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Alles, was Sie für den Aufbruch in neue Dimensionen - Kisters AG

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ControlStar
LEITTECHNIK
Alles, was Sie für den Aufbruch in neue
Dimensionen der Netzleittechnik brauchen.
ENERGIEVERSORGUNG
|
VERKEHR
|
INDUSTRIE
Dieser endlose Kreislauf oder die
ständige Bewegung der elastischen
Flüssigkeit mag paradox erscheinen
und könnte sich als unerklärbar herausstellen, ist aber mehr oder weniger real, und wir können, sozusagen,
sie berühren und mit ihr umgehen.
Alessandro Volta | Begründer des
Zeitalters der Elektrizität
Netzleittechnik für neue Herausforderungen
entsteht, wenn Jahrzehnte Erfahrung
mit der Kraft der Innovation verschmelzen.
Die Erfindung der Batterie.
Schon in der Antike war das Phänomen
der Elektrizität bekannt. Lange vor
2
Für Leittechnik, die bei der Energiever-
Wir können so viel Gutes von unseren
Alessandro Volta experimentierten
sorgung, in Verkehr, Industrie und Um-
Lösungen behaupten, weil wir genau wis-
Physiker mit Elektrizität, mit dem Ziel
welttechnik zum Einsatz kommt, gilt ganz
sen, wovon wir sprechen. Seit mittler-
sie zu verstehen und zu beherrschen.
ohne Frage, was im Prinzip für jede tech-
weile fast 30 Jahren sind wir stets unter
Doch erst dem Italiener gelang 1799 /
nische Lösung gilt: Je einfacher, desto
den Ersten, wenn es darum geht, neue
1800 die Konstruktion einer konstan-
besser. In Anbetracht der komplexen Auf-
Lösungen für neue Aufgaben im Energie-
ten elektrischen Quelle. Zwischen
gabenstellungen, Funktionalitäten und
markt zu konzipieren, zu realisieren und
jeweils zwei ungleichartigen Metall-
Strukturen von Netzleitsystemen ist nur
Schritt für Schritt weiter zu entwickeln. In
plättchen (Kupfer und Zink) wurde
eine höchst leistungsfähige Technik in der
vielen Aufgabengebieten – wie zum Bei-
eine in Salzwasser getränkte Pappde-
Lage, es Ihnen auf diesem Terrain tatsäch-
spiel auch in der Netzleittechnik – stehen
ckelscheibe gelegt. Mit der Voltaschen
lich einfach zu machen. Sie werden die
wir in der vordersten Reihe derer, die
Säule erfand Volta den Vorläufer der
Güte einer solchen Technik spätestens da-
den aktuellen Stand der Technik prägen.
Batterie und ermöglichte die Erfor-
ran erkennen, wie wenig Sie sich um sie
Mit der Kraft der Innovation, aber auch
schung der Elektrizität sowie die Her-
und ihre Komplexität kümmern müssen
mit unserer Erfahrung können wir stets
stellung vieler unedler Elemente durch
und wie gut Sie sich mit ihrer Hilfe auf
mehr sein als nur Lieferant für Lösungen.
den Vorgang der Elektrolyse.
das konzentrieren können, was für Sie
Wir können für Sie der Partner sein, mit
entscheidend ist.
dem Sie mehr erreichen.
ControlStar
Leittechnik
Leistungsfähigkeit und
Wirtschaftlichkeit:
Die einfachen Tugenden
einer ausgefeilten Technik.
ControlStar ist ein Netzleitsystem mit offener
modulare Erweiterung in Hardware und
Systemarchitektur und nutzt Standards in
Software bzw. bei größeren Systemen eine
Hardware und Software. Durch die Vernet-
funktionsbezogene Verteilung der Aufgaben
zung über Standard-Kommunikationssyste-
auf verschiedene Rechner. ControlStar verfügt
me ermöglicht es eine aufgabenabhängige
über vollgrafische Bediensysteme, die auf
Setzen Sie auf ein Leitsystem, das zu Ihren Zielen passt – und Ihre Ressourcen schont.
Unsere Lösung
Ihr Nutzen
flexible Projektierung
ein System mit einheitlicher Bedienung für Strom, Gas, Wasser, Fernwärme, technische Bereiche
zentrale und dezentrale Konfiguration der Leitplätze und der Prozessanschaltung
kompatible Produktlösung
Investitionssicher durch langfristig verfügbare, kompatible und marktgemäße Weiterentwicklung
offene Systemarchitektur mit
Vernetzung über Standard-LAN
(Ethernet)
Standards im Kern:
ANSI-C; C++; POSIX; TCP / IP;
X11; SQL; ODBC u. a. m.
