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Smart Grid
Glossar
Smart Grid
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Index
Smart Grid
AMI, advanced metering infrastructure
AMM, automated meter management
AMR, automatic meter reading
DAP, data aggregation point
DMS, distribution management system
DNP, distributed network protocol
DR, demand response
DSM, demand side management
EMS, energy management system
G3-PLC-Protokoll
MDM, meter data management
MDMS, meter data management system m
OMS, outage management system
PRIME, powerline intelligent metering
evolution
Smart-Grid
Smart Meter
Smart Metering
Impressum
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Smart Grid
AMI, advanced metering
infrastructure
Unter Advanced Metering Infrastructure (AMI) versteht man fortschrittliche
Verbrauchsmesssysteme. AMI-Systeme messen, speichern und analysieren die von Smart
Metern gelieferten Verbrauchswerte und übertragen sie auf Anfrage an die
Versorgungsunternehmen. Ein AMI-System besteht aus der Hardware mit dem Smart Meter
und dem Automated Meter Management (AMM), der Software für die Statistiken und Analysen
der Verbrauchswerte, und der Kommunikationstechnik mit der die Werte an die
Versorgungsunternehmen gesendet oder von diesen empfangen werden.
AMI-Systeme liefern ihre Messwerte an dezentrale Data Aggregation Points (DAP) oder direkt
an das zentrale Meter Data Management (MDM). Auf das MDM-System können auch andere
Datenquellen von Fremdanwendungen, Messdienstleistern und anderen Marktteilnehmern
zugreifen und ihre Daten übermitteln. Die Übertragungstechnik selbst kann drahtgebunden
über Powerline oder Netzwerke erfolgen, aber ebenso drahtlos über Funknetze. Als
Übertragungstechniken werden dafür PRIME und das G3-PLC-Protokoll eingesetzt. Die
übertragenen Daten dienen dem Verbraucher zur Änderung seines Verbrauchsverhaltens und
dem Versorgungsunternehmen für deren Kapazitätsplanung.
Generell werden AMI-Systeme für alle Verbrauchswerte eingesetzt, die von Gas, Elektrizität
und Wasser.
AMM, automated meter
management
Automated Meter Management (AMM) ist ein Technologie für die effizientere Nutzung des
Energieverbrauchs. Das AMM-Konzept unterstützt intelligente Stromzähler, die Smart Meter,
und erhöht die Effizienz der gesamten Wertschöpfungskette von der Energieerzeugung über
die Energiespeicherung bis hin zum Energieverbrauch.
Das Automated Meter Management bietet über das Smart Metering Echtzeit- und
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Smart Grid
Detailinformationen
über den
Verbrauch eines
jeden Kunden.
Das intelligente
Stromnetz, das
Smart Grid,
kann auf den
entsprechenden
Mehrbedarf oder
eine
Bedarfsminderung
unmittelbar
reagieren. Der
Funktionen des Automated Meter Management (AMM)
Verbraucher hat
durch das AMM-Konzept den Vorteil, dass er Tages- und zeitabhängige Tarife und spezielle
Angebote durch Steuerung seiner Verbrauchsgeräte optimal ausnutzen kann.
Die AMM-Aktivitäten werden von PRIME (Powerline Intelligent Metering Evolution), einer
offenen Organisation unterstützt, die eine Architektur für das Automated Meter Management
entwickelt hat und AMM international standardisiert.
AMR, automatic meter
reading
Die automatische Zählerablesung (AMR) ist ein Beispiel für M2M-Kommunikation bei der von
Sensoren erfasste Verbrauchswerte von Strom-, Wasser- und Gaszählern über Strom-, Telefon-
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Smart Grid
Heizkörpern, von Fülloder
Zählerständen
CENELEC-Frequenzbänder nach EN 50065-1 für das Stromnetz
handeln, die mittels
Bluetooth oder ZigBee an einen Funkknoten und von dort weiter an die Erfassungseinrichtung
übertragen werden.
oder Funknetze zu einer
zentralen
Erfassungseinrichtung
übertragen werden. Es
kann sich dabei um
Verbrauchsdaten von
Unter vielen anderen Anwendungen nutzt die Energiewirtschaft die AMR-Technik und das Smart
Metering indem sie die Zählerstände von Stromzählern ausliest und diese über die von der
CENELEC definierten Frequenzbänder mittels Powerline-Übertragung mit der äußerst geringen
Datenrate von 75 bit/s überträgt.
