LamA-connect - BSI-konformes Laden mithilfe von Smart Meter Gateways

Laufzeit  01/2020 - 09/2022
Auftraggeber / Zuwendungsgeber:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Projektträger: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Kooperationspartner: Fraunhofer IAO (Verbundkoordinator), Fraunhofer SIT, Power Plus Communications AG, PBW Parkraumgesellschaft Baden-Württemberg mbH, Universität Stuttgart - Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement, DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE, Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB, Becker Büttner Held PartGmbB, Badenova AG & Co. KG mit bnNETZE GmbH, Stuttgart Netze Betrieb GmbH (assoziiert)

Projektfokus:

Im Projekt LamA-connect werden intelligente Lösungen für die Elektromobilität entwickelt, die das sichere Steuern und eichrechtskonforme Abrechnen von Ladevorgängen ermöglichen. Zentrales Element ist hierbei das Smart Meter Gateway (SMGW), welches zusammen mit modernen Messeinrichtungen (mME) ein sogenanntes intelligentes Messsystem (iMSys) bildet. Dieses wird bereits zur eichrechtskonformen Erfassung des Stromverbrauchs von größeren Haushalten verwendet und soll entsprechend der Standardisierungsstrategie von BMWi und BSI künftig auch in der Elektromobilität zur Anwendung kommen. Hierzu wird in LamA-connect der Anwendungsfall Smart Mobility der BMWi-BSI-Roadmap ausgestaltet und in den drei Testfeldern Unternehmen, öffentliches Parkhaus und Wohngebiet unter realen Bedingungen erprobt.

Das Fraunhofer ISE entwickelt auf Basis der SMGW Infrastruktur innovative Lösungen für den nicht-öffentlichen Bereich und leitet im Projekt das Testfeld Wohngebiet. Zusammen mit den Partnern Badenova AG & Co. KG und bnNETZE GmbH werden die neuen Konzepte in einem ausgewählten Netzgebiet mit Ein- und Mehrfamilienhäusern innerhalb der Stadt Freiburg im Breisgau erprobt. Neben der eichrechtskonformen Abrechnung von Ladevorgängen steht hierbei vor allem das sichere Steuern der Ladeinfrastruktur in netzkritischen Situationen durch den Verteilnetzbetreiber im Vordergrund. Denn mit dem Hochlauf der Elektromobilität bringt vor allem das gleichzeitige Laden von mehreren Elektrofahrzeugen mit hohen Ladeleistung neue Herausforderungen für den stabilen Netzbetrieb. So kann es unter Umständen vorkommen, dass die Leistungsgrenze eines Netzabschnitts oder die der Elektroinstallation von Bestandsgebäuden, hier insbesondere Mehrfamilienhäuser, überstiegen wird. Dies kann zur Beschädigung von elektrischen Betriebsmitteln und im schlimmsten Fall zu Stromausfällen führen.

Neben der sicheren Übertragung von Verbrauchsdaten an den Messstellenbetreiber, bietet das SMGW mit der CLS-Schnittstelle und einem transparenten TLS-Kanal auch die Möglichkeit lokale Erzeuger und Lasten über einen sicheren Kommunikationspfad zu steuern. Hierfür wird typischerweise eine sogenannte Steuerbox mit dem SMGW und den zu steuernden Anlagen verbunden. Berechtigte Akteure wie beispielsweise der Verteilnetzbetreiber oder der Ladestationsbetreiber können diesen hochsicheren Kommunikationsweg zur Steuerung der Ladeinfrastruktur nutzen.

In LamA-connect entwickelt das Fraunhofer ISE sein offenes Energiemanagementframework OpenMUC zu einer generischen Steuerbox-Software weiter. Im Fokus der Entwicklung steht der lokale Zugriff auf Messdaten des SMGWs sowie die Implementierung von Schnittstellen für die sichere Kommunikation über den TLS-Kanal mit externen Marktteilnehmern. Die Umsetzung erfolgt dabei in zwei Phasen und beginnt mit dem Aufbau eines Teststands im Digital Grid Lab des Fraunhofer ISE. Im Labor soll zum einen die durchgängige Kommunikation von Verteilnetzbetreiber über SMGW und Steuerbox bis hin zur Ladeinfrastruktur getestet werden. Zum anderen sollen mit mithilfe von Hardware-in-the-Loop (HiL) Tests und Netzsimulationen die Wirksamkeit der Steuerbefehle evaluiert werden. In der zweiten Phase erfolgen dann Test und Erprobung netzdienlicher und priorisierter Steuereingriffe im ausgewählten Wohngebiet unter realen Bedingungen.