Einsatz von Standardlösungen in
Hardware und Software
Farbsicht- und Eingabesysteme
Anpassung an die jeweilige Aufgabenstellung durch modularen Ausbau vom Kleinsystem bis
zu umfangreich vernetzter Rechnerkonfiguration
mögliche Einbindung in vorhandene Datenverarbeitungsstrukturen
Verlängerung des Software-Lebenszyklus durch Portabilität auf andere Betriebssysteme / Rechner
Sicherung einmal getätigter Investitionen
sehr gutes Preis- / Leistungsverhältnis
kurze Inbetriebnahmezeiten
günstige Ersatzteilhaltung
gesicherte, erprobte Funktionalität
sinnvoll gestufte Informationsdarstellung in klaren Bildhierarchien
bedienergerechte Netzbetriebsführung über Steuerfenster, Maus, Funktionstasten
Anschlussmöglichkeit von Systemen für die Großbilddarstellung
objektorientierte Datenmodell-
eingabe; Objekt-Bibliothek
rationelle Analyse- und Designphase
konsistentes, vorgeprüftes Datenmodell inkl. Topologie und höherer Funktionen
reduzierter Aufwand bei der Eingabe und Pflege von Massendaten
Objekt-Bibliothek
erprobte Datenmodellobjekte (Einsatzbereiche Strom, Gas, Wasser, Fernwärme, Technik)
Erweiterbarkeit um eigene Objekte mit neuen und geänderten Eigenschaften und Methoden
Anbindung an vorh. Lösungen
Datenaustausch mit ERP-Systemen
Büro-LAN
Ausschleusen relevanter Daten aus dem Netzleitsystem auf eine Datenbank mit allg. Zugriffsmöglichkeit
Datenaustausch mit GIS-Systemen
Datenauswertung bzw. Weiterverarbeitung mit handelsüblichen Software-Tools über PC
einfache Erstellung von Berichten, Statistiken, Wartungshinweisen, energiewirtschaftlichen
Auswertungen u. a. m.
Fernalarmierung / Heimwarte
bedarfsgerechter Personaleinsatz
schnelle und gezielte Störungsbearbeitung
3
der Basis von Erfahrungen mit vielen reali-
Komponenten zu kompensieren. ControlStar
speicherprogrammierbare Steuerungen, Rund-
sierten Netzleitsystemen unterschiedlicher
überwacht und führt einzelne Versorgungsbe-
steuertechnik etc.) dient ein Prozesskoppelsys-
Anwendungen und Netze weiterentwickelt
reiche in einem Unternehmen separat oder
tem, welches ebenfalls redundant und dezen-
wurden.
auch im Verbund. Spezielle höherwertige Funk-
tral ausgelegt werden kann. Es ist flexibel mit
tionen (HEO) für alle Versorgungsbereiche ste-
Steckbaugruppen im PCI-Steckplatz des Leit-
Mit Werkzeugen zur Datenmodelleingabe und
hen zur Verfügung. Das System ist bei gleicher
rechners mit 4 seriellen Schnittstellen bis zum
Datenpflege, die im Gegensatz zu herkömm-
Struktur und Grund-Software vom standardi-
umfangreich ausgebauten separaten Vorverar-
lichen listenorientierten mit objektorientierten
sierten Kleinstsystem bis zu komplexen indivi-
beitungssystem mit einer Vielzahl von seriel-
Techniken arbeiten und die topologischen Zu-
duell geplanten Systemen für die Verarbeitung
len und über Netzwerk betriebenen Fernwirk-
sammenhänge im Netz berücksichtigen, wird
von weit mehr als 500.000 Prozessvariablen
linien auch unterschiedlicher Protokolle konfi-
die Wirtschaftlichkeit der Dateneingabe bzw.
und umfangreicher technologischer Software
gurierbar.
des Datenimportes und der Datenpflege erheb-
ausbaubar.
All-in-one-Konfiguration
lich gesteigert. ControlStar verfügt über ein
Auf beste Voraussetzungen
kommt es an: Die ControlStar
Systemarchitektur im Überblick.
Die kompakteste Systemkonfiguration eines
temverfügbarkeit bietet ControlStar durch
Systemkonfiguration
tem-Baugruppen oder über Netzwerk erfolgt.
Eigenschaften wie die Dopplung einzelner
Die Vernetzung der einzelnen Rechner erfolgt
kritischer Systemkomponenten, die vollständig
über ein System-LAN (Ethernet TCP / IP), das bei
Mehrrechner-Konfiguration
redundante Konfiguration im Synchron-Duplex-
erhöhten Verfügbarkeitsanforderungen auch
Durch die parametrierbare Verteilung der
Modus oder die Fähigkeit, den Ausfall von ein-
redundant ausgelegt werden kann. Zum An-
Systemfunktionen auf mehrere vernetzte Rech-
zelnen Hardware-Modulen oder Software-
schluss des Prozesses (z. B. Fernwirkgeräte,
ner lassen sich daraus abhängig von der Auf-
leistungsfähiges Prozesskoppelsystem für die
Vorverarbeitung von Informationen bzw. Protokollkonvertierung zum Anschluss von unterschiedlichsten Fernwirksystemen bzw. Anlagen der Unterstationsleittechnik. Höchste Sys-
ControlStar konzentriert Leitrechner-, Datenbank- und Arbeitsplatzrechnerfunktion in nur
einem PC, wobei die Prozessankopplung über
in den PCI-Bus eingesteckte Prozesskoppelsys-
ControlStar
Wartenarbeitsplätze
UMTS
GPRS
Firewall
SMS
Leitrechner
Leitrechner
Funktionsserver
LAN
Bridge
Fax
/ DSL
DN
IS
P
VN
Heimwarte
Wartenarbeitsplätze
Funktionsserver
LAN
Cityruf
Großbildprojektion
Multi-Monitor-Wand
Abgesetzte Arbeitsplätze,
z.B. Systempflege, Simulation und Training
Abgesetzter
Info-Arbeitsplatz
- über Intranet
Netzdienste
Firewall
Bridge
Funkuhr
Prozesskoppelsystem
IEC 60870-5-101 bis 104
Kommunikationsserver
Datenbank
(Oracle)
Büro-LAN
SDN
I
B
WE
Notrufsysteme,
z.B. Telenot
4
ControlStar- Systemarchitektur
Zählerfernauslesung
Fernwirktechnik,
SPS, SLT
Rundsteuertechnik
Office-Anwendungen,
EDM (BelVis),
GIS, NIS, ERP, sonstige EDV
Leitstellenkopplung
TASE.2
ControlStar
Leittechnik
Diese Komponenten sorgen für höchste Performance und einen langen Produktlebenszyklus.