Andere Konzepte benutzen für die Übertragung der Zählerstände Funktechniken wie das dafür
nutzbare Frequenzband von 868 MHz oder die bestehenden Mobilfunknetze mit General Packet
Radio Service (GPRS) oder UMTS. Die Weiterentwicklung der AMR-Technik führt zu den
wesentlich leistungsfähigeren AMI-Systemen, den Advanced Metering Infrastructure.
DAP, data aggregation
point
Data Aggregation Points (DAP) sind Konzentrationspunkte in Smart Grids, die die Messwerte
von vielen über weite geografische Bereiche verteilte AMI-Systemen (Advanced Metering
Infrastructure) erfassen. Durch die verteilten DAP-Punkte kann der von den AMI-Systemen
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Smart Grid
ermittelte Strombedarf geografisch zugeordnet werden. Die erfassten Messwerte können in
den Data Aggregation Points gespeichert und verarbeitet werden und werden an das zentrale
Meter Data Management (MDM) übertragen.
Die erfassten AMI-Messwerte können im Demand Side Management (DSM) in die Bedarfsabhängige
Verbrauchssteuerung einfließen.
DMS, distribution
management system
Die Bezeichnung Distribution Management System (DMS) wird in Smart Grids für die zentrale
Komponente des Kontrollcenters benutzt, die die elektrische Stromverteilung in
Stromverteilungsnetzen überwachen, verwalten und kontrollieren. DMS-Systeme verwalten die
Energie-erzeugenden Anlagen, die Energiespeicher und -verteilung und das Lastmanagement
mit der Steuerung verbrauchsorientierter Kundengeräte mittels Demand Response. Ein solches
System arbeitet mit Echtzeitinformationen und sorgt für die kurzfristige Wiederherstellung der
Stromversorgung, für verkürzte Ausfallzeiten durch das Outage Management System (OMS),
eine verbesserte Versorgungszuverlässigkeit und akzeptable Frequenz- und Spannungswerte.
DMS-Systeme sind aus SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) entstanden und
umfassen weitere Steuerungssysteme wie Outage Management Systems, sowie
Kommunikationssysteme für die kurzfristige Information des Wartungspersonals und der
Stromkunden.
DNP, distributed
network protocol
DNP-Protokoll
Das Distributed Network Protocol (DNP3) ist ein offenes Standard-konformes
Kommunikationsprotokoll für die Fernwirktechnik. Das DNP3-Protokoll dient der
Kommunikation zwischen den Außenstationen, Fernbedienungsterminals (RTU), Intelligent
Electronic Devices (IED) und der zentralen Leitstation, dem Master. Es eignet sich für
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Smart Grid
Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) in Elektrizitätswerken sowie in
energieerzeugenden und verteilenden Smart Grids.
Über das DNP3-Protokoll kann die Master-Station mittels vordefinierter Steuerfunktionen
Anfragen an die Außenstationen stellen, die diese beantworten. Im Update von DNP3 gibt es
einen Mechanismus für die Authentifizierung mit der die Masterstation eindeutig die richtige
Außenstation zuordnen kann, mit der sie kommuniziert.
http://www.dnp.org
DR, demand response
Demand Response (DR) ist ein Begriff aus Smart Grids und kann als bedarfsgerechte
Steuerung des Stromverbrauchs interpretiert werden. Demand steht dabei für den Strombedarf
des Stromverteilungsnetzes und Response für das kundenseitige Verbrauchsverhalten.
Demand-Response spiegelt das Netzverhalten zwischen dem Stromverteilungsnetz und dem
Verbraucher wider und kann die verschiedensten Formen haben.
Es basiert aber immer auf Vereinbarungen zwischen Verbraucher und Elektrizitätsversorger. So
kann in den Vereinbarungen festgelegt sein, dass der Verbraucher dann seinen Strombedarf
reduzieren muss, wenn der Energieversorger das fordert. Er kann auch dem
Elektrizitätsversorger die Genehmigung zur ferngesteuerten Stromreduzierung geben, damit
dieser den Verbrauch des Verbrauchers reduziert, in dem er bestimmte Energie-intensive
Anlagen herunterfährt.
