Smart Meter und Schalten Zusammenhang oder Widerspruch?

Smart Meter und Schalten – Zusammenhang oder Widerspruch? 11. Nationaler Paging-Kongress, 18.04.2016 Marco Pultz - Bosch Software Innovations GmbH 11....
Author: Kurt Meissner
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Smart Meter und Schalten – Zusammenhang oder Widerspruch? 11. Nationaler Paging-Kongress, 18.04.2016 Marco Pultz - Bosch Software Innovations GmbH 11. Nationaler Paging-Kongress l 18.04.2016 | © Bosch Software Innovations GmbH 2016. All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.

Agenda Die Agenda im Überblick

Vorstellung Einleitung Schaltbefehl am Beispiel Intelligentes Messsystem (iMsys) Aktuelle Herausforderungen und offene Fragen Vorstellung einer Hybridlösung Chancen und weitere Anwendungsbereiche Zusammenfassung

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11. Nationaler Paging-Kongress l 18.04.2016 | © Bosch Software Innovations GmbH 2016. All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.

Bosch Software Innovations GmbH – das Softwarehaus von Bosch

Kernmärkte von Bosch Software Innovations Bosch IoT Suite M2M

BPM

BRM

BDP*

Die Bosch IoT Suite ist die zentrale Software - Plattform für modulare und hochskalierbare Anwendungen.

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Energy

Mobility

Industry

Building

Smart Metering Virtual Power Plant

Fleet Mngmt. eMobility Intermodal Transportation

Service Portal Predictive Maintenance

Smart Home Smart Heating

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Connected Devices

Smart Devices Cameras Sensors Actuators

City

City Platform City Navigator Security Dashboard

Bosch Software Innovations Plattformstrategie und Anwendungen für das neue MsbG

Modular aufeinander abgestimmte Software für den MSB und VNB Anwendungen Aufeinander abgestimmte Softwarelösungen

Metering Data Hub für den EMT & MSB

VPP

Smart Meter Gateway Administration

Rollout Process Manager

Strompager

Marktkommunikation

e*Nergy Pagerfunk dig. Rundsteuersystem

Strom & Gas

Virtual Power Plant

SaaS

Was macht Marco Pultz bei der Bosch Software Innovations GmbH?  Softwareentwickler in den Bereichen „Metering Data Hub“ und „Smart Meter Gateway Administration“  Ausgebildeter Industriekaufmann und Studium Wirtschaftsinformatik  2015 Masterthesis zum Thema: Eine kritische Betrachtung des Kommunikationsszenarios „Steuerung von Lasten im Smart Grid“ nach BSI TR-03109 und die Vorstellung eines Erweiterungsszenarios (siehe e*Message Blog vom 02.02.2016)

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OnPremise

Einleitung

Energiewende - Herausforderung des 21. Jahrhunderts  Energiewende  Fluktuierende Energieerzeugung und die stetig steigende Anzahl von dezentralen Erzeugungsanlagen  Steigende Anforderungen an die Steuerung der Verbrauchs- und Erzeugungsinfrastruktur  Schaltvorgänge zur Netzstabilisierung nehmen stetig zu  Smart Meter als Bestandteil des intelligenten Messsystems  Smart Meter = intelligenter Stromzähler bzw. moderne Messeinrichtung (mME)  Smart Meter Gateway (SMGW): u.a. Kommunikationsschnittstelle  Höchste Sicherheitsstandards durch Vorgaben der BSI TR-03109  Rollout intelligenter Messsysteme in der Niederspannung  2017 beginnt der stufenweise Rollout  Wird umfangsbedingt Jahre in Anspruch nehmen  Ziele: Messen und Schalten über standardisierte Infrastruktur

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SMGW Schaltbox

Smart Meter

Messwerte Steuersignale

Schaltbefehl am Beispiel intelligentes Messsystem

Wie soll ein Schaltvorgang nach BSI TR-03109 in Zukunft ablaufen? Situation:  netzdienlicher Eingriff im Netzgebiet  Einspeiseleistung soll reduziert werden

Netzbetreiber Gateway

1. 2.

SMGW Admin

x 1.000

6. 7.

3. 4.  Ermöglicht Messen und Schalten  Erfüllt höchste Anforderungen an Datensicherheit und Datenintegrität

TLS

5.

Prozess 1. Anfrage beim SMGWA 2. TLS (TK)-Kanal Überprüfung 3. Wake-Up-Call 4. Verbindungsaufbau 5. Administrationsbefehl 6. Verbindungsaufbau EMT 7. Schaltbefehl

TLS SMGW Schaltbox

„Die komplexe Struktur des Schaltaufbaus ist für zeitkritische Aktionen im Niederspannungsnetz nicht geeignet “ (Matthias Gutschmidt, BOSCH Software Innovations)

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Zu lösende Herausforderungen