Prozess-Interface
Rechnerüberwachung
Bausteine der Netzleittechnik Strom
Topologieverarbeitung
Hot-standby-Redundanz
Prozesskoppelsystem (PKS), Abwick-
lung des Fernwirkverkehrs, Verkehrs-
Topologische Strangeinfärbung
Synchron-Duplex-Rechnerfunktionen
und Betriebsartensteuerung als Fern-
Netzprovisorien
Systemmonitoring
wirkkopf (Front-End)
Erdschlusssuche
Systeminterface für (Fern-)Diagnosen
Schaltprogramme
Fremdsystem-Interface
Protokollanpassung unterstützt:
- IEC 60 870-5-101 bis -104
Funktionen für Mittelspannungsnetze
- Ethernet (TCP / IP)
- zahlreiche Hersteller-Protokolle
Schaltungssimulation
- FTP (File Transport Protocol)
Prozessdatenvorverarbeitung
Lastflusssimulation
- SMB Verzeichnisfreigaben
Versorgung mehrerer Leitsysteme
Kurzschlussrechnung
- TASE.2 / ICCP
Meldebildansteuerung
Netzsicherheitsrechnungen
- ODBC / SQL
Betrieb von Rundsteueranlagen
Fehlerortung in Strahlennetzen
- OPC
Kopplung zu Netzplanungssystemen
Kopplung zu geografischen
Basisverarbeitung
Meldungen
Informationssystemen (GIS)
Bildschirmdarstellung / Großbilddarstellung
Messwerte
Dispositive und lastabhängige Lastführung
- Anlagenbilder
Zählwerte
Lastprognose
- Alarmbilder
Systemmeldungen
Bezugskostenoptimierung
- Diagramme
Ereignisse
Anschluss an BelVis
- Protokolle
Befehle & Markierungen
Verknüpfungen
MMI
- Notizbuch
Basisfunktionen menügesteuert
Gas
Ersatzwerte
Verbrauchsprognose
- Betriebsmittelanwahl
Bilanzarchive
Gasbezugsoptimierung
- Quittieren
Hierarchische objektorientierte
Speichereinsatz
- Nachführen
Anschluss an BelVis
- Kommentareingabe
- Markieren
- Büroarbeitsplätze Intranet
Alarmverarbeitung
Bedienfolgen
Terminplaner / Objektnotizen
Wasser
Normalschaltzustandsabweichung
Verbrauchsprognose
Nadelbildersatz
Wasserleckanalyse
Prozessabbildarchiv
Brunnenabsenkung
Plot DIN A0 endlos
Pumpenoptimierung
- Heim- und mobile Arbeitsplätze (ISDB, ADSL)
Zugangskontrollen
Training und Simulation
Online-Simulation und Training
Datenmodellerstellung und -pflege
Daten-Ersteingabe
- Typisierung
- Strukturierung
- Bildmakroerstellung
Fernwärme
Rohrleitungsverlustberechnung
ERP (SAP und andere)
Gesamtsystemparametrierung
Gas
- Archive
- Diagramme
- Reports
Kommunikation / Integration von
TRP (Netzplanung)
Querverbundoptimierung für
Strom
- Protokolle
inkl. Werte-Simulation
Verbrauchsprognose
Objekt-Bibliothek
Fernwärme (Einsatz von Partner Software)
GIS-Systemen
(Smallworld, AED-SICAD, ESRI, TopoBase)
EDM (BelVis und andere)
WFM (Einsatzplanung)
Systemfunktionen
Startfunktionen
Zeitführungsfunktionen
5
gabenstellung und dem Datenvolumen Mehrrechnerkonfigurationen mit verteilter Funktionalität und hoher Verfügbarkeit konfigurieren.
ControlStar kann dadurch mit wachsenden Anforderungen an spätere System- oder Funkti-
Für Ihre Entscheidungen
brauchen Sie vor allem
Eines: Optimale Sicht auf die
Prozesse.
onserweiterungen Schritt halten, indem zusätz-
die gesamte Funktionalität. Das jeweilige
Berechtigungsprofil wird durch die Bedieneranmeldung festgelegt.
Hierarchieebenen
bei der Netzdarstellung
liche Server über das System-LAN in das Leit-
Mensch – Maschine – Interface
ControlStar ermöglicht verschiedene Varian-
system integriert werden. Darüber hinaus ist
Die Beobachtung des zu überwachenden
ten für die Darstellung von Netzbildern im
der Aufbau von Rechnerkonfigurationen auf
Netzes erfolgt in der Regel an Arbeitsplätzen
Leitsystem:
einfache Weise realisierbar. Über LAN-Verlän-
mit hochauflösenden Farbsichtsystemen auf
gerungen bzw. über schnelle WAN-Verbindun-
Monitoren bis zu 29 Zoll Diagonale. Darüber
gen können dabei Systemfunktionalitäten auch
hinaus werden Großbildprojektionssysteme
geografisch entfernt in abgesetzt betriebenen
zur Darstellung größerer Netzzusammenhän-
Rechnern erbracht werden.
