Smart Grid. Glossar Smart Grid

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1 Glossar Smart Grid 1

2 Index Smart Grid AMI, advanced metering infrastructure AMM, automated meter management AMR, automatic meter reading DAP, data aggregation point DMS, distribution management system DNP, distributed network protocol DR, demand response DSM, demand side management EMS, energy management system G3-PLC-Protokoll MDM, meter data management MDMS, meter data management system m OMS, outage management system PRIME, powerline intelligent metering evolution Smart-Grid Smart Meter Smart Metering Impressum 2

3 AMI, advanced metering infrastructure Unter Advanced Metering Infrastructure (AMI) versteht man fortschrittliche Verbrauchsmesssysteme. AMI-Systeme messen, speichern und analysieren die von Smart Metern gelieferten Verbrauchswerte und übertragen sie auf Anfrage an die Versorgungsunternehmen. Ein AMI-System besteht aus der Hardware mit dem Smart Meter und dem Automated Meter Management (AMM), der Software für die Statistiken und Analysen der Verbrauchswerte, und der Kommunikationstechnik mit der die Werte an die Versorgungsunternehmen gesendet oder von diesen empfangen werden. AMI-Systeme liefern ihre Messwerte an dezentrale Data Aggregation Points (DAP) oder direkt an das zentrale Meter Data Management (MDM). Auf das MDM-System können auch andere Datenquellen von Fremdanwendungen, Messdienstleistern und anderen Marktteilnehmern zugreifen und ihre Daten übermitteln. Die Übertragungstechnik selbst kann drahtgebunden über Powerline oder Netzwerke erfolgen, aber ebenso drahtlos über Funknetze. Als Übertragungstechniken werden dafür PRIME und das G3-PLC-Protokoll eingesetzt. Die übertragenen Daten dienen dem Verbraucher zur Änderung seines Verbrauchsverhaltens und dem Versorgungsunternehmen für deren Kapazitätsplanung. Generell werden AMI-Systeme für alle Verbrauchswerte eingesetzt, die von Gas, Elektrizität und Wasser. AMM, automated meter management Automated Meter Management (AMM) ist ein Technologie für die effizientere Nutzung des Energieverbrauchs. Das AMM-Konzept unterstützt intelligente Stromzähler, die Smart Meter, und erhöht die Effizienz der gesamten Wertschöpfungskette von der Energieerzeugung über die Energiespeicherung bis hin zum Energieverbrauch. Das Automated Meter Management bietet über das Smart Metering Echtzeit- und 3

4 Detailinformationen über den Verbrauch eines jeden Kunden. Das intelligente Stromnetz, das Smart Grid, kann auf den entsprechenden Mehrbedarf oder eine Bedarfsminderung unmittelbar reagieren. Der Funktionen des Automated Meter Management (AMM) Verbraucher hat durch das AMM-Konzept den Vorteil, dass er Tages- und zeitabhängige Tarife und spezielle Angebote durch Steuerung seiner Verbrauchsgeräte optimal ausnutzen kann. Die AMM-Aktivitäten werden von PRIME (Powerline Intelligent Metering Evolution), einer offenen Organisation unterstützt, die eine Architektur für das Automated Meter Management entwickelt hat und AMM international standardisiert. AMR, automatic meter reading Die automatische Zählerablesung (AMR) ist ein Beispiel für M2M-Kommunikation bei der von Sensoren erfasste Verbrauchswerte von Strom-, Wasser- und Gaszählern über Strom-, Telefon- 4