Da viele Demand-Response-Vereinbarungen zwischen großen industriellen Unternehmen und
Elektrizitätsversorgern getroffen werden, und die Unternehmen dadurch finanzielle Vorteile
haben, müssen sie ihre Anlagen herunterfahren, sobald die Elektrizitätsversorger dies fordern.
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Smart Grid
DSM, demand side
management
Lastmanagement
Beim Lastmanagement, dem Demand Side Management (DSM) oder Load Management, geht
es um die Laststeuerung des Stromverbrauchs in Smart Grids, den intelligenten Stromnetzen.
Die Verbrauchssteuerung betrifft gleichermaßen Unternehmen, gewerbliche Betriebe und
Haushalte und hat das Ziel den Kunden dazu anzuhalten verbrauchsintensive Anlagen oder
Haushaltgeräte dann gezielt einzuschalten, wenn die Stromtarife günstig sind. Die Stromtarife
unterliegen den schwankenden und nichtvorhersagbaren Energieeinspeisungen von Windkraftund
Photovoltaikanlagen und sind dann am günstigsten, wenn überschüssige Energie
vorhanden ist, die entweder durch Verbrauch oder durch Speicherung in den Energiespeichern
abgeführt wird. Bei Spitzenverbrauch und geringer Energieeinspeisung sind die Stromtarife
dagegen am höchsten.
In industriellen und gewerblichen Betrieben kann sich das Lastmanagement in aller Regel
nicht nach den Tarifen richten, sondern nur nach den Produktions- und Arbeitsabläufen. Daher
beschränkt sich die Laststeuerung auf Kosteneinsparungen in Haushalten, und dort nur auf die
verbrauchsintensiven Haushaltsgeräte, die mittels Smart Metering ein- und ausgeschaltet
werden können. Verschiedene elektrische Geräte, die für die Sicherheit oder die medizinische
Versorgung lebenswichtig sind, sind ohnehin von der Laststeuerung ausgeschlossen.
Beim Demand Side Management ist an verschiedene nutzungsabhängige Stromtarife gedacht.
Time of Use (TOU) ist so ein Tarif, der einen Anreiz für den Ausgleich zwischen Spitzen- und
Abschaltzeiten bietet, oder Critical Peak Pricing (CPP) mit dem auf kritische Netzsituationen
reagiert werden kann und über den Netzspitzen abgebaut werden. Und Realtime Pricing (RTP)
mit dem auf Kapazitätsengpässe, Energieüberschüsse und fehlerhafte Vorhersagen reagiert
werden kann.
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Smart Grid
EMS, energy
management system
Ein Energy Management System (EMS) ist ein Computersystem das von Energie-Betreibern
und -Disponenten für die Echtzeitüberwachung und Steuerung von Smart Grids und anderen
Energieversorgungsnetzen benutzt wird. Sie steuern komplette Energieversorgungsnetze von
der Energieerzeugung über die -übertragung bis hin zum Endverbraucher. Entsprechende
Überwachungs-, Steuerungs- und Optimierungsfunktionen sind bekannt als Supervisory Control
and Data Acquisition (SCADA) und werden daher auch als SCADA/EMS bezeichnet.
In den Anfangsjahren basierten die meisten Energiemanagementsysteme auf proprietärer
Hardware und eigenen Betriebssystemen. Da diese Technik mit der Zeit unökonomisch wurde,
haben sich einige EMS-Hersteller für das Betriebssystem OpenVMS von Digital Equipment oder
Unix entschieden. Später wurden auch Windows-basierte Lösungen entwickelt.
G3-PLC-Protokoll
Das G3-PLC-Protokoll ist ein von Maxim entwickeltes Übertragungsprotokoll für Schmalband-
Powerline (NB-PLC), das von der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) für die Kommunikation
in Smart Grids als Standard anerkannt wurde. Außerdem wird es von den
Standardisierungsgremien von IEEE, IEC und ISO berücksichtigt.
