WO2008037235A1

WO2008037235A1 - Verfahren und system zum einbinden eines elektrischen gerätes in ein energieversorgungsnetz

Info

Publication number: WO2008037235A1
Application number: PCT/DE2006/001726
Authority: WO
Inventors: Frank Haffner; Robert Kirkman; Florian Meier; Birgit Schiemann
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2008-04-03
Also published as: DE112006004154A5; EP2067236A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Einbinden eines elektrischen Gerätes (2a) in ein Energieversorgungsnetz (1), wobei das elektrische Gerät (2a) zur Steuerung mindestens eines Netzparameters mit einer Netzsteuerung (3) verbindbar ist, sowie das elektrische Gerät (2a) eine eindeutige Identifikation aufweist und das elektrische Gerät (2a) die Identifikation nach vorheriger Anmeldung an die Netzsteuerung (3) übermittelt. Durch die Nutzung einer zusätzlichen Verwaltungseinheit (4) mit einem Zugriff auf die Netzzustände des Energieversorgungsnetzes (1), kann eine optimale Gerätekonfiguration mittels regelbasierter Systeme (10) ermittelt und von der Verwaltungseinheit (4) an das sich anmeldende elektrische Gerät (2a) übertragen werden. Mit der Implementierung der Gerätekonfiguration im elektrischen Gerät (2a) erfolgt eine zweite Anmeldung und nachfolgende Authentifizierung im Energieversorgungsnetz (1). Hierdurch ist gewährleistet, dass die elektrischen Geräten (2a, 2b, 2c) der zugeordneten Netzkomponenten (9a, 9b, 9c) nicht vor Ort konfiguriert werden muss und dass deren Steuerung in kleinräumigen, sich selbstverwaltenden Zellen als Cluster von zusammengeschlossenen elektrischen Geräten (2b, 2c) gewährleistet ist.

Description

Beschreibung

Verfahren und System zum Einbinden eines elektrischen Gerätes in ein Energieversorgungsnetz

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Einbinden eines elektrischen Gerätes in ein Energieversorgungsnetz, wobei das elektrische Gerät zur Steuerung mindestens eines Netzparameters verwendbar und das elektrische Gerät mit zumindest einer Netzsteuerung verbindbar ist, sowie das e- lektrische Gerät eine eindeutige Identifikation aufweist und das elektrische Gerät die Identifikation nach vorheriger Anmeldung an die Netzsteuerung übermittelt.

Die Steuerung und Regelung von Energieversorgungsnetzen, insbesondere Hochspannungsnetzen, erfordert eine hochkomplexe Koordinierung aller im Energieversorgungsnetz befindlichen Komponenten. Die Steuerung der Netzparameter des Energieversorgungsnetzes mittels einer hierarchisch angeordneten Netz- Struktur wird zumeist durch Leitstellen mit entsprechend geschultem Bedienpersonal vorgenommen. Zur Regelung von bestimmten Netzparametern des Energieversorgungsnetzes werden so genannte Leiteinrichtungen verwendet, die durch eine Steuerung über die Leitwarte eine Steuerung von bestimmten Netz- parametern erlauben.

Des Weiteren sind Schutzeinrichtungen, wie beispielsweise Schutzgeräte, in das Energieversorgungsnetz eingebettet, um bestimmte kritische Netzzustände durch entsprechende Schutz- mechanismen zu vermeiden beziehungsweise ohne zeitliche Verzögerung zu beenden. Diese entsprechenden elektrischen Geräte werden häufig in so genannten Schaltgruppen eines Energieversorgungsnetzes zusammengefasst . Bei einer Änderung der Netzkonfiguration können gegebenenfalls Auswirkungen auf die Betriebsweise eines der im Energieversorgungsnetz integrierten elektrischen Geräte und damit auch bei den jeweils zugeordneten Netzkomponenten, beispiels- weise einer Schalteinrichtung, entstehen. Ebenfalls kann insbesondere die Anmeldung oder der Abmeldung eines elektrischen Gerätes innerhalb des Energieversorgungsnetzes zum Teil große Auswirkungen auf die Netzkonfiguration und/oder die Netzstruktur des Energieversorgungsnetzes haben.

Alle diese Maßnahmen werden daher herkömmlicherweise durch die hierarchisch übergeordnete Leitwarte durch einen menschlichen Bediener autorisiert, kontrolliert und protokolliert. Die Leitwarten besitzen daher die globale Entscheidungsgewalt und erhalten die Netzinformationen aus den Schaltanlagen über die Bedien- und Beobachtungs-Controller (Station Unit (SU) / Remote Terminal Unit (RTU) ) . Diese Schaltanlagen sammeln und selektieren gegebenenfalls die Messwerte und Meldungen aus I/0-Modulen der Feldgeräte, wie beispielsweise die Überwa- chung von Stromqualität und Sicherheitsmechanismen bei Überlast, wobei aber die Schaltanlagen keine über die Schaltanlage hinaus reichende Entscheidungsgewalt besitzen.

Wesentlich ist hierbei, dass insbesondere bei einer Einbin- düng eines zusätzlichen elektrischen Gerätes in das Energieversorgungsnetz das elektrische Gerät in Bezug auf die Anforderung für die spezifische Netzkonfiguration beziehungsweise Netzstruktur angepasst ist. Bisher nimmt ein Servicetechniker eine entsprechende individuelle Konfiguration des elektri- sehen Gerätes beziehungsweise einer Schalteinrichtung im Hinblick auf die Einbindung des elektrischen Gerätes in das E- nergieversorgungsnetz vor. In relativ aufwändiger Art und Weise werden hierzu Parameter- sätze in Abhängigkeit von der Netzstruktur beziehungsweise weiteren Infrastrukturkomponenten, wie beispielsweise den vorhandenen Kommunikationsnetzen, für das elektrische Gerät erstellt und als Konfiguration zum Teil per Hand in das e- lektrische Gerät eingegeben. Nachteilig ist hierbei, dass keine eindeutige Reproduzierbarkeit der von dem Servicetechniker erzeugten Gerätekonfigurationen möglich ist, da jeder Servicetechniker für die Erstellung der Gerätekonfiguration einen gewissen Entscheidungsspielraum besitzt. Des Weiteren gibt es hierdurch viele potenzielle Fehlerquellen, da jede manuelle Erstellung und Implementierung einer Konfiguration entsprechende Fehlerrisiken birgt.

Des Weiteren ist derzeit eine entsprechende Implementierung der Konfiguration nur vor Ort möglich, so dass hier auch entsprechend hohe Kosten für eine Konfiguration des elektrischen Gerätes beziehungsweise der Schalteinrichtung derzeit entstehen. Dies führt ebenfalls dazu, dass nicht sämtliche Netzkom- ponenten, wie beispielsweise das elektrische Geräte oder

Schalteinrichtungen, die jeweils neueste Gerätekonfiguration besitzen, so dass gegebenenfalls unterschiedlich aktuelle Gerätekonfigurationen zu weiteren Fehlern innerhalb des Energieversorgungsnetzes führen können.

So beschreibt die DE 103 57 276 Al ein System und Verfahren zur gerichteten Bereitstellung und Installation von gerätespezifischen Funktionalitäten und/oder Informationen für die Feldgeräte eines verteilten Systems. Gemäß der dortigen Er- findung wird durch die gerichtete Bereitstellung und Installation von gerätespezifischen Funktionalitäten für in einem verteilten System angeordnete Feldgeräte für eine gerätespezifische Komponente mit zwei damit verknüpften funktionalen Einheiten eine entsprechende Funktionalität für das Feldgerät bereitgestellt. Voraussetzung hierfür ist jedoch, dass die entsprechenden Feldgeräte schon im entsprechenden Netz authentifiziert und eingebunden sind.

