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E-DeMa Abschlussbericht.

1. 244 Versuchsfahrplan einer UKVVK Anlage 251 Verlauf von abgegebener elektrischer Leistung und Kennzahl f r den W rmespeicherf llstand einer UKWK Anlage 251 Definition der Verbrauchsverlagerung am Beispiel der E DeMa Basis Tarifstruktur v n n bus s din 255 Kriterien f r die Evaluation der Verbrauchsverlagerung 255 Histogramm der monet ren Einsparungen aller IKT GVV1 Kunden im Feldtest gegen ber dem Vergleichskunden laut Erfolgsnachvveis 256 Histogramm der monet ren Einsparungen aller IKT GW2 Kunden im Feldtest gegen ber dem Vergleichskunden laut Erfolgsnachvveis 256 Durchschnittlicher Deltalastgang der E DeMa Effizienz Kunden gegen ber den E DeMa Vergleichskunden f r den Typtag Samstag im Monat September TarifsteukturStandard i2 22 2 3828 282 882 828m 258 Verbrauchsverlagerung der E DeMa Basis Kunden je Stunde 259 Verbrauchsverlagerung der E DeMa Effizienz Kunden je Stunde 259 Verbrauchsverlagerung der E DeMa Basis Kunden in NT je Monat 260 Verbrauchsverlagerung der E DeMa Effizienz Kunden in ST NT HHT1 und HHT2 16 Monat s Der er S 261 Verbrauchsverlagerung
2. Sun lins q jeu OHeu ul ul 3liy 2102 AO Sun lins q jeu OneEu ul ul SlIy 1102 z q Sun lins q lbu T Onu ul ul 3liy 102 0 82 u l z q s3unpu Muy lpn3sz3 ull A euaq ALN pews pun spu pews Ja dedaplundy9F vzI3Ng TT0 s u31313 8 SPUUYISI104 8 Juueyag 2 1 0 3 s p Zungsiyny ayasuejjageL os u9 dazuoy E N q 3 nz y n ds p M 41 4214 44925 pun 1 24s19 d zuoy PID MEWS UOA BUNI lSIp IEpUE3S Anz dewipeoy s lp p nm 68 SU9NSS Uol3oul 3 Iy9IU EVN q 3 4 p uawyey wi Jap 3un3iuols y nl q ul 151 2102 Ul Zunwp U3y049A lp Young U l 39ul Ayaw 1214 UPYANA Y EN uowyey wi yu wnyoq s p Sunsinu lsy n l g U 151 2102 WI lp 5841125 0 4N z3 s Suln 5 W 4214 2 UOA 5 Anz 15 s p lp An u9 dazuoy E N q 3 nz yan Jds ap y W 4214 3494S pun 1 5 d zuoy 1 MEWS UOA BUNI ISIp IlEpUE3S inz d
3. 98 Neue 2655 6 sahne ans aandae aaia 104 E DeMa Schnittstellen seccina 116 Anforderungen der AWF an die Modellierung 124 Zusammensetzung der Musterprodukte 141 Tarife und Preise f r die Lastseite der Musterprodukte 148 Tarife und Preise f r die Einspeiseseite der Musterprodukte 148 Kommunikationsphasen in den Teilmodellregionehn 210 Beispiel der Datenkategorien IKT GVV2 in M lheim 213 Ausstattung der Prosumer in den Modellregionehn 220 Leistungsgrenzen in Abh ngigkeit der Zielgr en 244 Produktspezifische Verbrauchsverlagerung der IKT GVV1 Kunden ohne a BR 260 Verbrauchsverlagerung der IKT GW2 Kunden mit Automatisierung 265 Produktwechsel der 1 280 Anzahl Produktwechsel je Kunde in den Modellregionen 281 Stichprobenumf nge und Soziodemographie IKT GW1 und IKT GVV2 285 F rderprogramm
4. lp 151 s lq uUSWWOUSZION JeW Hews pun puo pews 8 Jap S npl vu sl un UI uuey 5 Z3E1d3 4E N 6 1 wnz mdsq UBUOISSNYSIq 4 8 15 31 U7 3 SU9NDOS zne uonye v sje y ne mu s n s y j m aldedapjundy937 way u Jey YZIOoNg lq 15 uSssojyIsagge 1u21U qoou uswyau Inzag HMUF I ATZSS p 4ne U SS ZOJd U SJ ALp Ue Aald z yue 14214 54 5 94UUOY s lq pezaq WI JunzIoswN ne q lh s M S JWUWOY U9PI9M y20p f Sunso7 su ul l3 ul zul 4955 1 n s SI JOAdZINYIS ISg s ul 841 21 1 2 ANZ 1 w z1nu su eq wnz mdsq U u y S JIOA HMUF 1 412 85 UI 556 43 l q Jogqedwoy u d zuo u pu wwoy nz ew q 3 l v p wu 5 8 DMU H TZ 2 8 5 lp 20 HMUF q TZ puls osu q4 qneduuoy SIpuE3sil0A 2 pun u Sunso7 8 eyy q 3 3y lodq WI 114 351 INA S P 1 5 8 sjewypou J9Yedpllewuauuig WI lq ssiuq 3u3 sunposuoy s p 3 qiy lp zne 55 413 uswageuey V ewaq 3 3uoH qssniuosqy A33 u4 34
5. u 82 1 7 E DeMa artige Datenbereitstellung und Datenschutz 84 1 8 Neue Bilanzierungsaufgaben und fragestellungen im Kontext von E DeMa 89 2 E DeMa Szenarien und Simulationen zur Umsetzung des Konzepts 91 2 1 E DeMa Szenario 2020 2 20 nee tn A SARAYA 92 2 2 Modellierung und Simulation tee 129 2 3 Realisierung des Konzepts Szenario 2012 139 2 4 Realisierung und Einsatz der Simulationsumgebungehn 175 F rderprogramm E Energy 6 Abschlussbericht E DeMa 2 5 Entwicklungslabore und Pr ffelder 196 3 UmsetzungimiFeldtest user 203 3 1 Auswahl der Teilmodellregionen ss i s nenne isi iL nn 204 3 2 Der Teilnehmer im Fokus von 206 3 3 Aufbau der Modellregion inkl Ausstattuneg 219 3 4 Wesentliche Ergebnisse des Feldversuchs in wirtschaftlicher und technischer Hinsicht Szenario 2020 242 4 Auswertung der im Feldversuch und in den Simulationen gewonnenen Daten im Hinblick auf das Szenario 2020 253 4 1 Hauptbefunde und Erkenntnisse der energiewirtschaftlichen Auswertung der Daten des Feldversuchs c a 253 4 2 Hauptbefunde und Erkenntnis
6. 12 m 8 496 096 tu 4 r 2 896 1296 Die Do Fr Sa So F inST NT El passive Kunden Elaktive Kunden nHHT1 El passive Kunden Elaktive Kunden nHHT2 El passive Kunden El aktive Kunden Abbildung B 117 Verbrauchsverlagerung der IKT GW2 Kunden in ST NT HHT1 und HHT2 je Typtag Die aktiven Kunden mit Automatisierung verschoben ihren Verbrauch ber alle Tage relativ gleichm Big in die Tarifzeiten ST und NT Die Kunden ohne Automatisierung verschoben zum Wochenende hin etwas weniger Verbrauch in diese Tarifzeiten Ebenso ist die VV aus der Mittagszeit HHT1 ber alle Typtage etwas gleichm iger als bei den Kunden ohne Automatisierung Die Charakteristik der VV an Sonntagen ist hnlich wie bei Kunden ohne Automatisierung hohe VV aus HHT1 und geringe VV in HHT2 am Abend Im Allgemeinen zeigen die Ergebnisse des Verlaufs der VV im Feldversuch dass Kunden gewisse Erm dungserscheinungen bei der Verbrauchsverlagerung aufweisen und deshalb intensiv betreut werden m ssen um die VV nachhaltig realisieren zu k nnen Es hat sich au erdem herausgestellt dass die Automatisierung auch passive Kunden dabei unterst tzt die gew nschte VV zu erreichen Wichtig ist es die Kunden zu aktivieren Das bedeutet die Kunden m ssen die Automatisierung zur VV auch aktiv zulassen und verschiebbare Lasten zur Verf gung stellen Besonders hinzuweisen ist da rauf dass aktive Kunden ohne Automa
7. Stromverbrauch Vergleichskunde Differenz 2 05 2 13 7 45 0 30 0 17 0 13 3 15 4 97 19 75 bersicht Siramknsten Ihre 0 89 1 71 4 63 Stromkosten Stromkosten Vergleichskunde 1 00 1 82 4 77 Differenz 0 03 0 02 0 03 0 11 0 11 0 14 Differenz R prozentual 2 94 v Schwachlasttarif ST 7 49 ctikV h Nebentarif NT 6 46 ctkWh Haupttarif HT 21 69 Hochtarif 1 31 693 ctkWh Hochtarit 2 2 36 69 ctkWh E DeMa Projekt Seite 3 von 3 Konnur 15 RWE Jasoa AS SWE Slade ke Krelull A Sieme s 25 Misl amp Cie KG ProSvet Sc tware 5 Hivarsiis Lo ad Ruhe Gmel sche hivarsizz Form ad Ruh Be DeMa Lin versita L 2ive t t Du skurg Essen Fach on bvel ie Datome rz na Wwenninge ind Abbildung B 98 Exemplarische Darstellung eines Einzelerfolgsnachweises Analog zur gesellschaftlichen Aufgabe der Energiewende war auch der Lohn der Teilnahme f r die E DeMa Kunden nur gemeinschaftlich zu erreichen denn die ausgelobten und seitens des Konsorti ums kommunizierten Pr mien welche die Teilnehmer f r karitative oder energetische Belange in ihrer unmittelbaren Umgebung im Rahmen des Planspiels erwirtschaften konnten waren direkt abh ngig vom erreichten gemeinschaftlichen Erfolg Um die hier erreicht
