Für eine nachhaltige Energieversorgung mit regenerativen Erzeugungsanlagen kommt dem intelligenten Messsystem, auch Smart Meter genannt, eine zentrale Rolle zu. Smart Meter Gateways bieten mit der BSI-konformen CLS-Schnittstelle (Controllable-Local-Systems) eine sichere Verbindung zu Kundenanlagen. Allerdings sind die steuernden Geräte häufig nicht CLS-konform, Echtzeitsteuerungen stoßen bei vielen Kommunikationsnetzen an ihre Grenzen oder sind nicht wirtschaftlich und die Implementation BSI-konformer Energiedienste ist aufwendig. Hier setzt das Projekt an, indem es sichere und effiziente Kommunikationslösungen und Verfahren zur flexiblen Energieoptimierung auf Basis des Smart Meter Gateways erarbeitet und eine Toolbox für eine einfache Orchestrierung sektorenübergreifender Energiedienste bereitstellt. Diese Toolbox umfasst Module für die Kommunikation auf Geräte-, Daten- und Dienstebene. Als Querschnitts-Ziel wird hierbei Datensicherheit und Datenschutz auf allen Ebenen adressiert. Die Verfügbarkeit von IoT-Geräten schwankt und sie müssen dynamisch in die Netze eingebunden werden. SECProMo entwickelt Verfahren für die Auswahl und einfache Konfiguration von Schedulern in Kommunikationsnetzen, um die jeweiligen Anforderungen hinsichtlich Zuverlässigkeit, Echtzeit, Datenvolumen und -häufigkeit zu gewährleisten. Hierbei werden insbesondere die 5G Profile uRLLC und mMTC eingesetzt und für ihren realen Einsatz erprobt. SECProMo erweitert standardisierte Datenmodelle, um Energieflexibilität zu repräsentieren und für KI-basierte Prädiktions- und Regelungsalgorithmen zu nutzen. SECProMo entwickelt wiederverwendbare Dienstmodule mit geeigneten Schnittstellen, um einfach neue Dienste für sektorenübergreifende Optimierungen der Energieeffizienz in unterschiedliche Anwendungsszenarien zu realisieren. Die entwickelten Verfahren und Werkzeuge werden in Feldtests innerhalb eines Quartiers demonstriert und evaluiert, um daraus technische und wirtschaftliche Handlungen abzuleiten.
Neue erneuerbare Erzeugungsmengen von mehr als 300 TWh werden bis 2030 zur Erreichung der Klimaziele und der Erhöhung der Gasunabhängigkeit durch Elektrifizierung in den Sektoren Wärme und Mobilität benötigt. Über ein intelligentes Messsystem können diese Anlagen sicher informationstechnisch angebunden und für die Netzintegration sowie Vermarktung gesteuert werden. Bislang ist dies für kleiner Erzeugungsanlagen möglich und beschrieben. Für Großerzeugungsanlagen werden wir dafür im Projekt MeGA ein Konzept entwickeln und bis zum Feldtest bringen. Mit unserem Projekt ermöglichen wir damit die Basis für die Nutzung des Cyber-Security-Konzepts des Smart Meter Gateways (SMGW) in zusätzlichen Anwendungsbereichen. Die Stadtwerke Pforzheim hat den Schwerpunkt ihrer Arbeiten in der praktischen Erprobung der Vorhabenziele. Konkret werden wir uns intensiv im Labortest und Feldversuch beteiligen.