ge eingesetzt. Drucker, Hardcopy-Geräte und
Detailstufen-Verfahren in einem Weltbild
Verfahren mit fest konstruierten
Einzelbildern
fallweise Plotter oder Messwertschreiber er-
Die Weltbilddarstellung nutzt die vollgrafische
Bedienplätze
gänzen die Palette der Ausgabegeräte. Die
Oberfläche mit Decluttering, Panning und
Dieses können sowohl abgesetzte Arbeitsplät-
Dateneingabe erfolgt mit der Maus über Dia-
Scrolling und bietet eine durchgängige Topolo-
ze, Notwarten oder auch Teilnetz-Leitstellen
logboxen bzw. Steuerfenster auf den Farbmo-
giebehandlung. Das Verfahren wird mit der
sein, die nur schicht- bzw. bedarfsorientiert be-
nitoren sowie über alphanumerische Tasta-
Technik für Festbilder kombiniert, um in Anla-
setzt werden und deren Funktion z. B. nachts
turen, ggf. mit spezieller Belegung der Funk-
gen- und Detailbildern situationsgerechte
nur von der besetzten Hauptleitstelle wahr-
tionstasten für besonders schnell oder häufig
Darstellung und Bedienung zu gewährleisten.
genommen wird.
anzuwählende Funktionen. Ein Wartenarbeits-
Ausschlaggebend für die Realisierung ist die
platz besteht aus einem Arbeitsplatzrechner
jeweilige Netzstruktur und das vorgesehene
Investitionssicherheit
mit bis zu 8 Farbmonitoren, Tastatur und
Bedienkonzept.
Durch die strenge Kompatibilität mit den aktu-
Maus. Bei Einsatz mehrerer Monitore am
ellen Hardware- und Systemplattformen, die
Arbeitsplatz kann der Cursor kontinuierlich
wir Ihnen nicht nur für heutige, sondern auch
über die Monitore hinweg bewegt werden,
für zukünftige technische Generationen bieten,
wobei dann Eingaben über Tastatur und
werden Ihre Investitionen in Ihr Leitsystem
Maus jeweils auf dem per Cursor vorgewähl-
langfristig gesichert.
ten Monitor wirksam werden (Multimonito-
Wenn Prozessdarstellung
und Prozessbedienung Hand
in Hand gehen, ist Effizienz
vorprogrammiert.
ring). Alle Arbeitsplätze bieten grundsätzlich
Um große Netze überschaubar zu halten, zugleich aber auch die Möglichkeit zu haben,
sie bis hin zu einzelnen Betriebsmitteln aufzulösen und darzustellen, werden Netzbilder im ControlStar mittels Detailstufen und
Ebenen in verschiedenen Hierarchiestufen
angelegt:
geografisches Netzübersichtsbild
6
mit lagerichtiger Darstellung, topologi-
schen Zusammenhängen, Versorgungs-
gebieten. Darstellung des Netzzustandes
mit Topologieeinfärbung, Alarmindikato-
ren an den Stationen, Sammelmeldungen
ControlStar
Leittechnik
technologisches Übersichtsbild
Gesamtnetz- oder Teilnetzdarstellung
mit Spannungsebenen, Sammelschienen,
Leitungen, Einfärbung topologischer
Zusammenhänge, Knotendarstellung,
Erdschlussübersicht, Alarmindikatoren,
Summenmesswerten usw.
Stations- / Anlagenbild
detaillierte Darstellung der Betriebs-
mittel und ihrer Zusammenhänge in
der Station / Anlage,
aktuelle Schaltzustände, Messwerte,
Stufenstellungen usw.
Detailbild
falls erforderlich weitergehende Detail-
lierung mit vollständigen Informationen
im Klartext, Messwertangaben usw.
Netzgruppen-Darstellung
Listen und Kurven
Prozessbedienfenster
Notizbuch wird die Darstellung aktueller und
Zusätzlich zu den genannten Prozessbildern
Eingriffe in den Prozess werden durch Anwahl
archivierter Prozessdaten über Excel oder
ermöglicht ControlStar zahlreiche andere Dar-
des gewünschten Betriebsmittels auf dem Bild-
Web-Services zur Verfügung gestellt. Die Pro-
stellungen aufbereiteter Prozessinformationen.
schirm eingeleitet. Die Prozessbedienung er-
tokolleinplanung erfolgt wahlweise laufend,
Hierzu gehören u. a. Textdarstellungen wie Be-
folgt über ein einheitliches Prozessbedienfen-
spontan, ausgelöst durch Ereignisse oder feste
triebstagebuch, Ereignisprotokolle, Alarmpro-
ster, in dem die für das angewählte Betriebs-
Zeitpunkte oder auf Abruf.
tokolle u. a. m.. Messwerte können in Form von
mittel ausführbaren Aktionen aufgeführt sind.
Kurven oder Balken dargestellt werden, wobei
Für jede Bedienung kann bei der Datenmodel-
hierfür sowohl aktuelle als auch archivierte
lierung eine Plausibilitätsprüfung, die von vor-
Werte herangezogen werden können. Die Dar-
liegenden Prozessgrößen abhängig ist, festge-
stellung erfolgt sowohl als Verlauf über der
legt werden.