5 Heizkörpern, von Fülloder Zählerständen CENELEC-Frequenzbänder nach EN für das Stromnetz handeln, die mittels Bluetooth oder ZigBee an einen Funkknoten und von dort weiter an die Erfassungseinrichtung übertragen werden. oder Funknetze zu einer zentralen Erfassungseinrichtung übertragen werden. Es kann sich dabei um Verbrauchsdaten von Unter vielen anderen Anwendungen nutzt die Energiewirtschaft die AMR-Technik und das Smart Metering indem sie die Zählerstände von Stromzählern ausliest und diese über die von der CENELEC definierten Frequenzbänder mittels Powerline-Übertragung mit der äußerst geringen Datenrate von 75 bit/s überträgt. Andere Konzepte benutzen für die Übertragung der Zählerstände Funktechniken wie das dafür nutzbare Frequenzband von 868 MHz oder die bestehenden Mobilfunknetze mit General Packet Radio Service (GPRS) oder UMTS. Die Weiterentwicklung der AMR-Technik führt zu den wesentlich leistungsfähigeren AMI-Systemen, den Advanced Metering Infrastructure. DAP, data aggregation point Data Aggregation Points (DAP) sind Konzentrationspunkte in Smart Grids, die die Messwerte von vielen über weite geografische Bereiche verteilte AMI-Systemen (Advanced Metering Infrastructure) erfassen. Durch die verteilten DAP-Punkte kann der von den AMI-Systemen 5

6 ermittelte Strombedarf geografisch zugeordnet werden. Die erfassten Messwerte können in den Data Aggregation Points gespeichert und verarbeitet werden und werden an das zentrale Meter Data Management (MDM) übertragen. Die erfassten AMI-Messwerte können im Demand Side Management (DSM) in die Bedarfsabhängige Verbrauchssteuerung einfließen. DMS, distribution management system Die Bezeichnung Distribution Management System (DMS) wird in Smart Grids für die zentrale Komponente des Kontrollcenters benutzt, die die elektrische Stromverteilung in Stromverteilungsnetzen überwachen, verwalten und kontrollieren. DMS-Systeme verwalten die Energie-erzeugenden Anlagen, die Energiespeicher und -verteilung und das Lastmanagement mit der Steuerung verbrauchsorientierter Kundengeräte mittels Demand Response. Ein solches System arbeitet mit Echtzeitinformationen und sorgt für die kurzfristige Wiederherstellung der Stromversorgung, für verkürzte Ausfallzeiten durch das Outage Management System (OMS), eine verbesserte Versorgungszuverlässigkeit und akzeptable Frequenz- und Spannungswerte. DMS-Systeme sind aus SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) entstanden und umfassen weitere Steuerungssysteme wie Outage Management Systems, sowie Kommunikationssysteme für die kurzfristige Information des Wartungspersonals und der Stromkunden. DNP, distributed network protocol DNP-Protokoll Das Distributed Network Protocol (DNP3) ist ein offenes Standard-konformes Kommunikationsprotokoll für die Fernwirktechnik. Das DNP3-Protokoll dient der Kommunikation zwischen den Außenstationen, Fernbedienungsterminals (RTU), Intelligent Electronic Devices (IED) und der zentralen Leitstation, dem Master. Es eignet sich für 6

7 Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) in Elektrizitätswerken sowie in energieerzeugenden und verteilenden Smart Grids. Über das DNP3-Protokoll kann die Master-Station mittels vordefinierter Steuerfunktionen Anfragen an die Außenstationen stellen, die diese beantworten. Im Update von DNP3 gibt es einen Mechanismus für die Authentifizierung mit der die Masterstation eindeutig die richtige Außenstation zuordnen kann, mit der sie kommuniziert. DR, demand response Demand Response (DR) ist ein Begriff aus Smart Grids und kann als bedarfsgerechte Steuerung des Stromverbrauchs interpretiert werden. Demand steht dabei für den Strombedarf des Stromverteilungsnetzes und Response für das kundenseitige Verbrauchsverhalten. Demand-Response spiegelt das Netzverhalten zwischen dem Stromverteilungsnetz und dem Verbraucher wider und kann die verschiedensten Formen haben. Es basiert aber immer auf Vereinbarungen zwischen Verbraucher und Elektrizitätsversorger. So kann in den Vereinbarungen festgelegt sein, dass der Verbraucher dann seinen Strombedarf reduzieren muss, wenn der Energieversorger das fordert. Er kann auch dem Elektrizitätsversorger die Genehmigung zur ferngesteuerten Stromreduzierung geben, damit dieser den Verbrauch des Verbrauchers reduziert, in dem er bestimmte Energie-intensive Anlagen herunterfährt. Da viele Demand-Response-Vereinbarungen zwischen großen industriellen Unternehmen und Elektrizitätsversorgern getroffen werden, und die Unternehmen dadurch finanzielle Vorteile haben, müssen sie ihre Anlagen herunterfahren, sobald die Elektrizitätsversorger dies fordern. 7