8. der E De Ma produkte gaangen tar vom Kunden wahrend der Dauer der jeilnahme am tezogene Strommerge nicht zur Abrechnung Die bezogene Strommerge wird nach dem zi schen cem Kander und der SWK vereinbarten unc bestehenden Terif des SWI Strongrodults abzerechnet 211 EDeMa Marktplatz ist ein Frototyp sirez Systems mit dem den Kunden eine aktivere Teilnahme am Energiemarkt em glich werden all Pieces yon im Rahmen d r E D M ertwekalt wird nun erstmalig erprobt und dien dam cic E DeMaProdektz dF such Kundendaten wie Lestz nge sbzub den unc zu verwahen Zum plaki der Kunde via hikerrisi Zugang 3 Rechte und richten des Kuncer 31 Der Kunze erklart sch damt enverst nden dass die SWK inder Legerschat rac fogend auch Nesssiells gerannt Stra e nz oL Tekel ri folgende Ger tschaften nstaliert m inteligentes Messeyzeni f r Heltrtitit und nach Wahl des Kunden und er sprechendsr Absprache mit cer SWK sofern r rlichan Patenznhnrung res Friga hleez Afircl zz M Buz an dzz intalli gente Mezssystem f r Dekirisit t m Neiimakstrecke wid uder Funkstseche Abbildung 80 Teilnahmevereinbarungen M lheim links und Krefeld rechts Das E DeMa Projekt verpflichtete sich gegen ber den teilnehmenden Kunden zur Wahrung des Daten schutzes in Be
9. 58 ayam N3 6102 UNF puoAag pue suods q puewag An y Sp4EMOL uq ION HUS TT ldol Hoday YNIHL e eq spH9 Hews Sullp uey uo suondo Yoday 45 A 151 203 1MOd334 93 42404 XSVL IND LYVIWNS 4015514 13 58 y m NJ ETOZ UETr 21 q s3unpu Muy s u31913 8 ES A33 u4 34 1y S1 A UOPANM NZJ IH Puels ew dq 3 l qiy 1 p SNYOJ WI y ne s y2 M 12118041 Jamod 5 2 ZU S X OX PAIM TO6Td 3331 49p Wi UE3S u l3olouu suone ump ds 13427 2 usdueZadula TO6Td SUOIJEYIUNWIWIOY IsAUd pue 0 14U0J 55922 lp ine pun AUDI U9 Y0A19A pun 34 ny Su inp usdunyans4ajunJogeT u p pun y uu suoneul wn pay SY4OoMION Sul d s 40 p epueis TO6Td 3331 u l3olouu SuUOHEylunuluuoy pun y uu suonpul TT UOISJ A 21hU HOH A pun 2 1SA PUE 40 u1 3un4als pJep S IAH S M 40 pPINM SMdd Jvqn u u uoduloy eyyaq 3 8 5 Jap 3unid lsile y Anz Jdazuoy ues sjeuoreustuj 6007 ilnf 5 21 0 SMdd SISVO Azlun s suoreolunululo2 pue eq Sueu x ul p eroossE p
10. Die Transaktionsverwaltung mit der die Auftragsbearbeitung und Auftragsabrechnung durch gef hrt werden kann Bei jedem Transaktionsschritt beginnend mit der Bestellung werden Transaktionsdaten generiert die kunden und lieferantenbezogen in einem Datenbanksystem abzulegen sind F rderprogramm E Energy 69 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Entsprechend den Front End Funktionen der Anbieter und Nachfragerseite sind auf der Marktplatz seite die zugeh rigen Back End Funktionen im Systemaufbau zu realisieren Zu den Back End Funktio nen kommen im Marktplatzsystem noch weitere Systemfunktionen hinzu die dem Marktplatzverwal ter einesteils zur Administration des Systems dienen und anderenteils als Voraussetzung f r die Markt platzkommunikation und interaktion unabdingbar sind Hierzu z hlen Schnittstellendienste Gateway Services Netzwerkschnittstellen Protokollumsetzungen For matumsetzungen von Dokumenten usw XKommunikationsdienste z B Dateitransferdienste Benachrichtigungsdienste Alarmbehand lung usw Systemmanagementdienste die der Steuerung und berwachung des Marktplatzsystems die nen Im Gegensatz zu den funktionellen Aspekten die sich aus allgemeinen Anforderungen ergeben wer den die prozessualen Aspekte des E DeMa Marktplatzes durch die regulativen Vorgaben f r den Ener giemarkt und dessen sehr spezifischen Handelsprodukte und Dienstleistungen gepr gt Wie auf t
11. z warten aut mz 2012051710000016 erfolglos gesperrt Raw Agent 1 schllegen warten zur Edema IKT WA MH 201205 1510200063 speil nl 1 m hans Erin song N GWI aii emnoreirh dema IK VZ M 201203151000005 tre ent 1 yes hlussen GW2 R zireh rm T m Sra we kaw Agent 1 in geschlessen c oma IK GV 2 M FT m mman erf grelch wei EINEN N Agent 1 o geschlossen aw2 IKTGW2 MH E 2012051510000027 zusammengefasst Tel Agent 1 Dm ifekorsizli 2012051510000018 ke tol Raw Agent 1 dama IKT W4 MH E m 211205 1510000056 h i en Agen l 1 GWI Ed ma 4K GV 1 KR 2012051510000047 h 4 1 aeschizscen Abbildung 96 Ticketsystem F rderprogramm E Energy 237 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Insgesamt wurden im Laufe der Projektlaufzeit 1452 Tickets Stand Abschluss aktive Projektphase be arbeitet davon IKT GVV1 M lheim 733 IKT GVV1 Krefeld 162 IKT GVV2 M lheim 511 2 Krefeld 46 davon 12 Hotline Tickets und 34 direkte SWK Betreuungen d h der Kunde hat direkt bei der SWK angerufen Somit lag allein der Betreuungsaufwand nicht der Installations oder R ckbauaufwand im GW1 Be reich in den neun Monaten des Feldversuchs bei durchschnittlich 1 4 Hotline Kontakten pro Krefelder und M lheimer Kunde Im kontakt
12. Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Im gew hlten Beispiel erbringt ein Aggregator vertragsgem Flexibilit ten f r zwei VNB rote Pfeile Diese m gen darin bestehen dass der Aggregator daf r Sorge tr gt die Leistungsaufnahme an be stimmten Netzanschl ssen im Versorgungsgebiet der VNB zu erh hen bspw um berlasten aus der Einspeisung von Solarstrom kleinr umig zu verhindern Aus Sicht des BIKO besteht gg dem kom munizierten Fahrplan als Folge des Erbringens dieser Systemdienstleistung dann insofern eine Abwei chung als mehr konsumiert wird wie prognostiziert worden ist Ebenso ist aus Sicht des BKV in dessen Bilanzkreis die Energiemengen gebucht werden die an den fraglichen Netzanschl ssen bzw von den diese Anschl sse nutzenden Kunden konsumiert werden eine negative Abweichung gegeben denn die Nachfrage f llt h her als sie zuvor prognostiziert worden war gr ne Pfeile Insgesamt gilt es das System so auszugestalten dass nicht auf unterschiedlichen Netzebenen kostenerh hend gegeneinan der geregelt wird Aus Sicht von E DeMa steht daneben aber weiterhin das Ziel bestimmte IKT basierte bzw erm glichte Netzdienstleistungen k nftig auch f r den VNB nutzbar zu machen um so Netzaus bau zu vermeiden bzw die Versorgungssicherheit sicherstellen zu k nnen F rderprogramm E Energy 90 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 2 E DeMa Szenarien
13. F rderprogramm E Energy 313 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Immer dann wenn zwei oder mehrere Akteure gemeinsam an einem Prozess beteiligt sind stellt sich die Frage nach der Verantwortung Und zwar unabh ngig davon wer interagiert Mensch und Mensch Mensch und Technik oder Technik und Technik Verantwortung setzt Bewusstsein und die F higkeit zu intendiertem Handeln voraus F r verantwortliches Handeln muss mindestens eine weitere Entschei dungsalternative bestanden haben und eine freie Entscheidung getroffenen worden sein Ein techni sches System erf llt diese Voraussetzungen nicht h chstens setzt der programmierte oder erlernte Algorithmus eine Aktion in Gang Und wenn dies Aktion A und nicht Aktion B ist stehen dahinter Men schen die diese Autonomie gew hren den Algorithmus programmiert haben und sachgerechte An wendung vorausgesetzt die Verantwortung tragen ob sie nun wollen oder nicht Verantwortung wird wahrgenommen indem technische Systeme so sicher wie m glich gemacht werden die Systeme wer den auditiert und zertifiziert untersucht gewartet und getestet bis schlie lich das Restrisiko toleriert wird da es letztlich keine Fehlerfreiheit geben kann Vor diesem Hintergrund muss der gesamte Umbau der Energieversorgung noch deutlich mehr als dies bisher der Fall war erl utert und vermittelt werden Insbesondere hat sich auch gezeigt dass eine hohe Funktionskomplexit t der Sys
14. Qualifiziertes Mailing Hotline Einzelfallpr fung Technische Ausstattung Information Schulung Probebetrieb Begleitung RWE Deutschland AG Door Knocking Online Hotline Einzelfallpr fung Technische Ausstattung Information Schulung Probebetrieb Begleitung Evaluierungsphase Smart Home Box F rderprogramm E Energy 210 Verbrauch kontrollieren und vergleichen A 3 Fk inchmer 263 Faldversuers konnan Inren Sromvestraich ederren elekton sch bor tol wen De arfa re dzka sil whe Ihr ver brauch am Vortag Ir den v rza g nen Tama Warhen adre Mannter auageschen bat Daren dir Ar zeige im 15 uben Rusier k n ner Siz exak Bienen wann Ihr Haeralt wa vial Strom verbraucht Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Ausgestattat mit intelligenter Technik Fir Ihr eilranma am AMM eria un She won aus die dasu rolwend ge modeme Techn k lel nevstive Haushaltsgerste von Mais 0002 0226 00 cuzgcr ster 0223 si mit ce arde E DeMa Mitmachen und gewinnen ven technisc ner komponenten des dvesuchs Nie Teilnehmer Teilnehmerin 27 ungerem Forsehungsprojextee Energie M gliche re varancerungen werzer jewallz 18 kommunlaleran sonen Die Aueststturg mit Jeor markt der Zukunft haden Sie dia Chance sine intelligente Waschmaschine Stunden m woraus 2127 und zwor ber