Zeitachse (Ganglinie) als auch als physikalisch
Potenziale nach Maß ausschöpfen: Mit diesen Bausteinen der Netzleittechnik
für elektrische Netze.
lokalisierbarer Verlauf (z. B. Druckverlauf in
Archivierung
Rohrnetzen) oder in Bezug auf allgemeine Ab-
Prozessdaten und -zustände werden über Ar-
hängigkeiten (z. B. Luftfeuchtigkeit in Abhän-
chive, die als Raster- oder als Dynamikarchive
Topologieerkennung
gigkeit von der Temperatur).
ausgelegt sein können, gespeichert. Die in Ras-
Die Topologieverarbeitung ermittelt aus den
terarchiven gespeicherten Daten können durch
aktuellen Zuständen von Schaltern und Poten-
Kurven können einzeln oder in Gruppen bis
Verdichtung in andere Archive übertragen wer-
zialpunkten den Versorgungszustand der ein-
zu 8 als Kurvenschar in einem Bild oder auch
den. Verdichtungsfunktionen sind z. B.:
zelnen Leitungen eines Netzes. Die Topologie
geflutet dargestellt werden. Über ein vertika-
Extremwertbildung (Maximum / Minimum),
wird bei der grafischen Datenmodelleingabe
les Lineal, das kontinuierlich über die Kurve
Mittelwertbildung, Summenwertbildung. Eine
mit dem Einsatz der technologischen Be-
gezogen werden kann, werden die jeweiligen
Definition der zu archivierenden Prozessdaten
triebsmittel in einem Arbeitsschritt definiert.
Schnittpunkte als Digitalwerte mit entsprech-
erfolgt in der Datenmodelleingabe.
Die möglichen Versorgungszustände werden
ender Farbe in einem Kurvenfenster ange-
in den Prozessbildern durch entsprechende
zeigt. Durch Cursor-Bedienung im Window ist
Protokollierung
Einfärbung unterschieden, wie z. B. span-
sowohl eine Spreizung der X-Achse als auch
Neben Protokollen mit festem Funktionsum-
nungslos oder geerdet. Durch Vererbung der
der Y-Achse möglich.
fang wie Ereignislisten, Störungslisten und
Topologiefarben aus Transformatoren bzw.
7
Sammelschienen oder Sammelschienenabgän-
angehalten, fortgesetzt oder abgebrochen wer-
sich in den bekannten Vergangenheitsverläufen
gen können wahlweise Netzgruppen bzw. Netz-
den. Jeder Schaltschritt wird auf Erfolg geprüft
Gesetzmäßigkeiten repräsentieren, die zwar
stränge und Stromkreise farblich unterschieden
und führt beim Misslingen zum Abbruch.
nicht explizit formulierbar sind, von deren Gültigkeit und Übertragbarkeit auf die Zukunft
werden.
man jedoch überzeugt ist. Der zukünftige Ver-
Erdschlusssuche
Funktionen für
Mittelspannungsnetze
Nach einem Erdschlussereignis werden die
Zur Verwaltung von nachgeführten Betriebs-
implizit in den Altdaten kodierten Gesetzen
aktuellen Zustände der Erdschlussrichtungs-
mitteln in Mittelspannungsnetzen werden
und aktuellen sowie geschätzten zukünftigen
relais ausgewertet, der Fehlerort nach Mög-
z. B. folgende Funktionen vom Netzleitsystem
Hilfsgrößen, wobei die Prognosen sich allmäh-
lichkeit eingegrenzt und die Ergebnisse visu-
bereitgestellt:
lichen Veränderungen der Verbrauchereigenschaften und des Lastverhaltens anpassen. Ein
alisiert. Die angezeigten Richtungen der Relais
sind in den Netzbildern beispielsweise über
Pfeile an den Leitungen darstellbar. Die Rich-
lauf ergibt sich mit guter Genauigkeit aus den
Anwahl von Ortsnetzstationen
bzw. Teilnetzbildern
Prognoseverfahren auf Basis von KNN ist also
ein System, das durch Training in die Lage ver-
Nachführung und Markierung
setzt wurde, anhand bekannter Daten den
Geplante Schalthandlungen
zeitlichen Verlauf einer Größe vorherzusagen.
Fehlerortung
Typisierte Schaltungen
KNN erweist sich gegenüber herkömmlichen
In Strangnetzen kann mit Hilfe der erweiterten
Verriegelungsprüfungen
algorithmischen Verfahren als klar überlegen.
Topologie und den Daten aus den Schutzrelais
Schaltungssimulation
tungsrelais werden automatisch rückgesetzt.
eine Fehlerlokalisierung durchgeführt werden.
auch für Schaltprogramme
Die Softwarekomponente PROGNOS des Leit-
Bereitschaftslisten
systems ControlStar ist universell einsetzbar
Schaltprogramme
Information über Betriebsmittel
und für die Prognose von Energieverläufen
Schaltprogramme bieten die Möglichkeit, Stan-
Schaltantragsverwaltung
Strom, Gas, Fernwärme usw. besonders ge-
dardschaltungen im Netzbetrieb (z. B. Abzweig
Nadelbildersatz
eignet.
EIN / AUS) in der abhängig vom vorliegenden
Netzprovisorien
Bezugskostenoptimierung – Strom
Schaltzustand technisch korrekten Schrittfolge
einschließlich der notwendigen Verriegelungs-
Lastprognose
Zielsetzung der Optimierung ist ein gleich-
bedingungen und Berücksichtigung von Lauf-
Aufgabe einer Prognose ist es, den zeitlichen
mäßiger Strombezug mit Einhaltung des
zeiten nach einmaliger Projektierung und Prü-
Verlauf einer nicht deterministischen Größe
Bezugsmaximums in jeder Verrechnungs-
fung beliebig oft abzurufen. Häufig wieder-
vorherzusagen, also z. B. den Lastgang über be-
periode durch:
kehrende Schaltprogramme z. B. zum Schalten
stimmte Zeitintervalle unter Berücksichtigung
eines genormten Feldes werden als typisierte
von Einflussfaktoren wie Tagestypen, meteoro-
Lastverschiebung
Schaltfolgen einmal definiert und lassen sich
logischen Daten usw. zu prognostizieren. Für
Verbrauchseinschränkung
dann auf alle Felder gleichen Typs und mit
derartige Anwendungen hat sich der Einsatz
gleichen Verriegelungsbedingungen anwen-
künstlicher neuronaler Netze (KNN) als sehr
den. Der Aufruf von Schaltprogrammen ist
effizient herausgestellt, da sie sehr schnell Er-
ereignisgesteuert, zeitgesteuert oder von
gebnisse mit guter Genauigkeit liefern. Lösun-
Hand möglich. Sie können an beliebiger Stelle
gen auf Basis von KNN gehen davon aus, dass
bei Großverbrauchern
Einsatz von
Spitzendeckungsanlagen
Einsatz von Energiespeichern
oder anderen Erzeugern
Die Geburtsstunde der Elektrizitätsforschung
Damit ein Funke überspringt, braucht es Spannung. Das wusste auch der Physiker Alessandro Volta.