8 DSM, demand side management Lastmanagement Beim Lastmanagement, dem Demand Side Management (DSM) oder Load Management, geht es um die Laststeuerung des Stromverbrauchs in Smart Grids, den intelligenten Stromnetzen. Die Verbrauchssteuerung betrifft gleichermaßen Unternehmen, gewerbliche Betriebe und Haushalte und hat das Ziel den Kunden dazu anzuhalten verbrauchsintensive Anlagen oder Haushaltgeräte dann gezielt einzuschalten, wenn die Stromtarife günstig sind. Die Stromtarife unterliegen den schwankenden und nichtvorhersagbaren Energieeinspeisungen von Windkraftund Photovoltaikanlagen und sind dann am günstigsten, wenn überschüssige Energie vorhanden ist, die entweder durch Verbrauch oder durch Speicherung in den Energiespeichern abgeführt wird. Bei Spitzenverbrauch und geringer Energieeinspeisung sind die Stromtarife dagegen am höchsten. In industriellen und gewerblichen Betrieben kann sich das Lastmanagement in aller Regel nicht nach den Tarifen richten, sondern nur nach den Produktions- und Arbeitsabläufen. Daher beschränkt sich die Laststeuerung auf Kosteneinsparungen in Haushalten, und dort nur auf die verbrauchsintensiven Haushaltsgeräte, die mittels Smart Metering ein- und ausgeschaltet werden können. Verschiedene elektrische Geräte, die für die Sicherheit oder die medizinische Versorgung lebenswichtig sind, sind ohnehin von der Laststeuerung ausgeschlossen. Beim Demand Side Management ist an verschiedene nutzungsabhängige Stromtarife gedacht. Time of Use (TOU) ist so ein Tarif, der einen Anreiz für den Ausgleich zwischen Spitzen- und Abschaltzeiten bietet, oder Critical Peak Pricing (CPP) mit dem auf kritische Netzsituationen reagiert werden kann und über den Netzspitzen abgebaut werden. Und Realtime Pricing (RTP) mit dem auf Kapazitätsengpässe, Energieüberschüsse und fehlerhafte Vorhersagen reagiert werden kann. 8

9 EMS, energy management system Ein Energy Management System (EMS) ist ein Computersystem das von Energie-Betreibern und -Disponenten für die Echtzeitüberwachung und Steuerung von Smart Grids und anderen Energieversorgungsnetzen benutzt wird. Sie steuern komplette Energieversorgungsnetze von der Energieerzeugung über die -übertragung bis hin zum Endverbraucher. Entsprechende Überwachungs-, Steuerungs- und Optimierungsfunktionen sind bekannt als Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) und werden daher auch als SCADA/EMS bezeichnet. In den Anfangsjahren basierten die meisten Energiemanagementsysteme auf proprietärer Hardware und eigenen Betriebssystemen. Da diese Technik mit der Zeit unökonomisch wurde, haben sich einige EMS-Hersteller für das Betriebssystem OpenVMS von Digital Equipment oder Unix entschieden. Später wurden auch Windows-basierte Lösungen entwickelt. G3-PLC-Protokoll Das G3-PLC-Protokoll ist ein von Maxim entwickeltes Übertragungsprotokoll für Schmalband- Powerline (NB-PLC), das von der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) für die Kommunikation in Smart Grids als Standard anerkannt wurde. Außerdem wird es von den Standardisierungsgremien von IEEE, IEC und ISO berücksichtigt. G3-PLC ist ein offenes Protokoll für die schnelle, sichere und effektive Kommunikation in Smart Grids, das auf Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) basiert und die Interoperabilität von unterschiedlichen Herstellerkomponenten sicherstellt. Es arbeitet im Schmalband-Powerline und ist konform zu dem erweitertem FCC-Frequenzband von 10 khz bis 490 khz. G3-PLC unterstützt das IP-Protokoll in der Version IPv6 und schafft damit die Voraussetzungen für den Datenaustausch zwischen Smart Metern und den Kontrollcentern der Energieversorger über das Internet. Für die Sicherheit der Datenübertragung sorgt eine AES- Verschlüsselung mit 128 Bit. Das G3-PLC-Protokoll arbeitet nach dem Demand-Response- 9

