Breitband Powerline - Kommunikationstechnik für Smart Meter und Smart Grid

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1 Breitband Powerline - Kommunikationstechnik für Smart Meter und Smart Grid Dr. Michael Arzberger Vice President Research & Development Power Plus Communications AG Next Generation Smart Grids

2 Kurzübersicht PPC AG Power Plus Communications Lösung für zukunftsfähige Smart Grids Breitband Powerline Systeme (BPL) für Nieder- und Mittelspannungsebene IP-basierte, skalierbare und echtzeitfähige Lösung für Smart Grid & Smart Metering Stromnetze die 1 Mio. Menschen versorgen mit Breitband Powerline (BPL) erschlossen Partner in führenden Smart Grid Konsortien Deutschland (e-energy, BMWi/BMU, E.ON) Österreich (DG Demonetz, VKW) UK (Low Carbon Fund, OFGEM) 50 Mitarbeiter Gesellschafter: Climate Change Capital Private Equity Management/Gründer Mitarbeiter

3 Stromnetzkommunikation TRT - PLC - BPLC Technik Alter Frequenz Pegel Rundsteuertechnik (TRT) 100 Jahre Hz Volt PLC 15 Jahre khz Volt BPL 5 Jahre MHz Millivolt

4 Breitbandpowerline von PPC: (IKT) für Smart Grid Netz/Anwendungen Datenübertragungsplattform IT/Betrieb/Service Smart Metering Schaltanlagen Smart Grid Anwendungen Schnittstelle Betriebsdaten BPL modules Automatisierung & Steuerung Datenerfassung und - verarbeitung Rechnungswesen Vertrieb & Handel Service Betrieb Asset Manage. PPC: Fokussiert auf leistungsfähige IKT im Smart Grid

5 Implementierung orientiert sich an Standardarchitektur der IKT Breitband Powerline bietet Standards der Telekommunikation auf dem Stromnetz Subnetz Metering Subnetz Grid Anwendungen/ Software Anwendungen/ Software Metering Protokolle Grid Protokolle IEC61850/IEC60870 IP TCP/UDP IPv4 oder IPv6 TCP/UDP Breitband IKT Plattform DSL, BPL, LTE/UMTS, FTTx,..

6 Powerline - Basics

7 OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing = Orthogonaler Frequenzmultiplex Abstand der Kanäle clever gewählt, sodaß minimale Beeinflussung Information wird auf viele verschieden Frequenzen (Kanäle) verteilt

8 Netwerk Management System: Kanaleigenschaften eines Links

9 Netwerk Management System: Kanaleigenschaften eines Links

10 Vermaschtes BPL Netzwerk Transparente Bridge vom IP Backbone bis zum Gateway Fiber xdsl MV-BPL Fiber xdsl MV-BPL

11 Autorouting im Meshed BPL network Fiber xdsl MV-BPL Fiber xdsl MV-BPL

12 Backbone wird dynamisch adressiert Fiber xdsl MV-BPL Fiber xdsl MV-BPL

13 Backbone wird dynamisch adressiert Fiber xdsl MV-BPL Fiber xdsl MV-BPL

14 Screen-Shot Netzwerkmanagement System NMS Lokales BPL Netz kann autark betrieben werden NMS dient primär zur Überwachung, Support Roll-out und zur Fernparametrisierung Jeder Link wird überwacht und liefert Betriebs-/Zustandsdaten System konfiguriert sich selbstständig Hier angezeigt: im Betrieb genutzte Links Weitere Links sind möglich, jedoch vom System nicht gewählt worden

15 BPL-Gateway LGW200 Home-IP Anbindung für Anwendungen/Zählern Ein BPL-Gateway für alle Applikationen Smart Metering Erneuerbare und Micro KWK Ladestationen e-home Services

16 Multi Utility Gateway LGW 200 Haus-IP Anschluss für Smart Metering/Smart Grid Laufzeitumgebung für Apps mit Speicherbaustein IP- basiertes BPL Gateway - WAN-BPL (IP) - Repeater WAN/LAN - Indoor-LAN (IP) - Zähler Access OMS - Freie Prozessorkapazität für Zusatzsoftware (Linux)

17 BPL auf der Mittelspannung Netzautomatisierung/Monitoring MV BPL für Smart Grid Intelligente Ortsstation Automatisierungssysteme IEC61850/IEC Konform Asset Monitoring Echtzeit-Anbindung oder als Backbone Niederspannungs BPL Netze (z.b. Metering) MV-BPL MV/LV Ortsstation Zentrale Leitwarte MV/LV Ortsstation

18 BPL über Mittelspannungskabel und Freileitungen mit Erdung Einbau/Betrieb der kapazitiven Mittelspannungskoppler: Phase-Erde MV Cable MV200 MV200 BPL MV24CC BPL MV24CC

19 Mittelspannungskoppler im Einsatz Freileitung 19

20 Mittelspannungskoppler im Einsatz Luftisolierte Schaltanlage 20

21 Mittelspannungskoppler im Einsatz Gasisolierte Schaltanlage 21

22 PPC Hardware und Software IP-basierte Kommunikation für Netzleittechnik, Smart Metering und Smart Grid Anwendungen Breitband Powerline BPL All IP auf den Stromnetzen

23 PPC Powerlinelösungen für IP-basiertes Metering und Smart Grid Backone (DSL, Glasf.,UMTS..) MS - Breitband Powerline 9 bis 36 kv Mittelspannung NS - Breitband Powerline 0,4 kv Niederspannung Bandbreite Gbps 5 25 Mbits/s, <40 ms Ortsstation 2 6 Mbit/s, <80 ms Strassenverteiler Multi Utility Gateway 0,5 3 MBit/s, <200 ms Inhouse Anwendungen/Zähler Nahbereichs- Schnittstelle

24 Schlüsseleigenschaften BPL Echtes OFDM: Nicht nur 1,2,30 oder 100 Kanäle sondern 1000 Frequenzbereich: Störungen im klassischen PLC Bereich unter 150 khz nehmen dramatisch zu ( PV Umrichter) und unterliegen KEINEN Limits BPL arbeitet weit außerhalb dieser EMV Müllhalde Energieeffizienz: BPL braucht keine hohen Pegel Robustheit: Vermaschtes Netz mit redundanten Routen Nahtlose IT Integration: IP Protokoll

25 Kostenvergleich BPL zu Richtpreisangeboten von DSL/M2M Betreibern IKT von der zentralen IT bis zum Hausgateway (3 HH je Gebäude) je Haushalt und Monat (nur IKT Struktur, ohne Zähler) M2M Angebot* Hybride Strukturen Backbone + BPL Metering only 1 x pro Tag* LTE/UMTS + BPL BPL Struktur bietet Smart Grid in Echtzeit und Optionen für Dienste ohne zusätzliche Servicegebühren *Angebote meist je Zähler

26 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Breitband Powerline - Kommunikationstechnik für Smart Meter und Smart Grid Dr. Michael Arzberger Power PLUS Communications AG Am Exerzierplatz Mannheim

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