Fernwirktechnik: Funktion, Aufbau und Einsatz in der Energieversorgung
Trafostationen, Schaltanlagen und Erzeugungsanlagen verteilen sich häufig über große Gebiete. Gleichzeitig gilt es, ihre Betriebszustände jederzeit im Blick zu behalten. Messwerte, Schaltzustände und Störmeldungen sollen zuverlässig und schnell an die zuständigen Stellen gelangen – unabhängig davon, wie weit die jeweilige Anlage entfernt ist.
Je größer und verteilter die Infrastruktur, desto wichtiger wird eine zuverlässige Verbindung zwischen den Anlagen und den übergeordneten Leitsystemen. Genau hier kommt die Fernwirktechnik ins Spiel.
Lesen Sie weiter und erfahren Sie, wie Fernwirktechnik funktioniert, welche Komponenten dabei zusammenspielen und warum sie für die Überwachung und Steuerung moderner Energieanlagen unverzichtbar ist.
Was ist Fernwirktechnik?
Fernwirktechnik verbindet räumlich voneinander getrennte Energieanlagen mit einer zentralen Leitstelle. Messwerte, Betriebszustände und Störmeldungen werden dabei erfasst und über eine Kommunikationsverbindung an die zuständige Stelle übertragen. Je nach Anlage und Anforderung können über die Fernwirktechnik auch Schalt- oder Steuerbefehle an die Anlage gesendet werden.
Eine typische Fernwirkanlage besteht daher aus mehreren Komponenten: Dazu gehören unter anderem Mess- und Erfassungseinrichtungen, ein Fernwirkgerät oder eine RTU (Remote Terminal Unit), die Kommunikationstechnik sowie die übergeordnete Leitstelle.
Für Netzbetreiber und Betreiber von Energieanlagen bietet das einen entscheidenden Vorteil: Der Zustand einer Anlage lässt sich überwachen, ohne dass für jede Kontrolle ein Mitarbeiter vor Ort sein muss.
Funktionsweise und Komponenten
Die Funktionsweise einer Fernwirkanlage lässt sich vereinfacht in drei Schritte unterteilen: erfassen, übertragen und auswerten beziehungsweise steuern.
Zunächst werden relevante Messwerte und Betriebszustände innerhalb der Anlage erfasst. Dazu können beispielsweise Spannungen, Ströme, Leistungen, Zählerstände oder Schaltzustände gehören. Auch Betriebs- und Störmeldungen können über die Fernwirktechnik übertragen werden.
Das Fernwirkgerät beziehungsweise die RTU sammelt und verarbeitet diese Informationen. Anschließend werden die Daten über eine geeignete Kommunikationsverbindung an eine Leitstelle oder ein Netzleitsystem übertragen.
In die entgegengesetzte Richtung können Steuer- und Schaltbefehle übertragen werden. So lässt sich beispielsweise der Schaltzustand einer Anlage aus der Ferne verändern, sofern die entsprechende Anlage und deren Steuerung dafür ausgelegt sind.
Für die Kommunikation kommen unterschiedliche Protokolle und Schnittstellen zum Einsatz. Im Energiesektor spielen beispielsweise IEC 60870-5-101, IEC 60870-5-104 und IEC 61850 eine wichtige Rolle. Welche Lösung eingesetzt wird, hängt unter anderem von der Anlage, dem Netzbetreiber und den technischen Anforderungen ab.
Einsatzbereiche der Fernwirktechnik
Fernwirktechnik kommt überall dort zum Einsatz, wo Betreiber Energieanlagen zuverlässig überwachen, steuern oder an übergeordnete Systeme anbinden müssen.
Mittelspannungsnetze und Trafostationen
In Mittelspannungsnetzen überwacht und steuert Fernwirktechnik verschiedene Netzkomponenten und Trafostationen. Die Technik erfasst Betriebszustände, Messwerte und Meldungen und stellt diese Informationen zentral bereit.
Gerade bei weit verzweigten Netzen erleichtert die Fernüberwachung die Betriebsführung. Netzbetreiber erkennen Veränderungen und Störungen schneller und können gezielt reagieren. Viele Zustandsprüfungen lassen sich aus der Leitstelle durchführen.
Schaltanlagen und Umspannwerke
Schaltanlagen und Umspannwerke nutzen Fernwirk- und Leittechnik für die zentrale Überwachung und Steuerung. Die Systeme übertragen Schaltzustände, Messwerte und Meldungen an eine Leitstelle. Gleichzeitig können berechtigte Bediener definierte Schaltvorgänge aus der Ferne auslösen.
Die Fernwirktechnik bildet dabei die Schnittstelle zwischen der technischen Anlage vor Ort und der übergeordneten Netzleitstelle.
Erneuerbare Energien und Energieanlagen
Der Ausbau erneuerbarer Energien erhöht die Anforderungen an die Kommunikation zwischen Energieanlagen und Stromnetzen. Photovoltaikanlagen, Windenergieanlagen und Batteriespeicher müssen sich zuverlässig in bestehende Netzstrukturen integrieren lassen.
Eine Fernwirkanbindung stellt Betriebsdaten zentral bereit und überträgt – abhängig von den technischen Anforderungen – Steuer- und Regelvorgaben an die Anlage.
Damit unterstützt Fernwirktechnik die sichere Integration dezentraler Energieerzeuger und Speicher in eine zunehmend vernetzte Energieversorgung.
