Friday, January 31, 2014

New Work Proposal: IEC 61850 – Modbus Mapping

The Korea Electrotechnology Research Institute (KERI) has proposed a new work item: Guideline for mapping information between IEC 61850 and IEC 61158-6 (ModBus).

Document: 57/1434/NP
Closing date for voting: 2014-04-25

Quite interesting proposal!

We conducted yesterday (during a Workshop at Beck IPC in Wetzlar/Germany) a very easy tool to map between Modbus, IEC 60870-5-104, IEC 61850, … using a graphical webbased configuration tool needs just a web browser:

1. Topology for mapping between Modbus and 104:

image

Signals (Inputs and Outputs) that can be used by the WEB PLC:

image

Available communication solutions (Modbus, IEC 60870-5-104, IEC 61850, OpenVPN, …):

image

Function chart of objects and simple logic:

image

The interest in such a simple solution that does not requires any programming – except drawing lines between input/outputs, functions and outputs/inputs – is very high. Wrappers are available to integrate C/C++ or CoDeSys programmed functions (Function Blocks).

The IEC 61850 information models are interpreted and the PLC inputs and outputs are automatically generated and shown as a tree …

image

Finally we demonstrated a Gateway: Process –> Modbus and other I/Os –> IEC 61850 –> IEC 60870-5-104 (DNP3):

image

The IEDs com.tom BASIC 3.1S (with 5 Port Ethernet Switch and second Ethernet Port integrated) and BASIC 5.1 have been used for the system (process, process monitoring and control, gateway and CC communication).

A second Workshop in German will be conducted on March 12, 2014. The first Workshop in English is scheduled for March 13, 2014.

Click HERE for more details on the workshops. Register soon – the space is limited … and interest high.

Draft Version 3.0 of NIST Smart Grid Framework

NIST just published the draft version of the “NIST Framework and Roadmap for Smart Grid Interoperability Standards, Release 3.0” and asks for review.

Click HERE to visit the page with the link to download the draft [pdf, 6.4 MB]

The standard series IEC 61850 is a very crucial standard referred to throughout the document!

Check also the SGIP Catalog of Standards Information Library.

Wednesday, January 29, 2014

Wind Data North America, 4-6 March 2014, Houston, Texas

The standard IEC 61400-25 (extension of IEC 61850 for wind power) is making its way into the North American Wind Power market.

The first Wind Data North America forum will be held on 4-6 March 2014 in Houston, Texas, USA.

On day one there is an interesting presentation of one of the leaders in this domain:

IEC 61400-25 A New Wind Turbine Communication Standard 
  • Why is a standard needed?
  • Overview and background of the IEC 61400-25
  • Current status of the standard
  • Recent field experiences 

Senior Representative, Senvion (former RePower)

Click HERE for the program and details.

TÜV SÜD: IEC 61850 Grundkurs am 20. und 21. Februar 2014 in Essen

Der TÜV SÜD führt am 20. und 21. Februar 2014 in Essen einen zweitägigen Grundkurs zu IEC 61850 durch:

Weitere Orte und Temine:

Berlin
11.03. - 12.03.

Essen
20.02. - 21.02.

Frankfurt
16.06. - 17.06.

Hamburg
02.06. - 03.06.

Leipzig
10.09. - 11.09.

Stuttgart
03.04. - 04.04

HIER klicken, um alle notwendigen Informationen zu erhalten.

Tuesday, January 28, 2014

Current and forcasted Solar and Wind Power in the TransnetBW Network

The TransnetBW is the fourth largest German Power Transmission operator (TSO) – in the southwest of Germany where my hometown (Karlsruhe) is.

The day started very sunny. In case you want to see how much solar and wind power is fed into the grid, you can visit the following websites:

Solar Power in TransnetBW (historical, currrent and forcasted values): Click HERE.
Wind Power in TransnetBW (historical, currrent and forcasted values): Click HERE.
Solar Power in Germany (historical and currrent values): Click HERE.

Currently we have 3.6 GW PV power production in Germany … some 10 per cent of the installed capacity of 34 GW.

This all requires a lot of measurements and management … and communication like IEC 60870-5-104, IEC 61850, IEC 61400-25, and DNP3.

Sunday, January 26, 2014

The Most Concrete Control Room Flooding

Have you ever seen a control room flooded by concrete stuff: wet concrete!

