Energieautomatisierungsanlage und Verfahren zum Betreiben ei ^¬ ner Energieautomatisierungsanlage

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Energieautomatisierungsanlage, die eine Mehrzahl von Energie ^¬ automatisierungsgeräten und zumindest eine übergeordnete An ^¬ lagensteuereinrichtung zum Steuern und/oder Überwachen der Energieautomatisierungsgeräte umfasst, sowie eine entspre ^¬ chende Energieautomatisierungsanlage .

Der Betrieb elektrischer Energieversorgungsnetze wird durch sogenannte Energieautomatisierungsanlagen gesteuert. Diese weisen üblicherweise eine oder mehrere übergeordnete Anlagen ^¬ steuereinrichtungen (z.B. sogenannte Energiemanagementsyste ^¬ me, die in Netzleitstellen vorgesehen sind) auf, die mit mehreren Energieautomatisierungsgeräten (auch als IED = „Intelligent Electronic Device" bezeichnet) in Verbindung stehen und diese zum Gewährleisten des Betriebs des Energieversorgungsnetzes steuern und/oder überwachen können.

Während sich die Funktion von Energieautomatisierungsanlagen in der Vergangenheit üblicherweise für einen klassischen Be- trieb der Energieversorgungsnetze auf die Steuerung und Über ^¬ wachung von Schaltanlagen und/oder Umspannwerken auf der Hoch- oder Mittelspannungsebene beschränkte, werden für zu ^¬ künftige - auch unter dem Sammelbegriff „Smart Grid Applika ^¬ tionen" zusammengefasste - Betriebsweisen der Energieversor- gungsnetze auch Steuerungen und Überwachungen der Verteilnetze auf Mittel- und Niederspannungsebene in die Automatisie ^¬ rung eingebunden, um beispielsweise sogenannte „Demand Res ^¬ ponse Funktionen", also eine direkte oder indirekte Beein ^¬ flussung der Endverbraucher im Energieversorgungsnetz, durch- führen zu können.

Ein Beispiel einer solchen Energieautomatisierungsanlage ist der WO 2008/148418 AI zu entnehmen, bei der eine Energiever- teileinrichtung über sogenannte Vorschaltgeräte mit einer Mehrzahl von Energieverbrauchseinrichtungen verbunden ist und diese über variierende Energieabnahmebedingungen hinsichtlich ihres Verbrauchsverhaltens beeinflusst.

In Szenarien für zukünftige Smart Grid Applikationen wird angenommen, dass im elektrischen Verteilnetz das Zusammenspiel einer Vielzahl im Niederspannungs- und Mittelspannungsnetz angeordneter elektrischer Verbraucher und Erzeuger oder kom- binierter Erzeuger/Verbraucher (sogenannte „Prosumer") durch intelligent arbeitende Energiemanagementsysteme gesteuert wird. Dazu ist es notwendig, dass Verbrauchern, Erzeugern und Prosumern zugeordneten Energieautomatisierungsgeräte einer ^¬ seits und die Energiemanagementsysteme andererseits für den Betrieb des Energieversorgungsnetzes relevante Informationen über Kommunikationsnetze austauschen. Zum Datenaustausch kann beispielsweise der Kommunikationsstandard IEC 61850 herange ^¬ zogen werden. Dieser Standard wird heute bereits umfassend in der Schaltanlagenautomatisierung eingesetzt, wie beispiels- weise der WO 2010/034335 AI entnommen werden kann.

Gegenüber der Schaltanlagenautomatisierung unterscheiden sich die Anwendungsszenarien zum Verteilnetz-Management unter anderem darin, dass die Anzahl der Energieautomatisierungsgerä- te, die einer Anlagensteuereinrichtung (einem Energiemanagementsystem) zugeordnet sind, aufgrund der großen Menge an Verbrauchern, Erzeugern und Prosumern auf Verteilnetzebene mehrere Größenordnungen höher ist (ca. 10.000-1.000.000 Gerä ^¬ te) als in der Schaltanlagenautomatisierung (ca. 10-100 Gerä- te) . Außerdem finden Konfigurationsänderungen, insbesondere durch Hinzufügen oder Entfernen von Energieautomatisierungsgeräten, beim Verteilnetz-Management wesentlich häufiger statt (bis zu mehrmals täglich) als bei der Schaltanlagenau ^¬ tomatisierung (ca. einmal jährlich).

Um den ordnungsgemäßen Betrieb einer Energieautomatisierungs ^¬ anlage zu sichern, müssen alle Einheiten der Energieautomati ^¬ sierungsanlage, also die Energieautomatisierungsgeräte und die Anlagensteuereinrichtung, durch entsprechende Konfigurationseinstellungen eingerichtet sein. Insbesondere muss die Konfiguration der Anlagensteuereinrichtung die in der Energieautomatisierungsanlage vorhandenen Energieautomatisie- rungsgeräte sowie ihre Funktionen und Einstellungen komplett widerspiegeln .

