Donnerstag, 26. Dezember 2024

DatenkommunikationVerteilnetz für Strom und Daten

[13.12.2019] Für die Kommunikation von Smart-Metering-Daten kann das eigene Stromnetz genutzt werden. Mit Breitband-Powerline-Technologie wird dazu ein sicheres Datennetz eingerichtet, das intelligente Messsysteme sowie Mess- und Schalttechnik mit der Leitstelle verbindet.
Mit einem Netzwerk-Management-System kann der Datenverkehr gezielt priorisiert werden.

Mit einem Netzwerk-Management-System kann der Datenverkehr gezielt priorisiert werden.

(Bildquelle: devolo)

Die Infrastruktur zur Kommunikation im intelligenten Stromnetz ist schon da. Sie erreicht sogar zuverlässig jeden Punkt, der kommunikativ in das Energiesystem eingebunden werden soll. Und das Beste, aus Sicht des Netzbetreibers, ist: Sein eigenes Verteilnetz bildet diese Infrastruktur. Die Powerline-Kommunikation (auch Powerline Communication, kurz: PLC) nutzt das bestehende Stromleitungsnetz zur Datenkommunikation. Dafür wird dem Kabel ein zusätzliches Signal aufmoduliert, das den originären Nutzen nicht beeinträchtigt. Eine Breitband-Powerline-Kopfstelle (BPL-Headend) in einer Ortsnetzstation und Repeater in einigen Kabelverteilerschränken spannen sodann ein flächendeckendes Kommunikationsnetz im Niederspannungscluster auf und verbinden intelligente Messsysteme sowie Mess- und Schalttechnik mit der Leitstelle.

Ein Datennetz für alles

Die moderne breitbandige Powerline-Technologie gewährleistet dabei, dass alle Akteure und Anlagen im Netz Informationen in kürzester Zeit austauschen können. Gerade im weit verzweigten Niederspannungsnetz bietet sich die Powerline-Kommunikation an. Sie ist leicht skalierbar und überzeugt durch ihre sehr gute Gebäudedurchdringung. Der direkte Zugriff auf die Installationsorte der PLC-Geräte ermöglicht dem Netzbetreiber einen schnellen, bedarfsgenauen und unbürokratischen Ausbau der Kommunikationsinfrastruktur. Der Auf- oder Ausbau des PLC-Netzes kann damit auf die Planung zur Anbindung der Leittechnik oder auf den örtlichen Roll-out von intelligenten Messsystemen abgestimmt werden. Der Zubau von dezentralen, volatil einspeisenden Erzeugern erfordert, dass der Netzbetreiber Messgeräte installiert, um kritische Netzzustände schnell zu erkennen und Gegenmaßnahmen ergreifen zu können. Für die kommunikative Anbindung der Messgeräte bietet sich wiederum die Powerline-Technik an. Doch nicht nur neue Geräte müssen ins Feld. Auch alte Leittechnik braucht eine zukunftsfähige Kommunikation. Die analoge Telefonie wird gerade abgeschaltet und auch die bewährte Rundsteuertechnik genügt den aktuellen Anforderungen nicht mehr. Die moderne Powerline-Kommunikation nutzt Internet Protocol Version 6 (IPv6), ist reaktionsschnell und ermöglicht eine bidirektionale Kommunikation –ein wesentlicher Vorteil gegenüber der alten Rundsteuertechnik.

Messwerte gezielt erheben

Wird ein PLC-Netz ausgerollt, dient es nicht bloß als Kommunikationsinfrastruktur, sondern bringt selbst einen Mehrwert mit. Denn die verbauten Repeater in den Kabelverteilerschränken können den Netzzustand an Ort und Stelle messen und über das Stromkabel bis zur Ortsnetzstation und dann weiter an die Leitwarte kommunizieren. So können Messwerte gezielt an diesen neuralgischen Stellen erhoben werden, ohne dass weitere Messgeräte installiert werden müssen. Denn gerade in den Kabelverteilerschränken mangelt es oft an Platz. Die Repeater können an der Türinnenseite oder an den Seiten hängen; notfalls sogar auf dem Boden liegen. Der Platzbedarf ist minimal. Ist ein PLC-Netz für die Bedarfe des Netzbetreibers (zur Überwachung und Steuerung) ausgerollt, kann es für weitere Zwecke genutzt werden. Die vom Messstellenbetreiber ausgerollten intelligenten Messsysteme brauchen eine kommunikative Anbindung. Funktechnologien erreichen oft nicht die Zählerplätze in den Kellergeschossen. Ein vorhandenes oder schnell erweitertes PLC-Netz ist die ideale Alternative. Ein gemeinsam genutztes PLC-Netz senkt zudem die Kommunikationskosten und führt zu Skaleneffekten. Die Einsatzszenarien beschränken sich aber nicht auf das Smart Grid und Smart-Metering-Anwendungen. Die Möglichkeiten sind vielfältig.

