Anlagenkommunikation über das intelligente Messsystem iMSys

Zentrales Element der Digitalisierung des Energiesystems ist das Smart Meter Gateway (SMGW), welches zusammen mit modernen Messeinrichtungen (mME) das sog. intelligente Messsystem (iMSys) bildet. Neben der sicheren Übertragung von Verbrauchsdaten an den Messstellenbetreiber bietet das SMGW im Zusammenspiel mit angeschlossenen Steuerboxen auch die Möglichkeit, lokale Erzeuger und Lasten über einen sicheren Kommunikationskanal zu steuern.

Fluktuierende und dezentrale Energiegewinnung erfordern zunehmend die Koordination der Verbrauchsseite und die Nutzung vorhandener Flexibilitätsoptionen, die gerade in der häuslichen Energieanlage verfügbar sind. Es entstehen derzeit zahlreiche neue Geschäftsmodelle im Bereich der Smart Buildings: Energiemanagementsysteme werden zur Vernetzung und Steuerung unterschiedlicher flexibler Verbraucher, Zähler, Erzeugungsanlagen und Batteriespeicher eingesetzt. Feedbacksysteme erlauben die gezielte Energieeffizienzanalyse und den optimierten Betrieb in Abhängigkeit des aktuellen Netzzustands.

Der flächendeckende Roll-out der intelligenten Messsysteme iMSys hat begonnen - allerdings ist die Funktionalität bisher noch sehr eingeschränkt. Am Fraunhofer ISE entwickeln wir Erweiterungen für die Anlagenkommunikation und erproben diese in Labor- und Feldversuchen. So kann das Potenzial des neuen Systems ausgeschöpft werden und echten Mehrwert bieten.

Wir bieten:

  • Erweiterung und Prüfung von Kommunikationsschnittstellen auf der gesamten Strecke
  • Eine moderne Laborumgebung zum Test Ihrer Anlagen im System
  • Analyse und Optimierung von Energiemanagement- und Betriebsführungsalgorithmen
  • Regulatorisches und Prozessuales Know-How

Analyse und Optimierung des Energiemanagements über die HAN / CLS Schnittstelle

Das Fraunhofer ISE untersucht insbesondere die Kommunikationsprozesse für eine Steuerung relevanter Anlagen (beispielsweise Ladeinfrastruktur, Wärmepumpen oder Batteriespeicher) im Gebäudekontext, die gemeinsam von einem Heim-Energiemanagementsystem verwaltet werden. Die entscheidende Komponente ist darin die Steuerbox, die über einheitliche Schnittstellen Leistungsanforderungen aus der Netz- oder Marktebene umsetzt, beispielsweise nach § 14a EnWG.

Wir prüfen Ihre Anlagen in einer kontrollierten Laborumgebung im Zusammenspiel mit unterschiedlichsten anderen Komponenten. Sie erhalten einen umfassenden Überblick über die Kompatibilität und die Funktionalität in Bezug auf Flexibilitätsbereitstellung und Energiemanagement. Wir unterstützen Sie gerne bei der Weiterentwicklung Ihrer Systeme.

Weiterentwicklung von Kommunikationsprotokollen für Energieanlagen

Grundlage für das Steuern und Überwachen von dezentralen Anlagen bilden Kommunikationsprotokolle, die den Datenaustausch zwischen Anlagen und Backend-Systemen ermöglichen. Durch den technologischen Fortschritt im Bereich IKT und der Entwicklung von neuartigen Anlagentypen und Geräten, wie intelligente Ladestationen, intelligente Wechselrichter oder Smart Meter Gateways und Steuerboxen, ändern sich auch die Anforderungen an die Art und Weise der Datenübertragung. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, werden bestehende Kommunikationsprotokolle weiterentwickelt oder neuartige Kommunikationsprotokolle in Standardisierungsgremien erarbeitet.

Wir untersuchen, welche Protokolle sich für bestimmte Aufgabenstellungen am besten eignen. Je nach Anforderung unserer Kunden entwickeln wir neue Datenmodelle und erweitern den Funktionsumfang bestehender Protokolle. Die Funktionsweise evaluieren wir durch Hardware-in-the-Loop (HiL) gestützte Tests in unserem Labor.

Neben Beratungs- und Entwicklungsdienstleistungen bieten wir auch Kommunikationsstacks für z.B. IEC 60870, IEC 61850 und EEBus als Open Source Implementierung für Industrie und Forschung an, um diese bei der Entwicklung von innovativen Lösungen zu unterstützen.

Entwicklung von EEBus Software-Lösungen für Energieanlagen

Der am Fraunhofer ISE entwickelte und in der Programmiersprache Java umgesetzte EEBus-Stack »jEEBus« umfasst sowohl die Transportschicht SHIP, das Datenmodell und Protokoll SPINE als auch Use Cases verschiedener Domänen wie E-Mobility und Grid. So unterstützt unsere Implementierung bereits die nötigen Use Cases für die technische Umsetzung von § 14a EnWG über EEBus. Der Funktionsumfang von »jEEBus« wird von uns kontinuierlich um weitere Use Cases ergänzt. Als Mitglied der EEBus Initiative e.V. stehen wir zudem im engen Kontakt mit dem Verein und der Community.

Nutzen Sie unsere Expertise im Bereich EEBus, um innovative, EEBus-fähige Produkte zu entwickeln. Mit unserer maßgeschneiderten Beratung und individuellen Software-Lizenzverträgen unterstützen wir Sie bei der Entwicklung. Darüber hinaus bieten wir virtuelle EEBus-Geräte an, die Sie als Gegenstück zu Ihrem Produkt für Kommunikationstests in der Qualitätssicherung verwenden können.

Weitere Informationen zu diesem Forschungsthema

 

LamA-connect

BSI-konformes Laden mithilfe von Smart Meter Gateways

 

Digital Grid Lab

Power-Hardware-in-the-Loop (PHIL)-Simulator für Verteilnetze im Leistungsbereich bis 800 kVA in der Niederspannung

 

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