Metrologische Aspekte beim Smart Metering

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1 Metrologische Aspekte beim Smart Metering Helmut Többen Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig und Berlin GAT, Hamburg, 25./26. Okt

2 Metrologie Metrologie Meteorologie Metrologie Meteorologie Was ist Metrologie? Wissenschaft und Anwendung des richtigen Messens Rückführung der Messwerte auf das SI-Einheitensystem über nationale Normale Bestimmung der Messwerte mit Messunsicherheitsbetrachtung Physikalisch-Technische Bundesanstalt Nationales Metrologieinstitut Technische Oberbehörde im BMWi Braunschweig, Berlin-Charlottenburg, Berlin-Adlershof 1800 Mitarbeiter (ca. 100 Doktoranden) 140 Mio. Jahresbudget GAT, Hamburg, 25./26. Okt

3 Metrologie: Gesamtsystem in Deutschland Realisierung und Weitergabe der Einheiten Weitergabe der Einheiten 1) Deutscher Kalibrierdienst PTB DKD (DAkkS) (3 500 x) DKD Industrie ( x) Industrie ( x) 2) Gesetzliches Messwesen Eichbehörden / Prüfstellen (85 Eichämter) (350) 120 Mio. Messgeräte GAT, Hamburg, 25./26. Okt

4 Gesetzliches Messwesen Messung/Abrechnung von Verbrauchsgütern ,23 m³ Versorger - Elektrizität - Gas - Wärme - Wasser Netzbetreiber Händler MDL, MSB Rechnungssteller Energie Rechnung Geldbetrag Messgerät Verbraucher - Haushalt - Gewerbe - Leichtindustrie Vertrag Tarif x Messwert = Geldbetrag GAT, Hamburg, 25./26. Okt Eichrecht - Messungen: korrekt und zuverlässig - Abrechnung: rückverfolgbar

5 Gesetzliches Messwesen Messung/Abrechnung von Verbrauchsgütern ,23 m³ Smart Metering: - Zeitnahe Informationen - Zusatzfunktionen - Mehrtarifanwendung - IT-Infrastruktur Versorger - Elektrizität - Gas - Wärme - Wasser Netzbetreiber Händler MDL, MSB Rechnungssteller Energie Rechnung Geldbetrag Messgerät Verbraucher - Haushalt - Gewerbe - Leichtindustrie Vertrag Tarif x Messwert = Geldbetrag GAT, Hamburg, 25./26. Okt Eichrecht - Messungen: korrekt und zuverlässig - Abrechnung: rückverfolgbar

6 Eichrecht: Akteure/Verfahren (1) Inverkehrbringen von Verbrauchsmessgeräten MID: Konformitätserklärung unter Herstellerverantwortung Konformitätsbewertung bspw. des Produkts/Baumusters (Modul B) und der Produktion (Modul D) unter Aufsicht benannter Stellen für MID-Funktionen (je nach Benennung: private Stellen, Eichbehörden, PTB) EG-Marktaufsicht durch nationale Behörden Eichgesetz, Eichordnung: klassische Zulassung und Ersteichung Bauartzulassung durch PTB - Smart Meter-Funktionen sind nicht eindeutig durch MID geregelt - nat. Recht regelt Zusatzfunktionen (Uhr für Lastgangspeicherung, Verwendung kryptografisch gesicherter Daten für Abrechnungszwecke), Grundlage hierfür ist PTB A 50.7 (anerkannte Regel der Technik)) Ersteichung der zugelassenen Geräte/Funktionen durch Eichbehörden oder staatlich anerkannte Prüfstellen GAT, Hamburg, 25./26. Okt

7 Eichrecht: Akteure/Verfahren (2) Verwendung von Verbrauchsmessgeräten (rein nationales Recht) Nacheichung durch Eichbehörden und staatl. anerkannte Prüfstellen Software-Download : Eichung erlischt nach Änderung der metrologisch relevanten Programmierung/Software des Zählers ( 13 Abs. 1 Nr. 2 EichO) Abhilfe: Hard- u. Softwaretrennung für Messtechnik- und Kommunikationsteil Verlängerung der Eichgültigkeitsdauer, z. T. durch Stichprobenverfahren Befundprüfung durch Eichbehörden und staatl. anerkannte Prüfstellen Klärung der Messrichtigkeit eines Zählers bspw. nach Kundenbeschwerde Verwenderüberwachung durch Eichbehörden Zwischenkontrollen (z. T. unangemeldet) GAT, Hamburg, 25./26. Okt

