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01 In der Leitstelle des Energiedienstes in Rheinfelden sorgt Satellitenkommunikation für eine zuverlässige Überwachung der Wasserkraftanlagen

Scada-Kommunikation via Satellit

02 Je nach Anwendung wird zur Übertragung aus einem Link Budget von Scada 8 bis 128 gewählt

03 Die Satellitensysteme übertragen Sprache, Daten oder Bilder mit einer Bandbreite von 9,6 kbit/s bis hin zu 155 Mbit/s ebenso wirtschaftlich, zuverlässig und schnell wie terrestrische Netze

Stromerzeuger und Energieversorgungsunternehmen müssen ihre Aufgaben zuverlässig in einem immer komplexeren Umfeld erledigen. Dies gilt sowohl für Erzeugungsanlagen und Stromnetze als auch für nachgelagerte Infrastrukturen zum Verteilen und Steuern der erzeugten Energie. Besonders wichtig ist dabei eine sichere und zuverlässige Kommunikation. Die Energiedienst AG setzt dafür auf eine wirtschaftliche und stabile Verbindung via Satellit.

Energieerzeuger, Netzbetreiber und Versorgungsunternehmen stehen angesichts steigender administrativer Anforderungen in puncto Zuverlässigkeit und Sicherheit vor immer größeren Herausforderungen. Die Energiewende führt zu vielen Veränderungen, die sich unmittelbar auf Arbeitsabläufe und die Netzführung in Unternehmen auswirken. So müssen heute alle Standorte erreichbar sein. Dies gilt auch für solche, die man früher fernwirktechnisch gar nicht anbinden musste. Energieerzeuger kann dies vor erhebliche Probleme stellen, da viele Standorte in entlegeneren Regionen liegen und die Versorgungsnetze oft abseits der Reichweite herkömmlicher terrestrischer Breitbandinfrastrukturen verlaufen. Gefragt sind daher besonders innovative Lösungen für die Anbindung und Kommunikation dieser Standorte. Dies gilt nicht nur für erneuerbare Energien, wie etwa Wasserkraftwerke in Mittel- und Hochgebirgslandschaften, Windenergieanlagen auf dem Meer und in ländlichen Regionen oder Solarparks, sondern auch für regionale und kommunale Versorgungsunternehmen mit ihren zahlreichen Umspann- und Schaltstationen. Beim Auf- und Ausbau von Kommunikationsnetzen gibt es jedoch ganz unterschiedliche Ansätze. Einen besonderen Weg geht das regionale Versorgungsunternehmen Energiedienst (Bild 1). Als Vorreiter der Branche hat es satellitengestützte Überwachungs- und Kommunikationssysteme von Euroskypark (ESP) in seine Netzführungsdienste eingebunden.

Satellitengestützte Überwachungs- und Kommunikationssysteme
Seit dem Jahr 2005 stellen die Global Sky Park (GSP) und ihre Beteiligungsgesellschaft ESP eigenentwickelte Lösungen für Industrieunternehmen, Energieversorger, Anlagenbauer und die Sicherheitsbranche bereit. Das Leistungsspektrum reicht von der Planung über den Aufbau bis zum Management von Kommunikationsnetzen. Dabei ist der Satellit die beste und eine besonders wirtschaftliche Alternative, wenn es darum geht, tatsächlich jede Region rund um den Globus zu erreichen. Ein Beispiel sind speziell auf den Kundenbedarf zugeschnittene Systeme wie etwa patentierte Scada-Dienste via Satellit. Mit ihnen können Versorger ihre Ressourcen optimal einsetzen, Störungen sofort erfassen und ihre Anlagen selbst an entlegenen Standorten zu jedem Zeitpunkt steuern und überwachen. Ein technischer Vorreiter für den Einsatz satellitengestützter Systeme in Deutschland ist der Energiedienst aus Rheinfelden. Das innovative südbadische Unternehmen erzeugt in eigenen und teileigenen Wasserkraftanlagen regenerativen Strom. An das 3.795 km^2^ große Netz der Tochter Energiedienst Netze GmbH sind rund 300.000 Endkunden und 21 weiterverteilende Kunden angeschlossen.