Bei der bisherigen Schaltanlagenautomatisierung erfolgt die Konfiguration der Anlagensteuereinrichtung manuell. Dies kann insbesondere aufgrund der überschaubaren Anzahl von Energie ^¬ automatisierungsgeräten in Schaltanlagen mit vertretbarem Aufwand durchgeführt werden. Im Zusammenhang mit dem Standard IEC 61850 ist die Vorgehensweise bei einer solchen Konfigura ^¬ tion beispielhaft in dem Handbuch „Ethernet & IEC 61850 - Start Up" der Siemens AG, Ausgabe 25.06.2009, Bestellnummer E50417-F1176-C324-A3, insbesondere im Kapitel 6 „Creating a Project and Structuring It" beschrieben. Hierbei wird mit ei ^¬ ner Konfigurationssoftware manuell eine statische Konfigura ^¬ tionsdatei erzeugt. Die Übernahme einer neuen Konfiguration durch ein IEC 61850-Gerät (z.B. die Anlagensteuereinrichtung) erfolgt durch einen Neustart des Gerätes oder zumindest der spezifischen Funktion des IEC 61850-Geräts, womit eine Unter ^¬ brechung des Betriebsablaufs des Gesamtsystems verbunden ist. In Energieautomatisierungsanlagen mit einer vergleichsweise hohen Anzahl von Energieautomatisierungsgeräten ist eine manuelle Konfiguration nicht mehr praktikabel.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Konfigu ^¬ ration einer Energieautomatisierungsanlage, insbesondere ei- ner Energieautomatisierungsanlage mit einer vergleichsweise hohen Anzahl von Energieautomatisierungsgeräten, zu vereinfachen und derart auszugestalten, dass möglichst keine Be ^¬ triebsunterbrechung nötig ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zum Betreiben einer Energieautomatisierungsanlage vorgeschlagen, die eine Mehrzahl von Energieautomatisierungsgeräten und zumindest eine übergeordnete Anlagensteuereinrichtung zum Steuern und/oder Überwachen der Energieautomatisierungsgeräte um- fasst, wobei die Energieautomatisierungsgeräte mit der Anla ^¬ gensteuereinrichtung über eine Konzentratoreinrichtung verbunden sind und in einer Speichereinrichtung der Konzentrato- reinrichtung eine ein Konzentratordatenmodell enthaltende Da- tenmodelldatei gespeichert ist, und wobei das Konzentratorda ^¬ tenmodell Angaben über die mit der Konzentratoreinrichtung verbundenen Energieautomatisierungsgeräte, deren Funktionen und Einstellungen umfasst sowie Datenobjekte bereitstellt, deren Zustände an die aktuellen Zustände entsprechender Datenobjekte der Energieautomatisierungsgeräte angepasst wer ^¬ den. Bei dem Verfahren werden die folgenden Schritte durchgeführt :

- Verbinden eines zusätzlichen Energieautomatisierungsgerätes mit der Konzentratoreinrichtung;

- Erzeugen einer Kommunikationsadresse für das zusätzliche Energieautomatisierungsgerät durch die Konzentratoreinrich ^¬ tung und Übermitteln der Kommunikationsadresse an das zusätz ^¬ liche Energieautomatisierungsgerät ;

- Speichern der Kommunikationsadresse im zusätzlichen Energieautomatisierungsgerät und Verwenden der Kommunikationsad ^¬ resse für die weitere Kommunikation mit der Konzentratoreinrichtung;

- Abrufen einer Gerätebeschreibungsdatei von dem Energieauto- matisierungsgerät durch die Konzentratoreinrichtung, die

Funktionen und Einstellungen des zusätzlichen Energieautomatisierungsgerätes angibt;

- Anpassen des Konzentratordatenmodells an die durch die Ge ^¬ rätebeschreibungsdatei angegebenen Funktionen und Einstellun- gen des zusätzlichen Energieautomatisierungsgerätes; und

- Bereitstellen des angepassten Konzentratordatenmodells für die Anlagensteuereinrichtung.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird einerseits der Kon- figurationsaufwand durch das Vorsehen der sogenannten Konzentratoreinrichtung verringert, die sowohl für die Kommunikation als auch für die logische Bereitstellung von Daten ein Bindeglied zwischen der Anlagensteuereinrichtung und den ein- zelnen Energieautomatisierungsgeräten darstellt. Außerdem ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Wei ^¬ se eine automatische Konfiguration des für die Bereitstellung aktueller Zustandsinformationen über die Energieautomatisie- rungsgeräte verwendeten Konzentratordatenmodells , indem nach einer automatischen Adressvergabe an ein neu hinzugefügtes Energieautomatisierungsgerät eine automatische Anpassung des Konzentratordatenmodells an die Funktionen und Einstellungen des zusätzlichen Energieautomatisierungsgerätes vorgenommen wird. Auf diese Weise kann einerseits ohne manuelle Eingriffe und andererseits ohne die Notwendigkeit einer Betriebsunter ^¬ brechung eine Konfiguration der Energieautomatisierungsanlage zur Anpassung an das zusätzliche Energieautomatisierungsgerät erreicht werden.

Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführte Abrufen der Gerätebeschreibungsdatei kann hierbei entweder über einen sogenannten Filetransfer (z.B. FTP (FTP = File Transfer Pro- tocol) oder MMS-Filetransfer (MMS = Manufacturing Messaging Specification) ) erfolgen. Alternativ dazu kann die Bereitstellung einer Gerätebeschreibungsdatei in der Konzentrato- reinrichtung aber auch über einen sogenannten Discovery

Dienst erfolgen. Hierbei verwendet die Konzentratoreinrich- tung selbst einen Sammeldienst, der die für die Gerätebe- Schreibungsdatei notwendigen Informationen durch Einzelabfra ^¬ gen ermittelt und zu einer Gerätebeschreibungsdatei zusammen ^¬ setzt .