Im Jahr 1775 erfand er den Elektrophor, eine Metallplatte mit isoliertem Griff, die mit Hilfe der Influenz in der
Lage war, die von einem negativ geladenen Gegenstand an der Plattenunterseite erzeugte positive Ladung zu
speichern. Mit dieser Ladungstrennung, also der Erzeugung einer elektrischen Spannung, schuf Alessandro Volta
8
die Grundlage der Elektrizitätsforschung.
ControlStar
Leittechnik
Die Optimierung wird durch eine Übergabe-
licher betrieben. Die dispositive Lastführung
ratoren werden Warnungen ausgegeben. Die
leistungsregelung realisiert. Mögliche Ver-
ist eine integrierte Systemfunktion, die diese
Eintragsgrößen können entweder dem Ergeb-
rechnungsperioden betragen 15, 30 und 60
Aufgabe wahrnimmt und dadurch entweder
nisdatensatz der integrierten State Estimation
Minuten. Das in der Regel vom Vorlieferan-
ein herkömmliches separates Rundsteuer-
oder einem archivierten Prozessdatenabbild
ten bereitgestellte Verrechnungsperiodensig-
kommandogerät ersetzen oder mit diesem
entnommen werden. Das Lastflussprogramm
nal wird überwacht und bei Ausfall nachge-
ergänzend zusammenarbeiten kann. Die Aus-
basiert auf dem entkoppelten Lastfluss nach
bildet. Die Optimierungsrechnung ermittelt
führung von Rundsteuerkommandos kann
Stott. In Sonderfällen, wie z. B. Stadtnetzen
die bis zum Ende der Verrechnungsperiode
initiiert werden durch:
und Industrienetzen mit hohem Kabelanteil,
wird ein Lastflussprogramm nach Newton-
konstant beziehbare Leistung und vergleicht
diese mit dem momentanen Leistungsbezug.
Zeitliste geplanter dispositiver
Tritt eine Differenz auf, so wird versucht, diese
durch Schaltung von Verbrauchern zu korrigie-
Raphson eingesetzt.
Schaltungen, auch mit Berücksichtigung des Tagestyps
Schaltungssimulation
ren. Vor Schaltung eines Verbrauchers werden
Handsteuerung
Die Schaltungssimulation wird bei Einzel-
verschiedene Prüfungen vorgenommen, z. B.
Externe Ereignisse
schaltungen und Schaltfolgen aus dem Be-
Lastabhängige Lastführung
diendialog zur Betriebsmittelschaltung zur
Schaltzustand, Priorität, Nennleistung
(Strom-Bezugskostenoptimierung)
Weise komfortabel und schnell zu bedienen.
min. und max. EIN- / und AUS-Zeiten
sowie Schalthäufigkeiten
Die Visualisierung erfolgt über:
Hochlauf- und Nachlaufzeit.
Die vertraglichen Eigenschaften der Verbrau-
Prüfung implizit aufgerufen und ist auf diese
Zustandsübersicht der Rundsteuer-
Der angestrebte Schaltzustand wird simuliert
und der Lastfluss inklusive aller Knotenspan-
kommandos, Umspannwerke, externe
nungen, Ströme und Verluste mit Hilfe der
Ereignisse und Zeitzählerzustände
Lastflussrechnung ermittelt. Nach Prüfung
cher sind im Datenmodell eingetragen. Dieses
Aktuelle Tagesliste der Kommandos
des Simulationsergebnisses kann die Schal-
kann online verändert werden. Die Visualisie-
Einträge im Betriebsprotokoll
tung zur Ausführung freigegeben werden.
rung der Optimierung erfolgt über:
Netzsicherheitsrechnungen
Ausfallrechnung
Zustandsübersicht der Verbraucher
Mit Hilfe der Netzsicherheitsrechnungen
Mit der Ausfallrechnung wird die (n-1)-Aus-
Anzeige der Momentan-, Korrektur-
werden der aktuelle Netzzustand bestimmt
fallsicherheit des Netzes berechnet und über-
und mögliche Störfälle vorbeugend analy-
wacht. Es wird automatisch eine Liste der zu
Energiebezugsprotokolle
siert. Darüber hinaus werden für zukünftig
untersuchenden Ausfallvarianten (z. B. Lei-
Betriebsprotokolleinträge.
geplante Schaltzustände und Lastsituationen
tungs- oder Sammelschienenausfälle) erzeugt,
die resultierenden Lastflüsse und Verluste im
wobei eine manuell geführte Liste sowie die
Dispositive Lastführung
und Rundsteueranlagen
Netz berechnet.
