Das Smart Meter Gateway im Einsatz - Deutsche Messe...

Thomas Wolski

Smart Grid Forum, Hannover Messe 2015

Das Smart Meter Gateway im Einsatz

© PPC 2015, www.ppc-ag.de 2

Die Power Plus Communications AG

50 Mitarbeiter

Sitz in Mannheim

Eigentümer

Team und Vorstand

British Gas

CCC Private Equity

Siemens Financial Services


Power Plus Communications AGWir machen das Netz intelligent

Smart Meter Gateways und BPL für Smart Grid und das Messsystem


Unsere Produkte

Rugged BPL Modem

Compact BPL Modem Smart Meter Gateways

BPL im Zähler

Netzwerk Management

System

Mittelspannungskoppler


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


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


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


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.


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


PPC Produkte für das Messsystems


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.


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


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


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


FNN konforme Smart Meter Gateways mit integriertem TK-Modul


Interoperabilität im MesssystemZähler, Schaltbox, GWA, MDM, …

Interoperabilitätsforderung mit Partnern für Gateway-Administration umgesetzt

Partnerschaften mit führenden Marktteilnehmern


Warum Feldtests?

Die „Energieversorgung“ steht erst am Anfang der Digitalisierung


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


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


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


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)


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: [email protected]


Vielen Dank!

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