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver- fahrens sieht vor, dass die Anlagensteuereinrichtung vor dem Verbinden des zusätzlichen Energieautomatisierungsgerätes mit der Konzentratoreinrichtung eine Benutzereingabe erfasst, die eine Gerätekennung des zusätzlichen Energieautomatisierungs ^¬ gerätes angibt, nach dem Verbinden des zusätzlichen Energie- automatisierungsgerätes mit der Konzentratoreinrichtung das zusätzliche Energieautomatisierungsgerät seine Gerätekennung an die Konzentratoreinrichtung übermittelt, die Konzentrato ^¬ reinrichtung die von dem zusätzlichen Energieautomatisie- rungsgerät übermittelte Gerätekennung an die Anlagensteuereinrichtung sendet, die Anlagensteuereinrichtung prüft, ob die von der Konzentratoreinrichtung übermittelte Gerätekennung mit der benutzerseitig eingegebenen Gerätekennung über- einstimmt und bei übereinstimmender Gerätekennung ein Bestätigungstelegramm an die Konzentratoreinrichtung sendet, und die Konzentratoreinrichtung nur dann die Gerätebeschreibungsdatei von dem zusätzlichen Energieautomatisierungsgerät ab ^¬ ruft bzw. über einen Discovery Dienst ermittelt, wenn das Bestätigungstelegramm vorliegt.

Auf diese Weise kann mit lediglich geringfügigem manuellen Aufwand, nämlich der benutzerseitigen Eingabe einer Gerätekennung des zusätzlichen Energieautomatisierungsgerätes, das Hinzufügen des zusätzlichen Energieautomatisierungsgerätes autorisiert werden. Bei den bisher bekannten Verfahren müsste hierzu die gesamte Gerätebeschreibung des zusätzlichen Energieautomatisierungsgerätes in die Datenbank der Anlagensteu ^¬ ereinrichtung eingefügt werden, wodurch bisher ein hoher Konfigurationsaufwand entsteht und die Flexibilität der Energie ^¬ automatisierungsanlage eingeschränkt wird. Auf die erfin ^¬ dungsgemäße Weise wird zudem sichergestellt, dass kein Ener ^¬ gieautomatisierungsgerät zu der Energieautomatisierungsanlage hinzugefügt wird, dessen Betrieb in der Automatisierungsanla ^¬ ge nicht benutzerseitig vorgesehen ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemä ^¬ ßen Verfahrens sieht vor, dass die Anlagensteuereinrichtung eine ein Anlagendatenmodell enthaltende Anlagendatenmodellda- tei umfasst, wobei das Anlagendatenmodell Angaben über alle Energieautomatisierungsgeräte der Energieautomatisierungsan ^¬ lage, deren Funktionen und Einstellungen umfasst sowie Datenobjekte bereitstellt, deren Zustände an die aktuellen Zustän ^¬ de entsprechender Datenobjekte der Energieautomatisierungsge- räte angepasst werden, die Anlagensteuereinrichtung ihr Anlagendatenmodell an die durch das erweiterte Konzentratordaten- modell angegebenen Funktionen und Einstellungen des zusätzlichen Energieautomatisierungsgerätes anpasst, und im Betrieb der Energieautomatisierungsanlage eine Änderung eines Zu- stands eines Datenobjektes eines mit der Konzentratoreinrich- tung verbundenen Energieautomatisierungsgerätes eine entspre ^¬ chende Änderung der Zustände der entsprechenden Datenobjekte des Konzentratordatenmodells und des Anlagendatenmodells be ^¬ wirkt .

Auf diese Weise können die jeweiligen Zustände der einzelnen Energieautomatisierungsgeräte besonders einfach über die Kon- zentratoreinrichtung an die Anlagensteuereinrichtung weitergegeben werden. Im laufenden Betrieb müssen nämlich lediglich die Datenobjekte des Konzentratordatenmodells an die Datenob ^¬ jekte der Energieautomatisierungsgeräte sowie die Datenobjek ^¬ te des Anlagendatenmodells der Anlagensteuereinrichtung an den Zustand der Datenobjekte des Konzentratordatenmodells an- gepasst werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass die Anlagensteuereinrichtung zu- nächst die in dem Konzentratordatenmodell enthaltenen Angaben über Funktionen und Einstellungen des zusätzlichen Energieautomatisierungsgerätes daraufhin überprüft, ob diese mit dem Anlagendatenmodell kompatibel sind, und erst bei vorliegender Kompatibilität das Anlagendatenmodell an das Konzentratorda- tenmodell anpasst und ein Aktivierungstelegramm an die Kon- zentratoreinrichtung sendet, und dass die Konzentratorein- richtung erst bei vorliegendem Aktivierungstelegramm das zusätzliche Energieautomatisierungsgerät in den Betrieb der Energieautomatisierungsanlage einbindet .

Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Energieautoma ^¬ tisierungsanlage mit dem zusätzlichen Energieautomatisie ^¬ rungsgerät den Betrieb aufnehmen kann, da vor der Aufnahme des Betriebes die Kompatibilität der Datenobjekte des hinzu- gefügten Energieautomatisierungsgerätes mit dem Anlagendaten ^¬ modell in der Anlagensteuereinrichtung überprüft wird. Lediglich dann, wenn diesbezüglich Kompatibilität festgestellt wird, wird die Freigabe zur Inbetriebnahme des zusätzlichen Energieautomatisierungsgerätes gegeben .

