Smart Metering Testtool

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1 Smart Metering Testtool Testumgebung für Smart Meter Konformitätssicherung vor der Implementierung VDE-Symposium 2010 Experience you can trust.

2 Agenda 1. Gesetzliche Grundlagen und Hintergrund 2. Entstehung und Funktionsweise des KEMA-Testtool 3. Erfahrungen und Ausblick 1

3 Zeitplan zum Zähl- und Messwesen. EnWG und MessZV geben den Rechtsrahmen vor, eine Mess-GPKE wird folgen. Änderungen EnWG Gesetz zur Öffnung des Messwesens bei Strom und Gas für Wettbewerb Am Inkrafttreten von 21b, 40 EnWG DuM Kapitel 7 Stand Ggw. Anpassung an neue Rechtsvorgaben Mess-GPKE? Verbindliche Regelungen der Regulierungsbehörde zu Prozessen, Datenaustausch und Fristen MessZV Am in Kraft getreten Smart Metering Verpflichtung zum Einbau moderner Zähler bei Neubauten und großen Renovierungen EnWG MessZV GPKE DuM Energiewirtschaftsgesetz Messzusatzverordnung Geschäftsprozesse für Kundenbelieferung mit Strom Richtlinie Datenaustausch und Mengenbilanzierung (Kapitel 7: Messstellenbetreiberprozesse) 2

4 Hintergrund Mit den Neuerungen von 21b EnWG wird auch das Messwesen liberalisiert. Seit 2010 müssen Netzbetreiber intelligente Zähler anbieten. Der Anschlussnutzer kann Dritte künftig nicht nur mit dem Messstellenbetrieb, sondern auch mit der Messung beauftragen Messstellenbetreiber müssen ab bei Neubauten und größeren Renovierungen Zähler einbauen, die dem Anschlussnutzer den tatsächlichen Energieverbrauch und die tatsächliche Nutzungszeit widerspiegeln Vorbehalt: technisch machbar und wirtschaftlich zumutbar Messstellenbetreiber müssen ab bei bestehenden Anlagen solche Zähler anbieten, die dem Anschlussnutzer den tatsächlichen Energieverbrauch und die tatsächliche Nutzungszeit widerspiegeln Vorbehalt: technisch machbar und wirtschaftlich zumutbar Anschlussnutzer kann Angebot für Smart Meter ablehnen 3

5 Hintergrund Auf Kundenwunsch wird es künftig kürzere Abrechnungszeiträume geben. Ab müssen lastvariable oder tageszeitabhängige Tarife angeboten werden. Neben den NNE muss der Netzbetreiber Entgelte für Messstellenbetrieb und Messung gesondert ausweisen (Strom und Gas). Auf Wunsch des Letztverbrauchers muss der Lieferant den Energieverbrauch monatlich, vierteljährlich oder halbjährlich abrechnen (Ziel: Zeitnahe Verbrauchskontrolle). Bis müssen EVU einen Tarif anbieten, der Anreiz zu Energieeinsparungen oder Steuerung des Energieverbrauchs setzt. insbesondere lastvariable und tageszeitabhängige Tarife Vorbehalt: soweit technisch machbar und wirtschaftlich zumutbar nur für Elektrizität. 4

6 Eine mögliche Smart Metering Infrastruktur in Deutschland In Deutschland zeichnet sich eine standardisierte Smart Metering Infrastruktur ab. GSM/ GPRS und SML Datenkonzentrator PLC und SML GSM/ GPRS und SML MSB PLC Wireless M-Bus Messstellenbetreiber Appl.Layer: SML MUC MUC SML Multi Utility Communication Smart Meter Language Appl. Layer M-Bus MSB A MSB B MSB C MSB D 5

7 Aktuelle Situation bei Stromzählern In Deutschland werden verschiedene Konzepte zur Umsetzung der rechtlichen Anforderungen verfolgt. 45 Mio. Stromzähler in deutschen Haushalten Messung des elektrischen Energieverbrauchs ergänzt um zusätzliche Kommunikationseinheit Gesetz verlangt Messeinrichtungen, die den tatsächlichen Energieverbrauch und die tatsächliche Nutzungszeit widerspiegeln EDL21 und EDL 40 Konzept EDL21 + MUC-C = EDL40 6

