Beschreibung

Ausgehend vom Einspeisemanagement über vier Relais-Kontakte [1], wurden im Projekt vor allem bidirektionale aktive Kommunikationskanäle mit unterschiedlichen Anwendungen aufgebaut. In der Rolle eines externen Marktteilnehmers sichert das CLS-Center der ZENNER Hessware GmbH den Aufbau und Betrieb eines sicheren Kanals von der CLS-Steuerbox über das Smart Meter Gateway bis in das Backend System ab. Auf diese Weise können z. B. die Netzleitwarte eines Verteilnetzbetreibers, ein Energiehändler oder weitere Marktteilnehmer und Dienstleister einzeln oder auch gemeinsam an die steuerbaren Einspeiser oder Lasten angebunden werden.

Die Ankopplung der CLS-Steuerbox an die Leittechnik eines Verteilnetzbetreibers wurde im CLS-App BW Projekt mit dem IEC 61850-Protokoll demonstriert. Die Protokollumwandlung zwischen den unterschiedlichen Protokollen der steuerbaren Systeme auf den IEC 61850 Standard erfolgte bereits in der CLS-Steuerbox.

Der Mehrwert der demonstrierten Anwendungen liegt vor allem in der bidirektionalen Kommunikation. Damit lassen sich aktuelle Messwerte aus den steuerbaren Systemen übermitteln und Steuerbefehle ableiten. Die Netzleitstelle erhält dadurch wertvolle Informationen über den Netz-zustand vor Ort direkt in der Niederspannungsebene am Netzverknüpfungspunkt der steuerbaren Energiesysteme. Die Genauigkeit der Messwerte aus diesen Energiesystemen der Prosumer ist für die genannten Anwendungen ausreichend.

Die realisierten Anwendungen umfassen u. a. das Einspeisemanagement mit unterschiedlichen Solarwechselrichtern über das SunSpec-Protokoll, die Kommunikation mit einem elektrischen Energiespeicher der Firma Sonnen über deren REST API, die Steuerung einer E-Ladesäule durch Ankopplung über Modbus TCP. Für die Anwendung "Umwandlung von Stromüberschüssen in Wärme", welche bisher einfach über die Ansteuerung eines Heizstabes erfolgte, wird im Rahmen des Projektes auch der aktuelle Zustand des thermischen Speichers erfasst. Mit dieser Lösung wird eine bessere Abschätzung über das aktuell verfügbare Verschiebepotential von überschüssiger Einspeisung in Wärmespeicher möglich. Darüber konnte die Adaption eines Photovoltaik-Mo-nitoring-Systems der meteocontrol GmbH als CLS-Steuerbox umgesetzt werden.

Ein weiterer Mehrwert der Verwendung des CLS-Centers ist die Bereitstellung von mehreren sicheren Kanälen über TCP-Multiplexing für die unterschiedlichen Anwendungen, welche auch unterschiedliche Protokolle verwenden können.

Die Applikationen wurden im Smart Grid Labor der Hochschule Ulm auf Kommunikations- und Funktionseigenschaften getestet. Anschließend wurden einzelne Anwendungen in einem Feldtest erprobt. Auf Grund der nach wie vor fehlenden Zertifizierung wurden die Tests noch ohne Smart Meter Gateways durchgeführt.

Im Rahmen des Projekts CLS-App BW konnte damit demonstriert werden, dass die deutsche Konzeption eines abgesicherten Energieinformationssystems auf der Basis von intelligenten Messsystemen in Kombination mit CLS-Steuerboxen und einem CLS-Center als aktivem externen Markt-teilnehmer, für den Betrieb eines Smart Grids mit internationalen Standards geeignet ist. Die Komponenten zukünftiger Prosumer wurden dabei in das intelligente Netz integriert, um ein verbessertes Einspeisemanagement, eine Anpassung und Kontrolle von Systemdienstleistungen und eine sichere Marktintegration zu erreichen.

Im Rahmen des Projekts konnte weiterhin gezeigt werden, dass CLS-Steuerboxen den Betrieb des Smart Grids auf Basis von internationalen Standards ermöglichen.