G3-PLC ist ein offenes Protokoll für die schnelle, sichere und effektive Kommunikation in
Smart Grids, das auf Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) basiert und die
Interoperabilität von unterschiedlichen Herstellerkomponenten sicherstellt. Es arbeitet im
Schmalband-Powerline und ist konform zu dem erweitertem FCC-Frequenzband von 10 kHz bis
490 kHz. G3-PLC unterstützt das IP-Protokoll in der Version IPv6 und schafft damit die
Voraussetzungen für den Datenaustausch zwischen Smart Metern und den Kontrollcentern der
Energieversorger über das Internet. Für die Sicherheit der Datenübertragung sorgt eine AES-
Verschlüsselung mit 128 Bit. Das G3-PLC-Protokoll arbeitet nach dem Demand-Response-
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Smart Grid
Verfahren bei dem das Meter Data Management System (MDMS) eine Anfrage an das
Automated Meter Management (AMM) stellt und dieses die Anfrage beantwortet. Dabei ist
festzuhalten, dass „Demand“ der Bedarf nach Energie aus dem Stromverteilnetz bedeutet, und
„Response“ das kundenseitige Verbrauchsverhalten.
Das G3-PLC-Protokoll kann in allen Energie-erzeugenden und -verbrauchenden Anlagen
eingesetzt werden. In Smart Grids und im Smart Grid Management, im Automated Meter
Management (AMM), bei Smart Metern im Inhouse-Bereich beispielsweise für die
Stromerzeugung durch Photovoltaikanlagen oder die Batterieladung von Traktionsbatterien in
Elektromobilen.
Die Weiterentwicklung und Marktpenetrierung des G3-PLC-Protokolls wird durch die G3-PLC-
Allianz vorangetrieben.
MDM, meter data
management
Das Meter Data Management (MDM) ist das zentrale Datenmanagement für die gemessenen
Verbrauchswerte der Smart Meter, der intelligenten Stromzähler. Es stellt das Bindeglied
zwischen der Prozessdatenverarbeitung und der unternehmensweiten
Informationsverarbeitung dar und stellt beiden Seiten entsprechende Funktionen zu
Verfügung. So verarbeitet es die Verbrauchsdaten von AMI-Systemen (Advanced Metering
Infrastructure), in die die Analysewerte einzelner Verbrauchstellen einfließen, des Weiteren
die von anderen Marktteilnehmern, von Fremdanwendern und Messdienstleistern.
Das Meter Data Management System (MDMS) kann als Berechnungsautomat angesehen
werden, der über Kommunikationsnetze seine Ergebnisse anderen Anwendungen zur Verfügung
stellt. So für die Bearbeitung von Prognosedaten oder die Abrechnungsvorbereitung anhand
der elektronisch erfassten Verbrauchswerte.
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Smart Grid
MDMS, meter data
management system
MDMS-System
Meter Data Management System (MDMS) ist eine zentrale Komponente in Smart Grids in der
die verschiedensten Daten der Smart Meter und von AMI-Systemen eingehen. Das MDMS-
System unterstützt die bidirektionale Kommunikation mit den Zähleinrichtungen, mit denen es
über das Internet und über andere Telekommunikationsnetze verbunden ist. Es kann daher
jederzeit auf die Verbrauchswerte der Smart Meter zugreifen.
MDMS-Systeme sind Server, die die eingehenden Verbrauchswerte der Smart Meter verarbeiten
und zukünftige Verbrauchsprognosen erstellen. Die von ihnen erfassten Verbrauchsdaten
Verbrauchszähler am Meter Data Management System (MDMS)
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Smart Grid
werden in angeschlossenen Rechnern, dem Customer Information System (CIS), für die
Verbrauchsabrechnung weiterverarbeitet. Die CIS-Systeme enthalten u.a. die Stammdaten der
Kunden und verarbeiten statistische Daten für die Verbrauchsprognosen. Die Daten müssen
darüber hinaus für die Rechnungserstellung und das Mahnwesen und für andere
Unternehmensprozesse wie das Electronic Document Management (EDM), Enterprise Resource
Planning (ERP) oder das Customer Relationship Management (CRM) aufbereitet und zur
Verfügung gestellt werden.