10 Verfahren bei dem das Meter Data Management System (MDMS) eine Anfrage an das Automated Meter Management (AMM) stellt und dieses die Anfrage beantwortet. Dabei ist festzuhalten, dass Demand der Bedarf nach Energie aus dem Stromverteilnetz bedeutet, und Response das kundenseitige Verbrauchsverhalten. Das G3-PLC-Protokoll kann in allen Energie-erzeugenden und -verbrauchenden Anlagen eingesetzt werden. In Smart Grids und im Smart Grid Management, im Automated Meter Management (AMM), bei Smart Metern im Inhouse-Bereich beispielsweise für die Stromerzeugung durch Photovoltaikanlagen oder die Batterieladung von Traktionsbatterien in Elektromobilen. Die Weiterentwicklung und Marktpenetrierung des G3-PLC-Protokolls wird durch die G3-PLC- Allianz vorangetrieben. MDM, meter data management Das Meter Data Management (MDM) ist das zentrale Datenmanagement für die gemessenen Verbrauchswerte der Smart Meter, der intelligenten Stromzähler. Es stellt das Bindeglied zwischen der Prozessdatenverarbeitung und der unternehmensweiten Informationsverarbeitung dar und stellt beiden Seiten entsprechende Funktionen zu Verfügung. So verarbeitet es die Verbrauchsdaten von AMI-Systemen (Advanced Metering Infrastructure), in die die Analysewerte einzelner Verbrauchstellen einfließen, des Weiteren die von anderen Marktteilnehmern, von Fremdanwendern und Messdienstleistern. Das Meter Data Management System (MDMS) kann als Berechnungsautomat angesehen werden, der über Kommunikationsnetze seine Ergebnisse anderen Anwendungen zur Verfügung stellt. So für die Bearbeitung von Prognosedaten oder die Abrechnungsvorbereitung anhand der elektronisch erfassten Verbrauchswerte. 10

11 MDMS, meter data management system MDMS-System Meter Data Management System (MDMS) ist eine zentrale Komponente in Smart Grids in der die verschiedensten Daten der Smart Meter und von AMI-Systemen eingehen. Das MDMS- System unterstützt die bidirektionale Kommunikation mit den Zähleinrichtungen, mit denen es über das Internet und über andere Telekommunikationsnetze verbunden ist. Es kann daher jederzeit auf die Verbrauchswerte der Smart Meter zugreifen. MDMS-Systeme sind Server, die die eingehenden Verbrauchswerte der Smart Meter verarbeiten und zukünftige Verbrauchsprognosen erstellen. Die von ihnen erfassten Verbrauchsdaten Verbrauchszähler am Meter Data Management System (MDMS) 11

12 werden in angeschlossenen Rechnern, dem Customer Information System (CIS), für die Verbrauchsabrechnung weiterverarbeitet. Die CIS-Systeme enthalten u.a. die Stammdaten der Kunden und verarbeiten statistische Daten für die Verbrauchsprognosen. Die Daten müssen darüber hinaus für die Rechnungserstellung und das Mahnwesen und für andere Unternehmensprozesse wie das Electronic Document Management (EDM), Enterprise Resource Planning (ERP) oder das Customer Relationship Management (CRM) aufbereitet und zur Verfügung gestellt werden. OMS, outage management system PRIME, powerline intelligent metering evolution Ein Outage Management System (OMS) ist ein Computersystem, das in Energieverteilungsnetzen Ausfälle und Unterbrechungen in der Energieversorgung erfasst und für die Wiederherstellung der Energieversorgung sorgt. OMS-Systeme erfassen die Sicherungen und Abschaltkreise in denen die Stromunterbrechung stattgefunden hat, und zwar anhand von geografischen Daten eines Geographics Information System (GIS). Sie sorgen für die Wiederherstellung der Energieversorgung und berücksichtigen Notfallsituationen sowie die Unterbrechungsdauer. OMS-Systeme geben ihre Informationen über die Anzahl der betroffenen Verbraucher an das Distribution Management System (DMS) und berechnen die für die Wiederherstellung benötigte Zeit. Außerdem werden die Verbraucher über das Customer Information System (CIS) über die Stromunterbrechung und die wahrscheinliche Unterbrechungsdauer informiert. PRIME (Powerline Intelligent Metering Evolution) ist eine Allianz, die das Automated Meter Management (AMM) international standardisiert um damit die Interoperabilität zwischen den Produkten der verschiedenen Hersteller sicher zu stellen. PRIME repräsentiert eine allgemeine, 12

