Kommen Sie mit nach oben - bine.info · • Das neue Konzept ist auch für die Erfassung von Gas-,...
Transcript of Kommen Sie mit nach oben - bine.info · • Das neue Konzept ist auch für die Erfassung von Gas-,...
Kommen Sie mitnach oben...
© Copyright Uwe Schnoor 2009/2010
Abbildungen Seite 04 bis 09 Uwe SchnoorAbbildungen Seite 10 bis 13 tLZ-ProjektAbbildungen Seite 14 bis 16 Uwe SchnoorAbbildung Seite 18/19 Sven Hoffmann Alle Inhalte, insbesondere die Texte und Bilder sind urheberrechtlich geschützt und dürfen ohne schriftliche Genehmigung nicht vervielfältigt, verbreitet oder sonst genutzt werden.
Abbildung Seite 01/02 Karin Jehle
. . .zum Standard für taktsynchrone Lastgangzähler .
Inhalt
Der neue Standard Seite 5
Der Weg zum neuen Standard Seite 7
Seite 11
Seite 15
Seite 17
Kompetente Partner mit Experten-Know-how Seite 19
Der neue Erfassungs-standard im Detail
Das Systemkonzept
Meilensteine undProjektstatus
Mit dem Projekt zur Entwicklung des taktsynchronen Lastgangzählers haben sich die Partner EnBW, E.ON und RWE zum Jahreswechsel 2005 / 2006 zusammen gefunden um die Initiative zur Schaffung eines zukunftsorientierten technischen Standards mit Qualitätssiegel für Lastgangzähler zu ergreifen.
Wesentliche Ziele waren dabei die wirtschaftliche Umsetzung geltender Gesetze und Verordnungen sowie die regulatorischen Anforderungen imliberalisierten Markt.
Heute, im Herbst 2009, wurde das gemeinsame Ziel erreicht. Der Stan-dard für
Mit dieser Broschüre haben Sie Zugriff auf wichtigen Fakten, die Sie von der Richtigkeit unserer Arbeit überzeugen werden. Denn Fakten zeigen am einfachsten den Weg für unseren gemeinsamen Erfolg.
taktsynchrone Lastgangzähler ist fertig. Wir bezeichnen den System-standard als „Synchronus Modular
2Meter“, kurz SyM .
Der Standard für taktsynchrone Lastgangzähler ist fert ig .
5
7
Marktliberalisierung versusSystemkompatibilität
Die vom Gesetzgeber angestoßene Liberalisierung des Messwesens trifft auf ein überaus heterogenes Geflecht von Messstellen- und Verteilnetzbetrei-
bern sowie weiteren Marktpartnern, die wiederum auf eine Vielzahl untereinan-der inkompatibler Messgeräte und Systeme zugreifen. Derzeit werden in Deutschland zur Erfassung elektrischer Energie im Industrie- und Gewerbekun-denbereich ca. 350.000 Lastgangzähler eingesetzt.
Diese sind bezüglich ihrer technischen Ausführungen und Datenprotokolle nur unzureichend standardisiert.
Effizienzsteigerung durch modulare Systemlösung
Die Unternehmen EnBW AG, E.ON Energie AG und RWE AG haben sich daher zusammengeschlossen, um im Rahmen eines im Verbund der Tochter-gesellschaften RWE Rhein-Ruhr Netzservice GmbH, E.ON Netz GmbH und EnBW Vertriebs- und Servicege-sellschaft mbH durchgeführten Projekts mit dem ein modernes Mess-System für den Datenbeschaffungspro-zess vollständig zu entwickeln.
2SyM
Von heterogenen Messverfahrenzu e inem neuen Standard
Erfassung elektrischer Energie bei Gewerbe- und Industriekunden.
Das Konsortium hat die geleistete Entwicklungsarbeit in Form eines Pflichtenhefts festgehalten und lizenz-frei sowie frei zugänglich veröffentlicht. Darüber hinaus wurde mit der Entwick-lung der Messeinrichtung ein auf moderner Kommunikationstechnologie basierender einheitlicher Standard gesetzt. Geräte, die diesem Standard entsprechen, erhalten nach bestande-ner Konformitätsprüfung folgendes Qualitätssiegel:
Die Kernanforderungen an die Messeinrichtung:
• Der neue Standard betrifft die techni-sche Ausführung der Geräte in elektri-scher, mechanischer und datentechni-scher Hinsicht.