15. WI ll npye 1 q 3nu lsy nll q inpy yiu lezu l 34 Nmu W pun WI U Q LU S Q TGEZI 241 Ul lp U uonyunisi ql q ls 6007 4015 5 ul ssiuq 8u3 sunosuoy s p 3 qiy lp zne ssnuul4 uswageuey V A318U3 J TTOT S 2102195 usw 2SASSS HN UOA Sun 61592 u vosisAud pun u u s uu ANZ U QE340A 2 2195 5555 Sunz suln 4025 112 U SIUU 8 5 P4EPUE1S lEUONEN Sunl ls p 4EPUE3S EUORDEN Sunl lsi p EPUE3S 21 q s3unpu Muy Eyy q 3 3uoH qssniuosqy 2102 q 4 8007 AON 6002 J PN 1461 ini sjyoJdzinyas s ul SunpyolA4u3 IS OZOZ W 4S S SS W 14910 4 O Z se j y 5 Ayy gqessdo1au pD mews Jo dewpeoy pue LSIN 3011 uonesijgnd 21290 ISIN 607 4015 agens SESS HN Hews INS suswa4nbay pue Aun s 1 q42 po Mews 40 s ull pino ISIN s u31913 8 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse des Vorhabens Der zweit
16. 2010 Intelligent mation System in Flats Using Wireless 2011 FH Dortmund Data Acquisition and Ad Technologies and Smart Metering De vanced Computing Systems vices Technology and Applications Prag Tschechien IEEE Die Verbesserung der Energieeffizienz 15 Septem Prof Dr M Las KGSt Forum 2011 N rnberg ber 2011 kowski RWE Tomorrow s smart energy systems 20 Septem Prof Dr Rehtanz 150 Jahre Freundschaft Japan Looking ahead to sustainable energy ber 2011 TU Dortmund Deutschland Ministerium supply grids f r Innovation Wissenschaft und Forschung NRW Essen E DeMa E Energy Modellregion Pro 30 Septem Prof Dr M Las 2 Sitzung Kommunalbeirat Es jektvorstellung ber 2011 kowski RWE sen M lheim M lheim Ruhr Performance Analysis of Radio Propa Oktober C M ller TU Dort Second IEEE International gation Models for Smart Grid Applica 2011 mund Conference on Smart Grid tions Communications SmartGrid Comm 2011 Br ssel Belgien Pr sentation des Projekts auf der 05 06 Ok S H ring Miele D sseldorf Fachkonferenz Smart Solutions tober 2011 F rderprogramm E Energy 336 Abschlussbericht E DeMa Anhang Titel Thema Datum Veranstaltung Kommunikationstechnologien zur November M Kuller FH Dort Smart Energy 2011 Fachta netzlastabh ngigen Steuerung schalt 2011 mund und C M l gungsband Smart Grid oder barer Lasten und Erzeuger im Modell ler TU Dortmund die
17. Letztverbraucher beziehen Energie dabei ausschlie lich f r den eigenen Ver brauch w hrend Gro h ndler und Unternehmen auch auf den weiteren Vertrieb ausgerichtet sind Weiterhin wird verbrauchsabh ngig zwischen leistungsgemessenen Kunden und nicht leistungsgemes senen Kunden unterschieden Ab einem j hrlichen Verbrauch von 100 000 kWh m ssen Letztverbrau cher mit einer registrierten Lastgangmessung ausgestattet werden daher die Kurzform rLM Kunden Dagegen d rfen Endkunden mit einem Verbrauch unterhalb der 100 000 kWh Grenze nach vereinfach ten Methoden mittels standardisierten Lastprofilen abgerechnet werden sodass diese Kunden kurz SLP Kunden genannt werden 12 Abs 1 StromNZV 2013 In Anlehnung an diese gesetzliche Gruppierung werden PuG Kunden und Industrie und Gesch ftskun den unterschieden sodass auch hier die Jahresenergiemenge von 100 000 kWh zur Abgrenzung her angezogen wird Zu beachten ist dabei dass laut EnWG von Haushaltskunden nur bei einem Strombe darf von unterhalb 10 000 kWh im Jahr gesprochen wird 3 EnWG 2013 Demnach stellt der E Energy Marktplatz eine Handelsplattform sowohl f r private Haushalte als auch f r gewerbliche Be triebe bis zu einem Jahresverbrauch von 100 000 kWh dar Die neue Marktrolle des Kunden Grunds tzlich werden alle PuG Kunden die am E Energy Marktplatz teilnehmen in die Lage versetzt Flexibilit ten des eigenen Energieverbrauchs anzubieten oder auch als Erzeuger von Energie
18. Producer tiver Pro sumer Consumer Consumer Producer ducer Verbraucher Einspeiser Bereitschaft zur Verhaltens n derung Kundendenk konservativ innovativ technisch bedingt sehr h chst in weise innovativ innovativ innovativ novativ Flexibilit ten fernsteuerbare Lasten und o der fernsteuer bare Einspei sung F rderprogramm E Energy 94 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Beispielsweise ist der Kundentypus des zur ckhaltenden Consumers trotz aller Anreizsysteme nur be dingt bereit sein Verhalten zu ndern Er hat ein geringes Interesse an Umwelt und Energieeffizienz themen ist technisch kaum interessiert aber doch so neugierig dass er den E DeMa Marktplatz be sucht Speziell Einsparungsversprechen und oder die Beruhigung seines schlechten ko Gewissens motivieren ihn Er wird den E DeMa Marktplatz eher als Informationsplattform ber Produktangebote nutzen und den einmal gew hlten Anbieter bzw das einmal gew hlte Produkt kaum wechseln F r ihn wurden demnach die Musterproduktbausteine Strombezug zeitvariabel fix und leistungsvariabel fix entwickelt bei denen wenig Flexibilit t des Kunden erforderlich waren Der Kundentypus des ak tiven Gateway 1 Consumers ohne fernsteuerbare Lasten hingegen ist dazu bereit sein Lastverhalten zu ndern Er w hlt trotz der geringen technischen Ausstattung flexible Tarife und ndert sein Lastver halten man
19. Produktbaustein Kurzbeschreibung Relevant f r Feldversuch Zeitvariabel fix Zeitvariabel flex Leistungsvariabel fix Leistungsvariabel flex Es handelt sich um einen Tarif mit einem festgeschriebenen Preis pro Kilowattstunde f r die Vertragslaufzeit Der Musterproduktbaustein beschreibt einen Tarif mit einem Preisprofil das aus n Zeitfenstern T Ta und m Preisen p pa besteht Die Zeitfenster und die zugeh rigen Preise werden im Vorfeld vertraglich festgelegt und sind somit fix Es gelten verschiedene Preise bx Pxn f r verschiedene Zeit fenster Ta Die Zeitfenster sind fix vereinbart die zugeh rigen Preise sind jedoch flexibel Die Endkunden werden ber die Preisprofile immer am Vortag informiert ber Visualisie rungskanal beim Endkunden Besitzen die Endkunden ein IKT GVV2 kann ein automatisches Zu oder Abschalten der fernsteu erbaren Lasten erfolgen Dieses Zu und Abschalten ist abh ngig von den Einstellungen an der jeweiligen Last und dem bermit telten Preis Die Endkunden stellen an der fernsteuerbaren Last eine Endzeit ein zu der die Last den Betrieb abgeschlossen ha ben soll Das IKT GW2 schaltet die fernsteuerbare Last darauf hin zu dem geringsten Preis der in dieser angegeben Zeit spanne vorliegt an Der Produktbaustein beschreibt einen Tarif mit einem Preispro fil das aus n Leistungsbandern LB LBn mit fixen Preisen b Pn besteht die bei Ve
20. de DeMa Konsortial Abschlussbericht Verbundprojekt E Energy E DeMa Entwicklung und Demonstration dezentral vernetzter Energie systeme hin zum E Energy Marktplatz der Zukunft Gef rdert durch das Bundesministerium f r Wirtschaft und Technologie BMWi aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages Konsortialf hrer RWE Deutschland AG Projektleiter Tel Prof Dr Michael Laskowski 49 201 12 28567 Laufzeit des Vorhabens Fax 49 201 1212 28567 von 1 1 2009 bis 31 03 2013 Berichtszeitraum E mail michael laskowski rwe com von 1 1 2009 bis 31 03 2013 Erstellungsdatum 16 Oktober 2013 Projektpartner Name FKZ LEE RWE Deutschland AG Siemens AG Projektende 31 12 2012 Miele amp Cie KG SWK SETEC GmbH ProSyst Software GmbH Projektende 31 12 2012 Technische Universit t Dortmund Fachhochschule Dortmund Ruhr Universit t Bochum Universit t Duisburg Essen Abschlussbericht E DeMa Redaktion Silvio Becher Hans J rg Belitz Majlinda Caci Karl Dietrich Alexander Ebert Reinhard Frank Dr Oliver Helge Franz Leander Grunwald Dr Petra Giese Kai Hackbarth Christian H gerling Sabine H ring Thomas Holtschneider Dieter K nig Prof Dr Gerhardt Krost Markus Kuller Prof Dr Michael Laskowski Stephan Merk Martin Plaspohl Fabian Pursche Melanie Rogalski Stefan Rottl nder Patrick Wichern Dr Heiko Winkes Sabine Winter Siemens AG Technische Universit t Dortmun
