PLC-Technologien für die effiziente Realisierung des intelligenten Energienetzes. Dr. Tobias Pletzer Manager Research Projects SmartGrid

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1 PLC-Technologien für die effiziente Realisierung des intelligenten Energienetzes Dr. Tobias Pletzer Manager Research Projects SmartGrid

2 Vom Startup zum weltweiten Marktführer im Powerline-Segment Firmensitz: Aachen (gegründet 2002) Mitarbeiter: 230 Kernkompetenz: Powerline Communications 12 Europäische Niederlassungen / Agenturen 2

3 Wachstum durch kontinuierliche Innovationen

4 Kundennähe durch internationale Präsenz devolo AG, Deutschland Niederlassungen devolo Asia Consulting Ltd. devolo Austria GmbH devolo Benelux bvba devolo France SARL devolo Schweiz GmbH devolo Spain SL devolo UK Ltd. Weitere fokussierte Vertriebsgebiete Italien, Portugal, Polen, Griechenland und Skandinavien (SE, NO, FI, DK, IS) andere z.zt. im Aufbau 4

5 Mit 4 Geschäftsbereichen in die Zukunft 2015 Consumer Business Operator Solutions Business Solutions SmartGrid 5

6 SmartGrid Roadmap devolo G3-PLC Modem 500k devolo smart meter gateway devolo Steuerbox Datenkommunikation im Stromnetz Datensicherheit im Stromnetz Schalten im Stromnetz 6

7 Smart Metering Szenario 7

8 Smart Metering Szenario 8

9 Smart Metering Szenario 9

10 Smart Grid Szenario 10

11 Smart Metering Szenario Im Haushalt devolo G3-PLC Modem 500k Stromzähler devolo smart meter gateway Intelligentes Messsystem auf BKE Adapterplatte 11

12 devolo Home Control Einbindung des SMGW in eine Home Control Umgebung Kundeneinbindung Kunden erhalten Zugriff über die HAN Schnittstelle devolo Home Control Heimvernetzung Kundendisplay über Home Control denkbar Sensorik und Aktorik WLAN Komponentenschwerpunkte Energieverbrauchsoptimierung Sicherheit Komfort 12

13 Gesamtszenario Smart Metering mit G3-PLC Bidirektionale End-to-End IP-Verbindung, End-to-End Security IPv4 und IPv6 werden unterstützt (Integration bestehender Subnetze mit IPv4) Schicht 2 Zugriffsschutz Smart Meter Zähler SMGW G3-PLC Trafo-Station Backend G3-PLC Mobilfunk, LWL, DSL IP L2 TLS G3-PLC ideale Technik für Smart Grid-/Metering-Anwendungen 13

14 PLC Technologien im Vergleich Nutzung unterschiedlicher Frequenzbänder Frequenz in khz 14

15 G3-PLC Technologie Vorteile auf einen Blick Optimale Netzabdeckung in der Praxis ohne Einsatz von Repeatern Optimale Reichweite durch unteres Frequenzband ( khz) Erforderliche Bandbreite für Smart Grid-Anwendungen Leistungsreserven für zukünftige Anforderungen Technologie-Prinzip Abdeckung vor Bandbreite Entwickelt nach internationalem, offenen ITU-Standard ITU-T G

16 G3-PLC Feldtest in Hamburg Bewertung der Eigenschaften von G3-PLC hinsichtlich der Verwendbarkeit für die Kommunikation mit Messsystemen Ziel: Untersuchung der Leistungsfähigkeit von devolos PLC Technologien im Access-PLC Bereich Location: Hamburg, Bramfeld: Wohngebiet mit unterschiedlichen Bebauungen Ergebnis: Es wurden alle Messpunkte zuverlässig erreicht Es wurden Datenraten von bis zu 60 kbps Netto-Payload UDP erzielt Projektabschluss war im Frühjahr 2013 Testgebiet Hamburg-Bramfeld Weiteres Vorgehen: Evaluierung des Netzverhaltens in schwierigen Netzgebieten Netzplan zum Testgebiet

17 G3-PLC Feldtest in Berlin Bewertung der Eigenschaften von G3-PLC in einigen, für das CENELEC A - Band als schwierig bekannten Netzgebieten Ziel: Evaluierung der Datenraten, Reichweiten und Kanaleigenschaften von G3-PLC in Netzgebieten, in denen CENELEC-PLC nicht erfolgreich war Locations: Berlin, Märkisches Viertel: Weitläufige Wohnanlage Berlin, Hohenschönhausen: Hochhaus-Komplex Berlin, Kaulsdorf: Niederspannungs-Freileitungsgebiet Ergebnis: Außer im Freileitungsgebiet wurden alle Messpunkte zuverlässig erreicht (Freileitungsgebiet: Problem durch hochkapazitive Überspannungsableiter aus DDR-Zeit) Es wurden Datenraten von bis zu 70 kbps Netto-Payload UDP erzielt Die erzielten Reichweiten übertreffen die Erwartungen bei Weitem Projektabschluss war im Dezember 2013 Weiteres Vorgehen: Evaluierung des Netzverhaltens im großen Maßstab Märkisches Viertel Hohenschönhausen Kaulsdorf