• Die Prozesse zur Verbrauchsdatenbe-schaffung über diese Geräte sind unter Verwendung eines modularen Konzepts und Einsatz zukunftsorientierter Kom-munikationswege wie IP-Telemetrie standardisiert.
• Rationalisierungspotenziale bei Monta-ge, Inbetriebsetzung, Wartung, Daten-kommunikation und -verarbeitung werden in technisch/ wirtschaftlich sinnvollem Umfang ausgeschöpft.
• Reduzierung der Funktionalität vor Ort, z. B. keine Tarifierung und Maxi-mumbildung, um hohe Organisations-kosten durch technischen Aufwand in den Prozessen zu vermeiden.
•modular
•funktional
•s icher
•eff iz ient
9
11
Die Vorteile im Überblick
• Die echtzeitnahe* Bereitstellung der Energieverbrauchsdaten ermöglicht die Entwicklung innovativer Energie- und Lastmanagementverfahren in der Industrie.
• Dadurch werden neue Möglichkeiten geschaffen, um Maßnahmen zur rationellen Energieverwendung in der Industrie zu erschließen.
• Durch den modularen Aufbau und die grundlegende Neuentwicklung des Gesamtsystems werden systemimma-nente Fehlerquellen minimiert.
• Die technischen Spezifikationen für die Geräte und Protokolle stehen lizenzfrei zur Verfügung.
• Das Qualitätssiegel garantiert, dass nur Geräte, die den Konformitätstest erfolgreich bestehen, das Siegel erhalten.
• Das neue Konzept ist auch für die Erfassung von Gas-, Wasser- oder Wärmemengen anwendbar.
Der neue Erfassungsstandardim Detai l
Die Herausforderung bestand in der Erarbeitung einer herstellerunabhängi-gen technischen Spezifikation, die den Stand der Technik aufgreift und erwei-tert. Es galt, die optimale technische Lösung zu entwickeln, die sich in die Infrastruktur aller Marktteilnehmer integrieren lässt.
unterschei-det sich grundlegend von der heutigen Zählergeneration.
Modulare, offene Systemplattform
Aufgrund der konsequenten aufgaben-spezifischen Trennung in Module sowie der Standardisierung der Schnittstellen wird bei dem Basisgerät auf integrierte Zusatzfunktionen verzichtet.
Das Basisgerät wird bedarfsweise mit verschiedenen Modulen (zum Beispiel für Kommunikation und Impulsweiter-gabe) kombiniert.
Im Ergebnis wird bei gleichbleibender Komplexität des Gesamtsystems die Fehleranfälligkeit reduziert und die Qualität des funktionalen Verhaltens der Systemkomponenten erhöht.
Die herstellerübergreifende Austausch-barkeit der Module wird durch die Konformitätsprüfung sichergestellt und durch das Qualitätssiegel garantiert.
2 Der Systemstandard SyMAbbildungBasisgerät mit Klemmendeckel und den Modulen: Kommun-ikation, Netzknoten und Impuls-weitergabemodul
Basisgerät mit Kommunika-tionsmodul
Basisgerät mit Kommunika-tionsmodul, Netzknoten und Impulsweitergabemodul
Basisgerät
Basisgerät mit Kommuni-kationsmodul und Impuls-weitergabemodul
*Echtzeitnah bezeichnet in diesem Umfeld Übertra-gungen bis hin zur Datenübertragung je Registerperi-ode von der Messstelle hin zum ZFA-System. Derzeit werden die Daten üblicherweise täglich und in Einzelfällen auch stündlich übertragen.
13
Der neue Erfassungsstandardim Detai l
SML-Protokoll
Das Smart-Message-Language-Protokoll (SML-Protokoll) dient der Übertragung der Daten zwischen dem Zähler und dem Zählerfernabfrage-System sowie dem Datenaustausch über den lokalen Bus.
Das SML-Protokoll besitzt eine opti-mierte Struktur für die Zählerfernabfra-ge (ZFA) und ist sowohl für den Einsatz über klassische Kommunikationsstre-cken (PSTN, GSM u. ä.) als auch über paketorientiert arbeitende Netze (GPRS, DSL u. ä.) geeignet. Es ermög-licht die Verwendung von modernen Kommunikationstechnologien und ebnet den Weg zur echtzeitnahen Übertragung der Daten.