absolut und relativ am höchsten belasteten
Zur Steuerung von nicht fernwirktechnisch
Lastflusssimulation
Ausfallvarianten, die zu Überlastung oder
direkt erreichbaren Einrichtungen in elektri-
Zur Berechnung eines simulierten Netzzustan-
Netzzerfall führen, wird gewarnt. Es können
schen Netzen werden Rundsteueranlagen ein-
des wird die Lastflussrechnung eingesetzt. Sie
auch mehrere Betriebsmittel als ausgefallen
gesetzt. Über sie werden langfristig festgeleg-
benötigt als Eingangsgrößen Schalterstellungs-
angenommen werden.
te, zyklisch wiederkehrende oder spontane,
meldungen und Stufenstellungen sowie Ein-
aus dem Lastverlauf des Netzes abgeleitete
speise- und Lastwerte und ermittelt aus diesen
Kurzschlussrechnung
Schalthandlungen durchgeführt. Durch Zu-
Werten auf Basis der eingegebenen Betriebs-
Mit der Kurzschlussrechnung können die zu-
bzw. Abschaltungen von Erzeugern und Ver-
mitteldaten von Trafos, Leitungen etc. alle Kno-
lässigen Kurzschlussleistungen und -ströme
brauchern abhängig von der Zeit oder der
tenspannungen, Flüsse, Ströme und Verluste.
im Netz überwacht werden. Zur Berechnung
aktuellen Lastsituation werden vertragliche
Bei Überlastungen, Spannungsbandverletzun-
von symmetrischen (dreipoligen) und unsym-
Regelungen eingehalten und der Lastverlauf
gen oder beim Erreichen der zulässigen Blind-
metrischen Kurzschlüssen nach VDE 0102
beeinflusst und somit das Netz wirtschaft-
leistungsgrenzen spannungsregelnder Gene-
stehen zwei Verfahren zur Verfügung. Einmal
und Freileistung (numerisch, grafisch)
Betriebsmittel berücksichtigt werden. Vor
9
kann die Berechnung nacheinander für alle
online reduziert, d. h. in Form von Ersatz-
Kurzschluss-Orte (Sammelschienen) in einem
zweigen und -einspeisungen berücksichtigt.
Rechenlauf erfolgen. Die Kurzschlussgrößen
Ist durch den Ausfall von Messungen ein Teil
werden für die einzelnen Fehlerstellen sowie
des eigenen Netzes nicht mehr beobacht-
die jeweils angrenzenden Betriebsmittel be-
bar, so kann auch dieses Gebiet durch die
rechnet und mit den erlaubten Maximalwer-
online-Ersatznetzberechnung substituiert
ten verglichen, die durch die betreffenden
werden.
In Ihren Sparten zu Hause:
ControlStar Funktionen
im Gas-, Wasser- und Fernwärmenetz.
Funktionen für das Gasnetz
Leistungsschalter gegeben sind.
Verbrauchsprognose
Fernalarmierung
Im anderen Fall wird ein Kurzschluss-Ort an
Außerhalb der Hauptschichtzeiten kann es
der bereits beschriebenen Technik
einer beliebigen Sammelschiene des Netzes
erforderlich werden, das Bereitschaftsper-
der künstlichen neuronalen Netze (KNN).
vorgegeben. Es werden die daraus resultie-
sonal unmittelbar zu aktivieren, um auftre-
renden Teilkurzschlussströme und Leistungen
tende Netzstörungen sofort einzugrenzen
Basierend auf dem prognostizierten
in allen Netzzweigen, die Kurzschlussspan-
und schnellstmöglich zu beheben. Hierzu
Verbrauch wird von der Optimierung
nungen an allen Sammelschienen sowie Ab-
können Endgeräte wie Telefon, Handy, FAX,
ein Einsatzplan für die Gasspeicher und
klingfaktor, Dauerkurzschluss-Strom usw. be-
City-Ruf oder Betriebsfunk automatisch vom
Schaltvorschläge für ab- oder umschalt-
rechnet. Bei unsymmetrischem Kurzschluss
Leitsystem aktiviert werden.
bare Einzelverbraucher ausgearbeitet. Das Ergebnis wird als Fahrvorschlag auf
Die Nachrichtenübermittlung erfolgt
dem Sichtgerät dargestellt oder auto-
werden die Ströme und Spannungen phasenweise ausgegeben.
Die Verbrauchsprognose basiert auf
Bezugskostenoptimierung
durch SMS, Mail oder synthetisch erzeugte
matisch über Fernwirksysteme ausge-
Ersatznetzberechnung
Sprachnachrichten. ControlStar stellt Funk-
führt.
In der Ersatznetzberechnung werden die mess-
tionen zur Planung und Verwaltung des
technisch nicht beobachtbaren Netzbereiche
Bereitschaftsdienstes zur Verfügung.
Funktionen für das Wassernetz
Verbrauchsprognose
Die Verbrauchsprognose basiert auf der vorher beschriebenen Technik der
künstlichen neuronalen Netze (KNN).
Wasserleckanalyse
Für die Leckanalyse in den Förderleitungen
werden Mengenvergleiche durchgeführt,
sofern die Mengen am Anfang und Ende
der Leitungen messtechnisch erfassbar
sind. Die Leckanalyse im Versorgungsnetz wird nachts zu verbrauchsarmen Zeiten
durchgeführt, indem definierte Ruhever-
brauchswerte einzelner Versorgungsbe-
zirke geprüft werden.
Brunnenabsenkung
ControlStar
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Zur statistischen Auswertung der Einflüsse
von Pumpvorgängen auf den Grundwas-
serstand werden die Wasserstände aller
Pumpenschächte zyklisch erfasst. Daraus
können eventuelle Einflüsse auf den Grund-
wasserstand, insbesondere dessen Absenk-
ung durch Pumpvorgänge erkannt werden.
