Immer gut geregelt

Spezial Windkraft

Energiemanagement – Eine neue Kommunikationsschnittstelle zwischen Windpark und Energieversorger ermöglicht eine intelligente Steuerung von Windkraftanlagen. Möglichkeiten zum Fernzugriff und zum Datenlogging erweitern die Möglichkeiten.

18. Februar 2013

Ein Kennzeichen der Erzeugung von elektrischer Energie aus regenerativen Quellen ist die unregelmäßige Leistungsabgabe, die bei den meisten Energiequellen von der Witterung oder der Tageszeit abhängt. Eine wichtige Aufgabe für die Betreiber von Windkraftanlagen und anderen regenerativen Energiequellen ist es deshalb, die Einspeisung ins Stromnetz zu regulieren, um einerseits Versorgungslücken zu vermeiden ohne anderereits das Netz zu überlasten. So fordert Paragraph 6 des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) für Windkraftanlagen mit einer elektrischen Wirkleistung von mehr als 100 Kilowatt zwingend eine Kommunikationsschnittstelle, über die sich die Einspeiseleistung ferngesteuert regeln lässt und die den Stand der jeweiligen Ist-Einspeisung aktuell kommuniziert.

Der französische Automatisierungsspezialist Schneider Electric hat deshalb speziell für die Betreiber von Windparks eine Energiemanagementlösung entwickelt, die alle relevanten Energiedaten für das Monitoring des Windparks in das Leitsystem des Energieversorgungsunternehmens überträgt und damit die Schnittstelle zwischen Windkraftanlage und Energieversorger bildet. Der weltweit tätige Spezialist in den Bereichen Energie-Management und Automation mit Niederlassungen in mehr als 100 Ländern entwickelt unter anderem integrierte Lösungen für Energie und Infrastruktur, industrielle Prozesse, Maschinen- und Industrieausrüstung, Gebäudeautomatisierung, Rechenzentren und Datennetze sowie Wohngebäude. Mit über 130.000 Mitarbeitern weltweit erzielte Schneider Electric im Jahr 2011 einen Umsatz von 22,4 Milliarden Euro.

Das Herz der Lösung der Franzosen ist die Steuerung Modicon M340, bestehend aus einem Netzteil, der CPU, einem digitalen RTU-Anschluss (Remote Terminal Unit) für Modbus/TCP-Protokolle sowie aus einer Analogschnittstelle, über die standardmäßig die aktuellen Ist-Werte der Windkraftanlage ausgelesen und umgekehrt aktuelle Leistungs-Sollwerte vorgegeben werden. Optional kann der Datenaustausch auch über die intelligenten Universalmessgeräte des Modells PowerLogic erfolgen, die an die digitale RTU-Schnittstelle angeschlossen werden und zusätzliche Messwerte der Windkraftanlage liefern, wie beispielsweise den Leistungsfaktor oder die Blind- und Scheinleistung.

Integrierter Datenlogger

Die Steuerung arbeitet zugleich als Datenlogger, der die in der Windkraftanlage gemessenen Ist-Werte wie etwa die Wirkleistung oder die Windgeschwindigkeit aufzeichnet. Die Informationen werden dazu im Minutentakt erfasst, mit einem Zeitstempel versehen und in der Steuerung abgelegt. So sind sie für Überwachung und Kontrolle der Energieerzeugung jederzeit verfügbar. Außerdem werden die vom Energieversorgungsunternehmen übermittelten Sollwerte zur Leistungsreduzierung gesammelt und mit den Ist-Werten in einer separaten Datei abgelegt. Aus der aktuellen Windgeschwindigkeit und dem reduzierten Sollwert lässt sich so der Produktionsausfall für die Zeit der Leistungsreduzierung ermitteln, wofür dem Betreiber nach EEG eine Entschädigung zusteht.

Fernzugriff auf alle Daten

Ein Fernwirkmodul ermöglicht einen Fernzugriff auf alle relevanten Informationen über die Funkstandards GPRS oder GSM sowie das standardisierte Fernwirkprotokoll IEC EN 60870-5-104/101. Zudem informiert der Datenlogger den Betreiber über E-Mail über wichtige Ereignisse in seiner Windkraftanlage wie etwa über die Zeiten der Leistungsreduzierung durch das Energieversorgungsunternehmen. Die Bedienung dieser EVU-Schnittstelle erfolgt vor Ort über das Bedienterminal Magelis von Schneider Electric, das Soll- und Ist-Werte der Netzeinspeisung anzeigt und den Energieversorger über Status- und Störmeldungen zum Betriebszustand des Windparks informiert.

Heinz-Peter Hauptmanns, Produktmanager Automation bei der Schneider Electric GmbH mit Sitz in Ratingen, erklärt die Vorteile der Lösung: »Mit dieser Schnittstellenlösung schließen wir die Kommunikationslücke zwischen Windpark und Energieversoger. So haben Energieversorger den vollen Zugriff auf Stromdaten und Einspeisewerte, und Betreiber kennen den aktuellen Energieertrag ihrer Anlage. Dadurch wird das Stromnetz intelligenter und die Energieversorgung sicherer.«

Auf einen Blick

-Die Schneider Electric Gruppe ist ein weltweit tätiger Spezialist in den Bereichen Energie-Management und Automation mit Niederlassungen in mehr als 100 Ländern und mehr als 130.000 Mitarbeitern weltweit.

-Im Jahre 2011 erwirtschaftete das Unternehmen einen Umsatz von 22,4 Milliarden Euro.

Erschienen in Ausgabe: 01/2013