Ein entsprechendes Authentifizierungs- und Einbindungsverfahren eines Gerätes in einem Netzwerk sind insbesondere aus dem Stand der Technik der Kommunikationsnetzwerke bekannt, exemplarisch sei auf die WO 03/094127 A2 , die DE 101 28 729 Al oder die DE 101 52 874 Bl verwiesen. Diese entsprechenden Au- thentifizierungsverfahren gemäß dem Stand der Technik dienen dazu, ein entsprechendes Gerät in ein Kommunikationsnetz einzubinden. Insbesondere die Anmeldung eines Telekommunikationsgerätes in ein Telekommunikationsnetz ist im Stand der Technik bekannt. Gemäß den bisher bekannten Verfahren zur Au- thentifizierung ein Netzgerät in einem Kommunikationsnetz ist jedoch derzeit lediglich vorgesehen, dass das Netzgerät eine Anmeldung im Kommunikationsnetz tätigt und daraufhin das Netzgerät innerhalb des Kommunikationsnetzes komrαunizieren kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Einbindung eines elektrischen Gerätes in ein Energieversorgungsnetz bereitzustellen, das eine einfache und sichere Einbindung eines elektrischen Gerätes in das Energieversorgungs- netz ermöglicht.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass auf der Grundlage der aktuellen Netzzustandes des Energieversorgungsnetzes eine Ge- rätekonfiguration für das elektrische Gerät in einer Verwaltungseinheit ermittelt wird, anschließend die Gerätekonfiguration an das elektrische Gerät übermittelt und im elektrischen Gerät die Gerätekonfiguration dann implementiert wird. Im Sinne der Erfindung ist ein elektrisches Gerät jede separate oder in einer Netzkomponente, wie einem Leistungsschalter oder einem Leistungstransformator in einem Hochspannungsnetz, integriert Steuereinheit, die zur Steuerung oder Rege- lung zumindest eines lokalen und/oder netzweiten Netzparameters des Energieversorgungsnetzes dient.

Energieversorgungsnetz im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jedes Rohr- und/oder Leitungssystem und/oder terrestri- sches Netz über das Energie transportiert und/oder transformiert werden kann, wie beispielsweise die Weiterleitung von elektrischer Leistung über ein Hochspannungsnetz. Von der Definition sind ebenfalls Energieversorgungssysteme für fluide Medien umfasst, wie zum Beispiel die druckgesteuerte Durch- leitung von Erdgas durch ein Gaspipeline-System.

Die Einbindung des elektrischen Gerätes in das Energieversorgungsnetz erfolgt durch eine erste Anmeldung und Authentifizierung mittels einer Identifikation an der Verwaltungsein- heit durchführt, so dass eine erste Netzverbindung mit der

Verwaltungseinheit initiiert wird. Mit der Authentifizierung an der Verwaltungseinheit wird von der Verwaltungseinheit eine spezifische Gerätekonfiguration auf der Grundlage des Netzzustandes des Energieversorgungsnetzes ermittelt und an das elektrische Gerät übermittelt. Die übermittelte Gerätekonfiguration wird dann im elektrischen Gerät implementiert und eine entsprechende automatische Gerätekonfiguration vorgenommen. Das so konfigurierte elektrische Gerät erfüllt nunmehr die sicherheitstechnischen Anforderungen zur Anmeldung am Energieversorgungsnetz, so dass eine weitere Anmeldung des elektrischen Gerätes nun zur Anmeldung am Energieversorgungs- netz dient. Dieser vollautomatische AnmeIdeablauf bietet den Vorteil, dass ein bisher unkonfiguriertes bzw. ein elektrisches Gerät mit einer veralteten Gerätekonfiguration zuerst eine sicherheitstechnische unbedenkliche Anmeldung an der Verwaltungs- einheit durchführt und damit erstmalig eine Gerätekonfiguration ermittelt und implementiert bzw. die Gerätekonfiguration des anmeldenden elektrischen Gerätes aktualisiert wird. Die Aktualisierung der Gerätekonfiguration kann mittels des Ablaufes einer festgesetzten Frist erfolgen, beispielsweise falls die Gerätekonfiguration des sich anmeldenden elektrischen Gerätes seit einigen Monaten nicht geändert wurde. Die Anwesenheit eines Servicetechnikers am Ort des elektrischen Gerätes ist nicht mehr notwendig. Des Weiteren bietet das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass die Netzsteuerung des Energieversorgungsnetzes erst dann durch das elektrische Gerät kontaktiert wird, wenn eine durch die Verwaltungseinheit übermittelte Gerätekonfiguration im elektrischen Gerät implementiert ist.

Die Anmeldung des elektrischen Gerätes am „zweiten^xv Netz in Form des Energieversorgungsnetzes nach der Implementierung der nach Verbindung im „ersten" Netwerk mit der Verwaltungseinheit in der Verwaltungseinheit generierten Gerätekonfiguration stellt sicher, dass der Datenverkehr zwischen dem e- lektrischen Gerät und der Netzsteuerung und damit die Netzbelastung und Auslastung der Netzsteuerung auf ein Minimum beschränkt bleibt. Ein mehrmaliges automatisches Anmelden eines nichtkonfigurierten elektrischen Gerätes mit mehrmaliger Abweisung und damit Ressourcenverbrauch der Netzsteuerung wird vermieden.

Alle im Feld befindlichen elektrischen Geräte - also insbesondere Schaltanlagen und die ihnen zugeordnete Feldgeräte - werden mit einer eindeutigen Identifikation und damit einer eindeutigen Identität versehen, beispielsweise einer GUID (Globally Unigue Identifier) . Die elektrischen Geräte erhalten damit die Fähigkeit, sich selbst zu konfigurieren, um am Einsatzort automatisch in die sie umgebende Infrastruktur eingebunden zu werden und einen für den jeweiligen Einsatzort passenden Standard- bzw. Ausgangsbetriebszustand einzunehmen. Ein eventuell erforderliches Feintuning wird in Abstimmung mit anderen elektrischen Geräten vorgenommen. Die Verwaltungseinheit kann dabei entweder eine für mehrere Geräte ü- bergeordneten Funktion besitzen oder jedes elektrische Gerät besitzt eine ihm speziell zugeordnete Verwaltungseinheit . Dadurch reduziert sich deutlich die Anzahl von Parametern, und redundante Dateneingabe wird vermieden.

Das Verfahren bietet den Vorteil, dass erstmalig im Bereich der Energienetz-Automatisierung die hier speziellen Anforderungen, etwa in den Bereichen Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Echtzeitverhalten, bei der automatischen Konfigurierung der elektrischen Geräte berücksichtigt werden.

Bei Energieversorgungsnetzen wird diese automatische Selbstkonfiguration insbesondere eingesetzt für:

- die Registrierung neuer Schaltanlagen und damit ihre Dienste automatisch und selbständig bei Leitstellen als Netzsteuerung;

- die Registrierung neuer Schaltanlagen und damit ihre Dienste automatisch und selbständig im Betrieb befindli- chen Schaltanlagen, um Zukunft eine verteilte Netzsteuerung des Energieversorgungsnetzes zu ermöglichen;

- die Registrierung von Feldgeräten mittels Selbstkonfiguration bei ihren zugeordneten Netzkomponenten, wie bei- spielsweise einer Schaltanlage, und führen zudem eine Basiskonfiguration ihrer Steuerungsparameter durch.