Three rows of relay equipment were submerged in the concrete click HERE for a
Report and HERE for number of pictures. Where: The other day in London’s Underground.

This concrete could extend the life time of the relay control room by decades … ;-)

It just could happen.

Keep all doors and back-doors closed – not only the firewall.

Tuesday, January 21, 2014

Wie sicher ist unsere Stromversorgung?

Eigentlich sehr sicher! Mit etwa 16 Minuten durchschnittlichen Versorgungsunterbrechungen pro Jahr stehen wir doch gut da! Ist das alles? Die Sicherheit der Stromversorgung hat sehr viele Aspekte, die im Allgemeinen der Bevölkerung wenig bekannt oder bewusst sind!

Wenn Sie diesen Blogpost lesen, dann sind Sie Experte in Fragen der Stromversorgung und haben eigene Erfahrungen. Es ist unter Umständen hilfreich, wenn wir uns auch zu anderen Themen als IEC 61850 und IEC 60870-5-10x austauschen. Der Stromausfall (“Leck” an einer Kabelmuffe in einem 35 Jahre alten Kunststoff-isolierten Kabel) vor unserer Haustüre (im wahrsten Sinne des Wortes) Mitte November 2013 hat mich animiert, etwas tiefer in Fragen der Versorgungssicherheit hineinzuschauen. Hier finden Sie ein paar Themen, die mir förmlich ins Auge gesprungen sind.

Störung in unserer Straße

Die Stadtwerke Karlsruhe haben sich mit großem Eifer und Sachverstand bemüht die schadhafte Stelle zu finden und reparieren:

image

image

image

Aufgrund der etwa siebenstündigen Versorgungsunterbrechung war mein Büro wirklich dunkel – und ich hatte Zeit die gesamte Operation aus nächster Nähe zu verfolgen. Einen ausführlicheren Bericht werde ich bei Gelegenheit einstellen.

Kabelprobleme

Laut FGH sind im Bereich der Niederspannung 400 V ca. 850.000 km Kabelsystem, 90% der Leistungslängen (60.000,-€ pro km) verlegt: das entspricht einem Wert von 51 Milliarden €. 

Nach dem “Technischen Bericht 300” der FGH zeigt sich, “dass 3/4 aller Versorgungsunterbrechungen durch Schäden an den Kabeln verursacht werden. Auch wenn berücksichtigt wird, dass ein großer Anteil dieser Schäden auf unvermeidbare Beschädigungen von außen verursacht wird, verbleibt ein maßgeblicher Anteil dieser Schäden aufgrund Alterung und mangelnde Qualität der Kabelisolation.” Nach meiner Beobachtung der obigen Störung und der anschließenden Recherche komme ich zum Schluss, dass die elektrische Infrastruktur zum Teil sehr “alt” aussieht!

Versorgungsunterbrechungen

“Deutsche Elektrizitätsnetzbetreiber übermitteln der Bundesnetzagentur gemäß § 52 Energiewirtschaftsgesetz jährlich einen Bericht über die in ihrem Netz aufgetretenen Versorgungsunterbrechungen des Vorjahres. Dieser Bericht enthält Zeitpunkt, Dauer, Ausmaß und Ursache der Unterbrechungen. Für das Jahr 2011 meldeten 864 Netzbetreiber für 928 Netze ca. 206.673 Versorgungsunterbrechungen.” Quelle Bundesnetzagentur.

In Deutschland lag die durchschnittliche Versorgungsunterbrechung 2012 nur bei bei 15,91 Minuten (SAIDI-Wert). Ist das viel oder wenig? Es kommt drauf an, wie die Unterbrechungen definiert sind. Auf der Website der Bundesnetzagentur kann man folgendes lesen:

“Beim SAIDI-Wert werden weder geplante Unterbrechungen noch Unterbrechungen aufgrund höherer Gewalt, wie etwa Naturkatastrophen, berücksichtigt. In die Berechnung fließen nur ungeplante Unterbrechungen ein, die auf atmosphärische Einwirkungen, Einwirkungen Dritter, Zuständigkeit des Netzbetreibers und aus anderen Netzen rückwirkende Störungen zurückzuführen sind. Die Unterbrechung muss zudem länger als drei Minuten dauern.”