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass beim Entfernen eines Energieautomatisierungsgerätes aus der Energieautomati ^¬ sierungsanlage die Konzentratoreinrichtung die fehlende Ver ^¬ bindung zu dem entfernten Energieautomatisierungsgerät er ^¬ kennt und sein Konzentratordatenmodell durch Entfernen der Einträge für das entfernte Energieautomatisierungsgerät an ^¬ passt und das angepasste Konzentratordatenmodell an die Anla ^¬ gensteuereinrichtung übermittelt, und dass die Anlagensteuereinrichtung ihr Anlagendatenmodell durch Entfernen der Einträge für das entfernte Energieautomatisierungsgerät anpasst.

Auf diese Weise kann die Konfiguration der Energieautomati ^¬ sierungsanlage nicht nur an neu hinzugefügte, sondern an ent ^¬ fernte Energieautomatisierungsgeräte angepasst werden. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemä ^¬ ßen Verfahrens sieht vor, dass die Gerätebeschreibungsdatei des zusätzlichen Energieautomatisierungsgerätes in Form einer ICD-Datei oder IID-Datei gemäß dem Standard IEC 61850 angege ^¬ ben wird. Zudem kann vorgesehen sein, dass das Konzentrator- datenmodell der Konzentratoreinrichtung in Form einer SCD- Datei gemäß dem Standard IEC 61850 angegeben wird, und dass das Anlagendatenmodell der Anlagensteuereinrichtung in Form einer SCD-Datei gemäß dem Standard IEC 61850 angegeben wird. Der Standard IEC 61850 stellt mittlerweile einen weit ver ^¬ breiteten und erprobten Standard zur Kommunikation in Schaltanlagen von Energieversorgungsnetzen dar und ist daher gut dafür geeignet, auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt zu werden. ICD, HD und SCD stellen Beschreibungsda- teien gemäß der IEC 61850 dar, die unter Benutzung der Beschreibungssprache SCL (Substation Configuration Language) erstellt werden. Gegenüber der Anlagensteuereinrichtung repräsentiert sich die Konzentrationseinrichtung wiederum SCL-basiert als ICD oder HD. In Richtung der unterlagerten Energieautomatisierungsgeräte kann die Konfigurationsdatei in der Konzentratoreinrich- tung als SCD Beschreibung angegeben werden.

Die oben genannte Aufgabe wird schließlich auch durch eine Energieautomatisierungsanlage mit einer Mehrzahl von Energie ^¬ automatisierungsgeräten zumindest einer Anlagensteuereinrichtung zum Steuern und/oder Überwachen der Energieautomatisierungsgeräte gelöst, wobei die Energieautomatisierungsgeräte mit der Steuereinrichtung über eine Konzentratoreinrichtung verbunden sind. Erfindungsgemäß ist die Energieautomatisie ^¬ rungsanlage zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 eingerichtet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie ^¬ len näher erläutert. Hierzu zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines ersten Ausfüh ^¬ rungsbeispiels einer Energieautomatisierungsanla ^¬ ge,

Fig. 2 eine Erläuterung der Funktionsweise eines Kon- zentratordatenmodells , eine schematische Ansicht eines zweiten Ausfüh ^¬ rungsbeispiels einer Energieautomatisierungsanla ge, und ein Blockschaltbild der Energieautomatisierungs ^¬ anlage nach Fig. 1 zur Erläuterung der Funktions weise einer automatischen Konfigurierung. Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Energieau ^¬ tomatisierungsanlage 10. Die Energieautomatisierungsanlage 10 umfasst eine Anlagensteuereinrichtung 11, die über eine Konzentratoreinrichtung 12 mit mehreren Energieautomatisierungs- geraten 13a bis 13d verbunden ist. Bei den Energieautomati ^¬ sierungsgeräten 13a bis 13d kann es sich beispielsweise um elektrische Messgeräte, Power Quality Geräte, intelligente Energiezähler (sogenannte „Smart Meter"), Aktuatoren wie z.B. intelligente Schalteinrichtungen, Schutzgeräte oder Steuerge ^¬ räte handeln. Solche Energieautomatisierungsgeräte können zu- sammengefasst als IEDs („Intelligent Electronic Devices") be ^¬ zeichnet werden und dienen allgemein zur Aufnahme von einen Zustand eines elektrischen Energieversorgungsnetzes beschrei- benden Zustandswerten und/oder zur Beeinflussung des elektrischen Energieversorgungsnetzes. Dazu werden sie üblicherweise in unmittelbarer Nähe zu der von ihnen überwachten oder be- einflussten Komponente des Energieversorgungsnetzes angeord ^¬ net. Das elektrische Energieversorgungsnetz selbst ist in Fig. 1 der besseren Übersichtlichkeit halber nicht darge ^¬ stellt .

