Mannheim / Karlsruhe, den 26.09.2023: Gemeinsam mit PPC hat EnQS den EEBus Kommunikationsstandard vollständig auf dem CLS Gateway des Mannheimer Herstellers integriert und getestet. Langfristig werden Liegenschaften so in der Lage sein, eine einheitliche Kommunikation mit zahlreichen Applikationen herzustellen. Ein solcher Standard erleichtert nicht nur die Anbindung selbst – er ist auch Ausgangsbasis neuer Geschäftsmodelle und Betriebsoptionen wie beispielsweise der Steuerung von Wärmepumpen.
Die Energiewirtschaft sucht nach den besten Lösungen für die Umsetzung der Steuerung nach §14a. Beim Heben dieses riesigen Flexibilitätspotentials aus steuerbaren Verbrauchern kommt das klassische Rundsteuersignal oder eine simple Relais-Box, die nach dem Muster 1/0 kommuniziert, bei der geforderten Flexibilität an ihre Grenzen. Es fehlt der Rückkanal und damit die Info, ob die Steuerhandlung erfolgreich war. Auch feingranulare Abstufungen in der Signalübertragung sind nicht möglich. Ein Umstand, welcher auch mit dem Festlegungsentwurf der Beschlusskammer 6 noch einmal an Relevanz gewinnt, denn: dort kommt der „Reduzierung des netzwirksamen Leistungsbezugs“ eine große Bedeutung zu. Diese Reduzierung kann nur über zwei Wege erreicht werden: Durch die direkte Ansteuerung der steuerbaren Verbrauchseinrichtung oder durch die indirekte Ansteuerung über das Energiemanagementsystem. Eben letztere, indirekte Ansteuerung über das Energiemanagement, haben EnQS und PPC nun erfolgreich mit der EEBus-Integration auf dem CLS-Gateway umgesetzt.
Vier EEBus-Fälle erprobt: MPC, MGCP, LPC und LPP
Der Fokus lag dabei auf vier Anwendungsfällen der EEBus-Spezifikation: dem Monitoring of Grid Connection Point (MGCP), dem Monitoring of Power Consumption (MPC), der Limitation of Power Consumption (LPC) und der Limitation of Power Production (LPP). Hinter diesen komplexen Begriffen und ihren Abkürzungen verbergen sich die folgenden Szenarien. MGCP und MPC beschreiben die Erfassung der Messdaten und deren Übertragung – ob drahtgebunden (LMN) oder per Funk (w-Mbus) – an das Smart Meter Gateway. Die tatsächliche lokale Verarbeitung der Messdaten erfolgt dort durch das CLS-Gateway. Dieses agiert als passiver Energiemarktteilnehmer im HAN- oder CLS-Netz.
Die Fälle LPC und LPP umfassen die Umsetzung der Steuerbefehle. Im Zuge eines LPC-Befehls wird bei einem Versorgungsengpass durch den aEMT eine Anforderung an alle steuerbaren Verbraucher im HAN-Netzwerk ausgespielt. Dazu können bspw. Wärmepumpen, Wallboxen oder Energiemanagementsysteme zählen. Diese können entweder den Leistungsbezug direkt am Gerät oder den netzwirksamen Leistungsbezug am Netzanschlusspunkt dem Signal entsprechend limitieren. In der Demonstration im Zuge der EEBus-Integration wurden sowohl LPC-Befehle an alle wie auch einzelne Verbrauchseinsrichtungen gesendet. Weiter wurde die Umsetzung der Steuerbefehle durch ein lokales Energiemanagementsystem aufgezeigt. Das Management wurde durch den EEBus-Controller übernommen. Analog zu dem LPC-Fall zeigt sich LPP für den Einsatz der Limitierung bei Erzeugungsleistungen verantwortlich. Der Steuerbefehl kann sich hier sowohl an PV-Wechselrichter als auch bidirektional verbundene Ladeeinrichtungen via EEBus Protokoll richten.
