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Thomas Wolski
Smart Grid Forum, Hannover Messe 2015
Das Smart Meter Gateway im Einsatz
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Die Power Plus Communications AG
50 Mitarbeiter
Sitz in Mannheim
Eigentümer
Team und Vorstand
British Gas
CCC Private Equity
Siemens Financial Services
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Power Plus Communications AGWir machen das Netz intelligent
Smart Meter Gateways und BPL für Smart Grid und das Messsystem
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Unsere Produkte
Rugged BPL Modem
Compact BPL Modem Smart Meter Gateways
BPL im Zähler
Netzwerk Management
System
Mittelspannungskoppler
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Unsere Kunden & Partner
Metering, UK
Kunden Partner
Führender Anbieter BPL Access Lösungen in Europa und dem Mittlerem Osten
Projekte mit 80% der Top 50 EVUs in Deutschland
Gründungsmitglied der SmartGrid GB Initiative
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Ergebnis der Kosten-Nutzen-Analyse Regulatorische Grundlage des dt. Metering Rollouts
Rollout-Plus-Szenario entspricht 2022:
• 11,9 Mio. Intelligente Messsysteme
• 20,7 Mio. Intelligente Zähler
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Aktueller Stand der Regulierung
9. Februar 2015:
Eckpunktepapier für das „Verordnungspaket intelligente Netze“
Vorschlag (!!!) für den Roll-out
Nächster Schritt: Kabinettfassung des Verordnungspakets
Eckpunktepapier des BMWi
Quelle: www.bmwi.de/BMWi/Redaktion/PDF/E/eckpunkte-fuer-das-verordnungspaket-intelligente-netze
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Smart Metering in DeutschlandZwei technische Konzepte im verpflichtenden Roll-out
Basis
Zähler
Smart Meter
Gateway
(SMGW)
Headend-System (HES)
Meter Data
Management
System
WAN-StreckeWAN
Kommunikation
Gateway
Admin
WAN
Netzwerk
Management
Basis
Zähler
Indoor-
AdapterDisplay
Messsystem
Intelligenter Zähler mit Inhome-Display
Kommunikationsbausteine
Sonstige Bausteine
Indoor-
Netzwerk
Referenzdisplay
oder App
KundenportaleAssetmgm./GIS PKI-Infrastr.
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Metering und Smart Grid im SchutzprofilDigitalisierung und Vernetzung im Internet der Dinge
Kommunikationsmodul
BSI-Gateway
CLSHAN LMN
Gateway-
AdminBetrieb
Kom.-Netz
Berechtigte Marktrollen Lieferant, Dienste, Netzbetrieb
EndkundenDienstleister
(Dritte)
„Managed Services“ und IT-Integration/Plattformen
MDM und Tarif-/Kundenmanagement
Marktkommunikation/-prozesse
Assetmanagement
(De-)Zentrale Leittechnik (Laststeuerung usw.)
Kundenportale
Analyse-Software, Daten-Nutzung, Apps, …..
Mehrwertdienste/Smart-Home, Tarife und DSM
Smart Metering und Smart Grid
WAN - Kommunikationsplattform
Sensorik und Aktorik
Dienste und Produkte, MaKo
Netzwerkmanagement-Systeme für Kommunikation
Gateway-Administrationsplattform
rONT, Leittechnik
Kommunikation (BPL, GPRS/LTE, CDMA)
Gateways nach FNN und Schutzprofil/TR
CLS Zugang zu schaltbaren Anlagen, Steuerbox
Steuerbox, eHome, DSM, Speicher, eMobilität, EEG,
Basiszähler: Sensor mit Kommunikation
Optionale Displays / Apps
Steuer
-box
Bundes-display Zähler
EEG/
Flexi.
EM/e-
home
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PPC Produkte für das Messsystems
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BSI-konforme Smart Meter Gateways (SMGWs)Systemarchitektur der Daten-Kommunikation
Über das LMN werden die Messeinrichtungen des
Letzt-Verbrauchers mit dem SMGW verbunden und
zunächst nur lokal Verbrauchs- und Einspeisewerte
gespeichert.
Das SMGW kommuniziert über WAN-Schnittstelle mit
allen externen Marktteilnehmern (EMT) und mit dem
SMGW Administrator (GWA).
GWA ist verantwortlich für Konfiguration und sicheren
Betrieb des SMGWs. Er spielt das kryptographische
Schlüsselmaterial des Messsystems beim
Letztverbraucher ein, regelt den Zugang zu Daten und
nimmt SMGW Konfigurationen (z.B. Tarifierung) vor.
So können empfangene und verarbeitete Messwerte zu
festgelegten, für den Letztverbraucher einsehbaren
Zeitpunkten vom Kunden autorisiert an die jeweiligen
berechtigten Marktteilnehmer versendet werden.
Die HAN-Schnittstelle liefert lokal und bei Bedarf Daten
über ein unidirektionales Interface an den
Letztverbraucher.
Über die CLS Schnittstelle werden steuerbare Geräte
(z.B. EEG, Smart Home, Speicher) angeschlossen
und für EMT (u.a. VNB) zugänglich. So werden z.B.
netzdienliche Schalthandlungen ermöglicht.
