Über 100 000 installierte Systeme in Windkraftanlagen: der österreichische Hersteller für Automatisierungstechnik Bachmann Electronic kann im Windkraftbereich schon einen großen Erfolg verzeichnen. Egal ob Steuerungstechnik, Condition Monitoring Systemen oder die ganze Anlagenautomatisierung – ein großer Schritt zu Windenergie 5.0 ist geschaffen. "Unsere Verantwortung ist es, nicht nur funktionierende Komponenten in Anlagen zu liefern, sondern auch das Vertrauen in uns zu stärken", sagt Gabriel Schwanzer, Dirctor Business Unit Wind bei Bachmann Electronic. Die Anforderungen an Windenergieanlagen steigen laufend. Der Einsatz neuer Technik, Verfahren, Materialien und Erweiterungen der Infrastrukturen (IT) sind maßgeblich für eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit. Die Turbine in sich ist nicht mehr isoliert zu betrachten, sondern als Teil einer gesamten Energie-Produktionskette. Intelligente Netze bilden die Schnittstelle zum Park und letztlich auch zur Turbine. Diese wiederum muss sich zum einen diesen Eigenschaften und Anforderungen der Netze, zum anderen den eigenen Bedingungen der Turbine anpassen.
Aktuelle Zustände im Blick
Smart Turbine Automation von Bachmann ermöglicht die Umsetzung dieser Anforderungen. Die Steuerung dient nicht mehr nur der reinen Abarbeitung von einzelnen standardisierten Signalen für die Betriebsführung sondern wird mehr zur intelligenten Steuerzentrale, die verschiedenste Mess-Signale der in der Turbine und übergeordneten Informationen aus SCADA-Systemen, analytischen Korrelationstools und so weiter online berücksichtigt und verarbeitet. Aktuelle Zustände der Maschine und deren Komponenten werden deterministisch erfasst und direkt in der Turbinensteuerung verarbeitet. Intelligente modelbasierte Regler-Algorithmen verarbeiten diese Condition-Monitoring-Daten verschiedenster Aggregate zusammen mit Signalen wie Lasterkennung, Wind-Forecast, Informationen über Windverhältnisse im Park und bringen die Anlage in einen bestmöglichen Arbeitszustand. Damit können die laufenden Erträge (Energieerzeugung) verbessert und die Turbine auf Langzeitverfügbarkeit ausgerichtet werden, inklusive Einsparungen der Wartungskosten durch Predictive Maintenance.
Standardisierte Schnittstellen wie die IEC61400-25 und OPC UA bieten den Datenaustausch zu überliegenden Servern, Cloud-Systemen. Mit der Ethernet basierten Bluecom-Schnittstelle ist ein Datentransfer und damit eine Synchronisierung von Turbinen in einem Windpark in Millisekunden möglich. Netzwerk-Redundanz mit eingeschlossen. Standardisierung, Adaption und Modularität spielen in der Wirtschaftlichkeit von WEA mit eine tragende Rolle. Die Anforderungen an einzelne Netze und technische Voraussetzungen sind in stetiger Entwicklung. Turbinen Anpassungen – speziell in der Software, und damit im Verhalten der Turbine – müssen rasch und transparent erfolgen. Bachmann bietet mit dem Wind-Turbine-Template (WTT) eine Basis für die SW-Architektur einer solchen WEA. Basierend auf den Strukturen der IEC61400-25 sind die Komponente der Anlage modular aufgebaut. Durch die Offenheit des Systems und den Einsatz von unterschiedlichen Programmiersprachen (IEC61131, C/C++, Matlab/Simulink) können diese SW-Module beziehungsweise Anlagen-Komponenten gezielt abgebildet werden. Eigene Simulationsprogramme, die parallel auf der Anlagensteuerung abgearbeitet werden modellieren nicht nur die Anlage sondern können zur Verbesserung der Turbinenparameter mit eingebunden werden.
Standardisiert und offen
Mit dieser standardisierten Komponenten- und Datenstruktur bietet Bachmann auch ein Wind-Power-SCADA-System (WPS) an, das diese Strukturen auf der SCADA-Welt spiegelt. Struktur und Datenabgleich zwischen Turbine und SCADA sind damit automatisch gegeben. Zahlreiche Funktionen, Darstellungen und Analysetools sind WPS mit abgebildet. Durch die Standardisierung und Offenheit des Systems ist es weiter möglich, Adaptionen online durchzuführen. Das rein web-basierte System, entspricht auch allen Ansprüchen der Benutzerverwaltung und Zugriffsschutz. Smart Turbine Automation bezieht sich aber nicht nur auf die WEA selbst. Modelbasierte Park-Regelalgorithmen und vordefinierte, offene Strukturen (IEC basiert) sowie eine Palette von parametrierbaren Energieprotokollen stehen für einen intelligenten Windpark zur Verfügung. Hochauflösende Netzmess- und Überwachungsmodule von Bachmann für die Turbine und den Windpark runden die Bachmann Lösung für die Smart Turbine Automation ab.
Windenergie 5.0
Turbinenautomatisierung, Netzmanagement, SCADA, Condition Monitoring, partnerschaftliche Zusammenarbeit: diese fünf Parameter sieht Bachmann als Ansatz und Lösung für Windenergie 5.0. "Ich meine, man darf das schon so sagen: Wir sind Wind und unser Herz schlägt für Wind", sagt Gabriel Schwanzer.
