e*Nergy

Mit der Fernsteuerlösung e*Nergy bietet e*Message Verteilnetzbetreibern die Möglichkeit, ihre Steuerungsaufgaben im Niederspannungsnetz effizient, sicher und zuverlässig zu erfüllen, um damit die Stromnetzstabilität sicherstellen zu können. Über die bestehende Infrastruktur, dem landesweiten Sicherheitsfunknetz der e*Message, können Betreiber mit den entsprechend zu schaltenden Endeinrichtungen wie Wärmepumpen, Heizungsanlagen, tarifsensible Verbraucher (z.B. Ladesäulen) und Erzeuger (z.B. Photovoltaik-Anlagen) verbunden werden und diese zu- bzw. abschalten oder stufenweise anpassen.

Das System ist konkurrenzlos sicher, hocheffizient und sehr kosteneffektiv, da kein Bedarf an weiteren Kommunikationswegen besteht, um allerhöchste Sicherheitsstandards zu erfüllen.


Sicherheitsfunknetz als Basis

e*Nergy nutzt das e*Message-eigene, unabhängige und Deutschland weit ausgebaute Sicherheitsfunknetz, das für den Bedarf kritischer Infrastrukturen (BOS, Krankenhäuser, Versorgungsnetze) konzipiert ist.

Wichtige Eigenschaften des Netzes sind:

  • eine gleichmäßige Verfügbarkeit sowohl in der Fläche als auch innerhalb von Gebäuden
  • 800 Sendestandorte in Deutschland mit eigener Funktechnik und hoher Sendeleistung (100 W)
  • redundante Versorgung, unter anderem durch weit überlappende Sendebereiche (Gleichwellentechnik)
  • Sehr gute Gebäudedurchdringung aufgrund 460MHz Funk Frequenzbereich
  • Erweiterbarkeit durch ausreichende Reserven in der Bandbreite und durch Regionalisierbarkeit (über 80 Sendezonen)
  • ausfallsicher durch unabhängige Stromversorgung (USV).
  • Sicherstellung der Funktion ohne Nutzung terrestrischer Kommunikationswege.

Der Versand der Nachrichten geschieht im weltweit anerkannten POCSAG-Standard für Funkrufdienste (Post Office Code Standard Advisory Group). Dieser ermöglicht aufgrund seiner starken Vorwärts-Fehlerkorrektur eine zuverlässige Übertragung.

Windrad-Solar-Strommast

Im Einsatz


Stromnetz Berlin GmbH

Stromnetz Berlin schaltet mit der e*Nergy-Strompager-Lösung dezentrale Erzeuger und Verbraucher in 1.000en Haushalten der deutschen Hauptstadt.


FLAIR2

Das Forschungsprojekt hat das Ziel, Flexible Anlagen intelligent zu regeln und damit regional erzeugten Strom direkt vor Ort zu verbrauchen.


e*Nergy-Technik

Die e*Nergy-Technologie, ursprünglich zur Ablösung von herkömmlichen Rundsteuersystemen für das Last- und Einspeise-Management entwickelt, bietet heute mit der hybriden Steuerbox Strompager DX die ideale Steuerlösung für das Smart Grid (siehe Schaubild). Der Strompager DX kombiniert Funkempfänger, Schaltelektronik sowie Schnittstelle zum intelligenten Messsystem und kommuniziert sowohl mittels des e*Nergy Funkmoduls über das e*Message Sicherheitsfunknetz als auch mittels integrierter CLS-Schnittstelle über die Smart Meter Gateway Infrastruktur.

Der Strompager DX erfüllt dabei die wesentlichen Anforderungen gemäß des FNN-Lastenheft und behält gleichzeitig alle Vorteile des Strompager-Systems für das netzdienliche Schalten in der Niederspannung.

Die Gruppierung mehrerer Schaltbefehle und die Programmierbarkeit der Schaltzeitpunkte ermöglicht kompakte Funktelegramme, ohne die Flexibilität einzuschränken.

Grafik e*Nergy im Smart Grid

Video Funktionsweise e*Nergy


Hybride e*Nergy-Steuerbox Strompager DX

Sicher steuern über zwei Wege.