I Die Anwendung von Verfahren zur Selbstkonfiguration für e- lektrische Geräte im Bereich des automatisierten Betriebs von Energieversorgungsnetzen ist bisher nicht bekannt. Bisher wird ein großer Wert auf die send.-manuelle Konfiguration von Feldgeräten gelegt, bei der ein spezialisierter Servicetechniker Feldgeräte mit Unterstützung eines Expertensystems kon- figuriert. Diese Feldgeräte müssen aufwändig mit Parametersätzen und in Abhängigkeit von der sie umgebenden Infrastruktur - wie beispielsweise weitere IT-Komponenten, Messgeräte - konfiguriert werden, bevor sie mit einer individuellen Konfiguration den Betrieb aufnehmen können.

Um elektrische Geräte, wie z.B. Schaltanlagen-Controller oder Feldgeräte, eindeutig identifizieren zu können, benötigen diese eine geeignete eindeutige Identifikation. Diese sollte bereits bei der Fertigung auf dem jeweiligen Gerät hinterlegt werden und einem eindeutigen Schema folgen. So lässt sich beispielsweise eine eindeutige Seriennummer, die auch eine Geräteklassifikation enthalten kann, leicht in kostengünstigen nichtflüchtigen Speichern unterbringen (z.B. EEPROM). Darüber hinaus ist es üblich, Netzwerk-Interfaces mit einer eindeutigen Mac-Adresse auszustatten, die ebenfalls zu Identifizierungszwecken herangezogen werden kann. Sollen gleichberechtigte Geräte mit Hilfe einer Selbstkonfiguration in ein System eingebracht werden, so kann es notwendig sein, dass die jeweils übergeordnete Stelle dann z.B. an- hand einer Priorisierung oder dedizierten

Aufgabenzuteilung die Koordination übernimmt, um etwa Überlappungen bei angebotenen Services im Entscheidungsbereich zu vermeiden. Die automatische Einbindung von Geräten in eine bestehende Infrastruktur lässt sich durch Anleihen bei bestehenden Verfahren, beispielsweise Universal-Plug-and-Play (UPnP) , realisieren, so dass zumindest das Netzwerk-Interface für die Kommunikation optimal konfiguriert ist und auch die jeweils optimal angepasste Treiber- bzw. Kommunikationssoftware verwendet wird. Um die jeweils aktuelle Gerätekonfiguration zu erhalten, kann diese entweder vom jeweiligen Gerät vorkonfiguriert mitgebracht werden (Ablage in nichtflüchtigen Spei- ehern im Gerät) oder sie kann anhand der eindeutigen ID des Geräts beispielsweise per Remote-Zugriff aus einem Steuerungssystem oder von einer Datenbank geladen werden. Sind bei der Erst-Inbetriebnahme Parametersätze für das elektrische Gerät vorzukonfigurieren, so können diese ebenfalls über -die Verwaltungseinheit bereitgestellt werden. Insbesondere existierende Kommunikationsstandards, wie UPnP oder aber Discovery-Protokolle (z.B. aus CORBA und.NET), bieten sich für die Kommunikation mit der Verwaltungseinheit an.

Vorteilhafterweise besitzt das elektrische Gerät einen werk- seitig definierten GUID oder erhält nach dem Einschalten über AutoIP-Verfahren (z.B. DHCP) eine eindeutige Identifikation, die in einem physikalischen Netzwerk - beispielsweise mittels TCPLP - adressierbar ist. Unmittelbar nach dem Einschalten des elektrischen Gerätes wird eine Suche durchgeführt und dabei die für den lokalen Netzbereich zuständige Verwaltungseinheit ermittelt. Das neue elektrische Gerät nutzt einen An- nounce-Multicast, damit eine im erreichbaren Bereich liegende Verwaltungseinheit antworten und die weiteren Schritte veran- lassen kann. Alternativ können die Verwaltungseinheiten MuI- ticasts aussenden, auf die die erreichbaren elektrischen Geräte per Unicast erstmalig und/oder permanent antworten. Somit kann eine Verwaltungsein- heit feststellen, welche der bei der Verwaltungseinheit re- gistrierten elektrischen Geräte noch erreichbar sind. Wenn eine Unicast-Verbindung zwischen der Verwaltungseinheit und dem neu erkannten elektrischen Gerät hergestellt ist, müssen die Verwaltungseinheit und das elektrische Gerät die Zusam- menstellung aller vom elektrischen Gerät ausführbaren Dienste und möglichen Mess- und Steuerdaten austauschen, damit diese bei der Verwaltungseinheit registriert werden können. Dazu können prinzipiell beliebige Verfahren wie etwa HTTP oder XML verwendet werden. Eine solche Dienste-Beschreibung kann URL- basiert sein und sollte Auskunft über Steuerungsmöglichkeiten oder Vorkommnisse geben. Ist die Registrierung der Dienste erfolgt, können andere elektrische Geräte per Anfrage bei der Verwaltungseinheit die entsprechenden Verweise der verfügbaren Services abrufen, um sie im folgenden direkt und ohne "Umweg" über die Verwaltungseinheit - nach der Anmeldung an der Netzsteuerung - adressieren zu können.

Die elektrischen Geräte werden vorteilhafterweise bei passender Hardware-Unterstützung hot plug-fähig, das heißt, sie können im laufenden Betrieb hinzugefügt oder wieder entfernt werden. Um Geräte zu entfernen, sollten diese unmittelbar vorher eine Abmeldung ("byebye") im Multicast an die für sie zuständige Verwaltungseinheit schicken, damit die angebotenen Services deregistriert werden können. Ebenso ist es möglich, Registrierungen nur für eine bestimmte Zeit zu akzeptieren (so genanntes Lease-Verfahren) . Geräte werden nach Ablauf dieser Zeit automatisch de-registriert , sofern weder die Verwaltungseinheit noch das elektrische Gerät eine Verlängerung der Registrierung ausgelöst haben.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Gerätekonfiguration für das elektrische Gerät nach der Anmeldung an die Verwaltungseinheit auf der Grundlage zumindest einer weiteren Gerätekonfiguration zumin- dest eines zweiten an der Verwaltungseinheit angemeldeten e- lektrischen Gerätes ermittelt wird. Die Verwaltungseinheit ermittelt die Gerätekonfiguration auf der Basis der Gerätekonfigurationen der im Energieversorgungsnetz bereits befind- liehen elektrischen Geräte und generiert auf dieser Basis die Gerätekonfiguration für das neue an der Verwaltungseinheit angemeldete elektrische Gerät. So ist gewährleistet, dass die für das anmeldende elektrische Gerät die auf dem aktuellen Netzzustand basierende Gerätekonfiguration durch die Verwal- tungseinheit ermittelt wird und dem elektrischen Gerät zur

Implementierung anschließend zur Verfügung steht. Die Gerätekonfiguration umfassen vorteilhafterweise Parametersätze und/oder netzrelevante Daten zur Abbildung der Netzkonfiguration des Netzzustandes und/oder der Netzstruktur des Netzzu- Standes des Energieversorgungsnetzes.

Es wird als Vorteil angesehen, dass nach der Anmeldung des elektrischen Gerätes an die Verwaltungseinheit und der Implementierung der Gerätekonfiguration im elektrischen Gerät eine Anmeldung des elektrischen Gerätes an der Netzsteuerung des

Energieversorgungsnetzes erfolgt, wobei die zuvor für die Authentifizierung an der Verwaltungseinheit verwendete eindeutige Identifikation zur weiteren Identifikation an der der Netzsteuerung im Energieversorgungsnetz dient. Durch die Nut- zung der eindeutigen Identifikation zur Authentifizierung an der Verwaltungseinheit und an der Netzsteuerung, müssen in dem elektrischen Gerät nicht mehrere Identifikationen für die unterschiedlichen Authentifizierungen vorgehalten werden. E- benfalls müssen nicht unterschiedliche Identifikationen eines elektrischen Gerätes umständlich zugeordnet und bei Änderungen die Zuordnungen gepflegt werden.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass nach der Anmeldung und/oder Abmeldung eines weiteren elektrischen Gerätes an die Verwaltungseinheit die Gerätekonfigurationen der im Energieversorgungsnetz verbleibenden elektrischen Geräte neu berechnet und bei einer detektierten Abweichung die modifizierten Gerätekonfiguration an die jeweils relevanten elektrischen Geräte übermittelt wird. Die Anmeldung und/oder die Abmeldung des elektrischen Gerätes an der Verwaltungseinheit erfolgt vorteilhafterweise über ein zum Energieversorgungsnetz paralleles Kommunikationsnetz. Die Authentifizierung des elektrischen Gerätes an der Verwaltungseinheit und die anschließende Übermittlung der Gerätekonfiguration belasten nicht die Kommunikationsressourcen für das Energieversorgungsnetz.

