Einfach kommunizieren im Smart Grid – über VHPready

Virtuelle Kraftwerke gelten als eine Lösung, um die schwankende Stromerzeugung aus Solaranlagen und Windturbinen in den Griff zu bekommen: Dezentrale Erzeuger wie Blockheizkraftwerke und steuerbare Stromverbraucher wie Wärmepumpen werden zu einem flexibel regelbaren Verbund zusammengeschlossen. Ihr intelligentes Zusammenspiel sorgt dann dafür, dass das Stromnetz entlastet wird.

Doch der Zusammenschluss der verschiedenen Anlagen ist schwierig, denn die Beteiligten sprechen unterschiedliche Sprachen und können darum nur schlecht miteinander kommunizieren. WAGO-Fernwirksteuerungen schaffen Abhilfe: Sie erfüllen die Anforderungen des Industriestandards VHPready (Virtual Heat and Power) und stellen somit eine problemlose Anbindung der Anlagen an das virtuelle Kraftwerk sicher. Die aktuelle Version der Spezifikation ist die VHPready 4.0. Sie fasst die Steuerung und Kommunikation im Verbund des virtuellen Kraftwerks zusammen und sorgt quasi als Dolmetscher dafür, dass sich Leitwarte und Anlagen verstehen.

VHPready standardisiert die Objekte und Variablen unterschiedlicher Kommunikationsprotokolle und deklariert sie eindeutig. Statt wie bisher über ein anlagenspezifisches Set an Variablen wird mit VHPready über vordefinierte Profile mit einheitlichen Datenpunktlisten kommuniziert. Neben der Kommunikation werden durch VHPready auch domainspezifische Festlegungen wie Vorgaben zum Betriebsverhalten und zu Reaktionszeiten definiert. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, Anlagen über Fahrpläne zu steuern. Damit kann die Leitwarte Steuerungsparameter für einen Zeitraum von 24 Stunden als Befehl/Satz/Meldung/Datei zur Anlage übertragen.

Vielseitige Anlagenmanager

Energieversorger wie Vattenfall und die Stadtwerkekooperation Trianel setzen bereits WAGO-Fernwirksteuerungen gemäß VHPready in ihren virtuellen Kraftwerken ein, denn für die Unternehmen ist ausschlaggebend, dass die Controller programmierbar und flexibel sind und die Kommunikation gemäß IEC 60870-5-104 oder IEC 61850 erlauben. Die kompakten und modularen Fernwirksteuerungen von WAGO bieten außerdem eine große Protokollvielfalt wie PROFIBUS, CAN, BACnet oder Modbus. Dadurch können sie im virtuellen Kraftwerk als Gateways für die meisten technischen Einheiten im Feld eingesetzt werden. Über Digital-/Analogeingangs- und -ausgangsklemmen, die sich modular anreihen lassen, sowie mehr als 500 weitere Funktionsmodule kann WAGO das komplette Management der Anlagensteuerung eines virtuellen Kraftwerks gewährleisten.

Dabei spielt Datensicherheit eine zentrale Rolle. Ab der Version VHPready 4.0 bildet das Protokoll IEC 60870-5-104 oder ein ebenfalls TCP/IP-basierter, objektorientierter Ansatz gemäß IEC 61850-7-420 die kommunikationstechnische Basis der WAGO-​Fernwirksteuerungen. Für die Sicherheit der Datenübertragung sorgt der Aufbau eines virtuellen privaten Netzwerks (VPN) auf Basis von OpenVPN mit SSL/TLS-Verbindungen (Secure Sockets Layer, Transport Layer Security). Für die Zeitsynchronisation kommt SNTP/NTP (Simple Time Protocol/Network Time Protocol) zum Einsatz. Aus der WAGO-Steuerung heraus kann direkt über OpenVPN oder IPsec ein VPN-Tunnel aufgebaut werden, um verschlüsselt Daten an die Leitstelle zu übermitteln und von dort zu empfangen. So erfüllt WAGO nicht nur die IT-Sicherheitsvorgaben der Netzbetreiber, sondern ermöglicht ebenso eine Härtung des Systems nach den Anforderungen des BDEW-White Papers.