„Mit zunehmender Anzahl dezentraler Energieanlagen wird eine zuverlässige Kommunikation immer wichtiger. Nur wenn aktuelle Betriebsdaten verfügbar sind und Steuerbefehle sicher übertragen werden, lassen sich Anlagen effizient überwachen und in die bestehende Netzstruktur integrieren.“
Jonas Dobokay, Projektleiter Energietechnik, E-FOX Energy GmbH
Vorteile moderner Fernwirktechnik
Fernwirktechnik ermöglicht die zentrale Überwachung und Steuerung räumlich verteilter Anlagen. Daraus entstehen verschiedene Vorteile für Netzbetreiber und Anlagenbetreiber:
Mit der steigenden Zahl dezentraler Energieanlagen gewinnt eine zuverlässige Kommunikation zwischen Anlage und Leitstelle weiter an Bedeutung.
Fernwirktechnik, Netzleittechnik und SCADA
Die Begriffe Fernwirktechnik, Netzleittechnik und SCADA stehen in engem Zusammenhang, beschreiben jedoch unterschiedliche Ebenen eines Gesamtsystems.
Die Fernwirktechnik verbindet eine räumlich entfernte Anlage mit einer übergeordneten Leit- oder Steuerungsebene. Sie erfasst Daten, überträgt Informationen und kann – abhängig von der Anwendung – Steuerbefehle an die Anlage senden.
Die Netzleittechnik übernimmt die übergeordnete Überwachung und Steuerung eines Energie- oder Stromnetzes. Hier laufen Informationen verschiedener Anlagen und Netzbereiche zusammen.
SCADA steht für „Supervisory Control and Data Acquisition“. SCADA-Systeme überwachen und steuern technische Prozesse und stellen Betriebsdaten übersichtlich dar. In der Energieversorgung verarbeiten SCADA- beziehungsweise Leitsysteme beispielsweise die Daten, die Fernwirkanlagen bereitstellen.
Die einzelnen Systeme ergänzen sich somit: Die Fernwirktechnik stellt die Verbindung zur Anlage her, während Leit- und SCADA-Systeme die übertragenen Daten überwachen, visualisieren und für die Steuerung nutzen.
Fernwirkanbindung von Energieanlagen
Eine zuverlässige Fernwirkanbindung verbindet Energieanlagen mit einer übergeordneten Netzleitstelle. Besonders bei Anlagen mit Anschluss an Mittel- oder Hochspannungsnetze gelten häufig konkrete technische Anforderungen.
Netzbetreiber legen beispielsweise fest, welche Messwerte und Meldungen übertragen werden müssen, welche Steuerungsmöglichkeiten erforderlich sind und welche Kommunikationsprotokolle zum Einsatz kommen.
Bei der Planung einer Fernwirkanbindung müssen deshalb die Eigenschaften der bestehenden Anlage und die Vorgaben des Netzbetreibers zusammenpassen.
Die Umsetzung umfasst je nach Projekt die Auswahl und Parametrierung des Fernwirkgeräts, die Anbindung vorhandener Mess- und Steuerungstechnik, die Einrichtung der Kommunikation sowie die Prüfung und Inbetriebnahme der Datenübertragung.
Fernwirktechnik mit E-FOX®
Jede Fernwirkanlage stellt andere technische Anforderungen. Eine passende Lösung berücksichtigt deshalb sowohl die vorhandene Anlagentechnik als auch die Netzstruktur und die Vorgaben des zuständigen Netzbetreibers.
Die E-FOX Energy GmbH plant und realisiert Lösungen für die Überwachung und Steuerung von Energieanlagen. Das Leistungsspektrum umfasst die Projektierung der Fernwirktechnik, die Integration in bestehende Anlagen und Systeme sowie Installation und Inbetriebnahme.
Dabei verbindet der E-FOX® unterschiedliche Anwendungen – von Trafostationen und Schaltanlagen bis hin zu Anlagen zur Erzeugung und Speicherung erneuerbarer Energien.
So entsteht eine zuverlässige Verbindung zwischen der Anlage vor Ort und der übergeordneten Leit- beziehungsweise Netzleittechnik.
Sie planen eine Fernwirkanbindung oder möchten eine bestehende Anlage modernisieren? Kontaktieren Sie die Experten von E-FOX® für eine individuelle Beratung und finden Sie die passende Fernwirklösung für Ihre Anforderungen.
FAQ
Fernwirktechnik ermöglicht die Überwachung und Steuerung räumlich entfernter technischer Anlagen. Sie überträgt Messwerte, Betriebszustände und Meldungen an eine Leitstelle und kann – abhängig von der Anwendung – Steuer- und Schaltbefehle an die Anlage senden.
Eine Fernwirkanlage erfasst zunächst Messwerte und Betriebszustände einer technischen Anlage. Ein Fernwirkgerät beziehungsweise eine RTU verarbeitet die Daten und überträgt sie über ein Kommunikationsnetz an eine Leitstelle. Von dort gelangen bei entsprechender technischer Auslegung Steuerbefehle zurück zur Anlage.
Ein Fernwirkgerät erfasst und verarbeitet Daten aus einer technischen Anlage und überträgt diese an ein übergeordnetes System. Gleichzeitig kann es Steuer- und Schaltbefehle von der Leitstelle an die Anlage weitergeben.
Fernwirktechnik stellt die Kommunikation zwischen einer Anlage und einem übergeordneten System her. SCADA-Systeme übernehmen dagegen die übergeordnete Überwachung und Steuerung technischer Prozesse. Beide Technologien arbeiten häufig zusammen.
Bestehende Anlagen lassen sich in vielen Fällen um Fernwirkfunktionen ergänzen. Die konkrete Umsetzung hängt von der vorhandenen Mess-, Steuerungs- und Kommunikationstechnik sowie den technischen Anforderungen ab.
Eine intelligente Energieversorgung eignet sich insbesondere für Unternehmen mit hohem Energiebedarf oder komplexen elektrischen Infrastrukturen. Dazu zählen beispielsweise Industrieunternehmen, Produktionsbetriebe, Logistikzentren, Gewerbeimmobilien und kommunale Einrichtungen.
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