Zur Erhöhung der Ausfallsicherheit des Energieversorgungsnetzes wird die Verwaltungseinheit in einer Leitwarte als Netz- Steuerung oder in einem elektrischen Gerät oder in eine aus zumindest zwei elektrischen Geräten gebildeten Zelle untergebracht. Die Verwaltungseinheit besitzt hierdurch die erforderliche Verbindung zur Ermittlung des Netzzustandes im Energieversorgungsnetz und kann andererseits entsprechend dem hierarchischen Konzept des Energieversorgungsnetzes auf unterschiedlichen Ebenen implementiert sein.

Es wird als Vorteil angesehen, dass die Zuordnung der Verwaltungseinheit innerhalb der Netzsteuerung oder innerhalb der Zellen oder innerhalb eines elektrischen Gerätes auf der

Grundlage der Netzkonfiguration und/oder der Netzstruktur und/oder des Netzzustandes des Energieversorgungsnetzes vorgenommen wird. Es ist ein offenes Netzsystem vorgesehen, dass auf der Grundlage der im Energieversorgungsnetz zur Verfügung stehenden Ressourcen, beispielsweise bei einem partiellen

Netzausfall, die Verwaltungseinheit entsprechend dynamisch anordnet. Insbesondere die Implementierung in einer Zelle als Cluster von mehreren intelligent zusammengeschalteten im Betrieb befindlichen elektrischen Geräten, gewährleistet die permanente Bereitschaft einer Verwaltungseinheit zur Anmeldung von neuen bzw. von zu rekonfigurierenden, im Betrieb befindlichen elektrischen Geräten. Mittels eines regelbasierten Systems, insbesondere ein Expertensystem oder ein neuro- nales Netz, wird die Festlegung der Verwaltungseinheit innerhalb des Energieversorgungsnetzes und/oder der Ermittlung der Gerätekonfiguration auf der Basis der gegebenen Netzkonfiguration für ein elektrisches Gerät ermittelt. Auf der Grundlage der Netzkonfiguration und/oder der Netzstruktur und/oder des Netzzustandes des Energieversorgungsnetzes Basis des

Netzzustandes ermittelt das regelbasierte System den Umfang der Entscheidungsfunktionen der Verwaltungseinheit. Insbesondere die Festlegung eines lokalen, beispielsweise innerhalb einer Zelle als Cluster von zusammengefassten elektrischen Geräten, oder einer netzweiten Befugnis zur Authentifizierung von sich anmeldenden elektrischen Geräten mittels einer netzweiten, eindeutigen Identifikation wird durch das regelbasierte System vorgenommen, genauso wie die Generierung einer entsprechenden Gerätekonfiguration für die Implementierung im sich anmeldenden elektrischen Gerät.

Die Netzsteuerung wird vorteilhafterweise in einer Leitwarte, in dem elektrischen Gerät oder in einer Zelle aus zumindest zwei zusammengeschlossenen elektrischen Geräten implemen- tiert. Zur Erhöhung des automatisierten und damit reproduzierbaren Festlegungsprozesses der Entscheidungsfunktionen legt ein regelbasiertes System, insbesondere ein Expertensystem oder ein neuronales Netz, die Implementierung der Netzsteuerung innerhalb des Energieversorgungsnetzes auf der Grundlage der Netzkonfiguration und/oder der Netzstruktur und/oder des Netzzustandes des Energieversorgungsnetzes fest. Nicht nur die Verwaltungseinheit, sondern auch die Netzsteuerung ist innerhalb des Energieversorgungsnetzes dynamisch festlegbar. Die damit verbundenen Änderungen der Netzverbin- düngen im Kommunikationsnetz zu den im Energieversorgungsnetz befindlichen und den sich zukünftig anmeldenden elektrischen Geräten werden jedem elektrischen Gerät übermittelt, so dass die elektrischen Geräten eine interne Korrektur vornehmen. Ebenfalls ist ein lediglich dynamisches Verlinken und damit eine dynamische Netzverbindung der an der Verwaltungseinheit sich anmeldenden elektrischen Geräte möglich. Die Netzsteuerung wird auf zumindest zwei Zellen vorteilhafterweise verlagert, wobei jede Zelle eigenständig die in den Zellen zusam- mengeschlossenen elektrischen Geräte steuert.

Die Kommunikation zwischen den elektrischen Geräten über das Kommunikationsnetz erfolgt vorteilhafterweise mittels einer peer-to-peer-Verbindung (P2P) . Bei der Verwendung eines P2P- Kommunikationskanals kann ein Schaltanlagensystem ohne Zentraleinheit konzipiert werden, was eine bessere Nutzung der Rechnerressourcen in den Netzwerk gewährleistet und die Ausfallsicherheit erhöht, da nunmehr ein Ausfall der Zentrale nicht zu einem Totalausfall des Kommunikationsnetzes führt, da andere Funktionseinheiten dann die Netzkoordination dynamisch übernehmen. Hierzu ist die Architektur der Softwareapplikation auf diese Koiranunikationsverbindung, beispielsweise nach dem OSI-Referenzmodell (Open Systems Interconnection Re- ference Model) , abzustimmen. Die elektrischen Geräte bzw. entsprechende Zelle als Cluster der elektrischen Geräte und/oder die Verwaltungseinheit werden als Systemverbund unter Beachtung der vorhandenen Systemressource, wie Speicherkapazität, zusammengeschlossen und der Programmablauf bzw. die Datenverarbeitung auf unterschiedliche Rechner in den Funktionseinheiten im Systemverbund verteilt. Mit Hilfe von

P2P—Kommunikationsdiensten können die Daten in einem Rechnernetzwerk verteilt werden. Notwendige Funktionseinheiten innerhalb des Kommunikationsnetzwerkes, wie eine Zentrale, wie Logikprogramme zur Sammelmeldungsbildung und Befehlsableitung oder Datenaufbereitung können dabei verteilt im Systemverbund der elektrischen Geräte/Zellen/Verwaltungseinheit ablaufen. Jede Funktionseinheit kann für zentrale Aufgabe über einen P2P-Dienst zur Verfügung stehen, wobei das Programm aus Re- dundanzgründen parallel im Stand-by-Modus auf der jeweiligen Punktionseinheit abläuft. Damit werden unterbrecherfreie Teilausfälle beherrscht. Voraussetzung für diese Softwarearchitekturen sind leistungsfähige und redundante Kommunikationsverbindungen und einer hohen Rechnerkapazität, die insbe- sondere in Ergänzung zum IEC-Standard 61850, ein standardisiertes Datenprotokoll aufweisen sollten.

