Skalierbare Automatisierung für dekarbonisierte Stromnetze

Beckhoff präsentiert auf der E-world energy & water 2026 in Essen skalierbare Automatisierungslösungen für eine sichere und dekarbonisierte Energieversorgung. Der Fokus liegt auf IEC-konformen Technologien zur Netzsynchronisation, integrierter Messtechnik und zertifizierter Regelung für Erzeugungsanlagen in heterogenen Stromnetzen.

Technologischer Kontext und Relevanz
Die fortschreitende Dekarbonisierung der Energieversorgung sowie der steigende Anteil volatiler erneuerbarer Energien erhöhen die Anforderungen an Netzstabilität, Transparenz und Regelbarkeit. Betreiber müssen Energieflüsse in Echtzeit erfassen, analysieren und steuern, um Versorgungssicherheit und Netzqualität aufrechtzuerhalten. Beckhoff adressiert diese Anforderungen mit einem modularen Automatisierungsbaukasten auf Basis von PC-based Control.

Als langjähriger Partner der Windenergiebranche – mit weltweit mehr als 130.000 automatisierten Windenergieanlagen – überträgt Beckhoff etablierte Automatisierungskonzepte auf die gesamte Wertschöpfungskette von Energieerzeugung, -verteilung und -speicherung. Die offene Steuerungsarchitektur und der Highspeed-Feldbus EtherCAT bilden dabei die Grundlage für Smart-Grid-Applikationen mit deterministischer Echtzeitfähigkeit.

Integrierte Messtechnik für Energiemonitoring
Ein zentraler Bestandteil des Messeauftritts sind durchgängige Lösungen für das Energiemonitoring. Die direkte Integration der Messtechnik in das EtherCAT-Klemmensystem ermöglicht die Umsetzung von Energiemanagementsystemen nach ISO 50001 ohne zusätzliche externe Messgeräte.

Die EtherCAT-Klemme EL3475 mit steckbarer Anschlusstechnik für Stromwandler vereinfacht Installation und Inbetriebnahme. Die hochauflösende Echtzeit-Erfassung von Spannung, Strom sowie Wirk- und Blindleistung unterstützt sowohl die Lastspitzenanalyse als auch zustandsbasierte Wartungsstrategien.

Mikrosekundengenaue Netzdiagnose
Für die Überwachung von Übertragungs- und Verteilnetzen stellt Beckhoff eine offene Systemlösung zur Realisierung einer Phasor Measurement Unit (PMU) vor. Die Kombination aus TwinCAT 3 Power Technologies (TF8350), der EtherCAT-Klemme EL3783 für Netzmonitoring und der Synchronisationsklemme EL6689 ermöglicht zeitsynchrone Phasenmessungen gemäß IEC 60255-118-1.

Das System erfasst dreiphasige, galvanisch getrennte Strom- und Spannungswerte mit 20 kSps. Fehlerereignisse und deren Ausbreitung lassen sich im Mikrosekundenbereich analysieren, während Oberschwingungen und Verzerrungen im 1-ms-Zyklus berechnet werden. Damit steht Netzbetreibern ein präzises Werkzeug zur Bewertung der Netzqualität und zur schnellen Reaktion auf Frequenzabweichungen zur Verfügung.




Zertifizierte Regelung und Datenintegration
Für die normkonforme Netzintegration von Energieerzeugungsanlagen bietet Beckhoff mit TwinCAT 3 Power Control (TF8360) zertifizierte Softwaremodule. Diese decken Anforderungen an Wirk- und Blindleistungsregelung sowie Fault-Ride-Through-Funktionen für Nieder-, Mittel- und Hochspannungsnetze ab. In Verbindung mit Embedded-PCs der CX-Serie reduziert sich der Engineering-Aufwand für Anlagenbauer deutlich.

Die erfassten Energiedaten werden über TwinCAT 3 Power Collector (TF8330) an übergeordnete Systeme weitergegeben. Neben etablierten Fernwirkprotokollen wie IEC 61850 und IEC 60870 stehen moderne Schnittstellen wie MQTT und OPC UA zur Verfügung, um Energiedaten effizient in SCADA-Systeme oder Cloud-basierte Plattformen zu integrieren.

Messekontext
Beckhoff zeigt die beschriebenen Lösungen im Februar 2026 auf der E-world energy & water in Essen. Fachbesucher finden das Unternehmen in Halle 6, Stand F103, wo Einblicke in die Effizienzsteigerung und Stabilisierung moderner Stromnetze durch PC-based Control gegeben werden.

www.beckhoff.com