Schutzkonzepte

Konventionelle Kraftwerksleistung wird zunehmend durch den großflächigen Einsatz dezentraler Erzeugungsanlagen mit volatiler Erzeugungscharakteristik ersetzt. Bereits heute sind durch den Netzbetreiber zur Verhinderung von Überlastungen regelmäßige Schalthandlungen notwendig. Da das konventionelle Schutzsystem üblicherweise nur für wenige Schaltzustände ausgelegt ist, wird die sichere Unterscheidung von Fehler- und Normalbetrieb erschwert und damit die Zuverlässigkeit des Schutzsystems gefährdet. Die Entwicklung hin zu adaptiven Netzschutzsystemen ist demnach unumgänglich, um die erforderlichen Anforderungen an die Schutztechnik weiterhin aufrecht zu erhalten.

Die Basis für zukünftige Netzschutzkonzepte bilden digitale Umspannwerke, in denen verschiedene Kommunikationsdienste zum Einsatz kommen. Diese reichen von der Übermittlung von Messgrößen im Energiesystem mittels Sampled Values über den Austausch von Statusinformationen zwischen den Geräten mittels GOOSE-Nachrichten bis hin zu der Übertragung von Signalen an das SCADA-System mittels Client/Server-Kommunikation. Die daraus entstehenden höheren Anforderungen an Verfügbarkeit und Sicherheit werden durch neue Monitoring-Konzepte wie z. B. Intrusion-Detection-Systemen begegnet.

Das Schutzlabor am Fraunhofer-Zentrum für digitale Energie bietet zum einen die Möglichkeit, adaptive Netzschutzkonzepte konzeptionell zu bewerten. Zum anderen kann die gesamte Prozesskette dieser Konzepte (adaptive Schutzalgorithmen – Kommunikationsstrecke – Schutzgerätedemonstrator) bezüglich Fehlertoleranz, Übertragung und Verarbeitung der adaptiven Schutzdaten untersucht werden. Zukünftige Herausforderungen digitaler Umspannwerke werden damit hinsichtlich Kompatibilität, Zuverlässigkeit und IT-Sicherheit adressiert.