Bei der Energieautomatisierungsanlage 10 gemäß Fig. 1 kann es sich beispielsweise um eine (klassische) Energieautomatisie- rungsanlage zur Steuerung und Überwachung einer Schaltanlage oder einer Transformatorstation in dem elektrischen Energieversorgungsnetz handeln. In diesem Fall umfasst die Energieautomatisierungsanlage 10 üblicherweise eine vergleichsweise übersichtliche Anzahl von Energieautomatisierungsgeräten (beispielsweise 10 bis 100 Geräte) . Bei der Energieautomati ^¬ sierungsanlage 10 kann es sich jedoch um eine im Rahmen soge ^¬ nannter Smart Grid Applikationen eingesetzte Energieautomati ^¬ sierungsanlage zur Steuerung und Überwachung eines Verteil ^¬ netzes eines elektrischen Energieversorgungsnetzes handeln, wobei dieser Verteilnetzabschnitt üblicherweise im Mit- telspannungs- und Niederspannungsbereich des Energieversorgungsnetzes angeordnet ist. Neben den klassischerweise vor ^¬ handenen Energieverbrauchern können bei solchen Smart Grid Applikationen Verteilnetz in der Mittelspannung- und Nieder- spannungsebene auch Energieerzeuger (beispielsweise eine Pho- tovoltaik-Anlage auf dem Dach eines Einfamilienhauses oder eine Biogasanlage eines Agrarbetriebes ) oder sogenannte „Pro- sumer" vorgesehen sein, die eine Kombination von Energieer- zeugern („Producer") und Energieverbrauchern („Consumer") darstellen. Da solche Einheiten in einem elektrischen Energieversorgungsnetz in einer großen Anzahl auftreten, weist eine Energieautomatisierungsanlage für die Verteilnetzautoma- tisierung entsprechend viele Energieautomatisierungsgeräte auf, die den einzelnen Erzeugern, Verbrauchern oder Prosumern zugeordnet sind; eine solche Energieautomatisierungsanlage kann beispielsweise 10.000 bis 1.000.000 Energieautomatisie ^¬ rungsgeräte aufweisen.

Die Aufgabe der Konzentratoreinrichtung 12 ist es, quasi als Bindeglied zwischen der Anlagensteuereinrichtung 11 und den einzelnen Energieautomatisierungsgeräten 13a bis 13d zu fungieren und einerseits Informationen über Zustandsveränderun- gen der einzelnen Energieautomatisierungsgeräte (beispiels ^¬ weise die Veränderung einer Schalterstellung von offen nach geschlossen) zu sammeln und andererseits diese Informationen in geeigneter Form der Anlagensteuereinrichtung 11 zur Verfügung zu stellen. Die Konzentratoreinrichtung 12 stellt somit sowohl einen kommunikationstechnischen als auch logischen Vertreter mehrerer Energieautomatisierungsgeräte gegenüber der Anlagensteuereinrichtung dar.

Dieses Prinzip soll anhand von Fig. 2 beispielhaft erläutert werden. Fig. 2 zeigt hierzu beispielhaft drei Energieautoma ^¬ tisierungsgeräte, die mit dem Namen „IED 01", „IED 02" und „IED 03" bezeichnet sind. Bei diesen Energieautomatisierungs ^¬ geräten soll es sich beispielhaft um die Energieautomatisie ^¬ rungsgeräte 13a, 13b und 13c gemäß Fig. 1 handeln. Ferner zeigt Fig. 2 eine Konzentratoreinrichtung, die mit dem Namen „KON" bezeichnet ist und bei der es sich um die Konzentrato ^¬ reinrichtung 12 gemäß Fig. 1 handeln kann. Das Energieautomatisierungsgerät 13a umfasst verschiedene Gerätefunktionen, die in der Gerätesoftware des Energieautomatisierungsgerätes 13a durch eine Gerätebeschreibung 21 mit einem Datenmodell wiedergegeben werden. Die Gerätebeschreibung 21 des Energieautomatisierungsgerätes 13a weist gemäß Fig. 2 lediglich bei ^¬ spielhaft zwei Datenobjekte „DAT 01" und „DAT 02" auf, die wiederum unterschiedliche Zustände einnehmen können. Bei ^¬ spielsweise kann es sich bei dem Energieautomatisierungsgerät 13a um ein elektrisches Messgerät handeln, das an einer Mess ^¬ stelle des elektrischen Energieversorgungsnetzes einen elekt- rischen Strom erfasst. Bei dem ersten Datenobjekt „DAT Ol" kann es sich dann beispielsweise um den Wert des gemessenen Stromes handeln, während das zweite Datenobjekt „DAT 02" ei ^¬ nen Betriebszustand des elektrischen Energieautomatisierungs ^¬ gerätes 13a beschreibt. Das Datenobjekt „DAT 01" kann folg- lieh entsprechend dem gemessenen Strom unterschiedliche Zah ^¬ lenwerte annehmen, während das zweite Datenobjekt „DAT 02" beispielsweise die Zustände „aktiv", „Standby", „Wartung", „Test" oder „Fehler" annehmen kann. In entsprechender Weise weisen die weiteren Energieautomatisierungsgeräte 13b und 13c eine jeweilige Gerätebeschreibung mit eigenen Datenobjekten, ebenfalls mit „DAT 01" und „DAT 02" bezeichnet, auf, die wiederum unterschiedliche Zustände einnehmen können.

Die Konzentratoreinrichtung 11 umfasst eine (in Fig. 2 nicht explizit gezeigte) Datenspeichereinrichtung, in der eine Da- tenmodelldatei gespeichert ist, die ein Datenmodell 22 der Konzentratoreinrichtung 12 angibt. Das Konzentratordatenmo- dell 22 umfasst Angaben über die mit der Konzentratoreinrichtung 12 verbundenen Energieautomatisierungsgeräte 13a-c, dazu deren Funktionen und Einstellungen, und umfasst außerdem Informationen über die Zustände der einzelnen Energieautomati ^¬ sierungsgeräte 13a-c, indem sie die einzelnen Datenobjekte der jeweiligen Energieautomatisierungsgeräte 13a-c wiedergibt und an den jeweiligen Zustand der entsprechenden Datenobjekte der Energieautomatisierungsgeräte 13a-c anpasst.