8 Eichrecht: Materielle Anforderungen (1) Anforderungen an das Gerät ( Hersteller) Messrichtigkeit, Messbeständigkeit, Schutz vor Manipulation Sichtanzeige (MID Anh. I Ziff und EichO 10, 41) Darstellung aller abrechnungsrelevanten Werte auf einer dem Verbraucher ohne Hilfsmittel zugänglichen u. der metrologischen Kontrolle unterliegenden Sichtanzeige Stand der Technik zur Rückverfolgbarkeit bei mehreren tarifrelevanten Messwerten: - pro Tarif ein Register/Speicher für die Messwerte oder - ¼ h- oder 1 h-taktung/speicherung der Messwerte EDV-Technik zur Übertragung bereits unter metrologischer Kontrolle liegender Messwerte bspw. zu Abrechnungszwecken ist in diesem Kontext nicht eichpflichtig IT-Fernauslesung über offene Netze Hohe Sicherheitsanforderungen, vgl. Home-Banking; signierte Datensätze (Integrität, Authentizität) Datenschutz erfordert neben Signierung auch Verschlüsselung SELMA-Konzept: abgestimmt mit Geräteherstellern, Eichbehörden und PTB; nach MID erlaubt, wenn für Verbraucher eine geeichte Sichtanzeige zur Verfügung steht GAT, Hamburg, 25./26. Okt

9 Eichrecht: Materielle Anforderungen (1a) SELMA-Konzept ,23 m³ 06:00 10,3 07:00 43,7 08:00 288,1 09:00 276,8 10:00 215,4 Sig n EDV Nicht geeichte Software Messgerät ohne Anzeige Messort Sig n Sig n Zentrale Übertragung/Speicherung kryptografisch signierter Messwerte über offene Netze Lieferanten (Abrechnungszwecke) Netzbetreiber (Steuerungszwecke) Verbraucher (Messwertdarstellung) Technik in Abrechnungszentrale unterliegt hierbei nicht der Eichpflicht, aber bspw. zur Schlüssel -Verwaltung ist dort eine Sicherheitsinfrastruktur erforderlich GAT, Hamburg, 25./26. Okt

10 Eichrecht: Materielle Anforderungen (2) Anforderungen an die Verwendung der Messwerte ( Verwender) Rückverfolgbarkeit der Rechnung auf ordnungsgemäß gemessene Messwerte (MID Anh. I Ziff und EichO 10, 41) Abrechnungsrelevante Messwerte müssen aus der Rechnung hervorgehen Kunde kann Rechnung überprüfen / Verwender kann Zahlungsanspruch nachweisen Mehrtarifanwendung: eindeutige Zuordnung Tarife Messwerte Nachträgliche Tarifierung, d.h. das Abschätzen von Verbrauchswerten auf Basis von Vergleichsmesswerten und Lastprofilen wird im Eichrecht nicht erlaubt! Ausnahme: Gemäß 12 der Allgemeinen Versorgungsbedingungen für Strom und Gas können Messwerte bei einem unterjährigen Tarifwechsel oder nach einer nicht durchführbaren Zählerablesung nach einem bestimmten Verfahren ermittelt werden. Empfehlung der WELMEC zur Erfüllung der MID I 10.5: Grundlage für Rechnungsbeträge müssen Messwerte sein und keine Schätzwerte WELMEC: Europäische Zusammenarbeit im gesetzlichen Messwesen Erarbeitung von Leitfäden für Messgerätehersteller und Benannte Stellen GAT, Hamburg, 25./26. Okt

11 IT-Infrastruktur Variante I: Variante II: Was gibt es technisch und eichrechtlich zu beachten? Unterschiedliche Schnittstellen und Protokolle Kommunikation per Draht oder Funk Geräteversorgung über Batterie oder E-Netz Datenübertragung: Datenschutz und -sicherheit Messwertspeicherung (!) Messgerät, Datensammler oder Zentralrechner? Gewährleistung der Messwertüberprüfung an einer geeichten Geräteeinheit Sicherstellung der Zuordnung der Datenquelle und der Unverfälschtheit der Daten Schnittstellen: zuverlässig, sicher, rückwirkungsfrei und schnell (hohe Datenmengen bei Lastgängen) GAT, Hamburg, 25./26. Okt

