SISSY – SMGW als Sicherheitsanker für das Steuern im Systemverbund
Im Zuge des Fortschreitens der Energiewende und insbesondere auch vor dem Hintergrund der aktuellen geopolitischen Entwicklungen wird es für die kommenden Jahre eine der größten Herausforderungen sein, die Versorgungssicherheit und ökonomische Effizienz bei stetig vielfältiger und kleinteiliger werdenden Erzeuger- und Verbraucherlandschaft weiterhin zu gewährleisten. Gleichermaßen erhöhen die aktuellen regulatorischen Entwicklungen den Handlungsdruck: Massenfähige, auf dem standardisierten Ökosystem des SMGW aufbauende Lösungen zur steuernden Integration einer exponentiell steigenden Anzahl an Erzeugungs- und Verbrauchseinrichtungen in die Stromnetze sind schnellstmöglich zu entwickeln, zu verproben und dem Markt zur Verfügung zu stellen. Genau an dieser Stelle setzt das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderte Projekt SISSY an. Das Konsortium baut auf der erfolgreichen Zusammenarbeit und den bereits gewonnenen Erkenntnissen aus dem Vorgängerprojekt SMGW-forwards auf.
Vernetzung mit der Regulatorik
Um die Umsetzbarkeit der Anwendungen und Neuentwicklungen in der Praxis sicherzustellen, erfolgt über die gesamte Projektlaufzeit eine kontinuierliche Rückkopplung der Projektergebnisse in die Regulatorik. Einerseits kann das Konsortium dadurch flexibler auf regulatorische Änderungen reagieren und andererseits kann aus dem Projekt heraus Input für die Standardisierung geliefert werden. Die Mitgestaltung des Rechtsrahmens erfolgt durch:
- Einbringen von Projekterkenntnissen in die Roadmap-Diskussionen über die Teilnahme an relevanten Arbeitsgruppen und Taskforces.
- Gezielte regelmäßige Projektfortschrittsdialoge mit BMWK, BSI, BNetzA sowie weiteren relevanten Stakeholdern
- Partizipation des Projekts an laufenden Konsultationsverfahren
- Partnerspezifische Beteiligung in relevanten Gremien und Verbänden
Projektziele
Welche Lösungen eignen sich für eine massentaugliche Umsetzung?
Für die massentaugliche Umsetzung der Steuerung über die iMSys-Infrastruktur wird im Projekt die Steuerung direkt aus dem SMGW weiterentwickelt und praktisch erprobt, um die Effizienz durch eingesparte Hardware und einfachere Prozesse heben zu können. Außerdem werden die dazugehörigen Installationsprozesse geschärft, sodass sie den Anforderungen eines Massenrollouts bei der Inbetriebnahme gerecht werden:
Wo bringt die Ausgestaltung der iMSys-Infrastruktur weitere wirtschaftliche Mehrwerte und neue Geschäftsmodelle für die Stakeholder?
Die Ausgestaltung der iMSys-Infrastruktur verbessert die Wirtschaftlichkeit für Messstellenbetreiber. Zudem strebt das Projektkonsortium an, den Kernnutzen intelligenter Messsysteme für den Endkunden bspw. über die Vermarktung seiner Flexibilität oder durch variable Tarife weiterzuentwickeln.
Wie können unsere Lösungen die Digitalisierung der Energiewende beschleunigen?
Das Ziel unserer Lösungen ist es, die aktuellen Probleme des Rollouts möglichst schnell zu lösen und bei der Erarbeitung von Standards mitzuwirken. Im Rahmen von SISSY können diese Lösungen in Reallaboren entlang der gesamten Systemkette erprobt werden, wobei die Partner im Konsortium die komplette Wertschöpfungskette abdecken. Dies stellt eine frühzeitige Fehlererkennung im gesamten System sicher.
Anwendungsfälle
Netzdienliche Steuerung
Der Netzbetreiber wird durch die Verabschiedung von § 14a EnWG und § 9 EEG ermächtigt, im Falle eines drohenden Netzengpasses flexible Lasten wie Wallboxen oder Erzeugungsanlagen wie PV-Anlagen in der Niederspannung zu steuern. Zur Realisierung der netzdienlichen Steuerung existieren unterschiedliche Ausgestaltungsvarianten, die sich größtenteils noch im Prototypen-Status befinden. Im Rahmen dieses Use Cases sollen Steuerungslösungen entwickelt werden, die bereit für die Massenanwendung sind. Im Reallabor verprobt werden neben der Inbetriebnahme auch die Resilienz der Steuerung gegenüber Fehlerfällen in der Kommunikationsstrecke sowie eine sichere und zuverlässige Nachweisführung der Steuerungsvorgänge im SMGW.
Marktliche Anwendungen
Nicht nur Netzbetreiber, sondern auch weitere Marktteilnehmer sollen in Zukunft von der Nutzung der iMSys-Infrastruktur profitieren können. Durch die Nutzung des sicheren Kommunikationskanals über den Messstellenbetreiber werden zum Bespiel für Lieferanten und Direktvermarkter neue Geschäftsmodelle eröffnet, indem sie Marktsignale wie variable Tarife, Steuerbefehle für Anlagen oder Hüllkurven für 24h in bestimmte Liegenschaften der Niederspannung senden können.
