Windanlagen intelligent steuern

Neue Kommunikationsschnittstelle zwischen Energieversorger und Windpark

03. September 2012

Schneider Electric erweitert sein Lösungsportfolio für das Energiemanagement von regenerativen Stromerzeugern. Denn Paragraph 6 des Erneuerbare Energien Gesetzes (EEG) regelt die Ausstattung von Windkraftanlagen. Besitzt man eine elektrische Wirkleistung über 100 Kilowatt, ist eine Kommunikationsschnittstelle vorgeschrieben, mit der sich die Einspeiseleistung ferngesteuert reduzieren lässt und die den Stand der Ist-Einspeisung kommuniziert. Für Betreiber von Windparks hat Schneider eine Kommunikationslösung entwickelt, die auf der Steuerung Modicon M340 basiert. Sie bildet die Schnittstelle zwischen Windkraftanlage und Energieversorger. Darüber werden alle relevanten Energiedaten für das Monitoring des Windparks in das Leitsystem des Energieversorgungsunternehmens übertragen. Außerdem hat der Betreiber der Windkraftanlage Fernzugriff auf alle relevanten Informationen, zum Beispiel wann und für wie lange das EVU die Leistung seiner Anlage reduziert hat.

Schneider Electric hat die Modicon-Steuerung mit einer Kommunikationsschnittstelle zu Windkrafträdern versehen. Über GPRS oder GSM sowie das standardisierte Fernwirkprotokoll IEC EN 60870-5-104/101 speisen Energieversorger alle Daten für das Energiemanagement in ihr Leitsystem ein. So nehmen sie je nach Bedarf Windräder vom Netz, schalten sie zu oder reduzieren die Leistung.

Das Modicon-Modul besteht aus den folgenden Komponenten:

•Modicon M340: Die Modicon-Steuerung mit Fernwirkmodul besteht aus einem Netzteil, der CPU, einem digitalen RTU-Anschluss für Modbus/TCP-Protokolle und einer Analogschnittstelle. Standardmäßig werden über die Analogschnittstelle die aktuellen Ist-Werte der Windkraftanlage ausgelesen. Im Gegenzug werden ihr bei Leistungsreduzierung aktuelle Sollwerte vorgegeben. Der Datenaustausch kann optional auch über intelligente Universalmessgeräte des Modells PowerLogic erfolgen. Sie werden an die digitale RTU-Schnittstelle angeschlossen und liefern zusätzliche Messwerte der Windkraftanlage wie Leistungsfaktor sowie Blind- und Scheinleistung. Dadurch kann der Anlagenbetreiber die Voraussetzung schaffen, um den so genannten Systemdienstleisterbonus in Anspruch nehmen zu können.

•Magelis-Bedienterminal: Die Bedienung der EVU-Schnittstelle erfolgt vor Ort über das Bedienterminal. Es zeigt Soll- und Ist-Werte der Netzeinspeisung an und informiert den EVU über Status- und Störmeldungen zum Betriebszustand des Windparks.

•Datenlogger: Die Modicon M340 arbeitet als Datenlogger und zeichnet die in der Windkraftanlage gemessenen Ist-Werte wie Wirkleistung und Windgeschwindigkeit auf. Außerdem werden vom EVU übermittelte Sollwerte zur Leistungsreduzierung gesammelt und mit den Ist-Werten in einer separaten Datei abgelegt. Aus aktueller Windgeschwindigkeit und reduziertem Sollwert ermittelt der Betreiber den Produktionsausfall für die Zeit der Leitungsreduzierung, wofür ihm nach EEG eine Entschädigung zusteht. Diese Informationen werden im Minutentakt erfasst, mit einem Zeitstempel versehen und in der Steuerung abgelegt. So sind sie für Überwachung und Kontrolle der Energieerzeugung verfügbar. Gleichzeitig werden die Daten per Fernwirkprotokoll nach IEC EN 60870-5-104/101 an den EVU übertragen und in dessen Leitsystem für Monitoring, Reporting und Energiemanagement weiterverarbeitet.