21. erer Liquidit t am Erzeugungsmarkt f hren wenn auch kleinen und kleinsten Erzeugern der Weg in die Direkt vermarktung offen steht Dies w rde im Status Quo im Wesentlichen durch das ung nstige Ver h ltnis von Transaktionskosten zu Erl sen verhindert werden In der E DeMa Welt lassen sich beide Fragen durch die marktliche Interaktion der Akteure l sen Als Aggregator zu handeln was den Ankauf kleinster Leistungsmengen sowie die Prognose und Vermark tung dieser Mengen bedeutet wird eine gewinnbringende T tigkeit sein wenn der Bedarf an bestimm ten Flexibilit tsprodukten umfangreich genug ist Dies kann aber angenommen werden da Flexibilit ten nichts anderes sind als abdingbare Leistungen welche zuvor als wesentliche Flexibilit tsreserve des Energiesystems identifiziert worden waren Aus technischer Sicht sinken die Transaktionskosten f r Kleinerzeuger und Aggregatoren pro Vorgang deutlich was eine Bewirtschaftung von Portfolien aus Kleinerzeugern oder schaltbaren Lasten aus konomischer Sicht wahrscheinlicher macht da es potentiell gewinnbringend ist 1 3 3 Energiedienstleister Energiedienstleister EDL sind Unternehmen die den verschiedenen Marktrollen auf einem E Energy Marktplatz Mehrwertdienstleistungen anbieten Diese Angebote richten sich dabei einerseits an den Prosumer an den ber den reinen Messstellenbetrieb hinausgehende Services adressiert werden Da mitist zum Beispiel die Beratung Planung und Durchf hrun
22. und Dokumentationsplattform zum einen die Nachfrager und Anbieterinteressen in neuartiger Art und Weise zusammenzubringen und zum anderen die Informations G ter und Dienstleistungsinte ressen der Marktakteure und die damit verbundenen Zahlungstransaktionen transparent und diskri minierungsfrei zu erm glichen Die Aufgabe des E DeMa Marktplatzes und seines Betreibers besteht nun darin eine institutionelle Infrastruktur bereit zu stellen welche ein effizientes Funktionieren des Marktes erm glicht In diesem Sinne versteht sich der elektronische E DeMa Marktplatz mehr als eine Plattform zur Anbahnung und Abwicklung bzw Abbildung von bilateralen und multilateralen Gesch f ten denn als eine b rsenartige Marktumgebung auf der f r ein homogenes Gut in einem pr definier ten Zeitraum ein marktr umender Preis bestimmt wird Funktionell betrachtet stellt der E DeMa Marktplatz also einen kontraktbasierten marktunterst tzen den Koordinationsmechanismus dar der alle Phasen des eigentlichen Transaktionsprozesses unter st tzen kann und allen Marktteilnehmern in diesem Sinne einen einheitlichen Marktraum bietet Ge gen ber dem traditionellen Energiemarkt auf dem es i d R keinen Intermedi r zwischen Lieferanten und Kunden gibt bernimmt nun der Marktplatzbetreiber die Aufgabe der Zusammenf hrung von Anbietern und Nachfragern Er tritt dabei lediglich als Vermittler auf und hat nichts mit den Handels objekten selbst zu tun Durch das B
23. 1296 Mo Die Do Fr Sa So F inST NT passive Kunden El aktive Kunden nHHT1 El passive Kunden El aktive Kunden in HHT2 H passive Kunden El aktive Kunden Abbildung B 113 Verbrauchsverlagerung der E DeMa Effizienz Kunden in ST NT HHT1 und HHT2 je Typtag Die Kunden verschieben an den Typtagen Montag und Dienstag Donnerstag deutlich mehr Ver brauch in die Tarifzeiten ST und NT als an den brigen Typtagen Die Charakteristik der VV an den Typtagen von Montag bis Samstag unterscheidet sich nicht signifikant auff llig ist allerdings die VV aus HHT1 und in HHT2 an Sonn und Feiertagen Aus HHT1 verschieben die aktiven Kunden fast 8 ihres Verbrauchs Demgegen ber steht allerdings die VV in die teure Tarifzeit HHT2 am Abend Dies f hrt zu der Annahme dass die Kunden die Tarifstruktur prinzipiell annehmen an Sonn und Feierta gen ihre Lebensgewohnheiten aufgrund von tariflichen Vorgaben aber nicht ndern wollen oder k n nen Um herauszufinden ob die unterschiedlichen Ergebnisse bzgl der VV zwischen den aktiven und passi ven IKT GW1 Kunden mit den soziodemographischen Eigenschaften der Kunden korreliert wurden die aktiven und passiven Kunden anhand der nachfolgenden acht Kriterien verglichen s Abbildung B 114 der Geb udetyp unterschieden in Einfamilienhaus EFH Zweifamilienhaus ZFH und Mehrfa milienhaus MFH der h chste Bildungsabschluss differenziert nach abgeschlossenem Studium Abitur Hoch schulr
24. 2010 l Kunold FH Dort mund C M ller TU Dort mund C M ller TU Dort mund C Wietfeld TU Dortmund Oktober A Wolff RWE 2010 07 Oktober 2010 Prof Dr M Las kowski RWE Prof Dr M Las kowski RWE 28 Oktober 2010 Prof Dr M Las kowski RWE 29 Oktober 2010 P Giese SWK 29 Oktober 2010 Prof Dr M Las kowski RWE November 2010 November 2010 D K nig TU Dort mund Prof Dr M Las kowski RWE Prof Dr M Las kovvski RVVE 12 Novem ber 2010 Prof Dr M Las kovvski RVVE Veranstaltung XXVI International Kand Conference Budapest Hungary Fachtagung Innovative IKT orientierte Konzepte f r den Energiemarkt der Zukunft Dortmund Deutschland IEEE SmartGridComm 2010 Gaithersburg Maryland USA IEEE Fachtagung Innovative IKT orientierte Konzepte f r den Energiemarkt der Zukunft Dortmund Smart Metering Konferenz GWF FIGAWA M nchen Deutschland Einkauf und Logistik in der Energie und Wasserwirt schaft N rnberg Group R amp D Meeting Hagen FIGAWA M nchen Fachtagung Smart Energy 2010 Innovative IKT orien tierte Konzepte f r den Ener giesektor der Zukunft Dort mund Smart Energy 2010 Dortmund N Langhammer TU Vortrag 1 VDE Fachforum Dortmund VDI Wissensforum Frankfurt Energiekongress Ruhr 2010 Essen 5 RWE Hochschuldialog Es sen ICTM Forum K ln 334 Abschlus
25. After Sales Transaktionsphase phase LEN phase a uU a 5 T Q pu U Z MSB MDL Gesch ftsprozess kosten w ntermediations aufvvand 2 Konditionen infolge Q Z Kostentransparenz durch Zi Markttranparenz bedarfsgerechter zeitnahe Abrechnung Pen it xi Kontaktkosten E DOpportunitztskusten der Zi Bedarfsorientierte Q MN Geschaftsprozess Zeit aa Informations m Produktdifferenz ctH kosten MN Prognoserisiko x z Suchkosten SA ierung o m 2 Portfoliooptimierung Kontaktkosten F 7A Bedarfsorientierte Gesch ftsprozess Beschaffungsrisiko Informations Produktdifferenz kosten Lieferrisiko A Suchkosten ierung M Prognoserisiko Verlustenergie A Versorgungsqualit t infolge verbesserter Lastprofilkenntnis w Bedarfsorientierte Netzausbaukosten neue Gesch ftsfelder durch direkten Kundenzugang elektronische Medien M Kontaktkosten Informations Suchkosten Geschiftsprozess kosten Geschiftsprozesskosten A neue Dienstleistungen Abbildung B 8 E Energy Wertsch pfungskette 71 steigern und N senken F rderprogramm E Energy 81 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Die obige Abbildung weist damit in ihrer Struktur gro e hnlichkeiten zum typischen Verlauf der Wert sch pfungskette auf einer elektronischen Plattform deren haupts chlicher Zweck im Abgleich von