18 Großflächiger Feldtest Berlin und Hamburg Berlin Europacenter (City West) Weitläufiges Gebiet Ullsteinhaus Insgesamt ca. 500 Zählpunkte Hamburg 3 Einkaufszentren Insgesamt ca. 450 Zählpunkte Sehr kompakt City West/Europacenter (nahezu 100% Ausrüstung) Weitläufiges Gebiet Potential für 450 Zählpunkte Bild: 50,2 Das Magazin für intelligente Stromnetze 18

19 Großflächiger Feldtest Berlin und Hamburg 19

20 Großflächiger Feldtest Berlin und Hamburg Technische Ziele: 1. Beurteilung des Verhaltens des PLC-Netzes in einem Netzgebiet mit vollständigem Ausbau Installation von je 500 G3-PLC-Modems in Berlin und Hamburg Simulation verschiedener Verkehrssituationen Evaluierung erreichbarer Bandbreiten Verhalten bei Änderungen der Netztopologie / automatisches Routing 2. Administration und Management des IKT-Netzes 20

21 Pilotprojekt Sömmerda Sömmerda, Thüringen Hoher Anteil Erneuerbarer Energien Hohe Netzschwankungen Roll-Out Vorbereitung Intelligente Steuerung der Netzstationen Exakte Erfassung der Stromverbräuche 21

22 Pilotprojekt Sömmerda Im Einsatz 250 Smart Meter 30 Smart Meter Gateways 8 Projektpartner Ausblick Vernetzung aller 105 Ortsnetzstationen via PLC Einbindung aller RLM-Verbraucher ins smarte Netz 22

23 SmartGrid Anwendungsszenarien Zählerfernauslese Netzzustandsüberwachung Integration EE-Anlagen Einbindung E-Mobilität 23

24 Anwendungsszenarien Netzzustandsüberwachung Kosteneffiziente Überwachung des intelligenten Verteilnetzes 24

25 Anwendungsszenarien Netzzustandsüberwachung ENERGIE-Projekt Erfassung der niederspannungsseitigen Netzzustandgrößen in Echtzeit Situation in Wachtendonk Aus dem vorgelagerten Netz Änderung der Energierichtung innerhalb kürzester Zeit keine eindeutige Energieflussrichtung keine klaren Spannungsverhältnisse keine klaren Leistungsverhältnisse keine live Messungen im Niederspannungsnetz Windenergie Photovoltaik Biomasse/BHKW KWK Sonstige Enrneuerbaren Energien Kohle 13% 1% 19% 11% 1% 55% Erdgas 80 % der Energie wird vor Ort von Wind-, PV-Anlagen und BHKW erzeugt 25

26 Anwendungsszenarien Netzzustandsüberwachung ENERGIE-Projekt Erfassung der niederspannungsseitigen Netzzustandsgrößen in Echtzeit Ziele des Projektes Optimale Netzauslastung Messung des Netzzustands nur an strategisch wichtigen Punkten Netzzustandserfassung und Datenkommunikation in Echtzeit Zusammenführung aller Daten und Simulierung des Zustands im Gesamtnetz Besonderheit: Kein flächendeckender Einsatz von Smart Metern Messung nur an besonders kritischen Punkten Zuhilfenahme mathematischer Verfahren um Netzzustände in Echtzeit orts- und zeitbezogen zu berechnen 26

27 Anwendungsszenarien IT-Sicherheit in Smart Grids SEnCom-Projekt Systemsicherheit von Energieversorgungsnetzen bei Einbindung von Informations- und Kommunikationstechnologien Ziele des Projektes Erfassung von Smart Grid Szenarien IT- und Netzstrukturauswertung Bewertung der Sicherheitskriterien und -situation Empfehlungen für die IT- und Netzsicherheit Besonderheit: Komplettes Verteilnetz (inkl. Ortsnetzstation) bis zur Leitwarte in Laborumgebung Professionelle Hacker zur Sicherheitsprüfung Teilnahme von Netzbetreibern als assoziierte Partner zur Prüfung Ihrer Sicherheitsstrukturen möglich 27

28 Vielen Dank!

29 Kontakt devolo SmartGrid Dr. Tobias Pletzer Manager Research Projects SmartGrid Walter Krott Michael Koch Leiter Vertrieb Leiter Geschäftsbereich