Die Aufgabe wird ebenfalls durch ein erfindungsgemäßes System zur Einbindung eines elektrischen Gerätes in ein Energiever- sorgungsnetz gelöst, wobei das elektrische Gerät zur Steuerung mindestens eines Netzparameters verwendbar und das e- lektrische Gerät mit zumindest einer Netzsteuerung verbindbar ist, sowie das elektrische Gerät eine eindeutige Identifikation aufweist und das elektrische Gerät die Identifikation nach vorheriger Anmeldung an die Netzsteuerung übermittelt und das elektrische Gerät vor der Anmeldung an die Netzsteuerung eine Anmeldung an eine Verwaltungseinheit durchführt und eine Verwaltungseinheit auf der Grundlage der aktuellen Netzzustandes des Energieversorgungsnetzes eine Gerätekonfigura- tion für das elektrische Gerät ermittelt, dann die Verwaltungseinheit die Gerätekonfiguration an das elektrische Gerät übermittelt und anschließend das elektrische Gerät die Gerätekonfiguration implementiert, so dass das so konfigurierte elektrische Gerät nachfolgend die Anmeldung an der Netzsteue- rung durchführt .

Die vorliegende Erfindung kann in Form von Hardware, Software oder einer Kombination von Hardware und Software realisiert werden. Hierfür ist jede Art von System bzw. jede andere zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtete Vorrichtung geeignet. Eine typische Kombination von Hardware und Software könnte ein Universalcomputersystem mit einem Computerprogramm sein, welches in das Universalcomputersystem ge- laden und ausgeführt wird und das ComputerSystem so steuert, dass eine nach dem beschriebenen Verfahren erstellte Applikation ausführt. In einer weiteren Kombination von Hardware und Software kann beispielsweise ein in der Verwaltungseinheit implementiertes regelbasiertes System in einer Recheneinheit anwendbar sein und die Recheneinheit ermittelt so eine Gerätekonfiguration für das sich anmeldende elektrische Gerät. Die vorliegende Erfindung kann auch in ein Computerprogrammprodukt integriert werden, welches alle Merkmale umfasst, die es zur Realisierung der hier beschriebenen computergestützten Verfahren befähigen, und welches nach dem Laden in ein Computersystem in der Lage ist, diese Verfahren auszuführen.

Unter den Begriffen Computerprogrammmittel, Computerprogramm und Computeranwendung ist im vorliegenden Zusammenhang jeder Ausdruck in einer beliebigen Computersprache, Code oder Notation eines Satzes von Anweisungen zu verstehen, welche ein ComputerSystem zur Datenverarbeitung und so zur Ausführung einer bestimmten Funktion befähigen. Das Computerprogrammmittel, das Computerprogramm bzw. die Computeranwendung ist entweder direkt oder nach einer Umwandlung in eine andere

Sprache, Code, Notation oder durch die Darstellung in einer anderen materiellen Form auf dem Computersystem lauffähig.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Un- teransprüchen . Die vorliegende Erfindung wird anhand der Ausführungsbeispiele in den Figuren näher erläutert. Es zeigt Figur 1 ein Ausführungsbeispiel für eine Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren mit drei e- lektrischen Geräten;

Figur 2 eine schematische Darstellung einer Netzkonfiguration bezüglich der Anmeldung der elektrischen Geräte im Kommunikations- und Versorgungsnetz ;

Figur 3 ein Ablaufdiagramm der wesentlichen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Figur 4 eine schematische Darstellung einer Netzkonfiguration bezüglich Migration der Netzsteuerung von einer Leitwarte zu einer Zelle;

Figur 5 eine schematische Darstellung des Schichtaufbaus der Software gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahrens für eine peer-to-peer- Kommunikationsverbindung.

Die Figur Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Netzkonfiguration mit drei elektrischen Geräten 2a, 2b, 2c, wo- bei die sich anmeldenden elektrischen Geräte 2a, 2b, 2c über ein Kommunikationsnetz 6 mit einer Verwaltungseinheit 4 verbunden sind. Die elektrischen Geräte 2a, 2b, 2c weisen eine Datenverarbeitungseinheit 5a, 5b, 5c auf, in der die jeweilige Gerätekonfiguration abspeicherbar und in den das jeweilige elektrische Gerät 2a, 2b, 2c steuernden Hauptprozessor der jeweiligen Datenverarbeitungseinheit 5a, 5b, 5c ladbar ist. Die Verwaltungseinheit 4 wird über das Kommunikationsnetz 6, beispielsweise ein Intranet, das World Wide Web oder ein Telefonkommunikationsnetz, von den elektrischen Geräten 2a, 2b, 2c bei der ersten Inbetriebnahme angesprochen und mittels einer eindeutigen Identifikation im Kommunikationsnetzwerk 6 eine entsprechende eindeutige Authentifizierung innerhalb des Kommunikationsnetzes 6 durch die Verwaltungseinheit 4 vergeben. Mit der Authentifizierung des jeweils sich anmeldenden elektrischen Gerätes 2a, 2b, 2c ermittelt die Verwaltungseinheit 4 die optimale Gerätekonfiguration. Hierzu greift die Verwaltungseinheit 4 auf einen Datenpool bezüglich des Netzzustandes des Energieversorgungsnetzes zu. In der Figur FIG.l wird dieser Zugriff auf die Netzzustandsdaten durch eine Datenbank 8 symbolisiert. Die Analyse des Netzzustandes und die Extraktion einer für das neue elektrische Gerät 2a, 2b, 2c optimalen Gerätefunktion wird in der Verwaltungseinheit 4 mittels regelbasierter Systeme 10 (nicht dargestellt) ermittelt. An- schließend übermittelt die Verwaltungseinheit 4 die Authentifizierung und Gerätekonfiguration an das sich anmeldende e- lektrische Gerät 2a. Dies ist in den Figuren 1,2 und 4 durch gestrichelte Pfeile dargestellt. Im elektrischen Gerät 2a, 2b, 2c wird dann die Gerätekonfiguration in der jeweils zu- geordneten Datenverarbeitungseinheit 5a, 5b, 5c eingelesen und das elektrische Gerät 2a, 2b, 2c neu konfiguriert. Das so konfigurierte elektrische Gerät 2a, 2b, 2c ist dann für eine Anmeldung an der Netzsteuerung 3 des Energieversorgungsnetzes 1 vorbereitet .

Die Verwaltungseinheit 4 bindet ebenfalls das sich anmeldende elektrische Gerät 2a, 2b, 2c in das Energieversorgungsnetz 1 als zweites Netzwerk durch einen Informationsaustausch mit der Netzsteuerung 3 ein, wobei wiederum die Identifikation des elektrischen Gerätes 2a, 2b, 2c zur eindeutigen Authentifizierung im Energieversorgungsnetz 1 im Rahmen der Anmeldung des elektrischen Gerätes 2a, 2b, 2c zum Energieversorgungsnetz verwendet wird. Auf der Grundlage der Netzkonfiguration und/oder der Netzstruktur sowie des Anforderungsprofils für das sich anmeldende elektrische Gerät 2a, 2b, 2c wird eine Gerätekonfiguration ermittelt. Dies kann entweder durch entsprechende tabellarische Zusammenstellungen oder auch durch regelbasierte Systeme 10 (nicht dargestellt) , wie beispiels- weise durch neuronale Netze oder Expertensysteme, vorgenommen werden. Über das Kommunikationsnetz 6 wird die entsprechende Gerätekonfiguration dem nunmehr im Kommunikationsnetz 6 integrierten elektrischen Gerät 2a, 2b, 2c übermittelt und implementiert. Nach Vornahme der Implementierung im elektrischen Gerät 2a, 2b, 2c - nach einer entsprechenden Rückmeldung an die Verwaltungseinheit 4 - meldet sich das elektrische Gerät 2a, 2b, 2c , beispielsweise eine Fernleittechnikeinrichtung o- der ein in einem Leistungstransformator als Netzkomponente 9a integrierte Kommunikations- und Steuereinheit, an der Netz- Steuerung 3 des Energieversorgungsnetzes 1 an. Die Anmeldung des elektrischen Gerätes 2a, 2b, 2c kann alternativ durch die Verwaltungseinheit 4 nach einer Rückmeldung des elektrischen Gerätes 2a, 2b, 2c bezüglich der erfolgreichen Implementierung der Gerätekonfiguration im elektrischen Gerät 2a, 2b, 2c an der Netzsteuerung 3 erfolgen.