13 offene Telekommunikationsarchitektur, die die zukünftigen Funktionen des Automated Meter Managements (AMM) in Smart Grids unterstützt. Die von PRIME entwickelten Verfahren wie die Modulationsverfahren, Codierungen, Protokolle und Datenformate unterliegen keinen speziellen Rechten und können uneingeschränkt genutzt werden. Die von PRIME erarbeiteten Spezifikationen sind umfassend und detailliert und stehen für interoperable Lösungen. Die PRIME-Architektur definiert die unteren Schichten des OSI-Referenzmodells für die Powerline-Übertragung in Smart Grids. Dabei geht es zuvorderst um die Datenübertragung in dem von der CENELEC für Energieversorger reservierten Frequenzband A und das Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM). Der schmalbandige Frequenzbereich erfährt durch die Nutzung von FCC-Bändern eine Erweiterung im Frequenzbereich zwischen 10 khz und 490 khz. Durch diese Erweiterung kann die Datenrate von 140 kbit/s bei der Schmalbandübertragung auf 1 Mbit/s erhöht werden. Daneben kümmert sich eine WAN-Arbeitsgruppe um die Kommunikation zwischen dem AMI- System und dem Meter Data Management System (MDMS) des Energieversorgers. Ziel dieser Arbeitsgruppe ist es, eine offene und sicherere Lösung für die Datenübertragung mittels Webservices über das Internet zu entwickeln. Eine vergleichbare Lösung stellt das G3-PLC- Protokoll von Maxim dar. Smart-Grid Mit Smart Grid (SG) oder Smart Power Grid werden intelligente Leitungsnetze für die Stromversorgung bezeichnet, in denen die Energieversorgung der Energieeinspeisung und dem Verbrauch anpasst werden. Bei diesen Energienetzen geht es um eine bedarfsgerechte und effiziente Energieverteilung von zentral und dezentral eingespeister Energie und um die Steuerung des Verbrauchsverhaltens. Smart Grids sind flächendeckende, länderübergreifende 13

14 Stromnetze, die die Energie von Grundlastwerken, Wasserkraftwerken, Kraftwerken für regenerative Energien und Kleinstkraftwerke von Endverbrauchern koordinieren und verbrauchsabhängig steuern. Die Ausdehnung der Smart Grids reicht über ganz Europa, von den Windkraftwerken in der Nordsee bis hin zu den geplanten Solarkraftwerken in Nordafrika. Für die Energieübertragung stehen die vorhandenen Hochspannungs- und Niederspannungsnetze und Leitungen für die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) zur Verfügung. Smart Grids sollen die stark schwankenden Energieeinspeisungen von Solar-, Windkraft- und Biogas-Anlagen in die vorhandenen Energieversorgungsnetze ausgleichen und außerdem für eine Effizienzerhöhung sorgen. Smard-Grid-Netze können dank ihrer Intelligenz Vorhersagen über die Einspeisung und den Verbrauch erstellen, die Speicherung von überschüssiger Energie steuern und die Stromverteilung durch das Lastmanagement ausgleichen. Sie Konzeptionelle Komponenten eines Smart Grid können Einspeisungs- und 14