26. Als potentielle F rdermittelgeber werden vor allem EU aber auch das Land NRW fokussiert als potentielle Forschungs und Entwicklungspartner sind aktuell vor allem Stadtwerke und KMU im Gespr ch Eine weitere Verwertung ergibt sich in der Ausbildung und der Weiterbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses Hier waren die Hochschulen entlang der Projektlaufzeit bereits au erordentlich erfolg reich Eine gro e Anzahl von Studierenden konnte sich mit den innovativen Themen innerhalb des F rderprogramm E Energy 45 Abschlussbericht E DeMa A Management Projekts im Rahmen von Vorlesungen Seminaren Werkstudentent tigkeiten usw vertraut machen vertraut machen und haben mit einschl gigen schriftlichen Ausarbeitungen ihren Hochschulabschluss erlangt Ebenso entstanden entlang des Forschungsvorhabens bereits drei Dissertationsschriften wei tere stehen kurz vor ihrer Fertigstellung Dar ber hinaus flie en die Ergebnisse und Erkenntnisse aus diesem Projekt durch aktive Mitarbeit in nationalen Gremien ber den F rderzeitraum hinaus ein Beispiele hierf r sind e Nationale Plattform f r Zukunftsf hige Netze bei BMWi und BMU DKE AK 952 0 17 Informationsmodelle und Kommunikation f r dezentrale Energieversor gungssysteme Innerhalb dieses Arbeitskreises werden die Fragestellungen diekutiert wie und welche Kommunikationsstrukturen f r die Einbindung dezentraler Energieumwandlungsanla gen in ein zuk nftiges Smart Grid erford
27. Demi litarized Zone von RVVE integriert siehe Abbildung B 92 Hierzu vvaren die RVVE Bestandssysteme durch eine Erweiterung mit entsprechenden Schnittstellen f r den E DeMa Systembetrieb zu ert ch tigen F rderprogramm E Energy 229 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse g wi Messstelle ununun SWK AMIS wi RIVE ENE lheim 5 Krefeld Messstelle SVVK AMIS Messstelle RWE eHZ EDIFACT Adapter RWE DMZ Sharepoint u Abbildung B 92 Integrationsschema der E DeMa Systeme f r die Teilmodellregionen M lheim und Krefeld in die RWE DMZ Wie aus Abbildung B 92 ersichtlich kommen in den beiden Teilmodellregionen unterschiedliche ZDM Technologien sowie ZDM Auspr gungen mit unterschiedlichen Funktionalit ten f r die verschiedenen Rollen im liberalisierten Energiemarkt zum Einsatz Dieser Einsatz unterschiedlicher ZDM Technologien eCount eCollect der Firma robotron sowie EIP von eMeter Siemens und unterschiedlicher elektroni scher Z hlertechnologien h Registerwerte aus den MUC EHZ bei RWE bzw h Intervalldaten aus AMIS bei SWK in der Modellregion erm glichte den Projektpartnern das Testen der standardisierten Schnittstellen sowie die berpr fung der Interoperabilit t der Systeme im Betrieb Besonders hervor ge
28. Handb cher wobei jeder E DeMa Kunde jeweils nur das f r ihn relevante Handbuch einsehen konnte 3 3 5 4 Erfolgsnachweise Da den Teilnehmer nur virtuelle E DeMa Produkte angeboten wurden musste eine produktunabh n gige Incentivierung f r die Kundenteilnahme erfolgen Im Rahmen des Marketing Konzepts wurde ein von den Produkten unabh ngiges Belohnungssystem der Teilnahme geschaffen das sowohl den indi viduellen Erfolg einzelner E DeMa Kunden als auch den gemeinschaftlichen Erfolg f r die Kunden dar stellen kann Hierzu hat das E DeMa Konsortium das Konzept des Erfolgsnachweises entwickelt wel ches wiederum eng mit der Ausgestaltung der Musterprodukte und deren Ausrichtung auf Lastverla gerungen etc verbunden ist Individueller Einzelerfolgsnachweis Im laufenden Feldversuch wurden die E DeMa Kunden daher monatlich durch individuelle Erfolgs nachweise welche am Marktplatz einsehbar waren dar ber informiert wie ihr Verbrauchsverhalten sich vom durchschnittlichen Verbrauchsverhalten eines Haushaltskunden unterscheidet Als Ver gleichsgrundlagevvurde das Ho Standardlastprofil skaliert mit dem Tagesverbrauch des Kunden her angezogen Im Erfolgsnachweis wurden dem Kunden dann je Tarifzone der Mehr oder Minderver brauch in kWh und die Mehr oder Minderkosten in gegen ber dem Vergleichsprofil visualisiert Hierbei wurde jedoch auch stets darauf hingewiesen dass es sich nur um fiktive Kosten in der E DeMa Umgebung handelt
29. Konsortialpartner RWE Deutschland hat sich vor diesem Hintergrund entschieden einen ohnehin mit einem Konsortium von Fraunhofer Instituten und affiliierten Einrichtungen bestehenden Vertrag zu Kundenbefragungen im Umfeld des Projekts M lheim z hlt umzuwidmen und die in diesem Vertrag noch zur Verf gung stehenden Mittel in das Projekt E DeMa einzubringen Insofern beziehen sich die im Folgenden dargestellten Ergebnisse auf die durch das Fraunhofer ISI Karlsruhe das Fraunhofer ISE Freiburg und das IREES Karlsruhe mit Feldtest Unterst tzung der GfK N rnberg im Auftrag von E DeMa durchgef hrten und auch durch diese Institute ausgewerteten Befragungen Das E DeMa Konsortium betrachtet als einen expliziten Vorteil dieses Vorgehens dass die Datenaufnahme und Analyse des Kundenverhaltens sowie der Kundenakzeptanz in Bezug auf den Feldversuch insofern von einem unabh ngigen qualifizierten Dritten vorgenommen wurde Zudem wurden die entsprechenden Vereinbarungen im ausreichenden Vorlauf vor dem Feldversuch getrof fen sodass die Durchf hrung einer Befragung durch die GfK und deren Auswertung durch das Fraun hofer Konsortium bereits in den Teilnahmevereinbarungen mit den Kunden ber cksichtigt werden konnte Nachdem festgelegt wurde dass die Befragungen durch das Fraunhofer Konsortium durchgef hrt wird haben die an der Durchf hrung und Auswertung des Feldversuchs beteiligten Konsortialpartner in enger Abstimmung mit dem Fraunhof
30. Novelle 2008 neuen Z hlem VVechselprozesse MessZV ARegV Einbau und Betrieb 2008 n Neubauten lim Messwesen NetzZV GPKE BS Sehutzprofil optional WIM Geli WIM technologie m glich Envarteter Start Festgelegtes Datum Abbildung A 2 Zeitliche Fortschreibung des Rechtsrahmens im Messwesen Weiterentwicklung der Rahmenbedingungen im Projektverlauf 2009 2012 Dar ber hinaus hat die BNetzA in Umsetzung ihrer Festlegungskompetenz aus der MessZV bis Herbst 2010 Vorgaben f r die Wechselprozesse im Messwesen WiM erarbeitet Diese brachten zudem um fangreiche nderungen an der GPKE mit sich und waren im Oktober 2011 verbindlich umzusetzen Auch wenn damit alle Grundlagen f r einen funktionsf higen Wettbewerb im Messwesen geschaffen worden waren blieb die Zahl der Wechsel von Messstellenbetreibern und oder Messdienstleistern bisher eher klein bzw deutlich hinter den Erwartungen zur ck Einzig im Bereich von Kettenkunden und bei gr eren Industrieabnehmern mit mehreren Standorten war ein verst rktes Interesse an entsprechenden Produkten zu beobachten Ein im bundesdeutschen Markt agierender Lieferant hat sich dar ber hinaus auch sehr aktiv mit entsprechenden Angeboten an Haushaltskunden gewandt Die EnWG Novelle des Jahres 2011 beinhaltete dann weitergehende Verpflichtungen u a zum teilwei sen Rollout von Smart Metern So sah der 21c Abs 1 und 2 EnWG explizit vor dass alle Messstellen betreiber bereits in folgend
31. Umfang Dimension der Zusammenarbeit DKE AK 952 0 17 Informationsmodelle Hochschulen Kl rung der Fragestellungen wie und und Kommunikation f r dezentrale welche Kommunikationsstrukturen f r Energieversorgungssystem die Einbindung dezentraler Energieum wandlungsanlagen in ein zuk nftiges Smart Grid erforderlich sind DKE AK 373 0 9 Bidirektionale Netz Hochschulen Kl rung der technischen Einbindung von schnittstelle DEA insbesondere PV Anlagen in das Verteilnetz im Hinblick auf Schutzein richtungen 50 2 Hz Problem etc DKE UK STD_1911 5 Netzintegration Hochschulen Zusammenarbeit und Abstimmung mit Elektromobilit t dem Lenkungskreis EMOBILITY und dem Lenkungskreis Normung E Energy Smart Grid Bearbeitung normungsrele vanter Themen Entwicklung und Be schreibung relevanter Use Cases DKE Arbeitsgruppe Smart Grid Erfahrungsaustausch Abstimmung EEBUS e V Erfahrungsaustausch Abstimmung Institute for Information Industrsy Ill ProSyst Austausch zu E Energy Forschungsaktivi Tawainesisches Wirtschaftsministe t ten in Deutschland und Taiwan rium Projekt Smart City Industriearbeitskreis OGEMA 2 0 ProSyst regelm ige Teilnahmen am Arbeits kreis Projekt SmartWatts ProSyst Identifizierung m glicher gemeinsamer Entwicklungen Diskussion zu Koopera tion EEBus mit ProSysts OSGi Plattform Projekt Modellstadt Mannheim ProSyst Identifizierung m glicher gemeinsamer Entwicklungen Diskussion zur Ver