ControlStar
Leittechnik
Felder, Sammelschienen
spezifische Erfordernisse durch Variation und
Als Ergänzung zur Lastoptimierung über-
Anlagen, Unterstationen, FW-Linien
Redefinition von Typen vorgenommen werden.
nimmt das System auch die Pumpensteue-
Netze (Strom, Gas), Fernwirkanlagen,
Der Vorteil für den Anwender liegt
rung im Wasserwerk und zwar abhängig
von der Strombezugssituation und den
gemessenen Behälterständen.
Pumpenoptimierung
Komponenten des Leitsystems
in einer in Projekten bewährten Ausgangs-
Typische Merkmale solcher Objekte sind u. a.:
Name
Fernwärmefunktionen
algorithmische Verarbeitung
Ereignisverarbeitung
Bedarfsprognose
basis für das Datenmodell
in der Flexibilität, dieses anwendergerecht
anpassen zu können
in der Benutzung von einheitlichen,
Auch in Fernwärmenetzen kann das Modul Störungsverarbeitung
Prognos zur Bestimmung des Verbrau-
topologische Eigenschaften
cherverhaltens zum Einsatz kommen.
grafische Darstellungen
Mit der Objektbibliothek von KISTERS setzt
Bedienreaktionen
der Anwender auf erprobten Netzstrukturen
Parameter für Optimierungs- und Netz-
auf, für eine zügige und fehlerfreie Modellie-
Zustandsermittlung
Ermittlung der Speisetemperaturen zur
Bereitstellung der Wärmeenergie und
Berechnung der Rohrleitungsverluste
sicherheitsberechnungen
rung des Prozesses.
Übernahme vorhandener
Datenmodelle
verwendbarkeit von Strukturen nicht aus. Daher
Ein weiterer Beitrag zur Rationalisierung liegt
werden im Rahmen der Datenmodelleingabe fol-
in der Möglichkeit, bestehende Datenmodelle
gende Konstruktionsprinzipien zugrunde gelegt:
teilweise zu übernehmen – soweit dies technisch sinnvoll und möglich ist. Insbesondere bei
Definition von allgemeinen und speziellen
Datenmodellerstellung und -pflege
erprobten Werkzeugen
einfache Vorbelegungstechnik für die Wieder-
Bei der Vielfalt der Objektmerkmale reicht eine
Zugeschnitten auf Ihre
wachsenden Anforderungen:
Datenmodellerstellung
und -pflege in ControlStar.
Eigenschaften technologischer Objekte
der Datenersteingabe können bei Ablösung bestehender Leitsysteme Einsparungen durch die
Zusammenfassung von zu einem Objekt
Übernahme von geprüften Altdaten erreicht
Netze steigt ständig, da wachsende betriebliche
gehörenden Eigenschaften wie grafische
werden. Ein weiterer, häufig noch wichtigerer
Anforderungen zunehmend mehr Informatio-
Darstellung, Bedienung, Verarbeitung etc.
Aspekt ist der der Sicherheit, da die Altdaten
Der Aufwand zur Modellierung technischer
nen erfordern und anspruchsvolle Darstellungs-
einfache Variantenkonstruktion
bereits einem geprüften Datenbestand angehö-
methoden den Aufwand der Bildkonstruktion
wiederverwendbare Zuordnung der
ren und als geprüfter Bestandteil in das neue
erhöhen. Nur eine durchgängige Datenmodel-
grafischen Darstellung und ihrer Dynamik System übernommen werden können. Voraus-
lierung an zentraler Stelle im System reduziert
zu technologischen Objekten
setzung für die Übernahme ist:
erhöhten Aufwand bei Datenersteingabe und
-pflege. KISTERS bietet hierfür im Gegensatz zu
Durch Typisierung und Strukturierung sind
listenorientierten Verfahren eine objektorien-
unterschiedliche Netze bei Strom, Gas, Fern-
tierte, automatisierte Lösung. Die Typisierung
wärme, Wasser und unterschiedlich struktur-
ist der Schlüssel zur Automatisierung der Daten-
ierte Datenmodelle parallel definierbar, z. B.
modelleingabe. Sie stellt eine größtmögliche
das der Fernwirk-Konfiguration, des Prozes-
Dies gilt auch bei Einbindung von ControlStar
Wiederverwendbarkeit von strukturell gleichen
ses oder der Anlagen-Hardwarekonfiguration.
in einen unternehmensweiten Informationsver-
Daten sicher und ist Grundlage für eine weit
relational strukturierte Verfügbarkeit
der Daten
Vorstrukturierung der Typen im Leitsystem
bund bei der Datenübernahme von Objekten
reichende Datenkonsistenz und typgeprüfte
Objekt-Bibliothek
aus Bereichen wie z. B. der Netzplanung oder
Funktionssicherheit. Für die Typisierung geeig-
Die Erfahrungen aus vielen Projekten wurden
Instandhaltung. Besondere Bedeutung erlangt
nete Objekte in Versorgungsnetzen sind z. B.:
in Objekt-Bibliotheken für die Versorgungs-
hierbei der Austausch von Daten mit existie-
bereiche Strom, Gas, Wasser und Fernwärme
renden geografischen Informationssystemen
Melder, Messwerte, Befehle
zusammengefasst. Sie bieten eine bewährte
(GIS) als Konstruktionshilfe bei der Bilderstel-
Trenner, Schalter, Schieber, Pumpen
Ausgangsplattform, von der aus ggf. projekt-
lung oder für eine einheitliche Datenpflege.
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ControlStar
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fon: +49 441 93602-0
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