Die SML-Protokoll-Spezifikation ist als Download über die Webpage unter www.sym2.org verfügbar.
Lokaler Bus - PoE und PnP*
Teil des Projekts war die Entwicklung eines lokalen Busses, der die Kommu-nikation aller Module mit dem Basisge-rät und untereinander ermöglicht. Besonderes Augenmerk wurde auf die Robustheit des lokalen Busses gelegt. Durch die Integration von Schutzme-chanismen und den Einbau von Erwei-terungsmöglichkeiten wurde ein lang-fristig leistungsfähiger Bus geschaffen.
Remote-Firmware-Download
Mit der Spezifikation wird die Option zum remote Firmware-Download
2SyM
standardisiert. Die eichtechnisch konforme Lösung ist damit vorbereitet und wurde erfolgreich getestet.
Für nicht eichrechtlich relevante Programmteile kann das Remote-Firmware-Download-Verfahren im Betrieb genutzt werden.
Sekundenindex als Zeitbasis
Eine Fehlerquelle der heutigen Zähler-generation ist das integrierte Kalendari-um. In der neuen Messeinrichtung wird das Kalendarium durch eine Zeitmes-sung ersetzt, bei der ein Tupel* in Ver-bindung mit einem in mathematischem Sinne streng monoton wachsenden Sekundenindex als Referenzwert dient.
Signatur
In der Spezifikation ist ein in der Handhabung einfaches Verfahren zur Gewährleistung von Authentizität und Integrität durch Signatur der Messwerte definiert. Das Verfahren folgt anerkann-ten Standards des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnik.
Verfahren zur Nachprüfbarkeitder Rechnung
Im Rahmen des tLZ-Projekts wurde das Verfahren zur Nachprüfbarkeit der Rech-nung überarbeitet. Die zusätzlichen Elemente und Konzepte (Signatur, Sekundenindex) wurden in das Softwa-rewerkzeug CONFER++* integriert.
*Der mathematische Begriff „Tupel“ bezeichnet eine geordnete Zusammenstellung von Objekten, im Gegensatz zu Mengen, deren Elemente keine festgelegte Reihenfolge haben.
*Die Stromversorgung der Kommuni-kations- und Impulsweitergabemodule erfolgt über den lokalen Bus (PoE). Module können im Betrieb nachge-steckt oder gewechselt werden (PnP).
PoE - Power over Ethernet
PnP - Plug and Play
Abgesetztes Kommunikationsmodulauf Hutschiene
*CONFER++ steht zum Download bereit über www.sym2.org.
Das Systemkonzept
15
Das Systemkonzept im Überblick.
Darstellung der möglichen Betriebsar-ten in der Kommunikation und Über-sicht der IT-Systemlandschaft mit den diversen Anbindungsverfahren.
Pull-Verfahren
Das ZFA-System kommuniziert 2Richtung SyM entweder direkt oder
über die IPT Zentrale und holt Messdaten.
Push-Verfahren
2 SyMdefinierbaren Zeiten, direkt oder über die IPT Zentrale zum ZFA-System.
2SyM schickt Messwerte.
verbindet sich zu bestimmten, frei
File-Import-Verfahren
2 SyMausgelesen und über Schnittstellen importiert.
Daten werden (z.B. per MDE)
MDE MDE
Verwaltungsplatz
Leitstelle
Leitstelle
Backup / Speicher
PSTN, GSM - SML
GPRS, TCP/IP...- SML, IPT
GPRS, TCP/IP...- SML, IPT
MDE - Mobile Datenerfassung
IPT
Kunden
Zentrale
Datenportale
Zentrale
Einbau, Betrieb, Wartung (EnWG, §21b)
Messung, Messdatenerfassung
Messstellenbetreiber
Messdienstleister
SML (Smart Message Language)
StandardisierteMessgeräteschnittstelleSML, IP-Telemetrie
Rechnungsprüfung zum
Beispiel per „CONFER++“
(HTTPS, SFTP, SMTP)
Netzbetreiber
Standardisierte
Marktschnittstelle
EDIFACT/MSCONS
Bilanzkoordinatoren
Händler
Lieferanten
Einspeiser
Abrechnung
Tarifierung
Bilanzierung
Verbrauchsdaten
Statistik
Rechnungen
2SyM
Pull
2SyM
Push
2SyM
File
IPT - IP-Telemetrie (siehe
DKE im DIN K461.0.14)
IPT
17
Mei lensteine – Projekthistorie
Wir brauchen den Standard
Start des Feldversuchs
Inhalt des breit angelegten Feldver-suchs war die Validierung der technolo-gischen Komponenten. Darüber hinaus galt es, belastbare Aussagen zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit des neuen Standards zu treffen.