32. Zudem wurde ein Modell f r den Inhouse Funkkanal erstellt dass sowohl Flat 90 Eine detaillierte Darstellung der Methodiken und verwendeten sowie implementierten Simulationswerkzeuge findet sich in Modellierung der Kommuniationsinfrastruktur E DeMa AP2 Projektbericht D2 3 D2 4 Juli 2011 F rderprogramm E Energy 193 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Fading als auch Anteile durch frequenzselektives Fading enth lt So werden Abstands und Geb ude d mpfung als Flat Fading modelliert Zur Modellierung des frequenzselektiven Fadings wurden ver schiedene international anerkannte Kanalmodelle in die Simulationsumgebung integriert Inhouse Technologien PLC Die Nutzung der prim r Energieleitungen f r Kommunikationszwecke liegt auch im Inhouse Bereich nahe und erspart ggf den Aufwand dezidierte Kommunikationsleitun gen verlegen zu m ssen Diese Technologie wird als Power Line Communication PLC bezeichnet Ein hochfrequentes Informations Signal wird dem niederfrequenten Leistungs Signal aufmoduliert Dabei kommen Inhouse nur Breitband PLC Systeme zum Einsatz da diese auch f r komplexere Diente gen gend Bandbreite zur Verf gung stellen Im Rahmen dieses Arbeitsschrittes wurden insgesamt f nf PLC Varianten f r die verteilte Simulationsumgebung implementiert dabei handelt es sich sowohl um markt etablierte als auch sich in der Entwicklung befindliche Systeme Die breitbandigen Techn
33. Zugang gew hlt Die Kundenansprache wurde hier auf eigenversorgte Kunden der SWK beschr nkt da alle Erfahrungen zeigen dass ein Stadtwerk als lokaler Energieversorger i d R als ein Unternehmen wahrgenommen wird D h es bestand die Erwartung dass die Akquise durch eine komplexe Anspra che die letztlich die energiewirtschaftliche Marktrollentrennung erl utern muss erschwert worden w re Dar ber hinaus bestanden in beiden Teilmodellregionen bestimmte technische Rahmenbedin 97 So haben sich die beteiligten Hochschullehrer im Rahmen der Kommunikationsma nahmen bspw auch schriftlich an potenzielle Teilnehmer gewandt um diese um ihre Teilnahme zu ersuchen F rderprogramm E Energy 207 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse gungen die den Teilnehmerkreis dann im Wesentlichen auf Einfamilienh user beschr nkten da auf grund eigentumsrechtlicher Implikationen bzgl der Immobilie nur dort die erforderlichen Eingriffe in die Installationen m glich waren um einen reibungslosen und r ckwirkungsfreien Betrieb der E DeMa Technik ber die Dauer des Feldversuchs zu gew hrleisten Zudem durfte die Immobilie nicht mit Nachtstrom beheizt werden 2 Kernaussage Bei E DeMa handelt es sich um ein Planspiel mit fiktiven Produkten das f r die Teil nehmer keine monet ren Risiken birgt Der Lohn der Teilnahme Die Energiewende kann nur gelingen wenn alle Interessengruppen gemeinsam daran arbeiten So ist auc
34. bertragungsdienst im Mobilfunk Global System for Mobile Communications Mobilfunkstandard Graphical User Interface Gesamtverbrauch Home Energy Control User Interface Haupttarif Hyper Text Transfer Protocol International Electrotechnical Commission Institute of Electrical and Electronics Engineers Informations und Kommunikationstechnologie IKT Gateway 1 IKT Gateway 2 Integrated Services Digital Network Kommunikationsstandard ITU International Telecommunication Union Java Message Service Kraft W rme Kopplung Gesetz f r die Erhaltung die Modernisierung und den Ausbau der Kraft W rme Kopplung Kraft W rme Kopplungsgesetz Local Area Network Long Term Evolution Mobilfunkstandard Machine to Machine F rderprogramm E Energy 319 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Marktregeln f r die Durchf hrung der Bilanzkreisabrechnung Strom EmBedded Server Messdienstleister MessZV Verordnung ber Rahmenbedingungen f r den Messstellenbetrieb und die Messung im Bereich der leitungsgebundenen Elektrizitats und Gasversor gung Messzugangsverordnung MHz Projekt M lheim z hlt Marktplatz Marktplatz Betreiber mPower Remote Manager Messstellenbetreiber MSCONS Metered Services Consumption report message Nachrichtenstandard zur Z hlerdaten bertragung Multi Utility Communication Netzleitstelle Nebentarif Ortnetzstation Over The Counter Powerline Communication
35. die Absicherung des Systems verschl sselte TLS Verbindung und die Integration nativer Komponenten z B IEC 61850 Stack Treiberschicht und Abstraktion Die Einbindung der unterschiedlichen Smart Meter und Z hler sowie die Abstraktion derselben in Richtung der Produktlogik und des Ul unterschiedliche 81 Im Rahmen des Feldversuchs als HECUI Home Energy Controller User Interface bezeichnet F rderprogramm E Energy 163 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Z hler gleicher Funktion sehen f r die Anwendung gleich aus nutzen aber unterschiedliche Treiber wie auch der externen Ger te z B Wei e Ware von Miele und uKWK von Viessmann Betriebssystem Integration Die Basis Umgebung f r das OSGi Framework und native Kompo nenten einschlie lich Netzwerkkonfiguration Fernzugriff und Basis Absicherung Anbindung Aggregator Leitsystem IKT GW2 Um das im E DeMa Backend d h das in einem dritten sicher abgeschotteten Rechenzentrum lokali sierte Aggregatorleitsystem das dem Zweck dient die Endger te der Prosumer wie Wei e Ware oder UKWK Anlagen zur Lastverschiebung sicher und zuverl ssig anzusteuern kommunikativ anzubinden wurde im Feldversuch ein Virtual Private Netzwerk VPN realisiert Dazu wurde die OpenVPN Software eingesetzt und somit von einem IKT GW2 ausgehend zu einem VPN Server in eine DMZ De Militarized Zone ein Tunnel aufgebaut ber diesen verschl sselten Kommunikationskanal w
36. die ein bestimmter Marktteilnehmer kontrahiert hat 5 Abrechnen Als Abrechnung wird der Abgleich kontrahierter Mengen und Leistungen mit den tat s chlichen Lieferungen und Abnahmen verstanden Die folgende Abbildung B 9 verdeutlicht den k nftig erh hten Datenbedarf Dieser ergibt sich zum ei nen aus den erforderlichen Frequenzen in denen Daten bestimmten Akteuren und bestimmten Zwe cken zur Verf gung stehen sollen Abzisse und zum anderen aus der Frage f r welche Aggregate Ein zelger te Z hlpunkte etc diese Daten ben tigt werden Ordinate In der Abbildung wird dar ber hinaus zwischen dem Inhousebereich wo nur dem betroffenen Prosumer die Daten zur Verf gung stehen und dem Outhousebereich unterschieden wo die Daten auch au erhalb der betroffenen Ver brauchsstelle zur Verf gung stehen m ssen Aggregations ebene inhouse outhouse 55 Bilanz R kreis xq Bilanz 2 gebiet Aggregatoren Einspeiser Flex Orts 2 netz Haus Halt PuG Anschluss Einzel z nutzer Ger t T 1 10 sec 1 1 min 1 15 min 1 Tag 7 Abbildung B 9 Online Datenbedarf Aktionsfrequenz und Aggregation Die MSB MDL sind ber die ganze Bandbreite der m glichen Frequenzen des Datenaustausches aktiv da ihnen die Aufgabe zukommt je nach vertraglicher Vereinbarung des Prosumers mit einzelnen Anbieter Daten so zu erheben und weiterzuleiten dass die angestrebten Gesch fte erm glic