15 Verbrauchsprofile erstellen und danach das Energieangebot optimieren. Neben dem Lastmanagement geht es auch um die automatisierte Netzverwaltung und -wartung. Vom Konzept her handelt es sich bei einem Smart Grid um ein komplexes Netzwerk, in dem alle Datenströme für die Energieversorgung zusammenlaufen. An allen Einspeisepunkten und Verbrauchsstellen werden die Daten mittels Sensoren erfasst und der Smart-Grid-Steuerung zur Verfügung gestellt. Das Konzept reicht bis hin zum Endverbraucher, der mit intelligenten Stromzählern, den Smart Metern, ausgestattet wird und mittels Smart Metering sein eigenes Verbrauchsverhalten erfasst und dieses durch spezielle Tarife beeinflussen kann. Ein entscheidender Aspekt von Smart Grids ist die Energiespeicherung. Dafür stehen Übersicht über die verschiedenen Teile des IEEE-Standards P

16 Pumpspeicherkraftwerke, Druckluftspeicher und Wasserstoffspeicher zur Verfügung. Konzeptionell sollen aber auch Elektrofahrzeuge in die Energiespeicherung eingebunden werden. Und zwar sollen die Batterien der Elektromobile mittels Smart Charging Energie speichern und bei Lastspitzen diese an das Smart Grid abgeben. IEEE standardisiert das Thema Smart-Grids unter dem Standard P2030 mit dem Titel: IEEE Guide for Smart Grid Interoperability of Energy Technology and Information Technology Operation with the electric Power System (EPS), and End-use Applications and Loads. Darüber hinaus hat IEEE eine Technical Advisory Group mit der Bezeichnung IEEE gegründet, die die Aktivitäten von IEEE 802 in die Smart-Grid-Kommunikation einbringen soll. Smart Meter Intelligenter Zähler Ganz allgemein ist ein Smart Meter ein intelligenter Energiezähler. Bei der Bezeichnung wird kein Unterschied gemacht, ob es sich um einen intelligenten Strom-, Wasser- oder Wärmezähler handelt, alle werden mit Smart Meter bezeichnet. Smart Meter arbeiten digital und sind mit eigener, teilweise sogar mit hoher Intelligenz ausgestattet. Sie erfassen den Energieverbrauch aber auch die eingespeiste Energie von CENELEC-Frequenzbänder nach EN für das Stromnetz 16

17 Photovoltaikanlagen, von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen oder von Akkus von Elektrofahrzeugen. Smart Meter arbeiten bidirektional, einerseits in Richtung Verbraucher, andererseits von der eigenen Energieversorgung hin zum Smart Meter. Hinzu kommt, dass das Smart Metering auch beim Energiesparen helfen soll, da zukünftig die Energiepreise zeitabhängig sowohl in Abhängigkeit von der Tageszeit als auch vom Wochentag berechnet werden sollen. So kann das Smart Meter mit dem Automated Meter Management (AMM) einen Beitrag zur Kostenreduzierung leisten, indem es Verbrauchergeräte mit hohem Leistungsverbrauch nur bei günstigen Energiepreisen einschaltet. Das bedeutet beispielsweise, dass in einem Haushalt die Waschmaschine oder der Trockner vorwiegend nachts betrieben werden. Dadurch kann der Verbraucher Energiekosten sparen. Es gibt verschiedene Konzepte für die Steuerung der Verbrauchergeräte, so das Konzept Digitalstrom, das mit kleinen, schnell installierbaren Steuereinheiten arbeitet, oder IP-basierte oder auch WLAN-basierte Konzepte mit proprietären Steuerungsprotokollen. Es besteht auch die Möglichkeit die Verbrauchsstellen über den M-Bus mit dem Smart Meter zu verbinden. Das Smart Meter überwacht nicht nur die Verbrauchsstellen, sondern dient funktional auch als Gateway zum Energieversorger indem es auch den Energieverbrauch über die Energieverteilnetze, später über die Smart Grids, zu den Zentralen der Smart Metering, Foto: Lerchwerke Energieversorger überträgt und damit die Funktion der 17