OMS, outage
management system
PRIME, powerline
intelligent metering
evolution
Ein Outage Management System (OMS) ist ein Computersystem, das in
Energieverteilungsnetzen Ausfälle und Unterbrechungen in der Energieversorgung erfasst und
für die Wiederherstellung der Energieversorgung sorgt. OMS-Systeme erfassen die
Sicherungen und Abschaltkreise in denen die Stromunterbrechung stattgefunden hat, und zwar
anhand von geografischen Daten eines Geographics Information System (GIS). Sie sorgen für
die Wiederherstellung der Energieversorgung und berücksichtigen Notfallsituationen sowie die
Unterbrechungsdauer. OMS-Systeme geben ihre Informationen über die Anzahl der betroffenen
Verbraucher an das Distribution Management System (DMS) und berechnen die für die
Wiederherstellung benötigte Zeit. Außerdem werden die Verbraucher über das Customer
Information System (CIS) über die Stromunterbrechung und die wahrscheinliche
Unterbrechungsdauer informiert.
PRIME (Powerline Intelligent Metering Evolution) ist eine Allianz, die das Automated Meter
Management (AMM) international standardisiert um damit die Interoperabilität zwischen den
Produkten der verschiedenen Hersteller sicher zu stellen. PRIME repräsentiert eine allgemeine,
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Smart Grid
offene Telekommunikationsarchitektur, die die zukünftigen Funktionen des Automated Meter
Managements (AMM) in Smart Grids unterstützt.
Die von PRIME entwickelten Verfahren wie die Modulationsverfahren, Codierungen, Protokolle
und Datenformate unterliegen keinen speziellen Rechten und können uneingeschränkt genutzt
werden. Die von PRIME erarbeiteten Spezifikationen sind umfassend und detailliert und
stehen für interoperable Lösungen. Die PRIME-Architektur definiert die unteren Schichten des
OSI-Referenzmodells für die Powerline-Übertragung in Smart Grids. Dabei geht es zuvorderst
um die Datenübertragung in dem von der CENELEC für Energieversorger reservierten
Frequenzband „A“ und das Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM).
Der schmalbandige Frequenzbereich erfährt durch die Nutzung von FCC-Bändern eine
Erweiterung im Frequenzbereich zwischen 10 kHz und 490 kHz. Durch diese Erweiterung kann
die Datenrate von 140 kbit/s bei der Schmalbandübertragung auf 1 Mbit/s erhöht werden.
Daneben kümmert sich eine WAN-Arbeitsgruppe um die Kommunikation zwischen dem AMI-
System und dem Meter Data Management System (MDMS) des Energieversorgers. Ziel dieser
Arbeitsgruppe ist es, eine offene und sicherere Lösung für die Datenübertragung mittels
Webservices über das Internet zu entwickeln. Eine vergleichbare Lösung stellt das G3-PLC-
Protokoll von Maxim dar.
Smart-Grid
Mit Smart Grid (SG) oder Smart Power Grid werden intelligente Leitungsnetze für die
Stromversorgung bezeichnet, in denen die Energieversorgung der Energieeinspeisung und dem
Verbrauch anpasst werden. Bei diesen Energienetzen geht es um eine bedarfsgerechte und
effiziente Energieverteilung von zentral und dezentral eingespeister Energie und um die
Steuerung des Verbrauchsverhaltens. Smart Grids sind flächendeckende, länderübergreifende
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Smart Grid
Stromnetze, die die Energie von Grundlastwerken, Wasserkraftwerken, Kraftwerken für
regenerative Energien und Kleinstkraftwerke von Endverbrauchern koordinieren und
verbrauchsabhängig steuern.
Die Ausdehnung der Smart Grids reicht über ganz Europa, von den Windkraftwerken in der
Nordsee bis hin zu den geplanten Solarkraftwerken in Nordafrika. Für die Energieübertragung
stehen die vorhandenen Hochspannungs- und Niederspannungsnetze und Leitungen für die
Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) zur Verfügung.
Smart Grids sollen die stark
schwankenden
Energieeinspeisungen von Solar-,
Windkraft- und Biogas-Anlagen in
die vorhandenen
Energieversorgungsnetze
ausgleichen und außerdem für
eine Effizienzerhöhung sorgen.
