Intelligente Überwachung in der modernen Hauptschaltzentrale

ÜBERBLICK

Die Energieversorgungskomponenten in einer Hauptschaltzentrale oder kritischen Einrichtung sind so konzipiert, dass sie einen einzigen Ausfall verhindern. Die Stromversorgung der Last verläuft oft über zwei separate, aber identische Pfade (A/B). Gleichrichter werden mit N+1 oder höherer Redundanz betrieben, von verschiedenen Wechselstromquellen gespeist und durch parallel geschaltete Batteriestränge gesichert, die während eines kurzzeitigen Stromausfalls Strom liefern. Standby-Generatoren liefern Strom, wenn der Ausfall mehr als ein paar Stunden dauert. Für Rechenzentren wird ein anderer Ansatz gewählt: Dabei wird auf Gleichstromversorgung zugunsten von großen, dreiphasigen USV-Systemen verzichtet, die durch redundante Generatoren unterstützt werden. Diese Schaltzentralen sind größtenteils fast immer eingeschaltet, außer bei besonders schlimmen Vorfällen durch menschliches Versagen oder Naturkatastrophen.

Die verschiedenen Stromversorgungskomponenten – die eingehende Wechselstromversorgung, Stromwandlersysteme, Batterie-Backup, Generatoren und Verteilnetze – bilden ein voneinander abhängiges Ökosystem, das einen zuverlässigen und widerstandsfähigen Netzbetrieb gewährleistet. Doch trotz des erfolgreichen Einsatzes ist das Energiesystem im Grunde genommen immer noch reaktiv. Alarmzustände in der Schaltzentrale oder in einem Network Operations Center (NOC) führen dazu, dass ein Techniker entsandt wird, um den Fehlerzustand zu beheben. Bei diesen kritischen Stromversorgungssystemen gibt es nur sehr wenige vorausschauende Analysen oder Wartungen. Manchmal wird eine Batterieüberwachung bereitgestellt, und moderne Energieumwandlungssysteme enthalten in der Regel intelligente Steuerungen. Die Leistungsfähigkeit des gesamten Energieökosystems in der Schaltzentrale lässt sich jedoch kaum beurteilen, da die Komponenten nicht über eine gemeinsame Überwachungs- und Steuerungsplattform miteinander verbunden sind.

Dieses Dokument schlägt ein intelligentes Überwachungs- und Steuerungsnetzwerk vor, das die Gesamtleistung des Energieökosystems verbessern kann. Es wird diskutiert, wie der Anwender von dem neuen Konzept profitieren kann. Das Dokument stellt die Bühne mit Hintergrundinformationen darüber dar, wie aktuelle Stromnetze in Hauptschaltzentralen und kritischen Einrichtungen konfiguriert sind und wie die verschiedenen Komponenten Alarme und Leistung melden. Außerdem werden die wichtigsten Kommunikationsprotokolle vorgestellt, die heute verwendet werden. Zuletzt beinhaltet es zusammenfassend einen Vorschlag zu den Anforderungen an die intelligente Überwachung und Steuerung von Stromnetzen.