Eine Open Source Plattform für Smart Micro Grids

05.10.2017 – IoTcamp

Dr. Markus Duchon

fortiss GmbH

Forschungsinstitut des Freistaats Bayern

• Gemeinnütziges Forschungs- und Transferinstitut (für softwareintensive Systeme)

• An-Institut der Technischen Universität München

– Gründung in 2009, mittlerweile ca. 120 Mitarbeiter

– 7 Kompetenzfelder:

• Model-based Software Engineering

• Autonomous Systems and Sensor Systems

• Machine Learning for Robotics

• Dependable Systems

• Open and Public Information Management

• Business Model and Service Engineering

• Industry 4.0.

• Mission

– Enabler der Digitalisierung von Wirtschaft und Verwaltung aus Bayern heraus im Dienste der

Zukunftsoffensive Digitalisierung Bayern

– Schließen der Lücke zwischen Forschung und Industrie

• Wissenstransfer in die Industrie durch Aufbereitung von

Forschungsergebnissen und angewandter Forschung

• Transfer von Fragestellungen aus der Industrie an die Universitäten

München, 05.10.2017Smart Energy, Smart Contracts2

Überblick – Intelligente Energienetze

Smart Micro Grid Node

München, 05.10.2017Smart Energy, Smart Contracts3

Smart Energy Living Lab

Komponenten und Infrastruktur der SMG Testumgebung

• Energie Komponenten

– Solaranlage (5,4 kW Peak Leistung)

– Batterie Backup System (8 kWh Batteriespeicher)

– Intelligente Stromzähler

• Automatisierungskomponenten

– Fenster-, Temperatur-, Feuchtigkeits-, Helligkeits-, Belegungssensoren,

– Licht-, Klimaanlagen- und Jalousiensteuerung,

schaltbare Steckdosen, etc.

• IKT Infrastruktur

– Verteilte Implementierung – kleinen Geräten (Raspberry Pi, Odroid)

– Leichtgewichtige OSGi Laufzeitumgebung

– Nachrichtenbussystem RabbitMQ für Informationsaustausch

– Parallele Datenspeicherung (Transbase, MySQL, MongoDB)

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SMG 2.0 System Übersicht

München, 05.10.2017Smart Energy, Smart Contracts5

Produktion

Produktion/Verbrauch

Verbrauch

Information

>800k

Datapoints

per day

SMG 2.0 Demo

Gebäudesteuerung und Sicherheit

• Nutzung unterschiedlicher

Aktoren/Sensoren

– Relais, Licht, Fenstersensoren,

Schalter

• Regelsystem

– Im Urlaubsmodus

Wenn: „Fenster offen“

Dann: “Alarm an”

München, 05.10.2017Smart Energy, Smart Contracts6

Licht

Relais

Fenster-

sensor

Alarm

Schalter

SMG 2.0

Aktuelle Projekte MEMAP - Multi Energie Management und Aggregations Plattform

• Entwicklung einer Aggregationsplattform zur Steuerung und Optimierung

• Integration und Anbindung von Speichern und Erzeugeranlagen in lokale EMS

• Integration von intelligenten Optimierungsverfahren

• Entwicklung eines offenen Planungswerkzeugs (BIM-Standard) zur Projektierung und Simulation

• Beispielhafte Monitoringanwendungen und Benutzerschnittstellen zur Interaktion

• Entwicklung und Analyse von Geschäftsmodellen

München, 05.10.2017Smart Energy, Smart Contracts7

Lokales EMS

OptimierungGUI Speicher Lokales EMS

OptimierungGUI Speicher

Pla

nu

ng

sw

erk

ze

ug

. . .

MEMAP

Plattform

„Energiedienste“

Demand Response, Demand Side

Management, interner Strommarkt

Lokales EMS

OptimierungGUI Speicher

Reale Daten

Co Simulation

BIM Standard

Benutzer-

präferenzen

Modelle

Bedarfs- und

Lastprofile

Lokales EMS

OptimierungGUI Speicher

Energiemarkt im Wandel

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BlockChain in der Energiewirtschaft

München, 05.10.2017Smart Energy, Smart Contracts9

Energy Flow

Smart Contract

Demand/Offer Data

Regulator

Smart Energy

Blockchain*

*) e.g. Energy Trade Validation

°) AI for Demand/Offer Data

forecasting, optimization, etc.

BlockChain „Klassifikation“

München, 05.10.2017Smart Energy, Smart Contracts10

Public Private

Access Open read/write Permissioned read and/or write

Speed Slower Faster

Security Proof-of-Work/Proof-of-stake Pre-approved participants

Identity Anonymous/pseudonymous Known identities

Asset Native assets Any asset

https://www.enerquire.com/blog/blockchain-in-the-energy-sector-the-institutional-side

Gavin Wood (2016) Dr. Marius Buchmann (2017)

Fragen & Diskussion

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• BlockChain Mechanismen direkt in der Datenbank ?

• Distributed vs. Centralized Ledger ?

• Public vs. Private BlockChain ?

• Permissioned vs. Permissionless ?

• Anonymity of the Validator vs. Trust to a validator ?

• Technologie Erfahrungen:

– Ethereum

– BigchainDB

– MultiChain

– PowerLedger

– EnergChain

– IoTA

Smart Energy Systems Group

Pragya Gupta, Denis Bytschkow,

Dr. Markus Duchon

fortiss GmbH

An-Institut Technische Universität München

Guerickestraße 25 · 80805 München · Germany

{gupta, bytschkow, duchon} @ fortiss.org

http://www.fortiss.org

München, 05.10.2017Smart Energy, Smart Contracts12

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