Wirtschaftliche und stabile Standard-Verbindung
Durch die zunehmende Dezentralisierung müssen immer mehr Umspann- und Schaltstationen im Mittelspannungsbereich des Unternehmens überwacht und gesteuert werden. Der Energiedienst setzt dabei auf Fernwirktechnik, um alle technischen Geräte aus der Distanz zu überwachen. An das eigene Stromnetz sind derzeit insgesamt rund 200 Fernwirkstationen angebunden. Dabei laufen die an den Standorten gewonnenen Informationen und Kenngrößen über ein eigenes Fernmeldenetz in der Netzleitstelle in Rheinfelden zusammen. In dieser Zentrale verarbeiten Spezialisten die Daten und leiten bei Störungen sofort alle notwendigen Maßnahmen ein. Gerade für abgelegene Standorte und Stationen stellt sich bei der Anbindung über terrestrische Verbindungen die Frage der Wirtschaftlichkeit. Vor einigen Jahren hat sich Energiedienst daher entschlossen, mit ESP Satellitenstrecken zur Zentrale einzurichten. Zunächst wurden einige Standorte für Testzwecke ausgewählt, die nicht mit Festverbindungen angeschlossen sind. „Uns ging es darum, einen wirtschaftlichen und stabilen Übertragungsweg von den Fernwirkstationen in unsere Zentrale nach Rheinfelden zu finden“, beschrieb damals Dipl.-Ing. Friedhelm Bäumer, Leiter der Informationstechnik im Bereich Netzdienste, die Aufgabe.

Die ESP installierte an den Standorten jeweils eine speziell mit Scada-Technik ausgestattete Satellitenanlage und nahm diese in Betrieb (Bild 2). Diese sendeten die gewonnenen Daten, wie etwa Zählerstände oder Störungsmeldungen, in Sekundenbruchteilen sicher über einen 36.000 km entfernten Satelliten im All nach Rheinfelden (Bild 3). „Sicherheit und Stabilität der Verbindungen sind für Versorgungsunternehmen heute elementar. Mit unseren Scada-Lösungen haben wir für sie die passende Antwort“, erklärte hierzu Thomas Maul, CEO der Global Sky Park. Nach den gründlichen Tests setzt Energiedienst inzwischen fest auf die Satellitenkommunikationslösungen von ESP und hat 20 seiner Fernwirkstationen angebunden. Hierzu erläutert F. Bäumer: „Gerade für unsere abgelegenen Standorte ist dies genau die Technik, die uns hilft, den Strom zuverlässig zu unseren Kunden zu bringen.“

Bedarfsorientierte Lösungen
Da jeder Ausgangsfall unterschiedlich ist, stellt die ESP den Versorgungsunternehmen maßgeschneiderte Lösungen bereit, die sich am tatsächlichen Bedarf vor Ort orientieren. Ein ganz wichtiger Aspekt dabei ist die Integration satellitengestützter Lösungen in die meist über viele Jahre gewachsenen Infrastrukturen. „Unsere Technologie ermöglicht es, Protokolle zu implementieren, die bereits über Jahrzehnte im Einsatz sind. So können wir die sanfte Migration unserer Partner in die wirtschaftliche Zukunft direkt unterstützen“, betont T. Maul. Derzeit ersetzt Energiedienst Zug um Zug alle ISDN-Leitungen und stellt seine gesamte Nachrichtentechnik auf den IP-Standard um. Dabei werden im Prinzip alte Wählmodems durch das IP-104-Protokoll ersetzt. „Die Satellitentechnik passt hier ideal zu unserem Ausbaukonzept, da diese auch parallel über IP und Standardprotokolle funktioniert“, erklärt F. Bäumer. Auch bei anderen wichtigen Zukunftsthemen ist die Satellitentechnik für die kommunikative Anbindung entlegener Standorte alternativlos und kann ihre Potenziale ausspielen. So ist die Energieerzeugung inzwischen sicherheitsrelevant. Dies verpflichtet den Energiedienst Rheinfelden den BSI Grundschutz nach DIN ISO/IEC 27001 einzuhalten, bei dem es um die Verschlüsselung von Daten und eine BSI-Zertifizierung geht. Selbst beim Thema Smart Grid/Smart Metering hält ESP heute schon geeignete satellitenbasierte Lösungen bereit, die sich bestens in vorhandene nachrichtentechnische Netze von Energieversorgern integrieren lassen. (no)

Satelliten-Netzwerke
Scada Access Services sind Standard-Dienste, die zwei oder mehrere Netzwerke über einen oder mehrere geostationäre Satelliten mittels einer ständigen virtuellen Verbindung im Virtual Private Network verbinden. Diese Verbindung kann Punkt zu Punkt oder Multipunkt umgesetzt werden – in jedem Fall unterstützt sie dediziert das höchstmögliche Qualitätsniveau. Je nach Anwendung wird zur Übertragung aus einem Link Budget von Scada 8 bis 2.000 gewählt. Der Link steht 24 Stunden an sieben Tagen in der Woche zur Verfügung und erlaubt eine unlimitierte Datenübertragung von Router zu Router. ESP richtet die Strecke sowohl mit dem IEC-60870-5-101-Protokoll als serielle Verbindung als auch mit dem IEC-60870-5-104-Protokoll als IP-Dienst ein.

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Autor:
Thomas Fuchs ist Geschäftsführer der Fuchs Media Consult GmbH in Gummersbach. fuchs@globalskypark.com