18 Smart-Meter-Funktionen zu den Energieversorgern übertragen werden. Fernablesung erfüllt. Die Übertragung der Daten kann mittels Powerline erfolgen, aber auch über andere drahtgebundene Systeme oder auf Funktechnik basierenden AMI- Systemen über die die gemessenen Verbrauchsdaten Smart Metering Smart Metering steht für intelligentes Messwesen für den Energieverbrauch in Gebäuden. Es ist eine innovative Technologie, die aufgrund des im Deutschen Bundestag in 2008 verabschiedeten Energie- und Klimaschutzpaketes entwickelt wurde. Im Rahmen des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) von der Bundesregierung ist Smart Metering für 2010 zwingend in Neubauten vorgeschrieben. Smart Metering schafft in Kombination mit Smart Meter, den intelligenten Stromzählern, und den Smart Grids, den intelligenten Stromnetzen, die Voraussetzungen um die Stromerzeugung 18

19 kurz- und mittelfristig besser auf den Strombedarf und das Verbrauchsverhalten anpassen zu können. Die Energiemessung spielt dabei eine wesentliche Rolle für die Ermittlung des Strombedarfs. Mit Smart Metern wird zeitabhängig der Eigenverbrauch erfasst, ausgefeilte Techniken erfassen auch den Bezug von Energie, die Lieferung, die Produktion, den Verbrauch und den Eigenverbrauch. Die vom Smart Meter ermittelten und an den Energieversorger weitergeleiteten Verbrauchswerte fließen in das Kapazitätsmanagement der Smart Grids ein, können zur Verbesserung der Tarifmodelle herangezogen werden und sollen für einen sparsameren Umgang mit Energie sorgen. Die verbrauchsbezogenen Daten können auch für Prognosen und die Bedarfsentwicklung herangezogen werden. Durch tageszeitabhängige Tarife können Verbraucher leistungsstarke Verbrauchsgeräte immer dann betreiben, wenn die tageszeitabhängige Tarifierung ihnen Vorteile bringt. Smart Metering geht weit über die Funktionen der klassischen Stromzähler hinaus, weil ein Smart Meter den Energieverbrauch und die Energieeinspeisung bidirektional erfassen muss. Dies ist dann der Fall, wenn der Strom nicht nur vom Stromnetz bezogen, sondern auch in dieses eingespeist wird. So bei Photovoltaikanlagen oder bei Elektrofahrzeugen, deren Akkus als Energiespeicher eingesetzt werden könnten. Es gibt verschiedene Konzepte für die Datenübertragung hin zum Energieversorger. Dies kann über Web-Interfaces und das Internet erfolgen; die Messdaten können aber ebenso über lizenzfreie Funkfrequenzen oder über Mobilfunknetze übertragen werden und auch über die Stromnetze mittels Powerline. Dagegen sind die von der Cenelec festgelegten Frequenzbänder für die Übertragung der Zählerstände über das Stromnetz nicht nutzbar, da deren Datenraten zu niedrig sind. Die Vernetzung des Smart Metering bildet eine M2M-Kommunikation und führt langfristig hin zu Smart Metering Grids, bei der eine weitgehende messtechnische Vernetzung angestrebt wird. 19

20 Insgesamt ist in der Stromerzeugung ein Paradigmenwechsel zu erkennen, der sich in der verbrauchsabhängigen Steuerung ausdrückt. Zukünftig soll nämlich nur noch so viel Energie verbraucht werden, wie gerade produziert wird. Ein Aspekt für dieses Zukunftsszenario ist die vom National Institute of Standards and Technology (NIST) vorgenommene Einbindung von Smart Grids und Smart Metering in die Home Area Networks (HAN). 20

21 Impressum Smart Grid Urheber Klaus Lipinski, Dipl.-Ing. Datacom-Buchveralg GmbH Dietersburg ISBN: Smart Grid E-Book, Copyright 2013 Alle Rechte vorbehalten. Keine Haftung für die angegebenen Informationen. Impressum Creative Commons Namensnennung- Keine Kommerzielle Nutzung - Keine Bearbeitung 3.0 Deutschland Hinweis Im Falle einer Verbreitung müssen Sie anderen alle Lizenzbedingungen mitteilen, die für dieses Werk gelten. Das E-Book darf nur dann auf fremde Webseiten gestellt werden, wenn ein Backlink auf gesetzt ist. Layout & Gestaltung: Sebastian Schreiber Produktion: Weitere Informationen unter 21