Systemdienstleistungen
In einem sich wandelnden Energieerzeugungssystem werden dezentrale Flexibilitäten < 100 kW für die Systemsicherheit und die Stabilität zwischen Stromerzeugung und -verbrauch immer wichtiger. Im Projekt wird untersucht, wie die iMSys-Kommunikationsinfrastruktur und die dort erhobenen Messdaten für die Integration solcher Kleinstflexibilitäten in den Markt genutzt werden kann. Dadurch kann die Teilnahme an Systemdienstleistungen wie der Regelleistung und die Steuerung der aggregierten Kleinstflexibilitäten durch den Übertragungsnetzbetreiber für den Redispatch 2.0 ermöglicht werden. Ziel ist es, vorausschauend Netzüberlastungen vorzubeugen.
Großanlagensteuerung
Das Konsortium beschäftigt sich mit der Fragestellung, inwiefern es möglich ist, Steuerbefehle an Großerzeugungsanlagen > 100 kWp zu übermitteln. Dazu muss zunächst ein geeignetes Messkonzept entwickelt werden, welches die relevanten Messgrößen sowie deren Abtastraten definiert. Zudem müssen die speziellen Anforderungen und Betriebsumgebungen berücksichtigt werden.
Abbildung 1: iMSys-Infrastruktur
Die Kommunikationskette geht vom Netzleitsystem des Netzbetreibers über die BDEW Web API an das Backendsystem des MSB. Von dort aus werden die Steuerbefehle und Tarifinformationen an das SMGW übermittelt und über EEBUS zu einer Liegenschaft weitergegeben. In der Liegenschaft kann das Steuersignal entweder direkt an eine steuerbare Verbrauchs- oder Erzeugungseinrichtung gesendet, oder durch ein Energiemanagementsystem umgesetzt werden. Außerdem werden Messwerte aus dem SMGW an das Backend zurückgemeldet. In den konzeptionierten Anwendungsfällen des Projektes sollen Steuerbefehle und Tarifinformationen auch ausgehend von marktlichen Akteuren wie Lieferanten oder Direktvermarktern sowie von einer Zwischenrolle des Aggregators über die iMSys-Infrastruktur weitergegeben werden. Der Aggregator fasst kleinteilige Flexibilitäten für den Anwendungsfall der Systemdienstleistungen zusammen, um diesen die gleichen Steuersignale zu senden.
Rolle von PPC
Als BSI-zertifizierter Hersteller von SMGW übernimmt PPC in seinem Teilvorhaben die Kernaufgabe der wesentlichen funktionalen Erweiterung der SMGW-Kommunikationsplattform durch die Weiterentwicklung der Hard- und Software des iMSys. Die Hauptziele sind die Ertüchtigung des iMSys für die Steuerbarkeit großer Erzeugungsanlagen, eine erweiterte Nachweisführung, die Erbringung von Systemdienstleistungen sowie die massentaugliche Umsetzung lokaler Steuerungsfunktionen. Aus den Ergebnissen werden Vorschläge zur Regulierung und Beschleunigung des Rollouts sowie zu technischen Standards abgeleitet und in den Roadmap-Prozess sowie relevante Gremien und Verbände eingebracht.
Verbundprojekt und Partner
Konsortialpartner und assoziierte Partner:
PPC nimmt als zertifizierter Hersteller von SMGWs und CLS Geräten die Anforderungen der Messstellenbetreiber auf und setzt sie mithilfe von zunächst prototypisch weiterentwickelten, interoperablen Hard- und Softwarelösungen um. In der Rolle als Konsortialleiter übernimmt PPC außerdem die Koordinationsaufgaben im Projekt und stellt den Projekterfolg sicher.
Die EGS agiert als grundzuständiger Messstellenbetreiber (MSB). In dieser Funktion definiert der Partner konkrete Anforderungen und die technische Umsetzung der projektrelevanten Anwendungsfälle, bringt seine Erfahrungen aus der Praxis sowie die Erfahrungen der mit ihnen verbundenen Netzbetreibergesellschaften ein und spiegelt die Projekterkenntnisse an den aktuell bestehenden Prozessen. Außerdem verprobt die EGS gemeinsam mit dem Konsortium die neuen Entwicklungen in Laborumgebungen und Feldtests.
Die TMZ agiert als assoziierter Partner im Unterauftrag der TEAG als ausführender MSB für grundzuständige sowie wettbewerbliche MSBs. In dieser Funktion definiert der Partner konkrete Anforderungen und die technische Umsetzung der projektrelevanten Anwendungsfälle, bringt seine Erfahrungen aus der Praxis sowie die Erfahrungen der mit ihm verbundenen Netzbetreibergesellschaften ein und spiegelt die Projekterkenntnisse an den aktuell bestehenden Prozessen. Außerdem verprobt die TMZ gemeinsam mit dem Konsortium die neuen Entwicklungen in Laborumgebungen und Feldtests.
Robotron bringt in das Projekt seine GWA- und EMT-Lösungen ein, die für das MSB-Backend benötigt werden.
Der EEBUS Verein ist für die Erweiterung und den Betrieb des Living Labs mit dem Fokus auf iMSys zuständig. Außerdem passt er die technischen Schnittstellen an die speziellen Anforderungen des Projekts an und lässt diese in den bestehenden Standard einfließen.