Anschließend kann im Falle einer räumlich und organisatorisch getrennten Verwaltungseinheit 4 von der Netzsteuerung 3 mit der Anmeldung und Authentifizierung des elektrischen Gerätes 2a, 2b, 2c an der Netzsteuerung 3 die Netzsteuerung 3 direkt auf das entsprechende elektrische Gerät 2a, 2b, 2c zugreifen und damit die Netzzustände steuern. Die elektrischen Geräte 2a, 2b, 2c besitzen ihrerseits Steuer- und Regelungsfunktionen für zugeordnete Netzkomponenten 9a, 9b, 9c.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass schon Informationen über die Anmeldung des elektrischen Gerätes 2a, 2b, 2c im Kommunikationsnetz 6 an die Verwaltungseinheit 4 der Netzsteuerung 3 übermittelt werden und somit die Netzsteuerung 3 von der bevorstehenden Anmeldung des elektrischen Gerätes 2a_;2b,2c nach Erhalt der jeweils relevanten Gerätekonfigurationen im Energieversorgungsnetz 1 unterrichtet ist.

Die Figur Fig. 2 zeigt schematisch die zwei unterschiedlichen Netze 1,6, die im Rahmen einer Anmeldung des elektrischen Gerätes 2a an der Netzsteuerung 3 genutzt werden. Die weiteren in der Figur FIG.2 gezeigten elektrischen Geräte 2b, 2c besitzen bereits eine relevante Gerätekonfiguration und sind be- reits an der Verwaltungseinheit 4 und an der Netzsteuerung 3 authentifiziert und durch die Netzsteuerung 3 steuerbar. Die den elektrischen Geräten zugeordneten Netzkomponenten, wie Leistungsschalter 9c, sind damit ebenfalls durch die Netzsteuerung 3 steuerbar .

Die Anmeldung eines neuen elektrischen Gerätes 2a an der Netzsteuerung 3 des Energieversorgungsnetzes 1 wird mittels der Verwaltungseinheit 4 vorgenommen. Nach einer Anmeldung und Authentifizierung im Kommunikationsnetz 6 auf der Grund- läge einer eindeutigen Identifikation des elektrischen Gerätes 2a wird das elektrische Gerät 2a in das Kommunikations- netz 6 eingebunden. Das Kommunikationsnetz 6 kann dabei ein separates von dem Energieversorgungsnetz 1 getrenntes Kommunikationsnetz, beispielsweise ein Intranet oder ein Telefon- netz, sein. Alternativ kann die Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten 2a, 3, 4 direkt über das Energieversorgungsnetz 1, beispielsweise durch Powerline-Communication- Datenübertragen, vorgenommen werden, wobei hierbei ebenfalls das elektrische Gerät 2a eine zweifache Authentifizierung - an der Verwaltungseinheit 4 und nachfolgend an der Netzsteuerung 3 - durchführen muss.

Nach der Einbindung des elektrischen Gerätes 2a in das Kommunikationsnetz 6 ermittelt die Verwaltungseinheit 4 die opti- male Netzkonfiguration für das zu integrierende elektrische Gerät 2a. Die so ermittelte Gerätekonfiguration wird an das elektrische Gerät 2a übermittelt und dort implementiert. Dies wird durch den gestrichelten Pfeil auf das elektrische Gerät 2a in der Figur FIG.2 symbolisiert. Nachfolgend erfolgt eine Anmeldung des elektrischen Gerätes 2a an der Netzsteuerung 3 in dem Energieversorgungsnetz 1. Im in dem in der Figur FIG.2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Netzsteuerung 3 und die Verwaltungseinheit 4 voneinander räumlich getrennt und ein Daten- und Informationsaustausch zwischen diesen Einheiten 3,4 findet nicht statt.

Die umgekehrte Reihenfolge der Deauthentifizierung ist anzuwenden, wenn ein entsprechendes elektrisches Gerät 2a von der Netzsteuerung 3 und damit vom Energieversorgungsnetz 1 genommen wird. Nach der Abmeldung des elektrischen Gerätes 2a von der Netzsteuerung wird der Netzzugang für dieses elektrische Gerät 2a geschlossen es erfolgt eine Übermittlung dieser Abmeldung des elektrischen Gerätes 2a an die Verwaltungseinheit 4, die dann anschließend die Kommunikationsverbindung zwischen dem elektrischen Gerät 2a und der Verwaltungseinheit 4 unterbricht. Alle für die Aufrechterhaltung notwendigen Einheiten, insbesondere die Netzsteuerung 3 und die Verwaltungseinheit 4, werden durch die Netzsteuerung 3 und/oder Verwal- tungseinheit 4 aktiv getrennt, so dass diese Einheiten 3,4 eine eigenbestimmte Protokollierung der An- und Abmeldevorgänge durchführen können. Hierbei überprüft die Verwaltungseinheit 4 zusätzlich, ob aufgrund der veränderten Netzkonfiguration und/oder Netzstruktur eine Anpassung der noch im E- nergieversorgungsnetz 1 befindlichen elektrischen Geräte

2b, 2c bzw. der zugeordneten Netzkomponenten 9b, 9c notwendig ist. Mittels regelbasierter Systeme 10 (nicht dargestellt), insbesondere mit Hilfe von Expertensystemen, wird zur Vermeidung von kritischen Netzzuständen beziehungsweise zur Beibe- haltung von optimalen Netzkonfigurationen ein entsprechendes elektrisches Gerät 2a gegebenenfalls als relevant klassifiziert und eine entsprechend neu ermittelte Gerätekonfiguration übersandt und im relevanten elektrischen Gerät 2a imple- mentiert.

Die Verwaltungseinheit 4 kann im Sinne der Erfindung in einem stark hierarchisch strukturierten Energieversorgungsnetz 1 innerhalb der Leitstelle als Netzsteuerung 3 oder in einem dezentralen, insbesondere in Zellen 7 als Cluster von elektrischen Geräten 2b, 2c oder sogar in einzelnen elektrischen Geräten 2a implementiert sein. Hierdurch können Steuerungsund Leitfunktionen der Netzsteuerung 3 von den hierarchisch oben stehenden Ebenen, wie der Leitstelle, auf kleinräumige Netzabschnitte, die geografisch oder funktional bedingt sein können, abgegeben werden. Hierdurch werden die Reaktionszeiten insbesondere auf kritische Netzzustände verringert und die menschlichen Bediener in der Leitstelle von entsprechenden Überwachungsaufgaben entlastet.

Die Figur Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm der wesentlichen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens. Nach der Anmeldung 100 des elektrischen Gerätes 2a (nicht dargestellt) an der Verwaltungseinheit 4 (nicht dargestellt) wird die ent- sprechende eindeutige Identifikation des elektrischen Gerätes 2a übermittelt. Die Verwaltungseinheit 4 überprüft die Identifikation, insbesondere in Hinblick auf ihre Eindeutigkeit, und beginnt mit einer Authentifizierung 100 des elektrischen Gerätes 2a in dem Kommunikationsnetz 6 (nicht dargestellt) . Nachfolgend erfolgt eine Abfrage 110, ob eine neue bzw. aktualisierte Konfiguration erforderlich ist.

