Erweiterte Funktionalität ermöglicht präzise Abbildung der Netzsituation
Das Smart Grid Interface Modul (SGIM) von EMH ist eine modulare Mess- und Kommunikationslösung für alle Anwendungen im Smart-Grid-Bereich und kann auf einfache Weise in Ortsnetzstationen oder Kabelverteilschränke installiert werden. Aufgeteilt in eine Installationsplattform für Gerüst- oder Wandmontage und eine modular aufgebaute Elektronikeinheit, kann das System praktisch für alle Aufgaben individuell konfiguriert werden. Für jede Station kann der Netzbetreiber das ideale System zusammenstellen, von der CPU (Zentraleinheit) und Messmodulen für Kleinsignalwandler über Rogowski-Spulen und Stromwandler bis hin zu Funktionsmodulen wie Lichtwellenleiter, LTE oder LTE450-Modem und diversen I/O Modulen.
Das SGIM ist der ideale Startpunkt für die Umsetzung aller Anforderungen im §14a-Umfeld. Als Beispiel kann eine Konfiguration aus CPU, LTE-Modem und sechs Messmodulen eine abgangsscharfe dreiphasige Messung für zwölf Lastschaltleisten bereitstellen. Die CPU kann dabei als klassisches Fernwirkgerät entsprechend IEC60870-5-104 eingesetzt werden, oder mit MQTT/Sparkplug B ein IIoT (Industrial Internet of Things) Edge Device bilden. Beides ist auch parallel möglich, abgerundet mit Router- und Steuerungsfunktion nach IEC61131.
Gemessen werden nicht nur Spannung, Frequenz und Ströme der einzelnen Abgänge, sondern auch die Leistungswerte, die Energien, der cos φ sowie THDV und THDI. Damit ist nicht nur eine einfache Lastaussage möglich, vielmehr kann eine genaue Netzsituation abgebildet werden, die auch die Belastung mit harmonischen Oberschwingungen durch z.B. Photovoltaikanlagen und E-Ladeinfrastruktur berücksichtigt. Nicht zuletzt verfügt das SGIM über eine CAT IV-Spannungsversorgung mit Backup für drei Minuten, sodass relevante Daten auch nach einer Unterbrechung verfügbar bleiben. Diese Funktion ist auch in Kombination mit Kurzschluss- und Richtungsanzeiger nutzbar, da gerade deren Informationen nach einem Blackout für den Service wichtig sind.
Als weitere Funktion kann das SGIM künftig auch um ein Messmodul nach Klasse A der EN50160-Norm ergänzt werden. Die Spannungssituation innerhalb einer Ortsnetzstation oder eines Kabelverteilers wird dabei normkonform gemessen und ausgewertet. Neben den auch bei den Abgängen schon erwähnten Messwerten, erfasst das EN50160-Messmodul alle wichtigen Größen für die Spannungsqualität wie Spannungshöhe, Frequenz und Kurvenform sowie Störungen wie Oberschwingungen und Flicker. Damit kann neben der Lastmanagement-Aufgabe, die bis hin zum Eingriff in Verbraucher führen kann, auch der Einfluss auf die Netzqualität übertragen werden. Hier werden die relevanten Punkte wie zum Beispiel Spannungseinbrüche in Bezug auf ihre zeitliche Dauer und Häufigkeit hin überwacht und als Wochen-, Monats und Jahresanzahl ausgewertet.
Das SGIM kann sowohl die Rohwerte als auch deren Auswertungen auf Cloud-Systeme übertragen. Dies erfolgt zum Beispiel via MQTT an Nachrichtenbroker mit angeschlossenen Datensammlern in Form von z.B. Zeitreihendatenbanken. Da das SGIM als Edge-Gerät die entsprechenden Daten intelligent vorverarbeiten kann, können die Datenströme minimiert und nur die ausgewerteten Größen oder Meldungen übertragen werden. Bei Überschreitung vorher festgelegter Limits kann dann auch der Rohwert übertragen werden. Werden die Informationen sodann in einen definierten Namensraum wie den der IEC81850 verbracht, herrscht in den gesammelten Daten sofort Ordnung.
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