Messen und Steuern über iMSys – Funktioniert das?

Nach langer Vorbereitungszeit steht der Rollout von intelligenten Messsystemen in Deutschland bevor. In einer Serie von sechs Beiträgen wird das Themenfeld Smart Metering näher betrachtet und verschiedene Schwerpunkte aus den Bereichen Technik, rechtliche Grundlagen und Mehrwert vorgestellt.

Im Rahmen des Forschungsprojektes C/sells1nutzt die FfE in Zusammenarbeit mit Bayernwerk die Architektur der intelligenten Messsysteme (iMSys) unter anderem dazu, neu entwickelte Methoden zur Umsetzung eines marktbasierten Engpassmanagements zu demonstrieren. Weitere Informationen zu dem Themenfeld „Smart Metering“ bzw. C/sells sind hier zu finden.

 

Übersicht über die Beitragsserie zum Thema Smart-Metering 
1.   Was ist ein intelligentes Messsystem und auf welcher Grundlage kommt der Rollout?
2.   Rollout von intelligenten Messsystemen – Wer bekommt was und wann?
3.   Messen und steuern über das intelligente Messsystem – Funktioniert das?
4.   Ersatz der Rundsteuertechnik – Erkenntnisse aus dem Feld
5.   Smart Metering in Europa – Was machen unsere Nachbarn?
6.   Ausblick: Einsatz von intelligenten Messsystemen in C/sells

 

In den bisherigen Beiträgen erfolgte eine Übersicht über Komponenten des intelligenten Messsystems sowie die vom Rollout betroffenen Anlagen bzw. Endnutzer. Als nächster Schritt in der Serie wird die Frage behandelt, welche Mess- und Steuerfunktionen mit iMSys möglich sind.

In der Technischen Richtlinie TR03109-1 des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) sind für die Messwertverarbeitung und –übermittlung die minimalen Anforderungen an das Smart-Meter-Gateway (SMGW) beschrieben. Diese sogenannten Tarifanwendungsfälle (TAF) lassen sich in die Kategorien „Tarifierung und Bilanzierung (TAF 1 bis 8)“, „steuerbare Anlagen (TAF 9)“ und „Netzzustandserhebung (TAF 10 bis 13)“ einordnen (vgl. Abbildung 1).

 Übersicht über die minimalen Anforderungen

Abbildung 1: Übersicht über die minimalen Anforderungen im Bereich der dezentralen Messwertverarbeitung im SMGW nach [1]

Auch wenn die in der Abbildung dargestellten Tarifanwendungsfälle die minimale Anforderung darstellen, sind in den SMGW der ersten Generation lediglich die TAF 1, 2, 6 und 7 dargestellt [2].

Der Austausch von Informationen zwischen den einzelnen Rollen des Energiemarktes fällt unter den Begriff Marktkommunikation. In Bezug auf die Daten aus dem Smart-Meter-Gateway ist dabei zwischen dem Interimsmodell und dem Zielmodell zu unterscheiden. Im derzeit gültigen Interimsmodell ist der Messstellenbetreiber (MSB) für den Empfang der Daten aus dem intelligenten Messsystem verantwortlich. Der MSB gibt die Messwerte an den zuständigen Netzbetreiber weiter. Dieser bereitet die Daten auf und verteilt sie an die berechtigten Marktteilnehmer weiter. Das Zielmodell verfolgt hingegen den Ansatz, dass die Messwerte direkt aus dem intelligenten Messsystem sternförmig an die berechtigten Marktteilnehmer versendet werden. Die Einführung dieses Ansatzes ist gemäß Messstellenbetriebsgesetz für spätestens 1. Januar 2020 geplant. [2]

Neben dem Übertragen von Messwerten ist die Ansteuerung von Anlagen eine weitere Möglichkeit der Anwendung des intelligenten Messsystems. Für die Initiierung des transparenten Kanals stehen dabei drei Möglichkeiten zur Verfügung: Durch das Smart-Meter-Gateway, durch das Controllable Local System (CLS) oder durch einen externen Marktteilnehmer. [1]

In Abbildung 2 ist der Ablauf in sechs Schritten dargestellt, wobei der Initiator des Prozesses der externen Marktteilnehmer ist:

  1. Aktiver Externer Marktteilnehmer (aEMT) sendet an den Gateway Administrator (GWA) eine Kommunikationsanfrage zu einem Smart Meter Gateway
  2. GWA sendet ein Wake-Up-Paket an das SMGW
  3. SMGW baut einen Kanal zum GWA auf
  4. GWA parametrisiert das SMGW gemäß den Anforderungen des aEMT
  5. SMGW baut Kanal zu aEMT und zur Steuerbox (CLS-Modul) auf
  6. aEMT sendet Schaltbefehl an CLS-Modul, welches die Flex-Option entsprechend schaltet

Exemplarischer Prozessablauf einer Anlagensteuerung

Abbildung 2: Exemplarischer Prozessablauf einer Anlagensteuerung via iMSys-Infrastruktur

Im Rahmen des Forschungsprojektes C/sells wird die iMSys-Architektur unter anderem verwendet, um Schaltbefehle sicher und zuverlässig an Flexibilitätsoptionen zu senden. Dabei wird auf den dargestellten Prozess in Abbildung 2 zurückgegriffen. Die Generierung der Schaltsignale erfolgt dabei durch den Altdorfer Flexmarkt, welcher die Informationen an einen externen Marktteilnehmer weitergibt. Weitere Informationen zu dem Themenfeld „Smart Metering“ bzw. C/sells sind hier zu finden.

Weitere Informationen:

 

Quellen:

[1]    Technische Richtlinie BSI TR-03109. Bonn: Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI), 2015
[2]   Marktanalyse zur Feststellung der technischen Möglichkeit zum Einbau intelligenter Messsysteme nach § 30 MsbG. Bonn: Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik, 2019.

 

 

1) Die Bearbeitung der hier beschriebenen Inhalte erfolgt im Verbundprojekt C/sells durch die Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V. Die Aktivitäten im Verbundprojekt C/sells werden im Rahmen des Förderprogramms „Schaufenster intelligente Energie – Digitale Agenda für die Energiewende“ (SINTEG) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert (Förderkennzeichen: 03SIN121).

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