DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE
IEC/TS 61850-2
Kommunikationsnetze und -systeme in Stationen - Teil 2: Wörterverzeichnis
Communication networks and systems in substations - Part 2: Glossary
Einführungsbeitrag
IEC/TS 61850-2:
Die Internationale Technische Spezifkation IEC/TS 61850-2 stellt das Wörterbuch zur Normenreihe IEC 61850 dar, die die Standardisierung der Kommunikation in Stationsautomatisierungssystemen zum Inhalt hat.
Das Wörterbuch enthält sowohl eine umfangreiche Zusammenstellung von Fachbegriffen und deren Definition als auch eine Liste von Abkürzungen mit Erläuterungen, deren Kenntnis zum Verständnis der Normenreihe IEC 61850 notwendig ist. Dazu gehören Begriffe aus der Primärtechnik (Schaltanlage) und der Sekundärtechnik (Elektronik, Steuerung, Schutz u. Ä.).
Da zum Verständnis der Begriffe in der Normenreihe ausschließlich das Wörterbuch (IEC/TS 61850-2) erforderlich sein soll, wurden auch - mit entsprechenden Verweisen - solche Begriffe aufgenommen, die bereits an anderer Stelle definiert sind.
Alle Begriffe und Abkürzungen sind mit einem Hinweis auf den Normenteil versehen, in dem sie verwendet werden.
IEC 61850-5:
Ziel ist es, Interoperabilität zwischen allen leit- und schutztechnischen Komponenten (lEDs - Intelligente Elektronische Geräte) einer Station sicherzustellen.
Die in Stationen (Umspannwerke oder Schaltanlagen) auszuführenden Funktionen stellen zahlreiche Anforderungen an die Kommunikation zwischen den leit- und schutztechnischen Komponenten. In der Internationalen Norm IEC 61850-5 sind die Kommunikationsanforderungen von Funktionen und Gerätemodellen definiert.
Die Zuordnung von Funktionen zu den Geräten ist nicht festgelegt, um zum einen die Umsetzung unterschiedlicher Philosophien (bei Herstellern und Anwendern) zu ermöglichen, und zum anderen Fortschritte der Technologien berücksichtigen zu können (z. B. Zusammenfassung vorher getrennter Funktionen in einem Gerät).
Es wird deshalb nicht die Kommunikation zwischen Geräten betrachtet, sondern ausschließlich die Kommunikation zwischen oder "innerhalb" von Funktionen. Hierzu dient das Konzept der "Logischen Knoten".
Damit werden alle bekannten Funktionen in einem Stationsautomatisierungssystem identifiziert und in Teilfunktionen (logische Knoten) aufgeteilt. Logische Knoten können in verschiedenen Geräten und in verschiedenen Ebenen angeordnet sein. Diese logischen Knoten tauschen untereinander über logische Schnittstellen Nachrichten aus.
In IEC 61850-5 sind alle bekannten Funktionen eines Stationsautomatisierungssystems beschrieben. Die Beschreibung der Funktionen ist in drei Schritte unterteilt:
- Funktionsbeschreibung einschließlich der Zerlegung in logische Knoten
- Beschreibung der logischen Knoten einschließlich der ausgetauschten PICOMs (Piece of Information for COMmunication)
- Beschreibung der PICOMs einschließlich der Attribute.
Die "dynamischen" Anforderungen an die Übertragung expliziter Informationselemente für die Kommunikation (PICOM), einschließlich ihrer Attribute wie die geforderte Datenintegrität, wurden in der Arbeitsgruppe 3 des CIGRÉ-Studienkomitees 34 erarbeitet und in IEC 61850-5 eingebracht.
Jede Funktionsbeschreibung enthält Angaben über
- Aufgaben der Funktion
- Startkriterien für die Funktion
- Ergebnisse oder Wirkungen der Funktion
- Leistungsanforderungen der Funktion
- Funktionsverteilung
- Wechselwirkung mit anderen Funktionen.
Alle logischen Knoten sind beschrieben durch
- die Einteilung entsprechend ihrem häufigsten Anwendungsgebiet
- kurze verbale Beschreibung der Funktionalität
- IEEE-Gerätefunktionsnummer, falls zutreffend (nur für den Schutz und einige schutzbezogene logische Knoten (IEEE C.37.2: 1996))
- Beziehung zwischen Funktionen und logischen Knoten in Tabellen und in der Funktionsbeschreibung
- ausgetauschte PICOMs, in Tabellen beschrieben.
Die Beschreibung von PICOMs enthält Informationen über
- Semantik
- Logische Punkt-zu-Punkt-Verbindung
- Zeitanforderungen
- Datentyp.
Die Beschreibung der Funktionen und logischen Knoten dient nicht zur Standardisierung der Funktionen, sondern ausschließlich zur Identifizierung der Kommunikationsanforderungen.
Die durch die zahlreichen PICOMs beschriebenen Leistungsanforderungen werden in eine überschaubare Anzahl von Nachrichten-Klassen zusammengefasst, die eine Mindestanforderung an die jeweilige Übertragungs- und/oder Reaktionszeit in ms stellen.
Funktionale Anforderungen müssen unabhängig von der Größe eines Stationsautomatisierungssystems sein. Es ist deshalb für die gesamte Bandbreite der Leistungsanforderungen notwendig, für verschiedene Stationstypen und -größen den resultierenden Datenfluss (Buslast) zu bestimmen. Aus diesem Grund werden repräsentative Typen weltweit gebräuchlicher Stationen analysiert und der resultierende Datenfluss (über logische Schnittstellen) dokumentiert. Da die funktionalen Anforderungen unter allen Betriebsbedingungen gelten, wird der Datenfluss für Bedingungen des regulären und des ungünstigsten Falls dargestellt.
Je nach Zusammenfassung bzw. Abbildung logischer Schnittstellen auf reale Kommunikations(Bus-)systeme ergibt sich für diese der kumulierte Datendurchsatz.
Zusätzlich sind Anforderungen an die verteilten Funktionen definiert, so dass z. B. jeder Empfänger beurteilen können muss, ob eine Nachricht für ihn bestimmt ist, und ob die Daten noch gültig oder schon zu alt sind. Ebenfalls muss bei Ausfällen im Datenaustausch jede Funktion in einen sicheren Zustand übergehen.