Für eine nachhaltige Energieversorgung mit regenerativen Erzeugungsanlagen kommt dem intelligenten Messsystem, auch Smart Meter genannt, eine zentrale Rolle zu. Smart Meter Gateways bieten mit der BSI-konformen CLS-Schnittstelle (Controllable-Local-Systems) eine sichere Verbindung zu Kundenanlagen. Allerdings sind die steuernden Geräte häufig nicht CLS-konform, Echtzeitsteuerungen stoßen bei vielen Kommunikationsnetzen an ihre Grenzen oder sind nicht wirtschaftlich und die Implementation BSI-konformer Energiedienste ist aufwendig. Hier setzt das Projekt an, indem es sichere und effiziente Kommunikationslösungen und Verfahren zur flexiblen Energieoptimierung auf Basis des Smart Meter Gateways erarbeitet und eine Toolbox für eine einfache Orchestrierung sektorenübergreifender Energiedienste bereitstellt. Diese Toolbox umfasst Module für die Kommunikation auf Geräte-, Daten- und Dienstebene. Als Querschnitts-Ziel wird hierbei Datensicherheit und Datenschutz auf allen Ebenen adressiert. Die Verfügbarkeit von IoT-Geräten schwankt und sie müssen dynamisch in die Netze eingebunden werden. SECProMo entwickelt Verfahren für die Auswahl und einfache Konfiguration von Schedulern in Kommunikationsnetzen, um die jeweiligen Anforderungen hinsichtlich Zuverlässigkeit, Echtzeit, Datenvolumen und -häufigkeit zu gewährleisten. Hierbei werden insbesondere die 5G Profile uRLLC und mMTC eingesetzt und für ihren realen Einsatz erprobt. SECProMo erweitert standardisierte Datenmodelle, um Energieflexibilität zu repräsentieren und für KI-basierte Prädiktions- und Regelungsalgorithmen zu nutzen. SECProMo entwickelt wiederverwendbare Dienstmodule mit geeigneten Schnittstellen, um einfach neue Dienste für sektorenübergreifende Optimierungen der Energieeffizienz in unterschiedliche Anwendungsszenarien zu realisieren. Die entwickelten Verfahren und Werkzeuge werden in Feldtests innerhalb eines Quartieres demonstriert und evaluiert, um daraus technische und wirtschaftliche Handlungen abzuleiten.
Neue erneuerbare Erzeugungsmengen von mehr als 300 TWh werden bis 2030 zur Erreichung der Klimaziele und der Erhöhung der Gasunabhängigkeit durch Elektrifizierung in den Sektoren Wärme und Mobilität benötigt. Über ein intelligentes Messsystem können diese Anlagen sicher informationstechnisch angebunden und für die Netzintegration sowie Vermarktung gesteuert werden. Bislang ist dies für kleinere Erzeugungsanlagen möglich und beschrieben. Für Großerzeugungsanlagen werden wir dafür im Projekt MeGA ein Konzept entwickeln und bis zum Feldtest bringen. Mit unserem Projekt ermöglichen wir damit die Basis für die Nutzung des Cyber-Security-Konzepts des Smart Meter Gateways (SMGW) in zusätzlichen Anwendungsbereichen. Der Fokus des Fraunhofer-Teilvorhabens liegt dabei auf der Entwicklung und Evaluierung von Open Source-Modulen zur Integration von Steuerberechtigten in die iMSys-Infrastruktur. Dazu werden die technischen und regulatorischen Anforderungen aus Sicht der Regelreserve und Direktvermarktung zur Nutzung der Infrastruktur gesammelt und bei der Erstellung des Umsetzungskonzepts eingebracht. Zur Anbindung und Integration von Steuerungsberechtigten werden Open Source Software-Bibliotheken, zur Fernauslesung und Ansteuerung der Anlagen für Marktpartner, implementiert. Zur Evaluierung der entwickelten Bibliotheken sowie der Infrastruktur wird prototypisch ein virtuelles Kraftwerk in Form eines Aggregators bzw. Regelreserve-Anbieter-Leitsystem aufgebaut. Die Funktionalitäten und Software-Bausteine werden vorab in einer Testumgebung (Virtual Lab) evaluiert und kontinuierlich verbessert, nachdem sie später im Rahmen der Feldtests eingesetzt werden. Während der Projektlaufzeit wird der wissenschaftliche Diskurs durch Publikation angeregt sowie die Open SourceBibliotheken kontinuierlich erweitert und der Community zur Verfügung gestellt.