Getestet wurde sowohl das Gerätesys-tem (Basisgerät sowie verschiedene Zusatzmodule) als auch das neu geschaffene SML-Protokoll.
Zur Durchführung des Feldversuchs mit statistisch verwertbaren Ergebnissen wurden insgesamt 2.000 Messstellen wie folgt auf die beteiligten Unterneh-men aufgeteilt: RWE (1.000 Stück), EnBW (500 Stk.) und E.ON (500 Stk.).
Projektidee
Information anVNB und Hersteller
Kooperationsgespräche mit Herstellern
Suche nachVNB-Projektpartnern
tLZ-Kooperationsvertrag
Auswahl/Beauftragungeines Herstellers
Ausarbeitung PflichtenheftErstellung Pflichtenheftabgeschlossen und freigegeben
Geräteentwicklung
Feldversuch, Projektabschluss
2004
2004
2004
2005
2005/2006
2006
2006/ 2007
2008
2008/ 2009
Teilschritte des Feldversuchs
�Ausarbeitung und Spezifikation des Feldversuchs
�Prüfung der Basisgeräte und Zusatz-module
�Prüfung und Handhabung VNB
�Installation der Testgeräte
�Test ZFA-Systeme
�Versuchsunterhalt
�Auswertung der Resultate
19
Kommen Sie . . .. . .z iehen S ie mit uns an e inem Strang!
EnBW Vertriebs- undService GmbHZählung und Energiedaten, Durlacher Allee 93, 76131 Karlsruhe, Jürgen Kramny, [email protected]
E.ON Netz GmbHZähldatenmanagement, Bernecker Straße 70, 95448 Bayreuth, Manfred Hutter, manfred.hutter@eon–energie.com www.eon-energie.com
RWE Rhein-Ruhr Netzservice GmbHZählerwesen, GerätetechnikMontebruchstraße 3145219 Essen-KettwigPeter [email protected]
Christian-Albrechts-UniversitätzuKiel
Landis+Gyr (L+G)Der Geräte- und Zählerhersteller Landis+Gyr mit Erfahrungen im Lastgangzähler-Segment realisiert auf Basis des Pflichtenhefts das Basisgerät sowie Zusatzmodule in enger Abstimmung mit der tLZ-Projektgruppe. www.landisgyr.eu
Dr. NeuhausDer Kommunikationsgerätehersteller Dr. Neuhaus mit Erfahrungen im Bereich der drahtlosen und drahtgebundenen Datenkommunikation realisiert auf Basis des Pflichtenhefts die Kommunikationsmodule in enger Abstimmung mit der tLZ-Projektgruppe. www.neuhaus.de
PTB BerlinDie Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Braunschweig und- Berlin, ist das nationale Metrologie-Institut mit wissenschaftlich-technischen Dienstleistungsaufgaben. Die PTB Berlin ist zur Beurteilung der Machbarkeit in alle eichrechtlichen Projektabschnitte eng eingebunden. www.ptb.de
EMSYCONDas mittelständische Unternehmen EMSYCON ist eng in die Arbeiten zur Spezifikation des Pflichtenhefts, der Protokolldefinition und bei der Projektkoordination eingebunden. www.emsycon.de
Universität zu KielDas Institut für Informatik der Christian-Albrechts-Universität Kiel (CAU) hat an der Spezifikation eines lokalen Systembusses und dem Busprotokoll zur Kommunikation der Module untereinander maßgeblich mitgearbeitet. www.informatik.uni-kiel.de
Bundesministerium für Wirtschaft und TechnologieDas tLZ-Projekt wird durch das BMWi mit Förder-mitteln unterstützt. Der Projektträger Jülich koordiniert das Vorhaben.