Obwohl dieser aktuell noch nicht in der Version 1.0.0 enthalten ist, wurde zusätzlich auch der EEBus Use Case TOUT (Time of Use Tariff) implementiert. Auf diese Weise empfangen EEBus Geräte oder Energiemanagementsysteme variable Tarife über den CLS-Kanal und können darauf mit entsprechenden Steuersignalen an die Geräte reagieren. Zur effektiven Nutzung der vorhandenen Flexibilität werden zeitvariable Tarife zukünftig eine große Rolle spielen.
Vorgaben der Steuerung nach §14a erfüllt
Allen den getesteten EEBus Anwendungsfällen ist dabei gemein, dass diese den Vorteil des implementierten Rückkanals mit sich bringen und dem Sender eine Rückmeldung darüber geben, ob die Steuerhandlung erfolgreich war. Weiter stellt das EEBus Protokoll eine logische Trennung zwischen energiewirtschaftlich relevanten Daten und Betriebsdaten sicher, also in Daten, die für den Netzbetrieb relevant sind, und Daten, die kundenseitig benötigt werden. Durch die Verwendung des EEBus Stacks kann auf die individuelle Implementierung der Kommunikationsschicht „Smart Home IP“ (SHIP) und des Applikationsprotokolls SPINE verzichtet werden.
Mit dem kürzlich von der Bundesnetzagentur veröffentlichten „Festlegungsentwurf der Beschlusskammer 6 zur netzorientierten Steuerung von steuerbaren Verbrauchseinrichtungen und steuerbaren Netzanschlüssen nach §14a EnWG“ gewinnt diese Umsetzung an besonderer Bedeutung. Denn die darin beschriebene Reduzierung des netzwirksamen Leistungsbezugs – ob durch direkte Ansteuerung des steuerbaren Verbrauchers oder der indirekten Ansteuerung mittels des Energiemanagementsystems – wurde über die komplette Prozesskette hinweg abgebildet. Mit dem Stützen solcher Standards beschleunigen PPC und EnQS die Anbindung steuerbarer Anlagen in Gebäuden und Liegenschaften. Sowohl das netz- als auch marktdienliche Steuern erhält damit den notwendigen Vorschub. Als die leistungsfähigste Hardware-Plattform liefert das PPC CLS-Gateway hierfür nicht nur die notwendige Leistung, sondern auch die standardisierten Schnittstellen, welche den Weg vom Labor ins Anwendungsfeld extrem niederschwellig machen.
Technische Details zum Aufbau des intelligenten Messsystems
Das iMSys besteht aus einem Smart Meter Gateway sowie einem CLS Gateway von PPC, einem aktiven, externen Marktteilnehmer (aEMT) sowie dem GWA-Manager von Robotron. Das CLS Gateway unterstützt unabhängig vom eingesetzten SMGW den Aufbau des sicheren CLS-Kanals via HKS 3, 4 oder 5 zum aEMT. Die Steuerbefehle werden über den MQTT-Broker des aEMT durch den transparenten CLS-Kanal zum CLS-Gateway geschickt und dort von dem so genannten CLS.EEDI-Stack entgegengenommen. Nach der Verarbeitung der Nachrichten zu entsprechenden Calls an der API des EEBus Stacks werden diese an die EEBus-kompatiblen lokalen steuerbaren Verbrauchseinrichtungen (SteuVE, z.B. Wallbox und Wärmepumpe) geschickt. In umgekehrter Richtung werden Mess- und Statusdaten von den Geräten erfasst und via EEBus an das CLS Gateway übertragen. Dort werden die EEBUS-Nachrichten zu CLS.EEDI-Nachrichten verarbeitet und an den aEMT geschickt.