37. die ihre Bereitschaft erkl rten ber ca ein Jahr an einem Forschungsprojekt teilzunehmen 1t Die detaillierte Analyse der am Netz angeschlosse nen Haushalte in M lheim Saarn ergab dass es dort in Summe ca 5000 Haushalte gab die den tech nischen Auswahlkriterien entsprachen Es galt also wenigstens 20 des theoretisch adressierbaren Po tenzials f r das Projekt zu gewinnen Dies ist bezogen auf die Erfahrungen der E DeMa Konsortialpart ner mit den Erfolgen von Marketing Ma nahmen eine hohe Zielquote Um die Zielgruppe richtig anzusprechen wurde durch Analyse externen Datenmaterials eine Typologie der Zielgruppe in Bezug auf das Zielgebiet erstellt Auf Basis der entwickelten Kernaussagen und der Kenntnis der Zielgruppe wurde in der Teilmodellregion M lheim in einem beschr nkten Wettbewerb eine Agentur gebeten f r das Projekt Vorschl ge f r eine Akquisema nahme zu entwickeln Aus den Vorschl gen wurde ein Konzept abgeleitet das in der Praxis umgesetzt wurde In der Teilmodellregion Krefeld hat die SWK ihr Marketing Konzept im Wesentlichen durch die eigene Marketing Abteilung entwickeln lassen Die Akquisephase In M lheim Saarn wurde der Akquiseprozess stark dialogorientiert aufgebaut Nach einer schriftlichen Vorinformation Mailing Presse erhielten die Interessenten die M glichkeit des pers nlichen Ge spr chs mit zuvor geschulten Promotoren Um den Kunden Sicherheit zu vermitteln dass die Promo toren auch zum Projekt geh
38. die tats chlich in den Feldversuch gestar tet sind diesen ber den kompletten Zeitraum mit derselben hohen Aktivit t begleitet haben auch dies sollte bei der Interpretation der Ergebnisse und Prognosen ber deren Nachhaltigkeit beachtet werden 4 2 2 Erkenntnisse aus der Kundenakzeptanzforschung Der Vorhabensbeschreibung entsprechend hat das E DeMa Konsortium parallel zur Entwicklung der Musterprodukte sowie der Vorbereitung des Feldtests berlegungen dazu angestellt wie das Kunden verhalten und die Kundenakzeptanz der Feldtest Teilnehmer dokumentiert und gemessen werden k nnte Dabei war es das Ziel der Kundenakzeptanzmessung mittels Selbstauskunft der Teilnehmer deren Meinungs u erungen und subjektives Empfinden zu E DeMa zu erheben Vor dem Hintergrund der Komplexit t des Feldversuchs wurde fr hzeitig die Notwendigkeit einer dif ferenzierten Analyse erkannt D h Ziel war eine Aufnahme von selbst berichtetem Kundenverhalten und Kundenakzeptanz die wenigstens zwischen den IKT GW1 und IKT GW2 Kunden differenzieren und dabei auch noch in der Lage sein sollte Musterprodukte Ausstattungsunterschiede und andere f r den Erfolg von E DeMa aus Sicht eines einzelnen Teilnehmers ma gebliche Variablen zu ber cksichti gen Es sollte abgebildet werden aber auch durch das Untersuchungsdesign abbildbar sein wie die Kunden ihre Handlungsoptionen innerhalb der Produkt und der Visualisierungslogik von E DeMa be werten und
39. erforderlichen Untersuchungen bzgl der Kommunikationsinfrastruktur Inhouse und Access Net work vorhandene Laborausr stungen in die zu erstellenden Entwicklungslabore und Pr ffelder einge bracht werden Dies galt ebenso f r die Institute und Lehrst hle die ihre Kompetenzen und Ausr s tungen im Bereich der Energietechnik Netzleittechnik und Elektrizit tswirtschaft einflie en lie en Am Lehrstuhl f r Kommunikationstechnik KT der Technischen Universit t Dortmund Prof Dr Ing R diger Kays liegen umfangreiche Vorarbeiten auf dem Gebiet der Netzwerke f r elektronische Me dien vor Insbesondere der Bereich der drahtlosen lokalen Vernetzung im Haus und im Fahrzeug ist seit vielen Jahren ein wichtiges Forschungsthema Im Sinne der Konvergenz von Netzen und Diensten wurden dabei auch Anwendungen au erhalb der Medienvernetzung z B f r die Hausautomatisie rung mit betrachtet Durch DFG Forschungsprojekte das Projekt HOMEPLANE gef rdert im Rahmen der BMWi Initiative NextGenerationMedia sowie das EU Projekt OMEGA gibt es fundierte theoreti sche Analysen Simulationstools sowie umfangreiche Implementierungserfahrungen hinsichtlich der bertragungstechnik von Local und Personal Area Networks Die Forschungsschwerpunkte von Prof Rehtanz am Institut f r Energiesysteme Energieeffizienz und Energiewirtschaft der Technischen Universit t Dortmund liegen in systemtechnischen Betrachtungen f r eine zukunftsf hige Energieversorgung Hie
40. formuliert Um den Endkunden aktiv in den Energiemarkt einzubinden gen gt es aber keineswegs unter Anwen dung moderner Informations und Kommunikationstechnologie nur eine Infrastruktur zur Verf gung zu stellen Vor allem m ssen attraktive Endkunden Produkte entwickelt werden die zur Teilnahme am Marktplatz motivieren Die Zielgruppenansprache darf nicht kompliziert sein und es sollte sich um stan dardisierte Angebote handeln Ziel der Entwicklung von Musterproduktbausteinen ist es daher m g lichst allgemeing ltige standardisierte Produkte f r spezifische Kundensegmente zu schaffen Durch den E DeMa Marktplatz werden verschiedene Endkunden Segmente angesprochen die sich vor allem hinsichtlich ihres Verbrauchsprofils ihres Konsum und oder Einspeiserverhaltens ihres kologischen Bewusstseins ihrer Risikobereitschaft ihrer Preissensibilit t ihrer technischen Ausstattung und ihrer Bereitschaft zur aktiven Teilnahme am Marktplatz kognitive Bef higung Motivation zeitliche Res sourcen unterscheiden Unter Ber cksichtigung dieser Kriterien wurden f r unterschiedliche Kunden segmente passende Musterproduktbausteine entworfen Abbildung B 14 39 Unter dem E DeMa Konzept 2020 wurde insofern ein Zielbild verstanden als von bestimmten praktischen Problemen bei seiner Formulierung zun chst abstrahiert wurde So erfolgte bspw die vertiefte Entwicklung von Produkten und Handelsmechanismen unter der Annahme dass es k nftig m glich se
41. gebnisse der Kundenakzeptanzforschung darstellt Obwohl die Tarifzeiten ST und NT den Teilnehmern gegen ber in zwei unterschiedlichen Gr nt nen visualisiert wurden wurde hier offenbar nicht weiter differenziert In Abbildung B 110 ist die VV der E DeMa Basis Kunden in die Tarifzeit NT dargestellt 12 8 4 0 4 8 bezogen auf GY d Monats 12 L L Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov inST NT El passive Kunden Daktive Kunden Abbildung B 110 Verbrauchsverlagerung der E DeMa Basis Kunden in NT je Monat Deutlich erkennbar ist die hohe VV in NT von den aktiven Kunden und die sehr geringe bis kaum vor handene VV der passiven Kunden Die aktiven Kunden zeigen keine signifikanten Erm dungserschei nungen bei der Verbrauchsverlagerung im Laufe des Feldversuchs F rderprogramm E Energy 260 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Die VV der E DeMa Effizienz Kunden zeigt Abbildung 111 12 E 896 5 486 0 a 4 Bw gt 8 gt 12 Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov in ST NT El passive Kunden El aktive Kunden inHHTI El passive Kunden El aktive Kunden n HHT2 El passive Kunden El aktive Kunden Abbildung B 111 Verbrauchsverlagerung der E DeMa Effizienz Kunden in ST NT HHT1 und HHT2 je Monat Analog zum E DeMa Basis Produkt sind auch hier die Unterschiede zvvischen den
42. gliche Anhebung der Einspeiseleistung erwartet werden kann Bez glich der Einspeiseleistung einer Anlage die auf Grund eines Schaltbefehls des Aggregators zu dem von ihm vorgegebenen Zeitpunkt angefahren wird gilt daher innerhalb von E DeMa die folgende Konvention als Leistungsbereitstellung durch den Aggregator w hrend der Betriebszeit nach dem Schaltbefehl gelten alle in Betrieb befindlichen Anlagen auch wenn ein Teil der Anlagen auch ohne den vorherigen Schaltbefehl im Betrachtungszeit angefahren worden w re Der Aggregator stellt aber durch seinen Schaltbefehl eine gesicherte Leistung bereit w hrend die Zuschaltung ohne Schaltbefehl stochastisch w re Zusammenspiel zwischen Aggregator und Lieferant Die Eingriffe des Aggregators in den Lastverlauf der Endkunden bei der Schaltung der Wei en Ware oder der uKWK Anlage haben naturgem auch Einfluss auf den Lieferanten Dieser erstellt jeweils am Vortag eine Prognose seines Lastverlaufs f r den Folgetag Abweichungen von seiner Prognose f hren F rderprogramm E Energy 100 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse zu Abweichungen in dem Bilanzkreis dem die jeweiligen Lieferstellen zugeordnet wurden und damit zu einem Ausgleichsenergiebedarf Schaltung von Lasten Bei der Schaltung von Lasten Wei e Ware durch den Aggregator erfolgt eine sprunghafte u U mas sive Lasterh hung zum Zeitpunkt des Schaltbefehls der zeitlich an zahlreiche Maschinen geh