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Funktion des Smart Meter Gateways
Smart Meter Gateway hat 3 Schnittstellen:
LMN (Local Metrological Network)
HAN (Home Area Network)
WAN (Wide Area Network)
Hardware Sicherheitsmodul
Eigener Sicherheitschip im Gateway
Alle Marktrollen greifen aus dem
WAN auf die Daten im Gateway zu
Möglichkeit zur Anbindung von
CLS (bspw. PV, BHKW)
Signatur und Speicherung
der Zählerdaten vor Ort
Tarifierung im Gateway
(Zeitsynchronisation)
Anforderungen des BSI Schutzprofils an das SMGW
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WAN-Kommunikation
Funktionen der WAN Kommunikation:
Verschlüsselte und signierte Übertragung der Nutzdaten
Aufbau TLS Tunnel zur Gegenstelle
(Ende-zu-Ende Sicherheit)
Wake-Up Service
Einspielen von Updates über die WAN Schnittstelle
Anforderungen an die WAN Kommunikation
IP-Fähigkeit der Kommunikation (Protokollstack für TLS)
Bandbreite (bspw. Firmware-Update und Übertragung
der Informationen an berechtigte Marktteilnehmer)
Latenz (Wake-up Paket enthält Zeitstempel und ist nach
einer bestimmten Dauer ungültig)
Unabhängig vom Anschluss des Endkunden
Anforderung des BSI Schutzprofils
Layer Aufbau nach OSI-Schichtmodell
Kommunikation im Smart Grid
Kommunikationssysteme
z.B. BPL, DSL, FTTx,
LTE/UMTS/GPRS
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Smart Meter Gateways Alle TK-Optionen im Produktportfolio
FNN konforme Smart Meter GatewaysZertifiziertes SMGW Integrationsmodul für gängige IKT Varianten
BPL SMGW (Breitband Powerline)
Mobilfunk SMGW (GPRS, LTE*, LTE450*)
ETHERNET SMGW(für Anschluss
an externes Modem)
SMGW
OEM Modul
OEM
Als einziges Unternehmen bietet PPC alle nachgefragten TK-Varianten
Kooperation mit führenden Security Partnern
* in Entwicklung
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FNN konforme Smart Meter Gateways mit integriertem TK-Modul
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Interoperabilität im MesssystemZähler, Schaltbox, GWA, MDM, …
Interoperabilitätsforderung mit Partnern für Gateway-Administration umgesetzt
Partnerschaften mit führenden Marktteilnehmern
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Warum Feldtests?
Die „Energieversorgung“ steht erst am Anfang der Digitalisierung
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BSI Smart Metering PilotprojektePrimär zu evaluierenden Bausteine
Smart Meter
Gateway
Gateway
Admin.
WAN
Kommunika-
tion
BSI IT
Grund-
schutz
BSI PKI
IKT
Kommunika-
tionsmix
MDM
Systeme für
EMTs
CLS
Steuerbox
BasiszählerAnpassung
MAKO
HSM
Zertifizierte
Sicherheits-
module
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Lernkurven der PilotprojekteEvaluieren der Technik und der Prozesse
Was wird in Pilotprojekten evaluiert?
Eignung der Kommunikationstechnologie für Metering und Steuerung (CLS)
Interoperabilität der Systemkomponenten
Austausch der Messwerte zwischen Zähler und Gateway
Datentransfer/Datenaustausch mit Marktrollen
PKI Prozesse (zunächst über private PKI für Prozessevaluation)
Ausbaustrategien, Kosten und Prozesse
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Gemeinsames Projekt BPL & Messsystemzum praktischen Test
Feldtest gemeinsam mit den Stadtwerken Düsseldorf
und Robotron Datenbank Software
Komponenten des aufgebauten Messsystems
Easymeter Q3D Zähler mit BSI-konformer Verschlüsselung
Smart Meter Gateways (SMGW) von PPC
Bestehendes Breitband-Powerline (BPL) Netz von PPC
gehostetes GWA/MDM System von Robotron
WAN
BPL
LMNW-M-Bus
Ethernet SMGW
BPL WAN Netz (Generation 3, 2013) Gehostet oder beim EVU
MDM/
GWA
System
NMS
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Test Messsystem 2020
Aufbau des Messsystem und der IKT
Stufenweise Vorgehensweise Stw. D.:
Evaluierung BPL Lösung
Zählerfernauslesung über BPL
ohne SMGWs (seit 2012)
Zählerfernauslesung über SMGW
Administration SMGW
Vorbereitung Roll-Out
Zielsetzung:
Optimale Vorbereitung auf Smart Meter Rollout
Vorteil der Vorgehensweise:
Stufenplan reduziert Komplexität und erleichtert den Einstieg und Schulung Mitarbeiter
Orientierung am Leitfaden „Systeme und Prozesse“ des FNN:
Beschaffung, Installation, Inbetriebnahme, Regelbetrieb, Wechselprozesse, Deinstallation
Viele Prozesse können bereits im Piloten getestet werden
Das Testgebiet in Düsseldorf (Quelle: Google Maps)
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Fragen?
Power Plus Communications AG • Am Exerzierplatz 2 • 68167 Mannheim • Deutschland • www.ppc-ag.de
Thomas Wolski
Phone: +49 621 40165-100
Fax: +49 621 40165-111
Email: info@ppc-ag.de
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