Smard-Grid-Netze können dank
ihrer Intelligenz Vorhersagen über
die Einspeisung und den
Verbrauch erstellen, die
Speicherung von überschüssiger
Energie steuern und die
Stromverteilung durch das
Lastmanagement ausgleichen. Sie
Konzeptionelle Komponenten eines Smart Grid
können Einspeisungs- und
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Smart Grid
Verbrauchsprofile erstellen und danach das Energieangebot optimieren. Neben dem
Lastmanagement geht es auch um die automatisierte Netzverwaltung und -wartung.
Vom Konzept her handelt es sich bei einem Smart Grid um ein komplexes Netzwerk, in dem
alle Datenströme für die Energieversorgung zusammenlaufen. An allen Einspeisepunkten und
Verbrauchsstellen werden die Daten mittels Sensoren erfasst und der Smart-Grid-Steuerung
zur Verfügung gestellt. Das Konzept reicht bis hin zum Endverbraucher, der mit intelligenten
Stromzählern, den Smart Metern, ausgestattet wird und mittels Smart Metering sein eigenes
Verbrauchsverhalten erfasst und dieses durch spezielle Tarife beeinflussen kann.
Ein entscheidender Aspekt von Smart Grids ist die Energiespeicherung. Dafür stehen
Übersicht über die verschiedenen Teile des IEEE-Standards P2030
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Smart Grid
Pumpspeicherkraftwerke, Druckluftspeicher und Wasserstoffspeicher zur Verfügung.
Konzeptionell sollen aber auch Elektrofahrzeuge in die Energiespeicherung eingebunden
werden. Und zwar sollen die Batterien der Elektromobile mittels Smart Charging Energie
speichern und bei Lastspitzen diese an das Smart Grid abgeben.
IEEE standardisiert das Thema Smart-Grids unter dem Standard P2030 mit dem Titel: „IEEE
Guide for Smart Grid Interoperability of Energy Technology and Information Technology
Operation with the electric Power System (EPS), and End-use Applications and Loads „.
Darüber hinaus hat IEEE eine Technical Advisory Group mit der Bezeichnung IEEE 802.24
gegründet, die die Aktivitäten von IEEE 802 in die Smart-Grid-Kommunikation einbringen soll.
http://osgug.ucaiug.org/
Smart Meter
Intelligenter Zähler
Ganz allgemein ist ein Smart Meter ein intelligenter Energiezähler. Bei der Bezeichnung wird
kein Unterschied gemacht, ob es sich um einen intelligenten Strom-, Wasser- oder
Wärmezähler handelt, alle werden mit Smart Meter bezeichnet.
Smart Meter arbeiten
digital und sind mit
eigener, teilweise sogar
mit hoher Intelligenz
ausgestattet. Sie
erfassen den
Energieverbrauch aber
auch die eingespeiste
Energie von
CENELEC-Frequenzbänder nach EN 50065-1 für das Stromnetz
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Smart Grid
Photovoltaikanlagen, von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen oder von Akkus von
Elektrofahrzeugen.
Smart Meter arbeiten bidirektional, einerseits in Richtung Verbraucher, andererseits von der
eigenen Energieversorgung hin zum Smart Meter. Hinzu kommt, dass das Smart Metering auch
beim Energiesparen helfen soll, da zukünftig die Energiepreise zeitabhängig sowohl in
Abhängigkeit von der Tageszeit als auch vom Wochentag berechnet werden sollen. So kann
das Smart Meter mit dem Automated Meter Management (AMM) einen Beitrag zur
Kostenreduzierung leisten, indem es Verbrauchergeräte mit hohem Leistungsverbrauch nur bei
günstigen Energiepreisen einschaltet. Das bedeutet beispielsweise, dass in einem Haushalt
die Waschmaschine oder der Trockner vorwiegend nachts
betrieben werden. Dadurch kann der Verbraucher
Energiekosten sparen.
Es gibt verschiedene Konzepte für die Steuerung der
Verbrauchergeräte, so das Konzept Digitalstrom, das mit
kleinen, schnell installierbaren Steuereinheiten arbeitet,
oder IP-basierte oder auch WLAN-basierte Konzepte mit
proprietären Steuerungsprotokollen. Es besteht auch die
Möglichkeit die Verbrauchsstellen über den M-Bus mit dem
Smart Meter zu verbinden. Das Smart Meter überwacht
nicht nur die Verbrauchsstellen, sondern dient funktional
auch als Gateway zum Energieversorger indem es auch
den Energieverbrauch über die Energieverteilnetze,
später über die Smart Grids, zu den Zentralen der
Smart Metering, Foto: Lerchwerke Energieversorger überträgt und damit die Funktion der
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Smart Grid
Smart-Meter-Funktionen
zu den Energieversorgern übertragen werden.