12 Mehrtarifanwendung Früher: ca Nutzung von Elektrizität zu Beleuchtungszwecken Ausweitung auf andere Anwendungen (bspw. Kochen) Einführung von Tarifen Zwei Gerätebeispiele: Register (HT u. NT) Uhr; überprüfbar von betroffenen Parteien Zeitperioden; einstellbar vor Ort; verplombt Meisterstücke der Ingenieurskunst x verbaut GAT, Hamburg, 25./26. Okt

13 Mehrtarifanwendung Heute: Sondervertragskunden Gasverbrauch > kwh/a und 500 kwh je 1 h Stromverbrauch > kwh/a und 30 kw je ¼ h registrierende Lastgangmessung (rlm) Erfassung, Speicherung und Darstellung von 1 h- bzw. ¼ h-werten Messeinrichtung mit Kommunikationsmodul Datenfernübertragung; mehrmals tägliche Abfrage Technische Basis für zeit- oder lastvariable Tarife GAT, Hamburg, 25./26. Okt Gerätebeispiel aus dem Gasbereich: Mengenumwerter mit Belastungsregistrierung bis zeitgestempelte Zählerstände Schnittstellen Gaszähler, Temperatur, Druck, Brennwert, Kommunikation

14 Mehrtarifanwendung Eichrechtlich zulässige Ansätze Mehrtarif-Messung pro Tarif ein Register Anzeige für aktuellen/aktiven Tarif am Gerät Berechnungsgröße: Differenz der Registerwerte am Ende der Abrechnungsperioden Intervall-Messung Speicherung von Messwerten in vorgegebenen Intervallen E-Zähler: ¼ h-takt, Gaszähler: 1 h-takt Fernsteuerung Anzeige des aktuellen Tarifs Zeitsteuerung (vertraglich geregelt) Uhr und Anzeige des aktuellen Tarifs Berechnungsgröße: Summation der Verbrauchswerte nach Zuordnung bestimmter Intervalle BNetzA-Empfehlung für Privatkunden: Zählerstandsgangerfassung GAT, Hamburg, 25./26. Okt

15 Smart Metering - aktuelle nat. Entwicklungen Energiewirtschaftsgesetz EnWG, 27. Juli 2011: Einbau von Messsystemen ; Konkretisierung erfolgt über Rechtsverordnung Messsysteme ( 21c i): sind in Kommunikationsnetze eingebundene Messeinrichtungen zur Erfassung der elektrischen Energie müssen eichrechtliche Vorschriften einhalten (Rechtswirkung der MID unverändert) stellen Anschlussknoten für andere MID-Verbrauchs- und Einspeisemessgeräte dar Gateway ; Anschluss über sichere Verbindungen dienen der Datenerhebung, -verarbeitung, -speicherung, -überprüfung und Datenübermittlung Gateway ; Zeitstempelung; Tarifierung; Eichpflicht müssen Anforderungen an Datenschutz, sicherheit und Interoperabilität einhalten BSI: Schutzprofile, Technische Richtlinie müssen spätestens ab 1. Jan eingebaut werden Bestandsschutz s. 21i (1) 11: Differenzierung na. Gruppen; Verlängerung der Fristen GAT, Hamburg, 25./26. Okt

16 Smart Metering - aktuelle nat. Entwicklungen Messsystem ( one box ) E-Zähler MID Requirements Metrology Display Additional functions Gaszähler MID Requirements Metrology Display Security module E-Zähler (PV-Einspeisung) MID Requirements Metrology Display Meter communication functions Security module WAN HAN Gateway eichpflichtig GAT, Hamburg, 25./26. Okt

17 Zusammenfassung Metrologische/Eichrechtliche Anforderungen für Messung und Abrechnung von Verbrauchsgütern mit Smart Metern Messtechnik muss richtig und beständig arbeiten Messtechnik/Messwerte müssen vor Manipulation geschützt sein Rückverfolgbarkeit der Rechnungswerte auf ordnungsgemäß gemessene Messwerte Darstellung aller abrechnungsrelevanten Werte auf der Abrechnung Darstellung aller abrechnungsrelevanten Werte auf einer dem Verbraucher ohne Hilfsmittel zugänglichen und der metrologischen Kontrolle unterliegenden Sichtanzeige Neuerung durch EnWG: Kommunikationsmodul (Gateway); unterliegt neben einer Zertifizierung auch der Eichpflicht Eichwesen hat sich als Mittel des Verbraucherschutzes bewährt Smart Metering und eichrechtliche Aspekte lassen sich in Einklang bringen GAT, Hamburg, 25./26. Okt

18 GAT, Hamburg, 25./26. Okt Vielen Dank!

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