8 Aktuelle Situation bei Gaszählern Der bewährte Balgengaszähler wird um zusätzliche Kommunikationskomponenten ergänzt. 14 Mio. Gaszähler in deutschen Haushalten Viele Pilotprojekte konzentrieren sich derzeit auf die Stromsparte Problematik der Batterie Anforderungen an einen Gaszähler Ventil? Prepayment-Funktion? Kommunikationsstandard? Ein- oder Zwei-Wege-Kommunikation? Tarife im Zähler oder im System? Display? 7

9 Vorhandene Dokumente (1) Messstellenbetreiber bewegen sich im Spannungsfeld zwischen Anreizregulierung und gleichzeitiger Erfüllung gesetzlicher Vorgaben. keine genauen Vorgaben, welche Messeinrichtungen im Sinne der Anreizregulierung anerkannt werden keine Investitionssicherheit, Gefahr des stranded Investment Als Folge beschreiben Anwender und Hersteller Lastenhefte und Spezifikationen, mit denen die Anforderungen der 21b, 40 EnWG erfüllt werden können. bereits 2007 Entwicklung des MUC-Lastenheftes im FNN, Entwicklung des Lastenheftes EDL-Elektronischer Haushaltszähler im FNN, Entwicklung des Lastenheftes EDL-Zähler Gas im DVGW, OMS Specification FNN Forum Netztechnik / Netzbetrieb 8

10 Vorhandene Dokumente (2) Funktionale und konstruktive EDL- und MUC-Lastenhefte des FNN. FNN Forum Netztechnik / Netzbetrieb im VDE EDL Name geerbt von: Richtlinie 2006/32/EG für Endenergieeffizienz und Energiedienstleistungen, EDL-Richtlinie, 2006 Quelle: Lastenheft EDL

11 Verfahrensweise FNN Anbieter Prüfsoftware Potentielle Anwender softwaretechnische Umsetzung nach Vorgaben der MeKo. Sicherstellung des Supports Bindeglied zwischen Anwendern und FNN. Akkreditierte Prüfstellen Messstellenbetreiber Hersteller Durchführen von Konformitätstests für die Hersteller Nutzung des Testtools im Rahmen einer Wareneingangsprüfung Nutzung des Testtools zur Unterstützung der Entwicklung Vorabprüfung vor Konformitätstest MeKo Konformität von Messsystemen 10

12 Agenda 1. Gesetzliche Grundlagen und Hintergrund 2. Entstehung und Funktionsweise des KEMA-Testtool 3. Erfahrungen und Ausblick 11

13 Entstehung des KEMA Testtools Um den Anforderungen des Markes nach Konformitätstest für EDL21- Zähler gerecht zu werden, hat sich KEMA dazu entschlossen, ein Testtool für den deutschen Markt zu entwickeln. heute Oktober 2009 Oktober 2009 Februar 2010 Februar 2010 März 2010 März 2010 Juni 2010 Konformitäts- Tests Fertigstellung des Entwicklung von 40 Entwicklung von Implementierung Testtools in den Testfällen aus dem Testscripten aus der Testscripte Niederlanden EDL-Lastenheft den EDL Testfällen Entscheidung der Implementierung des Adaption des Testtools für SML-Protokolls in das Testtool Deutschland und Spanien 12

14 Entstehung des KEMA Testtools Ziel bei der Entwicklung des Testtools war unter anderem ein modularer Aufbau, mit dem es möglich ist, auf zukünftige Anforderungen zu reagieren. Test der Kommunikation innerhalb einer AMI Simulation aller Geräte Modularer Aufbau der Testumgebung Überwachung der Kommunikation Ziele bei der Entwicklung Speicherung der Ergebnisse KEMA Smart Metering Testtool 13

15 Testprinzip Analyse Analyse ist immer passiv. Untersucht werden u.a. folgende Schwerpunkte: Richtung, Rahmen-Nummer, Zeitstempel Bitübertragungsschicht (Physical Layer) Hexadezimaler Bytestrom Sicherungsschicht (Datalink Layer) Kontrollfeld Adressfeld Anwendungsschicht (Application Layer) Nutzerdaten Master unter Test passiver Analysator Slave unter Test

16 Analyser checks Physical layer character delays IP layer frame retransmits Application layer SML Nachrichten Struktur Inter frame errors Matching requests and responds

17 Analyser can be used for Operational view on running configuration needs at least two configured and running systems (client and server) dependent on actual message flow Continuous Data network monitoring remember history communication event recording Periodic, quick health check