Im Falle der Notwendigkeit einer neuen bzw. aktualisierten Gerätekonfiguration für das anmeldende elektrische Gerät 2a ermittelt nach der Anmeldung des elektrischen Gerätes 2a im Kommunikationsnetz 6 die Verwaltungseinheit 4 die optimale Gerätekonfiguration für das aufrufende elektrische Gerät 2a. Die so ermittelte Gerätekonfiguration, insbesondere mittels regelbasierter Systeme 10 (nicht dargestellt) , wird dann von der Verwaltungseinheit 4 an das elektrische Gerät 2a übermittelt und dort implementiert 120. In dem elektrischen Gerät 2a dient die Gerätekonfiguration zur Parametrisierung und zur Initialisierung der Authentifizierung des elektrischen Gerä- tes innerhalb des Energieversorgungsnetzes 1. Mit der Anmeldung 130 des elektrischen Gerätes 2a an der Netzsteuerung 3 des Energieversorgungsnetzes 1 aufgrund der eindeutigen Identifikation ist auch im Energieversorgungsnetz leine eindeutige Zuordnung und damit Überwachung sowie Steuerung des elekt- rischen Gerätes 2a im Energieversorgungsnetz 1 gesichert. Für den Fall, dass sämtliche elektrische Geräte 2a, 2b, 2c im Kommunikationsnetz 6 angemeldet sind und die Basis für die Netzstruktur darstellen, sind die im Energieversorgungsnetz 1 authentifizierten Netzkomponenten 9 eine Spiegelung der am Kom- munikationsnetz 6 angemeldeten elektrischen Geräte 2a, 2b, 2c.

Mit der Ermittlung der Gerätekonfiguration 110 aus beispielsweise einer Datenbank 8 (nicht dargestellt) mit zugeordneten Netzzuständen beziehungsweise auf der Grundlage von Messungen der Netzkonfiguration und/oder der Netzstruktur wird eine Gerätekonfiguration ermittelt. Neben einer funktionalen Zuordnung, zum Beispiel mittels Tabellen, können regelbasierte Systeme 10 entsprechende Gerätekonfigurationen ermitteln. Diese Gerätekonfigurationen werden vor der Anmeldung des e- lektrischen Gerätes 2a an die Netzsteuerung 3 des Energieversorgungsnetzes 1 im elektrischen Gerät 2a implementiert. Des Weiteren können bei detektierten signifikanten Änderungen 140 der Netzkonfiguration und/oder der Netzstruktur anzupassende relevante elektrische Geräte 2b, 2c mittels entsprechender Zu- Ordnungsfunktionen 150, wie beispielsweise mittels regelbasierter Systeme 10, ermittelt, und anschließend koordiniert über die Verwaltungseinheit 4 an die relevanten elektrischen Geräte 2b, 2c übermittelt und dort implementiert werden. Die Deauthentifizierung 160 des elektrischen Gerätes veranlasst die Verwaltungseinheit zu einer Überprüfung möglicher Netzveränderungen 170 und der hieraus gegebenenfalls notwendigen Anpassung 180 der Gerätekonfigurationen von noch im Betrieb befindlichen elektrischen Geräten 2b, 2c (nicht dargestellt).

In der Figur FIG.4 ist die Verlagerung der Netzsteuerung 3 auf eine Zelle 7 als Cluster von elektrischen Geräten 2b, 2c dargestellt. Die elektrischen Geräte 2a, 2b, 2c dienen jeweils zur Steuerung einer Netzkomponente 9a, 9b, 9c, in gezeigten Ausführungsbeispiel ein Blockheizkraftwerk 9a, ein 3-Phasen- Leistungstransformator 9b und einen Leistungsschalter 9c. Die netzweite Netzsteuerung 3global migriert auf die Netzsteuerung 3cell innerhalb einer Zelle 7 als Cluster von elektrischen Geräten 2b, 2c. Im gezeigten Beispiel übernehmen eine in der Zelle 7 eingerichtete Netzsteuerung 3cell und eine in der Zelle eingerichtete Verwaltungseinheit 4cell alle die Zelle betreffenden Authentifizierungs-, Steuerungs- und Sicherheitsfunktionen der elektrischen Geräte 2b, 2c bzw. der zugeordneten Netzkomponenten 9b, 9c eigenständig. Diese -auch teilweise Migration - der Netzsteuerung 3 auf eigenständige Untereinheiten des Energieversorgungsnetzes 1 kann entweder schon bei der Konzeption des Energieversorgungsnetzes 1 vorgesehen oder eine Reaktion auf einen Netzzustand sein, der beispielsweise einen baldigen Ausfall einer Verbindungslei- tung zur Netzsteuerung 3 erwarten lässt.

Hierbei können die Netzzustände und die hieraus abgeleiteten Gerätekonfigurationen für ein anmeldendes elektrisches Gerät 2a entweder mittels regelbasierter Systeme 10 (nicht darge- stellt) in einem netzweiten Datenbanksystem 8 oder in jeweils den Zellen 7 zugeordneten Datenbanksystemen 8cell ermittelt werden .

Die Entscheidungsgewalt über die Art der Netzsteuerung der Energieversorgungsnetze 1 wird damit von den zentralen Leitstellen 3gobal auf die Netzsteuerungen 3cell in den verteilten Zellen 7 verlagert und kann - bei Bedarf - sogar vollständig dorthin migrieren. Dadurch kann ein Energieversor- gungsnetz 1 in verschiedene, weitestgehend selbständige Zellen 7 aufgeteilt werden. Durch diese Aufteilung kann bei Ausfall einer Netzkomponente 9a und damit des zugeordneten e- lektrischen Gerätes 2a eine zeilbasierte Netzsteuerung 3cell weiterhin ein gesteuerter Netzbetrieb sichergestellt werden, was die Verfügbarkeit von Energieverteilnetzen wesentlich verbessert. Die Robustheit der Energieversorgungsnetze 1 und der Kommunikationsnetze 6 im Falle eines partiellen Ausfalles eines oder beider Netze 1,6 nimmt damit zu und garantiert damit eine höhere VersorgungsSicherheit.

Die Figur FIG.5 zeigt eine schematische Darstellung der Softwarearchitektur mit den entsprechenden Softwareschichtenaufbau für eine computerimplementierte Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In der Figur FIG.5 ist die TCP/IP- Schichtung dargestellt, wobei andere Schichtmodelle wie das OSI-Referenzmodell, ebenfalls genutzt werden können. Auf der Applikationsebene sind die jeweiligen Funktionseinheiten in Form elektrischen Geräten 2a bis 2c, in einer Zelle 7 und/oder in der Verwaltungseinheit 4 direkt steuerbar.