Feldversuch mit Anwendern folgt
Anschließend zu den erfolgreichen Testverläufen, werden die Erfahrungen nun in einem Feldtest zementiert. Dafür werden im Rahmen des öffentlich geförderten Projektes unIT-e² ein Testfeld mit realen Wärmepumpen aufgebaut und die Steuersignalverarbeitung erprobt. Langfristig werden die Ergebnisse das intelligente Messsystem als Kern der digitalisierten Infrastruktur weiter festigen können. Die CLS-Schnittstellte mit integriertem EEBus-Protokoll wird einen interoperablen Betrieb gewährleisten, der bspw. Hardware- und Prozess-Redundanzen vermeiden wird, um Themen wie der steuerbaren Verbrauchseinrichtung einen vereinfachten Weg in die Energiewende zu ebnen.
Über PPC
Die Power Plus Communications AG (PPC) ist führender Anbieter von zertifizierten Smart Meter Gateways und Kommunikationstechnik für die Digitalisierung der Energiewende. Das Smart Meter Gateway bietet höchsten Datenschutz und -sicherheit im Smart Metering und Smart Grid. Als Pionier der BPL-Technologie und Vorreiter bei M2M-Mobilfunklösungen verfügt PPC über herausragende Erfahrung und Kompetenz im Energie- und Telekommunikationsbereich. Das Technologieunternehmen mit Sitz in Mannheim wurde bereits vielfach für seine Innovationskraft ausgezeichnet und ist führender Partner vieler Energieversorger und Kommunikationsnetzbetreiber.
Im Einzelnen bietet PPC:
- Zertifizierte Smart Meter Gateways mit integrierten WAN-Technologien (LTE, LTE450, Breitband-Powerline, Ethernet)
- Breitband-Powerline-Systeme für die Datenübertragung in Niederspannungsnetzen
- Lösungen für Mehrwertdienste basierend auf CLS
- Leistungsfähige Netzwerk-Management-Systeme
- Langjährige Erfahrung im Aufbau und Betrieb von Informations- und Kommunikationsnetzen sowie
- Schulungen und Support rund um das intelligente Messsystem
Über EnQS
Die EnQS GmbH wurde Anfang 2016 in Karlsruhe als Spin-Off des FZI Forschungszentrum Informatik gegründet und versteht sich als Dienstleister für Hersteller von Energiemanagement- und IoT-Anwendungen. Von Anfang an greift das EnQS-Team somit auf mehr als 10-jährige Erfahrung aus anwendungsnahen Forschungsprojekten rund um dezentrale Gebäude-Energiemanagementsysteme zurück. Was vor 10 Jahren angewandte Forschung war, ist heute innovative Produktentwicklung. Spezialisiert auf Energiemanagement- und IoT-Anwendungen steht das EnQS Portfolio inzwischen auf vier Säulen:
- Test und Analyse (insbesondere Ende-zu-Ende Tests)
- Prototypen und Proof-of-Concepts
- Software Entwicklung
- Technische Beratung
EnQS steht somit an der Schnittstelle zwischen Elektrotechnik und Informatik und verbindet diese beiden Disziplinen. Oberste Prämisse ist es, entwickelte Software und Prototypen unter realistischen Bedingungen mit tatsächlichen Geräten zum Laufen zu bringen und zu testen, bevor das Gesamtsystem beim Endkunden eingesetzt wird. Dazu betreibt EnQS das EnQS Testlab mit PV-Anlage, zahlreichen Wechselrichtern, Batteriespeichersystemen, Ladesäulen für E-Fahrzeuge, steuerbaren Verbrauchern, u.v.m.
Kontakte
Power Plus Communications AG
Thomas Wolski, Pressesprecher
Dudenstraße 6, 68167 Mannheim
Tel: +49 621 401 65 127 | E-Mail: t.wolski@ppc-ag.de | www.ppc-ag.de
EnQS GmbH
Dr.-Ing. Birger Becker, Geschäftsführer
Weberstr. 9, 76133 Karlsruhe
Tel: +49 721 957941-10 | E-Mail: birger.becker@enqs.de | www.enqs.de
