Simulation des Leittechniknetzwerkes der Kraftwerke Oberhasli

Ausgangslage
Die Kraftwerke Oberhasli (KWO) sind ein wichtiger Bestandteil der Schweizer Stromversorgung mit Hydroenergie. Die Steuerung der geografisch weit verteilten Anlagen erfolgt zentral über ein Leittechnik-Netzwerk. Da dieses im Dauerbetrieb hochverfügbar sein muss, besteht keine Möglichkeit für Tests am realen Objekt. Um die Auswirkungen von Änderungen in einem risikofreien Umfeld analysieren zu können, bietet sich eine Simulation des Netzwerks für diesen Zweck geradezu an. Ziel dieser Arbeit ist deshalb, das gesamte Netzwerk in der Simulationssoftware OMNeT++/INET nachzubilden. Dieses Modell stellt eine Grundlage dar, um verschiedene Szenarien von Ausfällen über Konfigurationsänderungen bis zu Erweiterungen zu definieren und ihren Effekt auf das Netzwerk zu untersuchen.
Vorgehen
Die Campus-LAN-Architektur des Leittechnik-Netzwerk wurde in die einzelnen Layers, Komponenten und die verwendeten Protokolle zerlegt und in OMNeT++ modelliert. Dabei wurde versucht, die Laufzeiten und die verwendeten Netzwerkprotokolle möglichst genau zu realisieren. Wert gelegt wurde auch auf eine Implementierung der Tools zur Netzwerk-Analyse, die im realen Netzwerk verwendet werden. Zum Einsatz kommen RSTP und HIPER-Ring auf Layer 2 und VRRP sowie OSPF auf Layer 3. Auf die Ausarbeitung von spezifischen Simulationsszenarien, wie Ausfällen wichtiger Komponenten, wurde in diesem Projekt explizit verzichtet. Allerdings wurden mögliche Erweiterungen für eine Nachfolgearbeit zusammengestellt, so dass nahtlos an dieses Projekt angeknüpft werden kann.
Ergebnis
Die Modellierung der Netzwerktopolgie und die Implementierung von simplen Simulationsszenarien wurden erfolgreich vorgenommen. Mit dem vorhandenen Simulationsframework sind die KWO in der Lage, aufbauend auf den Resultaten dieser Arbeit eigene Erweiterungen vorzunehmen, Szenarien zu definieren. Für die Validierung der Simulationsergebnisse anhand realer Messergebnisse ist eine Implentierung der eingesetzten Netzwerkprotokolle notwendig, die im Open Source Tool OMNeT++ nicht verfügbar sind: Media Redundancy Protocol (MRP) und Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP). Als Grundlage für die Implementierung in einer Folgearbeit wurden sowohl die Funktionsweise der Protokolle als auch das Vorgehen zur Protokollerweiterung in OMNeT++ analysiert und es wurde eine Vergleichsimplementation realisiert.