerke hat zudem die einfache Handhabung der Unmanaged Ethernet-Extender überzeugt: „Wegen der Plug&Play-Funktion und der Möglichkeit, das System im laufenden Betrieb zu erweitern, haben wir die Ethernet-Extender selbst verbauen können“, so Hamann. Zur Kommunikation werden zum Teil bestehende Telefonleitungen verwendet. Bis auf die Gasverteilung setzen die Stadtwerke die SHDSL-Technologie mittlerweile in allen Bereichen ein. Das Netz wird in Verbindung mit dem Ausbau des IEC-Protokolls 60870-5-104 sukzessive ergänzt. Eines der nächsten großen Projekte der Stadtwerke ist die Überwachung des 10kV-Mittelspannungsnetzes. Hier warten Jakob und sein Team auf die Managed Ethernet-Extender, die Phoenix Contact zur Hannover Messe 2016 vorstellt. Die Geräte erlauben eine noch bessere Überwachung und Transparenz des Übertragungsnetzes. Sie lassen sich ebenfalls per Plug&Play in das Netzwerk einbinden und bieten eine Diagnose sämtlicher Strecken und angeschlossenen Ethernet-Extender über die IP-Adresse. Neben der Vor-Ort-Diagnose auf dem integrierten Display eröffnen sich dem Anwender damit neue Möglichkeiten. Unmanaged und Managed Ethernet-Extender können in einem Netzwerk kombiniert betrieben werden, um Status-, Warn- und Fehlermeldungen automatisch per SNMP (Simple Network Management Protocol) an die Leitzentrale zu senden. Dieses Zusammenspiel neuer und vorhandener Geräte macht die Nutzung des Systems nicht nur einfach, sondern auch wirtschaftlich. n Rückwirkungsfreie Erweiterung