Anbindung leicht und sicher herstellen

In Neubaugebieten wird mittlerweile oft auf ein Gasverteilnetz verzichtet und die Wärmegewinnung mittels Wärmepumpen sichergestellt. Diese müssen vom Versorger überwacht werden, um auf Ausfälle reagieren oder um die Pumpen netzdienlich schalten zu können. Eine kommunikative Anbindung lässt sich mittels PLC-Technik leicht und rechtssicher herstellen. Die TK-Infrastruktur des Gebäudeeigentümers scheidet, mangels Zugriff durch den Versorger, aus, ebenso wie eigene DSL-Leitungen oder Funkanbindungen, die hohe Zusatzkosten und -aufwände erzeugen würden. Ein ganz entscheidender Vorteil eines Powerline-Kommunikationsnetzes ist die Möglichkeit, den Datenverkehr gezielt zu priorisieren. Netzkritische Schaltbefehle oder Fehlermeldungen bekommen Vorrang vor Smart-Metering-Daten. Mit einem Netzwerk-Management-System wird das komplette Weitverkehrsnetz des Betreibers einfach und größtenteils automatisiert gesteuert. Hier sind sowohl die Powerline-Cluster als auch Alternativformen wie Mobilfunk- oder Glasfaseranbindungen integriert. Kritische Zustände werden als Schwellenwerte definiert und selbstständig an die unternehmensweiten Serviceschnittstellen gemeldet. Die Integration neuer Installationen in das Netzwerk-Management erfolgt autonom und umfasst Provisionierung, Sicherheitsfreigabe und Konfiguration der Geräte. Ein hoher Grad an automatisierten Abläufen spart Zeit und Geld und macht die Skalierbarkeit der Netze erst möglich.

Schutz der Kommunikation

Für die erforderliche Sicherheit in den PLC-Netzen sorgen im Wesentlichen drei Aspekte: Die Installation der PLC-Geräte in Ortsnetzstationen und Kabelverteilerkästen bietet bereits einen physischen Schutz gegenüber Unbefugten. Ein modernes PLC-System verfügt über eine permanente Datenverschlüsselung mindestens nach AES128. Diese stellt schon auf PLC-Level eine erhebliche Hürde für Eindringlinge dar. Mit der BSI-konformen Datenverschlüsselung auf Smart-Meter-Gateway-Level kommt eine weitere Verschlüsselungsebene hinzu: Daten aus dem SMGW werden ausschließlich über sichere TLS-Kanäle (Transport Layer Security) übertragen. Netzbetreiber stehen vor großen Aufgaben. Einst für die Verteilung zentral erzeugter Energie konzipiert, wird das Verteilnetz von dezentralen, volatilen Einspeisern und flexiblen Verbrauchern zunehmend gefordert. Gleichzeitig kann dieses Netz aber auch selbst einen essenziellen Beitrag zur Digitalisierung leisten. Nämlich dann, wenn sich Strom und Daten die Leitung teilen und so alle Punkte im Netz mit Energie und Informationen versorgen.

Georg Offner

Offner, GeorgGeorg Offner leitet bei devolo Smart Grid die Abteilung Produkt-Management. Zudem ist Offner Mitglied in der BSI-Taskforce Sicherheitskonzept Lieferkette SMGW, im ZVEI TA Smart Metering, in den FNN Expertenteams Steuerbox und Kundennutzen der modernen Messeinrichtung sowie im FNN Teststufenkonzept.



Anzeige

Weitere Meldungen und Beiträge aus dem Bereich: Smart Metering
interview

CLS ON: Flexibel in der Niederspannung

[18.12.2024] Mit CLS ON bauen EWE NETZ, RheinEnergie, Westfalen Weser Netz, ­N-ERGIE und deren Smart Meter Gateway Administrator GWAdriga eine Plattform auf, die Netz- und Messstellenbetrieb verbindet. GWAdriga Geschäftsführer Michał Sobótka erläutert den Status quo. mehr...

co.met: Neue Kooperationen mit Zählerherstellern

[17.12.2024] Das Saarbrücker Unternehmen co.met intensiviert jetzt seine Zusammenarbeit mit Zählerherstellern, um Energieversorgungsunternehmen eine zukunftssichere und digitale Messdatenbeschaffung zu ermöglichen. mehr...

Stadtwerke Döbeln: Wechsel zur Komplettlösung von Schleupen

[02.12.2024] Die Stadtwerke Döbeln wechseln jetzt bei der Gateway-Administration zur Komplettlösung des Softwareanbieters Schleupen. mehr...

Die Kuchengrafik zeigt, dass 61 Prozent der Befragten für den Einbau von Smart Metern sind, 36 Prozent dagegen und 3 Prozent wissen es nicht.

Smart Meter: Hohe Kosten kosten Zustimmung

[06.11.2024] Laut einer Umfrage befürworten 61 Prozent der deutschen Haushalte den Einbau intelligenter Stromzähler. Doch die vom Bundeswirtschaftsministerium geplanten Kostensteigerungen könnten die Akzeptanz gefährden, warnt der Verbraucherzentrale Bundesverband. mehr...