Wie werden die Kurzunterbrechungen oder Spannungs-Kurzeinbrüche oder –überhöhungen von wenigen Sekunden erfasst oder in Statistiken berücksichtigt? Gute Frage! Welche Auswirkungen haben solche und andere Störungen? Unter Umständen können elektrische Geräte zerstört werden – oder ihr Rechner schaltet ab und ihre Arbeiten sind möglicherweise verloren gegangen … viele am Netz betriebenen Uhren werden ihnen nach einer Kurzunterbrechung keine verlässliche Uhrzeit mehr anzeigen und und …

Wie stark hängt unsere Gesellschaft von der Stromversorgung ab?

Als Kind habe ich erlebt, als meine Mutter beim einem einem Stromausfall im Sommer von der elektrischen Waschmaschine, die ja stehen geblieben war, in die Küche kam und meinte: “Dann kann ich ja in der Zwischenzeit schon mal bügeln!”

Der TAB-Bericht:

Gefährdung und Verletzbarkeit moderner  Gesellschaften –
am Beispiel eines großräumigen Ausfalls der Stromversorgung

sollte unbedingt Pflichtlektüre aller Bundesbürger werden – vor allem der Ingenieure und insbesondere (!!) der Entscheidungsträger auf allen Ebenen.

Auszug: “Mit einem Beschluss des Ausschusses für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung wurde das Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag (TAB) beauftragt, die Folgen eines langandauernden und großflächigen Stromausfalls systematisch zu analysieren. Zugleich sollten die Möglichkeiten und Grenzen des nationalen Systems des Katastrophenmanagements zur Bewältigung einer solchen Großschadenslage aufgezeigt werden.

Aufgrund der nahezu vollständigen Durchdringung der Lebens- und Arbeitswelt mit elektrisch betriebenen Geräten würden sich die Folgen eines langandauernden und großflächigen Stromausfalls zu einer Schadenslage von besonderer Qualität summieren. Betroffen wären alle Kritischen Infrastrukturen, und ein Kollaps der gesamten Gesellschaft wäre kaum zu verhindern. Trotz dieses Gefahren- und Katastrophenpotenzials ist ein diesbezügliches gesellschaftliches Risikobewusstsein nur in Ansätzen vorhanden.”

Hier KLICKEN, um den Bericht herunterzuladen [pdf, 2,9 MB].

Viel Spaß beim Lesen – vielleicht lesen Sie diesen Bericht nicht heute Abend … möglicherweise könnte Ihr Schlaf fliehen!

Es bedarf enormer Anstrengungen unserer Generation, unseren Kindern und Enkelkindern eine intakte und noch lange stabile Energieversorgung zu übergeben! Was wäre, wenn in 10 oder 20 Jahren die Kabel und Transformatoren und … ihren Dienst versagen? Eben mal neue Kabel legen und Transformatoren aufstellen wird technisch eine enorme Herausforderung sein – und wer soll die enormen Kosten tragen?

Monday, January 20, 2014

Users Group USE61400-25 (Wind Power) offers a Workshop

On February 19th and 20th, 2014 the general assembly 2014 of the user group USE61400-25 (Wind Power Industry) will be held at Senvion SE (former REpower Systems SE), Überseering 10, 22297 Hamburg, Germany. IEC 61400-25 is defining the extensions of IEC 61850 for Wind Power Applications.

http://www.use61400-25.com/default.aspx?id=m1s2

USE61400-25 announces the organization of the 1st global implementation workshop.

This workshop is free of charge for all current USE61400-25 members. Non-members are cordially invited to join the workshop as well. Each non-member participating has to pay a participation fee of 300€.

The workshop will be held at the same location in Hamburg

18th February: 09:00 – 17:30
19th February: 09:00 – 12:00

Registration for Participation:
http://www.use61400-25.com/default.aspx?id=m1s2

10th Anniversary: NettedAutomation offers Extended Training Opportunities in May and October 2014

You are invited to attend the special 10th Anniversary training course conducted by NettedAutomation GmbH. Karlheinz Schwarz of NettedAutomation has trained more than 3.600 Experts all over the word from 2004 to 2014!

Tap the long term experience … you will be surprised to see how users have learned to receive benefits from the standards IEC 61850, IEC 61400-25, IEC 60870-5-104, DNP3, Modbus, … I am ready to help especially utility employees to get started in the Marathon “IEC Standards”.

Traditionally we are offering a training in May and in October in Frankfurt (Germany). The dates in 2014 will be:

07.-09. May 2014
15.-17. October 2014

Click HERE for the Program and Registration information.

Note that we are offering a special Anniversary Price.