Produktinformation e*Nergy-Steuerbox
Zur Produktinformation

Wichtige Leistungsmerkmale des Systems im Überblick:


  • Steuerung großer Gruppen in weniger als 3 Min.
  • Sehr gute Gebäudedurchdringung aufgrund 460MHz Funk
  • Flächendeckende deutschlandweite Kommunikations-Infrastruktur
  • Sicherheitsniveau gemäß BSI-Anforderungen
  • Schalt- und Steuer-Befehle unterschiedlicher Wirksamkeit
  • individuell parametrierbare Gruppen - aber auch Einzelsteuerung der Schaltempfänger
  • Fernparametrierung der Empfänger im Feld
  • Schnelle und einfache Installation
  • Redundanz mittels 2-er Wege: e*Nergy-Sicherheitsfunknetz und Smart Meter Gateway Infrastruktur
  • Flexibel einsetzbar

Sicherheit der Lösung

Integrität durch digitale Signaturen

Die Integrität der Fernsteuerinformationen wird durch digitale Signaturen sichergestellt. Dabei kommen Kryptographieverfahren zum Einsatz, die auch das BSI in der Technischen Richtlinie zum Intelligenten Messsystem (BSI TR 03116-3) [1] vorgibt. Ein Tausch von Signaturschlüsseln ist jederzeit über die Funkschnittstelle möglich.

Im e*Nergy Funksteuerempfänger werden keine privaten/geheimen Schlüssel gehalten, so dass eine Auslesung privater Schlüssel aus diesem Endgerät keinen Angriffspunkt bietet. Die Zeitsynchronisation der Empfänger geschieht über spezielle Nachrichten, die vom Sicherheitsfunknetz als Systemdienst ausgesendet werden. Diese enthalten eine Signatur, die eine zweifelsfreie Authentifizierung durch den Empfänger garantiert

Sicherheitsmechanismen

Die eingesetzten Sicherheitsmechanismen machen die Manipulation der Empfänger durch gefälschte Nachrichten oder bekannte Angriffsszenarien wie Man-in-the-middle und Replay nach dem gegenwärtigen Stand der Technik unmöglich.

Eine Störung des Funksignals, die eine Übermittlung von Nachrichten zu einzelnen Empfängern unmöglich macht, ist technisch grundsätzlich nicht auszuschließen. Aber auch für diesen Fall enthält das System Mechanismen, die solche Manipulationsversuche sinnlos machen.

EY-Studie über die Steuerungslösung e*Nergy


Ergebnis:
Die Steuerungslösung e*Nergy ist eine gesetzeskonforme, sinnvolle Anwendung für die Digitalisierung der Energiewende.

Zur EY-Studie

Anwendungsbeispiele

e*Nergy sorgt nicht nur für Wärme und Licht in Berlin ...

Im Bereich des Umspannwerkes im Berliner Bezirk Britz, das rund 25.000 Haushalte mit Strom versorgt, wurde e*Nergy im September 2014 zur Ablösung der Stromfrequenzrundsteuerung erstmalig eingeführt. Mit e*Nergy werden u.a. Wärmepumpen, Nachtspeicherheizungen, Photovolatikanlagen und Beleuchtungsanlagen ein- oder ausgeschaltet bzw. einzelne Elemente stufenweise reguliert.

... sondern ist Teil des Smart City-Konzeptes

Bis 2018 waren in ganz Berlin alle Tonfrequenzrundsteuerungsanlagen durch e*Nergy-Funkschaltempfänger ersetzt worden. Bei allen neu zu installierenden Stromverbrauchs- und Erzeugungsanlagen werden seitdem ebenfalls e*Nergy Strompager eingesetzt.

Damit können z.B. angeschlossene Photovoltaik-Anlagen, Elektrospeicher-heizungen, BHKW-Minikraftwerke, Stromtankstellen und sogar die Außenbeleuchtung öffentlicher Gebäude nicht nur ein- und ausgeschaltet, sondern auch Leistungen, Energieeinspeisung und Energieverbrauch mit der neuen Fernsteuertechnik stufenweise angepasst werden.