Fernablesung
erfüllt. Die
Übertragung der
Daten kann
mittels Powerline
erfolgen, aber
auch über andere
drahtgebundene
Systeme oder auf
Funktechnik
basierenden AMI-
Systemen über
die die
gemessenen
Verbrauchsdaten
Smart Metering
Smart Metering steht für intelligentes Messwesen für den Energieverbrauch in Gebäuden. Es
ist eine innovative Technologie, die aufgrund des im Deutschen Bundestag in 2008
verabschiedeten Energie- und Klimaschutzpaketes entwickelt wurde. Im Rahmen des
Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) von der Bundesregierung ist Smart Metering für 2010
zwingend in Neubauten vorgeschrieben.
Smart Metering schafft in Kombination mit Smart Meter, den intelligenten Stromzählern, und
den Smart Grids, den intelligenten Stromnetzen, die Voraussetzungen um die Stromerzeugung
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Smart Grid
kurz- und mittelfristig besser auf den Strombedarf und das Verbrauchsverhalten anpassen zu
können. Die Energiemessung spielt dabei eine wesentliche Rolle für die Ermittlung des
Strombedarfs. Mit Smart Metern wird zeitabhängig der Eigenverbrauch erfasst, ausgefeilte
Techniken erfassen auch den Bezug von Energie, die Lieferung, die Produktion, den Verbrauch
und den Eigenverbrauch. Die vom Smart Meter ermittelten und an den Energieversorger
weitergeleiteten Verbrauchswerte fließen in das Kapazitätsmanagement der Smart Grids ein,
können zur Verbesserung der Tarifmodelle herangezogen werden und sollen für einen
sparsameren Umgang mit Energie sorgen. Die verbrauchsbezogenen Daten können auch für
Prognosen und die Bedarfsentwicklung herangezogen werden. Durch tageszeitabhängige Tarife
können Verbraucher leistungsstarke Verbrauchsgeräte immer dann betreiben, wenn die
tageszeitabhängige Tarifierung ihnen Vorteile bringt.
Smart Metering geht weit über die Funktionen der klassischen Stromzähler hinaus, weil ein
Smart Meter den Energieverbrauch und die Energieeinspeisung bidirektional erfassen muss.
Dies ist dann der Fall, wenn der Strom nicht nur vom Stromnetz bezogen, sondern auch in
dieses eingespeist wird. So bei Photovoltaikanlagen oder bei Elektrofahrzeugen, deren Akkus
als Energiespeicher eingesetzt werden könnten. Es gibt verschiedene Konzepte für die
Datenübertragung hin zum Energieversorger. Dies kann über Web-Interfaces und das Internet
erfolgen; die Messdaten können aber ebenso über lizenzfreie Funkfrequenzen oder über
Mobilfunknetze übertragen werden und auch über die Stromnetze mittels Powerline. Dagegen
sind die von der Cenelec festgelegten Frequenzbänder für die Übertragung der Zählerstände
über das Stromnetz nicht nutzbar, da deren Datenraten zu niedrig sind.
Die Vernetzung des Smart Metering bildet eine M2M-Kommunikation und führt langfristig hin
zu Smart Metering Grids, bei der eine weitgehende messtechnische Vernetzung angestrebt
wird.
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Smart Grid
Insgesamt ist in der Stromerzeugung ein Paradigmenwechsel zu erkennen, der sich in der
verbrauchsabhängigen Steuerung ausdrückt. Zukünftig soll nämlich nur noch so viel Energie
verbraucht werden, wie gerade produziert wird. Ein Aspekt für dieses Zukunftsszenario ist die
vom National Institute of Standards and Technology (NIST) vorgenommene Einbindung von
Smart Grids und Smart Metering in die Home Area Networks (HAN).
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Impressum Smart Grid
Urheber
Klaus Lipinski, Dipl.-Ing.
Datacom-Buchveralg GmbH
84378 Dietersburg
ISBN: 978-3-89238-254-6
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