I look forward to seeing you there.

Gateway Workshop IEC 61850, IEC 61400-25 und IEC 60870-5-104 on 13.03.2014

Beck IPC offers customers products and services for all aspects of advanced control technology and communication in industrial and energy applications.

A key product is the wide range of Beck IPC com.tom devices that are now extended with the protocols IEC 61850, IEC 61400-25, and IEC 60870-5-104 – extended with gateway functions.

image

The solutions allow for a very short-time-to-market application of these standards.

image

The com.tom solution is a very powerful real-time operated and secure concept for many applications for monitoring and controlling of power system components like transformers, power quality monitors, wind power, photo voltaic, CHP, batteries to list just a few.

In case you are interested to learn how these standards are integrated into the com.tom platform, you are invited to attend the following one-day workshop on IEC 61850, IEC 61400-25, IEC 60870-5-104 implemented on the com.tom:

Date: 13. March 2014
Location: Wetzlar (Germany), some 70 km north of Frankfurt
Time: 10:00 h - 17:00 h

Cost: free of charge

The workshop will be held in English language.
Click HERE for Workshop in German on 30. January 2014.

The workshop will be conducted by Beck IPC in cooperation with NettedAutomation GmbH.
We are looking forward to seeing you there!

Please send you application by email to info@beck-ipc.com
Space is limited; please contact us as soon as possible.

Click HERE for the program.

Saturday, January 18, 2014

Is IEC 61850 creating Opportunities for a Revolution?

Don’t ask for it – you may get it!

I read the other day a paper on IEC 61850 (written by known experts) that summarizes in the opening sentence: “IEC 61850 is an approved international standard for communications in substations that is creating opportunities for a revolution in the world of electric power systems protection and control.”

According to Wikipedia “A revolution (from the Latin revolutio, "a turn around") is a fundamental change in power or organizational structures that takes place in a relatively short period of time.”

The core parts of the standard have been published some 10 years ago. The crucial underlying technology is even older. I have not yet seen many opportunities for a revolution in the communication – yes, some new communication possibilities have been implemented. The introduction of the standard is more a marathon than a sprint! There are very good new features related to engineering and configuration (SCL) – their application will even take much longer then the use of Ethernet, TCP/IP, MMS, ACSI, … Anyway, the standard communication defined in IEC 61850-7-2 and –8-1 are excellent.

Let’s have a look on the communication “revolution”. The first figure depicts a very traditional way to exchange status changes, measurements and calculated analogue values, counted values, and so on: The destination (master or client) sends request messages to the source (slave, server) and receives the requested values. The request may be sent cyclically or at any time. The rate of these request-response transactions (controlled by the caller) has a crucial impact on the bandwidth use and real-time behavior.

image

Depending on the needs there could be a huge difference in sending requests more or less often. Read some hints on reporting versus polling.

Now let’s have a look at the telecontrol protocols IEC 60870-5-104 and DNP3 (as well known and used examples). They offer additional possibilities: receiving cyclic reports from the source, receiving event driven reports (!) and cyclic reports of analogue values initiated by the source.

image

Finally we check the standard communication defined in IEC 61850. IEC 61850 offers all the above discussed possibilities – it has some optimization build in: DataSets (referring to a list of values). The crucial add-on is the GOOSE messaging and Sampled Value exchange:

image

GOOSE is a combination of event-driven information exchange (event will be sent immediately) and cyclic transmission (event will be repeated immediately, a little bit later, … any finally in a long cycle). Sampled values comprise an exchange of values that are taken in a time-synchronized fashion. The communication does not need to transmit cyclically – the values taken at the same instance of time are used for calculation.

So, the most crucial new communication services defined in IEC 61850 are GOOSE and Sampled Values – and the possibility to configure the behavior of reporting, GOOSE and sampled values through SCL and by online services.

There is one additional service in IEC 61850 that is quite new: Logging.

In many applications where IEC 61850 is used we see more of a slow evolution – not a revolution. I guess the power industry can not easily be revolutionized. That is a good situation – without that we would have to sit more often in the dark.

Smart Grids is a 19th century invention. The evolution that happened during this very long period of time is what has brought us today’s secure and safe electric power delivery. Note: Haste produces Waste! Take your time … and use IEC 61850 when it’s time to do so … not earlier! The evolution has to start in the heads by good education provided by people that understand that utilities don’t want to get a revolution at all.

I hope we will not get a revolution!