Netzabdeckung in Berlin flächendeckend erprobt

Vor der Einführung der e*Nergy Lösung wurde die Netzabdeckung in Berlin flächendeckend durch die Stromnetz Berlin GmbH erprobt. Hierfür wurde an über 1000 Zählerplätzen der Empfangspegel bei geschlossenen Zählerschranktüren an Empfängern mit zusätzlicher Dämpfung gemessen. Besonders Orte mit Empfangsproblemen im GSM-Mobilfunk wurden angefahren. Im Ergebnis konnte eine nahezu 99-prozentige Abdeckung ermittelt werden.

Stromnetz Berlin GmbH – zufriedener e*Nergy-Strompager Anwender


Aufgrund der langjährigen guten Erfahrungen der Stromnetz Berlin mit der e*Nergy-Strompager Technologie erfolgte die Weiterentwicklung zur aktuellen Version Strompager DX mit CLS-Schnittstelle, die sich am FNN-Lastenheft für Steuerboxen orientiert.

Der e*Nergy-Strompager DX wurde im Rahmen des Sintec-Projektes WindNODE eingesetzt und wird bei der Stromnetz Berlin GmbH in größerem Rahmen zum Einsatz kommen.


Erfahren Sie in dem Vortrag der Stromnetz Berlin GmbH, wie in der Hauptstadt die Koordination von dezentralen Stromerzeugungseinheiten und Verbrauchern sichergestellt wird.

Zum Vortrag

FLAIR² funktioniert mittels modifiziertem e*Nergy-Strompager

Das Forschungsprojekt FLAIR² dient der Entwicklung und Erprobung eines Bausteines für unser zukünftiges dezentral und regenerativ aufgestelltes Energiesystem.

Das FLAIR-Konzept hatte LEW Verteilnetz GmbH (LVN) gemeinsam mit Projektpartnern bereits 2018 in fünf Haushalten erfolgreich getestet. Mit dem Nachfolgeprojekt FLAIR² soll nun eine intelligente, für das Projekte entwickelte, weitgehend autonome Steuerungslösung für steuerbaren Verbrauchseinrichtungen in deutlich größerem Maßstab erprobt werden.
Beteiligt an dem Projekt, das bis zum Jahr 2023 läuft, sind neben der LVN die Stromnetz Berlin (SNB), die Hochschule München und e*Message.

FLAIR²-Wirkprinzipien

Herzstück des Konzepts sind Steuerboxen (StromPager DX) inklusive des FLAIR 2 -Moduls (die intelligente Steuerungslösung), die den Haushalten zur Verfügung gestellt werden. Diese eigens für FLAIR 2 entwickelten Geräte sollen Wallboxen für Elektrofahrzeuge, Speicherheizungen oder Wärmepumpen so steuern, dass diese das Netz möglichst nicht zusätzlich belasten und gleichzeitig erneuerbare Energie aus dem lokalen Stromnetz genutzt wird. Der Nutzer kann mithilfe seines Home Energy Management Systems (HEMS) selbst entscheiden, welche Verbrauchseinrichtung ihm gerade besonders wichtig ist.

Die dezentrale Steuerung nutzt dabei die lokalen Netzzustandsdaten sowie die in der Steuerbox vorliegenden Informationen zur Art der steuerbaren Verbrauchseinrichtung und den Vertragsbedingungen. Die weitestgehend autark arbeitende Steuerbox verschiebt die bekannten bisher festen Sperr- und Freigabezeiten so, dass der Verbrauch möglichst in Zeiten verlegt wird, in denen viel lokal erzeugte Energie zur Verfügung steht. Wenn die Sonne nicht scheint, werden dennoch die beispielsweise durch gleichzeitiges Laden auftretenden Leistungsspitzen abgemindert und die Netzbelastung verringert.

Weitere Informationen finden Sie auf: lew.de/ueber-lew/zukunftsprojekte/flair2

Flair2-Award
FLAIR2-System

Mit dem FLAIR²-Modul, das den e*Nergy-Strompager ergänzt, können steuerbare Verbrauchseinrichtungen (sVE) einen vor Ort erzeugten Stromüberschuss im Netz gezielt auch vor Ort nutzen.

Ist eine überregionale Steuerung, beispielsweise zur Erhaltung der Netzstabilität erforderlich, soll die sVE über das e*Message-Funknetz oder zukünftig auch über das intelligente Messsystem (IMSYS) angesteuert werden können.