Wie Fig. 2 entnommen werden kann, weist das Konzentratorda- tenmodell 22 beispielsweise den Datenobjekten „DAT 01" und „DAT 02" des ersten Energieautomatisierungsgerätes 13a ent ^¬ sprechende Einträge auf, die hier mit den Namen

„IED 01 DAT 01" bzw. „IED 01 DAT 02" bezeichnet sind. Ent- sprechende Einträge sind für die Datenobjekte der übrigen Energieautomatisierungsgeräte 13b und 13c vorhanden. Auf die ^¬ se Weise kann einerseits über die Struktur des Konzentrator- datenmodells 22 eine Angabe über die mit der Konzentratorein- richtung 12 verbundenen Energieautomatisierungsgeräte sowie ihre Funktionen gemacht werden und andererseits ein genaues Abbild der Zustände der einzelnen Datenobjekte der jeweiligen Energieautomatisierungsgeräte wiedergegeben werden. Zustandsänderungen der einzelnen Datenobjekte der Energieautomatisierungsgeräte 13a-c werden in den Gerätebeschreibungen der einzelnen Feldgeräte eingetragen und an das Konzentrator- datenmodell gemeldet. Dies kann beispielsweise ereignisbezo ^¬ gen immer dann geschehen, wenn eine Änderung des Zustands einzelner Datenobjekte auftritt, oder regelmäßig bei einem

Update des Zustands eines Datenobjektes, also auch dann, wenn keine Zustandsänderung eingetreten ist, erfolgen. In entsprechender Weise werden Zustandsänderungen bzw. -Updates an das Anlagendatenmodell übermittelt.

Analog zu der beschriebenen Funktionsweise können auch Steu ^¬ erbefehle von der Anlagensteuereinrichtung an die Energieautomatisierungsgeräte übermittelt werden, indem im Anlagenda ^¬ tenmodell gezielt Zustandswerte verändert werden und diese Veränderung in über eine entsprechende Anpassung des Kon- zentratordatenmodells an die Gerätebeschreibungen der von der Änderung betroffenen Energieautomatisierungsgeräte übermit ^¬ telt wird. Solche Steuerhandlungen können natürlich nur bei geeigneten Datenobjekten (z.B. Schalterposition) dafür einge- richteter Energieautomatisierungsgeräte (z.B. Schalteinrich ^¬ tungen) durchgeführt werden.

Beispielsweise kann es sich bei den Gerätebeschreibungen der einzelnen Energieautomatisierungsgeräte 13a-c um gemäß dem Standard IEC 61850 aufgebaute ICD-Dateien (Intelligent Elect ^¬ ronic Device Capability Description) oder IID-Dateien (In- stanciated IED Description) und bei dem Konzentratordatenmo- dell um eine gemäß dem Standard IEC 61850 aufgebaute SCD- Datei (Substation Configuration Description) handeln, die unter Verwendung der sogenannten Substation Configuration Lan- guage (SCL) eine strukturierte Angabe über Aufbau, Funktionen und Zustände der jeweiligen Energieautomatisierungsgeräte an- geben. Es kann jedoch auch der Fall eintreten, dass die Gerätebeschreibungen nicht in einer SCL-basierten strukturierten Datei angegeben sind.

Wie durch einen Pfeil 23 in Fig. 2 gekennzeichnet wird, stellt die Konzentratoreinrichtung 12 ihr Konzentratordaten- modell 22 der übergeordneten Anlagensteuereinrichtung (in Fig. 2 der Übersichtlichkeit halber nicht darstellt) zur Ver ^¬ fügung. Die Anlagensteuereinrichtung weist ein Anlagendaten- modell auf, das Angaben über alle Energieautomatisierungsge- räte der Energieautomatisierungsanlage entsprechend der zu dem Konfigurationsdatenmodell gemachten Ausführungen umfasst. Das Anlagenmodell weist folglich auch Angaben über weitere Energieautomatisierungsgeräte auf, die nicht über die be ^¬ schriebene Konzentratoreinrichtung 12 mit der Anlagensteuer- einrichtung verbunden sind, beispielsweise da sie über weite ^¬ re Konzentratoreinrichtungen oder direkt mit der Anlagensteuereinrichtung verbunden sind. Bei dem Anlagendatenmodell kann es sich ebenfalls um eine gemäß dem Standard IEC 61850 aufge ^¬ baute SCD-Datei handeln. Gegenüber der Anlagensteuereinrich- tung repräsentiert sich die Konzentrationseinrichtung wiederum SCL-basiert als ICD oder HD. In Richtung der unterlagerten Energieautomatisierungsgeräte kann die Konfigurationsda ^¬ tei in der Konzentratoreinrichtung als SCD Beschreibung angegeben werden.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Energieau ^¬ tomatisierungsanlage 30, die einerseits zwei (z.B. redundant zueinander ausgeführte) Anlagensteuereinrichtungen 31a und 31b sowie mehrere Energieautomatisierungsgeräte 32 aufweist. Die Energieautomatisierungsgeräte 32 sind in dem Ausführungs ^¬ beispiel gemäß Fig. 3 über eine Kaskade von drei Konzentrato ^¬ reinrichtungen 33a, 33b und 34 mit den Anlagensteuereinrichtungen 31a und 31b verbunden, wobei die Konzentratoreinrich- tungen 33a und 33b eine untere Hierarchieebene bilden und die Konzentratoreinrichtung 34 den Konzentratoreinrichtungen 33a und 33b übergeordnet ist. Solche kaskadierten Anordnungen von Konzentratoreinrichtungen können insbesondere bei Energieau- tomatisierungsanlagen mit einer großen Anzahl von Energieautomatisierungsgeräten 32, die weit verteilt angeordnet sind, eingesetzt werden. Die Betriebsweise entspricht jedoch im We ^¬ sentlichen der zu Fig. 1 erläuterten Betriebsweise; hier ist lediglich eine weitere Übertragungsebene durch die Kaskaden- anordnung der Konzentratoreinrichtungen zu berücksichtigen.