18 Testprinzip Simulation Simulation ist ist aktives Prüfverfahren. Testschwerpunkte wie bei der Analyse. Simulator Slave under test Master under test Simulator

19 GUI für DLMS Physical Layer Application Layer

20 Funktionsweise des KEMA SML Testtools Zum Test und zur Überwachung der Kommunikation besteht das KEMA Testtool aus Simulatoren und Analysatoren. Modularer Aufbau, d.h. das Testtool wird immer den aktuellen Erfordernissen angepasst. Aus den entsprechenden Spezifikationen wurden Testfälle für die Kommunikations- Schnittstellen formal beschrieben. Ein Testfall kann aus einer Abfolge verschiedener Test-Schritte bestehen (einfache SML- Tests, komplexe Funktions-Tests). Diese formal beschriebenen Testfälle wurden als XML-Testskripte angelegt. Ein XML / SML Konverter konvertiert die Testskripte in das SML-Protokoll Das Testtool besteht aus Simulator: simuliert ein bestimmtes Gerät innerhalb einer Smart Metering Infrastruktur, sendet Befehle an einen Prüfling Analysator erfasst die Kommunikation zwischen zwei Geräten 19

21 Funktionsweise des KEMA Testtools Im Volere Format lassen sich alle für einen Testfall relevanten Merkmale in einer Übersicht zusammenfassen. Beschreibung der Testfälle im Volere Format Vermeidung von Zweideutigkeiten Selbstkontrolle Laufende Nr. Bezug zu Testszenario Description Rationale Bezug zum Kapitel im EDL-Lastenheft Beug zur Seite/Tabelle im EDL-LH Beschreibung der Anforderung Beweggrund/Grundgedanke zur Anforderung nach EDL21-Lastenheft Fit criterion Kriterium zur Überprüfung der Anforderung Testabfolge Beschreibt, in welchen Schritten der Test ablaufen soll SML-Service Beschreibung der einzelnen SML-Services nach SML Spezifikation 1.04 SML-Data Object SML Datenobjekte OBIS Number OBIS Kennziffern Interface Schnittstelle Source Ursprung Destination Ziel 20

22 Erster Schwerpunkt Kommunikation...

23 Funktionsweise des KEMA-Testtools Das in den Niederlanden entwickelte Testtool wurde an die deutschen Rahmenbedingungen im Mess- und Zählwesen angepasst. Simulatoren Analysatoren Prüfling Testfälle GUI Datenbank, Testskripte XML XML MUC-Controller Zähler Zählerfernauslese M-Bus SML SML SML M-Bus 22

24 Funktionsweise des KEMA-Testtools (Haupttool) Beschreibung des Testfalls Testfälle Testergebnisse System- und Schnittstellenübersicht 23

25 Funktionsweise des KEMA-Testtools (Viewer) Kodierte Hexadezimal- Werte Dekodierte SML- Struktur 24

26 Agenda 1. Hintergrund 2. Entstehung und Funktionsweise des KEMA-Testtool 3. Erfahrungen und Ausblick 25

27 Ausblick Das KEMA Testtool wird bis Ende 2010 um die Möglichkeit zusätzlicher Konformitätstest erweitert. April August 2010 September 2010 Oktober 2010 November 2010 Dezember 2010 Konformitäts- Tests Entwicklung von Testfällen aus Entwicklung der Anpassung des dem MUC-Lastenheft und EDL21-Gaslastenheft Einbezug der Open Meter Spezifikation Erweiterung der Software um zusätzliche Simulatoren (Zähler und Fernauslese) und Protokolle (M-Bus) Testscripte für Konformitätstests für den MUC-Controller und EDL21-Gaszähler Testtools und Test der angepassten Software 26

28 Erfahrungen Die Erfahrungen bei der Entwicklung des Testtools haben gezeigt, dass einheitliche und detaillierte Testfälle ein entscheidender Erfolgsfaktor sind. Erfahrungen und Anforderungen aus Sicht von KEMA Genaue Definition wann ein Test positiv ist und wann nicht was muss erfüllt sein! Einheitliches Prüf- und Zertifizierungsverfahren für alle Hersteller von Smart Metering Komponenten Definition einheitlicher und detaillierter Testfälle bereits in den Spezifikationen Entkopplung des Protokolltests vom Funktionstest 27

29 Beispiel KEMA SM Testlabor 28

30 Beispiel KEMA Testbericht 29

31 Smart Metering Testtool Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Weiter Informationen: Experience you can trust.