Widerspruch - iMsys und Schalten Gruppen-/Massensteuerung  Aufwendiger Einzel-Verbindungsaufbau für Gruppensteuerbefehle  Zuverlässige und verfügbare ITK-Anbindung wird vorausgesetzt  Verfügbarkeit, Stabilität, Gebäudedurchdringung  Kosten für Kommunikationsanbindung und Betrieb FNN Schaltbox  Ist auf den Weg gebracht, FNN-Lastenheft ist abgeschlossen  Löst nicht das Problem der Einzelschaltung  Lösung für Gruppensteuerung erforderlich 2. Kommunikationskanal und Vorrangschaltung  „Ein intelligentes Messsystem muss […] neben der verwendeten […] eine weitere […] zuverlässige und leistungsfähige Art der Fernkommunikation offen sein …“ (Entwurf Gesetzes zur Digitalisierung der Energiewende; §21)  „§ 21 Absatz 1 Nummer 4 Buchstabe a) stellt klar, dass aus Gründen der Versorgungssicherheit die Zwecke der Energieversorgung in jedem Falle vorrangig bedient werden müssen.“(Besonderer Teil S.188)

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Lösungsansatz

Hybridlösung aus intelligentem Messsystem und e*Message Funkempfänger Situation:  netzdienlicher Eingriff im Netzgebiet  Einspeiseleistung soll reduziert werden

Netzbetreiber Gateway

2. a) SMGW Admin

 Mit 1 Steuerbefehl können Gruppen gesteuert werden  Auflösung der unidirektionalen Kommunikation durch Rückkanal über:  Intelligentes Messsystem  Ortsnetztransformatoren (ONT)

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Strompager

2. b)

1.

ONT

Prozess 1. Gruppenschaltbefehl 2. Netzqualitätsdaten über a) SMGW b) ONT

Steuersignal Stromnetz

SMGW Schaltbox mit Strompager

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Andere unkritische Anwendungsfälle (Fahrplanübermittlung, … ) können über die BSI-TR Prozesse abgewickelt werden.

Hybridlösung als Chance

Intelligentes Messsystem und e*Message-Empfänger Zusammenhang – Synergieeffekt:  E*Message ermöglicht das mehrstufige Schalten von Einzelempfängern oder in der Gruppe  Zukunftsfähig durch frei konfigurierbare Gruppengröße  Skalierbar durch 1:n Kommunikation mit nur einem Steuerbefehl  Feedback des Steuereingriffs erfolgt über den Rückkanal des intelligenten Messsystems oder ONT  Intelligentes Messsystem liefert Messwerte über standardisierte Messinfrastruktur  Kommunikationsprozess/-infrastruktur der iMsys wird durch Gruppensteuerung entlastet  Später als standardisierte Infrastruktur mit FNN-Schaltbox und integriertem e*Message-Empfänger denkbar  2. Komm-Kanal für Vorrangschaltung VNB  Konventionelle ITK teilweise nicht verfügbar oder kostenintensiv

Intelligentes, verlässliches Schalten von Anlagen-Gruppe ist bereits heute möglich 9

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Weitere Einsatzmöglichkeiten

Vielfältige Szenarien, auch bei nicht vom Pflichteinbau betroffenen Zählpunkten

 Anlagen, ohne Pflichteinbau effektiv Schalten  Straßenbeleuchtung & private Beleuchtung  Kleinstanlagen installierte Leistung unter 7 kW

 Prepaidlösung  TAF 12 bisher nicht über intelligentes Messsystem verfügbar  Umrüstung der Messstellen bei Verfügbarkeit des TAF 12 in SMGW bei gleichzeitiger Wiederverwendbarkeit der Strompager

 2. Kommunikationskanal für Vorrangschaltungen  Gespräche mit Gateway-Herstellern, den e*Message-Empfänger in die GWs zu integrieren Sicherheitsfunknetz

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Zusammenfassung

Hybridlösung als Chance für Gruppensteuerung dezentraler Verbrauchs- und Erzeugungsanlagen

 Das Intelligente Messsystem hat im Moment noch Schwächen, was das Schalten in der Masse anbelangt.  Aber mittels Hybridansatz aus iMys und e*Message Funknetz(-empfängern) ist die Gruppensteuerung bereits heute zu lösen.  Chance: Stärken verschiedener Technologien nutzen, um Insellösungen mit begrenztem Anwendungsbereich und Nutzungsspektrum zu vermeiden.  Vision: Langfristig werden die verschiedenen Lösungsansätze zu einem Standard zusammenwachsen, um den Herausforderungen der Energiewende nicht mit Fragen, sondern mit Antworten zu begegnen.

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Ihr Ansprechpartner

Follow us on: Dr.-Ing. Hartmut Matzdorf @BoschSi

Senior Sales Manager Energy [email protected] Tel. +49 30 726112-0 Fax +49 30 726112-100

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Bosch Software Innovations GmbH [email protected]

Möglicher Entwicklungspfad

Von der Hybridlösung zur standardisierten Komponente im Smart Grid

 Getrennte Geräte  Feedback über ONT oder über intelligentes Messsystem mittels Spontanablesung

kurzfristig

mittelfristig

langfristig

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 Schnittstelle zwischen Schaltempfänger, Schaltbox und SMGW nutzbar  Status und Messwertübermittlung über SMGWA (Aktionsgesteuert oder Spontanablesung)

 E*Message Empfänger als Bestandteil der FNNSchaltbox, ermöglicht Steuerung über SMGWInfrastruktur oder e*Message Funknetz

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