Zur Sicherstellung eines ordnungsgemäßen Betriebs der Energieautomatisierungsanlage müssen alle Komponenten, also ins ^¬ besondere die Konzentratoreinrichtung und die Anlagensteuer- einrichtung, durch entsprechende Konfiguration an die tatsächlichen Gegebenheiten, insbesondere an die tatsächlich aktuell mit der Konzentratoreinrichtung verbundenen Energieautomatisierungsgeräte, angepasst werden. Anhand von Fig. 4 soll nun ein Ausführungsbeispiel erläutert werden, wie insbe- sondere in Energieautomatisierungsanlagen mit einer sehr großen Anzahl von Energieautomatisierungsgeräten, in effizienter Weise eine Anpassung der Konfiguration sowohl der Konzentratoreinrichtung als auch der Anlagensteuereinrichtung vorgenommen werden kann, ohne den Betriebsablauf der Energieauto- matisierungsanlagen unterbrechen zu müssen.

Hierzu zeigt Fig. 4 die vergleichsweise einfache Energieauto ^¬ matisierungsanlage 10 gemäß Fig. 1, die die Anlagensteuerein ^¬ richtung 11, die Konzentratoreinrichtung 12 sowie zunächst die drei Energieautomatisierungsgeräte 13a, 13b und 13c um- fasst. In diesem Aufbau kann die Energieautomatisierungsanla ^¬ ge 10 betrieben werden, d. h. die Konfiguration sowohl der Konzentratoreinrichtung 12 als auch der Anlagensteuereinrichtung 11 ist an die einzelnen Energieautomatisierungsgeräte 13a-c sowie ihre Funktionen und Einstellungen angepasst, und es können die einzelnen Zustände der Datenobjekte der jewei ^¬ ligen Energieautomatisierungsgeräte 13a-c sowohl an die Kon ^¬ zentratoreinrichtung 12 als auch an die Anlagensteuereinrich- tung 11 (und zur Steuerung ggf. in umgekehrter Richtung) weitergegeben werden.

Für die folgenden Ausführungen soll nun angenommen werden, dass ein zusätzliches Energieautomatisierungsgerät 13d der Energieautomatisierungsanlage 10 hinzugefügt werden soll, beispielsweise um einen neuen Elektroenergiezähler (z.B. einen „Smart Meter") in die Energieautomatisierungsanlage 10 zu integrieren. Zusätzlich soll angenommen werden, dass die ein- zelnen Komponenten der Energieautomatisierungsanlage 10 zur

Kommunikation gemäß dem Standard IEC 61850 eingerichtet sind, dabei verfügen die Energieautomatisierungsgeräte 13a-c und 13d über IEC 61850-Server Funktionalität, die Konzentrato- reinrichtung sowohl über IEC 61850 Client-Funktionalität als auch über IEC 61850-Server Funktionalität und die Anlagensteuereinrichtung über IEC 61850-Client Funktionalität. Das zusätzliche Energieautomatisierungsgerät 13d besitzt eine eindeutige Gerätekennung und die IEC 61850-Gerätebeschreibung des zusätzliche Energieautomatisierungsgeräts 13d über min- destens ein IEC 61850-Datenobjekt, das kompatibel mit dem An- lagendatenmodell der Anlagensteuereinrichtung 11 ist, also z.B. als Typ in der Anlagensteuereinrichtung 11 hinterlegt ist. Alternativ kann jedoch auch der Fall eintreten, dass die Datenobjekte nicht in einer SCL-basierten strukturierten Da- tei angegeben sind. Die Konzentratoreinrichtung 12 weist ein Konzentratordatenmodell 46 auf, das zunächst Datenobjekte 46a der bereits vorhandenen Energieautomatisierungsgeräte 13a-c umfasst. Die Energieautomatisierungsanlage 10 befindet sich im Betriebsmodus. Die Funktionsweise zur Anpassung der Konfi- gurierung der Konzentratoreinrichtung 12 und der Anlagensteuereinrichtung 11 ist nun wie folgt:

Zunächst wird die Gerätekennung 41 des zusätzlichen Energieautomatisierungsgeräts 13d durch eine Benutzereingabe in der Anlagensteuereinrichtung hinterlegt. Dann wird das Energieau ^¬ tomatisierungsgerät 13d physikalisch an das Netzwerk der Konzentratoreinrichtung 12 angeschlossen. Daraufhin erzeugt die Konzentratoreinrichtung 12 eine IEC 61850-Netzwerkadresse, weist diese dem zusätzlichen Energieautomatisierungsgerät 13d zu (z.B. über ein DHCP-Verfahren) und übermittelt die Adresse

42 an das zusätzliche Energieautomatisierungsgerät 13d. Für die weitere Kommunikation mit der Konzentratoreinrichtung 12 verwendet das zusätzliche Energieautomatisierungsgerät 13d nunmehr diese Adresse.