GWAdriga: CLS ON-Projekt geht live

[24.10.2024] Mit der Installation der ersten zertifizierten Steuerboxen hat das Projekt CLS ON von GWAdriga den Produktivbetrieb aufgenommen. Projektpartner wie RheinEnergie und EWE Netz testen nun die Lösung, um erste Erfahrungen mit dem Steuerungs- und Managementprozess zu sammeln. mehr...

Das Bild zeigt die Erfassung von Zähleständen per Handyfoto.

regiocom: MeterSnap vereinfacht Zählerstandserfassung

[10.10.2024] Mit MeterSnap bringt regiocom eine innovative Lösung auf den Markt, die die Erfassung von Zählerständen per Foto deutlich vereinfacht. Der Service spart Zeit und Kosten für Energieversorger und deren Kunden. mehr...

ESWE: Smart Metering mit GWAdriga

[09.10.2024] Bei der Modernisierung des Messdatenmanagements setzt ESWE auf den Metering-Spezialisten GWAdriga. Das Unternehmen erhofft sich durch den Anbieterwechsel auch Synergieeffekte in anderen Bereichen. mehr...

Der Smart Meter Roll-out ist häufig der Einstieg in digitale Gebäudelösungen.
bericht

Smart Meter Roll-out: Gute Kombination

[30.07.2024] Die Kombination von Smart Meter Gateway, LoRaWAN und CLS-Management bietet zahlreiche Chancen: Durch die Möglichkeit, präzise Daten zeitnah über große Entfernungen zu übertragen, können Transparenz und Effizienz im Energie-Management optimiert werden. mehr...

Abteilungsgruppenleiter Thomas Knels zeigt den Stromzähler der Zukunft für die Hertener Stadtwerke.

Hertener Stadtwerke: Smart-Meter-Ausbau gewinnt an Fahrt

[25.07.2024] Im Laufe des Jahres wollen die Hertener Stadtwerke auf 500 verbaute intelligente Messsysteme kommen. 200 sind bereits installiert, jeden Monat kommen etwa 50 hinzu. Dahinter steht ein genauer Fahrplan, den nicht zuletzt die gesetzlichen Vorgaben erfordern. mehr...

GWAdriga/GreenPocket: Partnerschaft um fünf Jahre verlängert

[22.07.2024] GWAdriga und GreenPocket setzen jetzt ihre Zusammenarbeit im Bereich der Smart-Meter-Visualisierung fort. Die seit 2019 bestehende Partnerschaft wird bis 2029 verlängert, um den steigenden Anforderungen im Smart Metering gerecht zu werden. mehr...

Das Breitband-Powerline(BPL)-System von PPC macht das Stromnetz zur effektiven und sicheren Kommunikationsplattform für digitale Anwendungen im Verteilnetz.

Voltaris: BPL für Smart Meter Roll-out

[16.07.2024] Um eine zuverlässige Verbindung des Smart Meter Gateways zu den Back-End-Systemen herzustellen, testet die Voltaris AWG momentan alternative WAN-Technologien wie etwa BPL. mehr...

Das Gateway Elvaco Edge kann sowohl mit Batterie als auch über das Stromnetz betrieben werden.

Elvaco: Neues Submetering Gateway

[21.06.2024] Mit Elvaco Edge bietet das Unternehmen Elvaco ab sofort eine technologieoffene Ende-zu-Ende-Lösungen für Energieversorger, Stadtwerke und Submetering-Unternehmen an. Das Gerät ist sowohl für die kabelgebundene als auch die kabellose M-Bus-Kommunikation konzipiert und kann entweder mit Netz- oder Batterieversorgung betrieben werden. mehr...

Energieversorgung Filstal: Schrittweises Vorgehen beim Smart Meter Roll-out hat sich bewährt.
bericht

Smart Metering: Roll-out ohne Schnittstellen

[21.06.2024] Für den Roll-out intelligenter Messsysteme greift die Energieversorgung Filstal auf eine Lösung der Wilken Software Group zurück. Dadurch profitiert sie von einem Roll-out ohne Schnittstellen. Die Gateway-Administration kann sie außerdem an meterpan auslagern. mehr...

N-ERGIE-Hauptsitz in Nürnberg: Der Energieversorger hat über 4.600 intelligente Messsysteme auf den neuen Dienstleister GWAdriga umgestellt.

N-ERGIE: Smart-Meter-Projekt abgeschlossen

[04.06.2024] Die N-ERGIE hat ihr GWA-Wechsel- und Migrationsprojekt erfolgreich abgeschlossen. Über 4.600 intelligente Messsysteme wurden auf den neuen Dienstleister GWAdriga umgestellt. mehr...

bericht

Smart Metering: Neustart geglückt

[02.05.2024] Nachdem sich der Software-Anbieter für die Gateway-Administration, MeteringSüd, im Jahr 2022 vom Markt zurückgezogen hatte, haben sich ehemalige Gesellschafter für den Dienstleister GWAdriga entschieden. Er unterstützt die Projektpartner seitdem erfolgreich beim Smart Meter Roll-out. mehr...