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.
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.
Video Funktionsweise e*Nergy
Hybride e*Nergy-Steuerbox Strompager DX
Sicher steuern über zwei Wege.
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.
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.
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 FLAIR² -Moduls (die intelligente Steuerungslösung), die den Haushalten zur Verfügung gestellt werden. Diese eigens für FLAIR² 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
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.