Danach liest die Konzentratoreinrichtung 12 die Gerätekennung

43 des zusätzlichen Energieautomatisierungsgerätes 13d (z.B. über IEC 61850 aus einer typisierter „Nameplate-Information" auf Basis eines IEC 61850-Profils) aus dem zusätzlichen Ener ^¬ gieautomatisierungsgerät 13d aus (dies kann beispielsweise über einen FTP oder MMS-Filetransfer erfolgen) und sendet diese Gerätekennung 43 an die Anlagensteuereinrichtung 11, die sie mit der über die Benutzereingabe vorgegebenen Geräte ^¬ kennung 41 vergleicht. Bei Übereinstimmung der beiden Geräte- kennungen 41 und 43 sendet die Anlagensteuereinrichtung 11 ein Bestätigungstelegramm 44 an die Konzentratoreinrichtung 12. Erst bei vorliegendem Bestätigungstelegramm 44 liest die Konzentratoreinrichtung eine Gerätebeschreibungsdatei 45

(z.B. in Form einer ICD-Datei oder einer IID-Datei gemäß IEC 61850) aus dem zusätzlichen Energieautomatisierungsgerät 13d aus und fügt die in der Gerätebeschreibung 45 enthaltenen Datenobjekte als zusätzliche Datenobjekte 46b in sein Kon- zentratordatenmodell 46 ein.

Alternativ zu der beschriebenen Vorgehensweise kann die Bereitstellung der Gerätebeschreibungsdatei in der Konzentrato ^¬ reinrichtung auch über einen sogenannten Discovery Dienst er- folgen. Hierbei verwendet die Konzentratoreinrichtung selbst einen Sammeldienst, der die für die Gerätebeschreibungsdatei notwendigen Informationen durch Einzelabfragen ermittelt und zu einer Gerätebeschreibungsdatei zusammensetzt. Dies eignet sich insbesondere dann, wenn die Datenobjekte der Energieau- tomatisierungsgeräte nicht in SCL-basierter strukturierter Form (z.B. als ICD oder HD) vorliegen. Die Konzentratoreinrichtung 12 meldet daraufhin der Anlagensteuereinrichtung 11, dass das Konzentratordatenmodell 46 ge ^¬ ändert worden ist und zum Auslesen bereit steht. Die Anlagen ^¬ steuereinrichtung 11 liest aus der Konzentratoreinrichtung 12 die neu hinzugefügten Datenobjekte 46b des zusätzlichen Energieautomatisierungsgerätes 13d aus und untersucht diese Da ^¬ tenobjekte 46b hinsichtlich Kompatibilität mit seinem eigenen Anlagendatenmodell 47, beispielsweise indem die Datenobjekte 46b mit den hinterlegten Typen des Anlagendatenmodells 47 verglichen werden. Bei vorliegender Kompatibilität bestätigt die Anlagensteuereinrichtung 11 die Konsistenz der neuen Datenobjekte 46b und damit die Betriebsbereitschaft der Ener ^¬ gieautomatisierungsanlage 10 in der geänderten Form durch Versenden eines Aktivierungstelegramms 48 an die Konzentrato- reinrichtung 12.

Die Konzentratoreinrichtung 12 integriert bei vorliegendem Aktivierungstelegramm 48 das zusätzliche Energieautomatisie ^¬ rungsgerät 13d aktiv in den Betriebsablauf der Energieautoma- tisierungsanlage 10, womit die Konfigurationseinstellungen abgeschlossen sind.

Zu berücksichtigen ist, dass die Eingabe und Prüfung der Ge- rätekennung des zusätzlichen Energieautomatisierungsgerätes 13d sowie die Kompatibilitätsprüfung der hinzugefügten Datenobjekte mit dem Anlagendatenmodell vorteilhafte, aber dennoch optionale Ausgestaltungen des beschriebenen Verfahrens darstellen . Beim Entfernen eines Energieautomatisierungsgerätes werden entsprechend die Einträge der jeweiligen Datenobjekte in dem Konzentratordatenmodell und dem Anlagendatenmodell gelöscht oder inaktiv gesetzt. Zusammengefasst ergeben sich bei Anwendung des erfindungsge ^¬ mäßen Verfahrens folgende Vorteile: Durch eine automatische Konfiguration der Konzentratoreinrichtung entfällt die manuelle Konfiguration und verringert sich der Engineeringaufwand bei Änderungen der gesamten Systemkonfiguration. Die automatische Konfiguration erfolgt zur Laufzeit der Energieautoma ^¬ tisierungsanlage. Damit wird die Gesamtfunktion der Kon- zentratoreinrichtung und der Anlagensteuereinrichtung nicht beeinträchtigt. Das Engineering auf Dateibasis (bei IEC 61850 z.B. in Form einer Substation Configuration Description

(SCD) ) entfällt und die damit verbundenen Im- und Exporte der Konfigurationsdateien werden vermieden.