Die für eine Kommunikationsverbindung nutzbaren Kommunikationsschichten Net Access und Internet können für die unterschiedlichsten Kommunikationsdienste genutzt werden. Über den Net Access als unterste Sicht kann mittels eines entsprechen- den Datenprotokolls, wie Ethernet oder Token Ring, eine direkte sehr hardwarenahe Verbindung aufgebaut werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiels mit einem mit einem elektrischen Gerät 2c gekoppelten Server in einem Client-Server- Netz. Idealerweise wird bei allen Kommunikationsverbindungen der Standard IEC 61850 berücksichtigt. Gleiches gilt für eine peer-to-peer (P2P) Kommunikationsverbindung zwischen zwei mit jeweils einem elektrischen Gerät 2a, 2b verbundenen Recheneinheiten. Die Recheneinheiten sind über eine P2P-Verbindung miteinander verbunden und stellen dynamisch die vorhandenen Rechnerkapazitäten zur Programmdurchführungen und für das Datenmanagement zur Verfügung. Die Kommunikation über das Internet ist im gezeigten Schichtmodell einer eigenen dem Net Access übergeordneten Schicht zugeordnet. Die entsprechenden Datenprotokolle für die Kommunikation über diese Internet- Schicht können TCP, UDP oder SPX sein.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Einbinden eines elektrischen Gerätes (2a) in ein Energieversorgungsnetz 1, wobei das elektrische Gerät (2a) zur Steuerung mindestens eines Netzparameters verwendbar und das elektrische Gerät (2a) mit zumindest einer Netzsteuerung (3) verbindbar ist, sowie das elektrische Gerät (2a) eine eindeutige Identifikation aufweist und das elektrische Gerät (2a) die Identifikation nach vorheriger Anmeldung an die Netzsteuerung (3) übermittelt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das elektrische Gerät (2a) vor der Anmeldung an die Netzsteuerung (3) eine Anmeldung mittels einer Identifikation an eine Verwaltungseinheit (4) durchführt und auf der Grundlage der aktuellen Netzzustandes des Energieversorgungsnetzes (1) eine Gerätekonfiguration für das elektrische Gerät (2a) in der Verwaltungseinheit (4) ermittelt wird, die Gerätekonfiguration dann durch die Verwaltungseinheit (4) an das elektrische Gerät (2a) übermittelt und anschließend im elektrischen Gerät (2a) die Gerätekonfiguration implementiert wird, so dass durch das so konfigurierte elektrische (2a) Gerät nachfolgend die Anmeldung an der Netzsteuerung (3) durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Gerätekonfiguration für das elektrische Gerät (2a) nach der Anmeldung an die Verwaltungseinheit (4) auf der Grundlage zumindest einer weiteren Gerätekonfiguration zumindest eines zweiten an der Verwaltungseinheit (4) angemeldeten elektri- sehen Gerätes (2b) ermittelt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Gerätekonfiguration Parametersätze und/oder netzrelevante Daten zur Abbildung der Netzkonfiguration des Netzzustandes und/oder der Netzstruktur des Netzzustandes des Energieversorgungsnetzes (1) umfasst.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass nach der Anmeldung des elektrischen Gerätes (2a) an die Verwaltungseinheit (4) und der Implementierung der Gerätekonfi- guration im elektrischen (2a) Gerät eine Anmeldung des elektrischen Gerätes (2a) an der Netzsteuerung (3) des Energieversorgungsnetzes (1) erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die eindeutige Identifikation zur weiteren Identifikation an die Verwaltungseinheit (4) und zur Identifikation an der der NetzSteuerung (3) im Energieversorgungsnetz (1) dient.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass nach der Anmeldung und/oder Abmeldung eines weiteren elektrischen Gerätes (2a) an die Verwaltungseinheit (4) die Gerätekonfigurationen der im Energieversorgungsnetz (1) verbleiben- den elektrischen Geräte (2b, 2c) neu berechnet und bei einer detektierten Abweichung die modifizierten Gerätekonfiguration an die jeweils relevanten elektrischen Geräte (2b, 2c) übermittelt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Anmeldung des elektrischen Gerätes (2a) an der Verwaltungseinheit (4) über ein zum Energieversorgungsnetz (1) paralleles Kommunikationsnetz (6) erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verwaltungseinheit (4) in einer Leitwarte als Netzsteuerung (3) oder in einem elektrischen Gerät (2a) oder in einer aus zumindest zwei elektrischen Geräten (2b, 2c) gebildeten Zelle (7) als Zusammenschluss von elektrischen Geräten gebildet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zuordnung der Verwaltungseinheit (4) innerhalb einer hierarchischen Netzsteuerung (3) oder innerhalb von eigenständigen Zellen (7) oder innerhalb eines elektrischen Gerätes (2a) auf der Grundlage der Netzkonfiguration und/oder der Netz- Struktur und/oder des Netzzustandes des Energieversorgungs- netzes (1) vorgenommen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein regelbasiertes System (10) , insbesondere ein Expertensystem oder ein Neuronales Netz, die Festlegung der Verwaltungseinheit (4) innerhalb des Energieversorgungsnetzes (1) und/oder der Ermittlung der Gerätekonfiguration auf der Basis der gegebenen Netzkonfiguration für ein elektrisches Gerät (2a) er- mittelt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein regelbasiertes System (10) den Umfang der Entscheidungsfunktionen der Verwaltungseinheit (4) auf der Grundlage der Netzkonfiguration und/oder der Netzstruktur und/oder des Netzzustandes des Energieversorgungsnetzes (1) ermittelt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Netzsteuerung (3) in der Leitwarte oder in dem elektrischen Gerät (2a) oder in aus zumindest zwei zusammengeschlossenen elektrischen Geräten (2b, 2c) als Zelle (7) implemen- tiert wird.

13. Verfahren nach Ansprüche 12 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein regelbasiertes System (10) , insbesondere ein Expertensystem oder ein Neuronales Netz, die Implementierung der Netzsteuerung (3) innerhalb des Energieversorgungsnetzes (1) auf der Grundlage der Netzkonfiguration und/oder der Netzstruktur und/oder des Netzzustandes des Energieversorgungsnetzes (1) festlegt .

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Netzsteuerung (3) auf zumindest eine Zelle (7) verlagert wird, wobei jede Zelle (3) eigenständige die in der Zelle (7) zusammengeschlossenen elektrischen Geräte (2b, 2c) steuert und überwacht .

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kom- munikation zwischen den elektrischen Geräten (2a, 2b, 2c) und/oder der Verwaltungseinheit (4) und/oder den Zellen (7) mittels einer peer-to-peer-Kommunikationsverbindung erfolgt und Ressourcen zur Programmverarbeitung durch die elektrischen Geräte (2a, 2b, 2c) und/oder die Verwaltungseinheit (4) und/oder die Zelle (7) dynamisch und aufeinander abgestimmt zur Verfügung gestellt werden.

16. System zur Einbindung eines elektrischen Gerätes (2a) in ein Energieversorgungsnetz (1) , wobei das elektrische Gerät (2a) zur Steuerung mindestens eines Netzparameters verwendbar und das elektrische Gerät (2a) mit zumindest einer Netzsteuerung (3) verbindbar ist, sowie das elektrische Gerät (2a) eine eindeutige Identifikation aufweist und das elektrische Ge- rät die Identifikation nach vorheriger Anmeldung an die Netzsteuerung (3) übermittelt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das elektrische Gerät (2a) vor der Anmeldung an die Netzsteuerung (3) eine Anmeldung an eine Verwaltungseinheit (4) durchführt und die Verwaltungseinheit (4) auf der Grundlage der aktuellen Netzzustandes des Energieversorgungsnetzes (1) eine Gerätekonfiguration für das elektrische Gerät (2a) ermittelt, dann die Verwaltungseinheit (4) die Gerätekonfiguration an das elektrische Gerät (2a) übermittelt und anschlie- ßend das elektrische Gerät (2a) die Gerätekonfiguration implementiert, so dass das so konfigurierte elektrische Gerät (2a) nachfolgend die Anmeldung an der Netzsteuerung (3) durchführt .

17. System nach Anspruch 16 mit Mitteln zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15.

18. Datenverarbeitungsprogramm zum Ausführen in einem Datenverarbeitungssystem, wobei das Datenverarbeitungsprogramm Teile eines Quellcodes zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorigen Ansprüche 1 bis 15 umfasst, wenn das Programm in einem Computer läuft .

19. Computerprogrammprodukt, das in einem Computerlesbaren Medium gespeichert ist und computerlesbare Programmmittel umfasst, mittels derer ein Computer veranlasst wird, ein Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 1 bis 15 durchzuführen, wenn das Programm in dem Computer läuft.