Energie mit Standard steuern
Dr. Peter HEUELL (EMH metering Gmb), Gyula HÁROMSZÉKI (Prolan Gruppe)


Intelligente Messsysteme – auch Smart Meter genannt – können mit einer Steuerbox helfen, Stromnetze zu stabilisieren. Ein ungarisches Unternehmen bietet nun die erste Steuerbox an, welche die Vorgaben des Forums Netztechnik/Netzbetrieb (FNN) für den Einsatz in Deutschland erfüllt. Ein deutscher Anbieter für Smart Meter hat diese Steuerbox in sein Portfolio integriert. Sie steht damit für den Verkauf bereit.

Eine Herausforderung der Energiewende ist, das schwankende Stromangebot mit dem Strombedarf auszubalancieren. Gelingt dies nicht, kommt es zu Spannungsproblemen. Ein Weg, überschüssige Strommengen zu regulieren, ist für Netzbetreiber, Photovoltaik- oder Windkraftanlagen abzuregeln. Sie haben hierfür unter anderem die Rundsteuertechnik genutzt.

Bald steht hier ein Systemwechsel vor der Tür: Das „Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende“ von September 2016 schreibt vor, dass für das Abregeln künftig intelligente Messsysteme (iMsys) zum Einsatz kommen müssen. Ein solches Messsystem besteht aus einem digitalen Stromzähler, der um eine Kommunikationseinheit – das Smart Meter Gateway – erweitert wird. Dieses Gateway kann Energiedaten an externen Marktteilnehmer wie Netzbetreiber oder Direktvermarkter übertragen und Steuerbefehle von diesen erhalten.

Die Übertragung der Daten über das Smart Meter Gateways ist dabei besonders sicher vor Manipulation und Diebstahl. Denn in Deutschland dürfen zukünftig nur Smart Meter zum Einsatz kommen, die durch das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) geprüft und freigegeben wurden. Um ein Zertifikat zu erhalten, werden solche Gateways intensiven Sicherheits-Evaluierungen unterzogen.

Rollout beginnt

Das Gesetz schreibt vor: Wenn drei BSI-zertifizierte Gateways verfügbar sind und die Markterklärung vom BSI erteilt wurde, müssen die intelligenten Messsyteme in den Markt eingeführt werden. Die Firma EMH metering aus Gallin in Mecklenburg-Vorpommern hat im Dezember 2019 als drittes Unternehmen eine entsprechende Zertifizierung erhalten – genauer für das Gateway „Casa“ (Communication Access Security Administrator). Am 31. Januar hat das BSI die Markterklärung veröffentlicht. Damit kann der Rollout von Smart Metern beginnen. Das Abregeln von EEG- und KWK-Anlagen gemäß §14 a EnWG zählt zwar derzeit noch nicht zu den Pflichteinbaufällen – dafür müssen noch die rechtlichen Rahmenbedingungen angepasst werden. Mit der nächsten Marktanalyse, die spätestens am 31. Oktober erscheint, müssen dann aber auch EEG- und KWK-Anlagen über ein Gateway geschaltet werden

Nach einer Kosten-Nutzen-Analyse, die das Beratungsinstitut Ernst & Young 2013 im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums durchgeführt hat, rechnet sich der Rollout, wenn Smart Meter netzdienlich zum Einsatz kommen. Dazu müssen sie ein Last- und Einspeisemanagement unterstützen und Solar- und Windenergieanlagen aber auch Heizungen und Wärmepumpen steuern können.

Intelligente Messsysteme sollen also dezentrale Erzeugungsanlagen, Speicher und steuerbare Verbrauchseinrichtungen – so genannte Controllable Local Systems (CLS) – überwachen und steuern. Um den Schaltvorgang durchführen zu können, wird die iMsys um ein Schaltgerät – auch Steuerbox genannt – erweitert. Diese wird über das CLS-Interface an das Smart Meter Gateway angebunden. Die Steuerbox leitet die Steuer- und Schaltbefehle von den entsprechenden Marktteilnehmern an die entsprechenden Anlagen weiter

Anforderungen erfüllt

Jetzt bietet das Unternehmen Prolan aus Budakalász nördlich von Budapest die erste standardisierte Steuerbox an, die alle Anforderungen des Forums Netztechnik/Netzbetrieb (FNN) erfüllt. Dieses Forum ist im Verband Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (VDE) angesiedelt. Es treibt die technische Ausgestaltung der Smart Meter-Technologie voran. Im Fokus steht, dass Geräte unterschiedlicher Hersteller problemlos miteinander funktionieren und austauschbar sind. Dafür definiert das Forum Prozesse von der Beschaffung bis zur Entsorgung, beschreibt Technologien und testet diese gemeinsam mit den Herstellern

Jetzt bietet das Unternehmen Prolan aus Budakalász nördlich von Budapest die erste standardisierte Steuerbox an, die alle Anforderungen des Forums Netztechnik/Netzbetrieb (FNN) erfüllt. Dieses Forum ist im Verband Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (VDE) angesiedelt. Es treibt die technische Ausgestaltung der Smart Meter-Technologie voran. Im Fokus steht, dass Geräte unterschiedlicher Hersteller problemlos miteinander funktionieren und austauschbar sind. Dafür definiert das Forum Prozesse von der Beschaffung bis zur Entsorgung, beschreibt Technologien und testet diese gemeinsam mit den Herstellern

Eine FNN-Anforderung lautet, dass Steuerboxen nach den Vorgaben des Protokolls IEC 61850 der Internationalen Elektrotechnischen Kommission IEC (International Electrotechnical Commission) in Genf mit anderen Geräten kommunizieren müssen. So will das FNN einheitliche Kommunikations-Standards für das gesamte Steuersystem sicherstellen.

Prolans Steuerbox ist mit allen Geräten und CLS-Managementsystemen kombinierbar, die diesen IEC-Standard unterstützen. Eine solche Interoperabilität erleichtert den Aufbau, das Management und die Koordinierung von netzdienlichen Steuerungen in der Praxis erheblich.

Priorisierung

Laut FNN müssen Schaltboxen mit verschiedenen Anwendungsfällen umgehen können. Dazu zählen das An- und Abregulieren von Erzeugungsanlagen, das tarifbasierte Schalten von Heizungen oder Energiespeichern sowie das Schalten öffentlicher Beleuchtungen. Sowohl Netzbetreiber, Direktvermarkter und Energieversorger müssen die Schaltbox auf diese Weise für ihre Zwecke nutzen können. Entscheidend dabei ist, dass die Schalthandlungen priorisiert sind, damit sich die Schaltbefehle nicht gegenseitig behindern. Eine solche Priorisierung der so genannten „sternförmigen Kommunikation“ hat der FNN festgelegt. Oberste Priorität beim Schalten hat der Netzbetreiber, da er dafür sorgen muss, dass immer ausreichend Strom vorhanden ist. Die genauen Fahrpläne für das Schalten erhält die Steuerbox von einer Koordinierungssoftware.

Ein weiterer Vorteil der Prolan Steuerbox ist die Bauform: Das Gerät wurde für die Montage in der Hutschiene konzipiert. Die Hutschiene ist bereits im Basiszähler vorgesehen, da auch das Gateway darüber montiert wird. Die Steuerbox lässt sich dadurch einfach per plug and play im Messsystem installieren.