43. oder Fle xibilit tsdienstleistungen aufzutreten Damit entsteht quasi automatisch auch eine technische Fazili t t die es erlaubt die durch EEG Einspeiser erzeugten Energiemengen k nftig auch direkt zu vermark ten Dies ist nicht zuletzt deshalb von Vorteil da bisher unklar ist wie mit den steigenden EEG Men gen umgegangen werden soll sobald diese zwar noch bevorzugt einspeisen aber keiner finanziellen F rderung mehr unterliegen Daher sind auf dem Marktplatz der Zukunft Kunden h ufig nicht mehr allein Verbraucher elektrischer Energie sondern auch potentielle Anbieter Durch den E Energy Markt platz erh lt der Energiekunde damit neue M glichkeiten sich aktiv am elektrizit tswirtschaftlichen Marktgeschehen zu beteiligen und nimmt auf diese Weise die neue Marktrolle des Prosumers ein F rderprogramm E Energy 72 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Der E Energy Marktplatz gliedert sich f r den Prosumer damit in zwei Marktbereiche Einen f r die Energielieferung durch Lieferanten und einen f r die Vermarktung potentieller Einspeisungen In bei den Bereichen stellt der Marktplatz gleichzeitig eine Plattform f r Flexibilit ten dar d h f r das Ab und Einschalten von steuerbaren Verbrauchseinrichtungen wie z B steuerbare Hausger te der Wei en Ware oder Elektrofahrzeuge aber auch von dezentralen Erzeugungsanlagen Im Endausbauzu stand erh lt jeder Marktplatzkunde die technische M glichkei
44. r wurden f r jeden zu untersuchenden variablen Tarif Wahrscheinlichkeitsfunktionen definiert die f r die Be rechnungen verwendet wurden Im Abrechnungsmodell wurden anhand des Verbrauchs eines Haushaltes die Jahresstromkosten be rechnet Als Eingangsgr en dienen neben dem Jahreslastgang eines Haushaltes die Angaben seines Stromprodukts zu denen die monatliche Grundgeb hr falls vorhanden und die Preise pro Tarifzeit raum z hlen Die Jahresstromkosten wurden zum einen f r den Referenzfall berechnet in dem der Kunde keine Lastverschiebung durchf hrt und zum anderen f r den Fall einer Lastverschiebung Um eine Aussage dar ber zu treffen in wie weit ein variabler Tarif dem Endkunden finanziellen Nutzen bringt wurden mit Hilfe des Modells die Jahresstromkosten f r verschiedene F lle berechnet und be wertet Lieferant Im Fokus der Simulation bei E DeMa steht die Modellierung eines Lieferanten der seinen Kunden va riable Stromtarife anbietet Im Lieferantenmodell werden die Schritte der Prognose der Beschaffung und der abschlie enden Abrechnung des Lieferanten durchgef hrt Hierzu finden drei Modelle Ver wendung Prognosemodell Beschaffungsmodell Abrechnungsmodell Da im E DeMa Profekt der Haushaltskunde im Vordergrund steht vverden die verschiedenen Prognose Beschaffungs und Abrechnungsvarianten nur f r Haushaltskunden und nicht f r Gewerbe oder In dustriekunden aufgesetzt Daraus folgt dass in der Sim
45. ren und nicht etwa unseri se Trittbrettfahrer sind wurden die Promoto ren mit Ausweisen und eigener Kleidung ausger stet Dieses ganzheitliche Vorgehen hat sich vor dem Hintergrund der Erfolge bei der Einholung von Interessenbekundungen insgesamt als Erfolg erweisen Bei den Hausbesuchen konnte so nicht nur im Dialog mit den Testpersonen f r das Projekt geworben werden Es wurden auch die Erfahrungen aus den Gespr chen f r Optimierungen des Gespr chsleitfa dens und zum Aufbau der FAQs f r die sp tere Hotline genutzt Dar ber hinaus konnte es auch gelingen Mitarbeiter f r die E DeMa Hotline aus den Promotion Mit arbeitern der Anwerbephase zu rekrutieren So konnte wertvolles Knowhow gesichert werden Bei den Testhaushalten die mit Ger ten der Firma Miele ausger stet wurden kam es erwartungsge m zu einer erh hten Nachfrage So gab es etwa doppelt so viele Interessenten wie verf gbare Ge r tekombinationen Um hier Missstimmungen bei den Kunden zu vermeiden wurden die Ger te an die interessierten Haushalte verlost Dies wurde in der Presse kommunikativ begleitet Die Verlosung nahm eine B rgermeisterin vor In Krefeld konnten aufgrund der Entscheidung der SWK das Projekt nur mit eigenversorgten Kunden durchzuf hren also mit Haushaltskunden mit denen ein SWK Stromliefervertrag besteht im Gegen satz zur TMR M lheim die verf gbaren Kundenkontaktdaten f r die Projektakquise genutzt werden Dementsprechend wurden im L
46. s ibni 64 mungen b casa T Siancani Lastpaofil stelt den c rrhicinil iren Shrmwerbrruch inss Priveche nhals ber sinen Tak 24 Sumen sinema der Debei sich Leiste zen s m li Zeilen wo 2616 wonn wicie Merschen zu 3u3c3 nd inc der Forn3ehor lauft cd t mittags beim Kochan ye nergimsronger miren dene standardisierte Hat umcen zu versio ee en Iges tribe und ur aek end Eine bereilslal en 20 k nnen C min einern Treskner oder C mi eina Sp lmsserine Absender bitte komplett ausf llen Stra e 2 pz ansen s a hree Ren Menom Mr Biz amgoneno doc toitean siz 11 00 20 1 areara Abbildung B 79 VVerbematerial M lheim links und Gevvinnspielkarte Krefeld rechts 3 2 2 Datenschutznotvvendigkeiten Teilnahmevereinbarungen Der Idee von E DeMa entsprechend den teilnehmenden Kunden in den Fokus des Feldtests zu stellen hat sich das Konsortium in besonderer Art und Weise bem ht die Durchf hrung des Feldversuchs auf eine eindeutige rechtliche Grundlage zu stellen Dies mag vor dem Hintergrund der Entscheidung nur virtuelle Produkte anzubieten berraschen muss vor dem Hintergrund der sich ergebenden Fragen des Datenschutzes etc aber als absolut notwendig bezeichnet werden Das Konsortium hat sich zudem entschieden den potenziellen Teilnehmer bereits im Vorfeld des F
47. tion Environment for Scalability Analy sis of Smart Grid ICT Infrastructures Abschlussbericht E DeMa Anhang Datum November 2011 November 2011 November 2011 November 2011 November 2011 M rz 2012 2012 2012 M rz 2012 S Kreutz H J Belitz und D K nig TU Dortmund P Giese SWK Krefeld C Rehtanz TU Dortmund J Bauer und l Kunold FH Dortmund K Henneb hle und l Kunold FH Dortmund Kunold FH Dortmund C M ller J Sehmutzler und C Wietfeld TU Dortmund T Holtschneider und I Erlich Universit t Duis burg Essen T Holtschneider und l Erlich Universit t Duis burg Essen C M ller H Georg und C Wietfeld TU Dortmund F rderprogramm E Energy ver ffentlicht in VDE ETG Kongress 2011 W rzburg Smart Energy 2011 Fachta gung Smart Grid oder die Zu kunft der Energiewirtschaft Dortmund Verlag Werner H lsbuch 27th International Kand Con ference Budapest Ungarn 11 2011 27th International Kand Con ference Budapest Ungarn 11 2011 27th International Kand Con ference Budapest Ungarn 11 2011 Buchkapitel in Communication and Networking in Smart Grids Y Xiao ed Auerbach Publications Taylor amp Francis Group CRC Press Seiten 277 298 IEEE Power and Energy Soci ety General Meeting San Di ego IEEE Power and Energy Soci ety Innovative Smart Grid Technologies ISGT 2012 Berlin 5th International
48. und Birkschenweg In Krefeld sind zu diesem Zweck punktuelle Messungen innerhalb von Kliedbruch realisiert worden Insofern konnten nur Kunden an ert chtigten Ortsnetzstationen bzw Netzstr ngen am Feldtest teil nehmen Um trotzdem eine m glichst gro e Teilnehmerzahl in Bezug auf die gesetzten Ziele erreichen zu k nnen wurden die technischen Anforderungen an die anzuschlie enden Haushalte auf ein Mini mum reduziert Entscheidende Voraussetzungen zur Partizipation sind demnach die Verf gbarkeit ei nes Internetanschlusses der Verbleib der Messstelle der Liegenschaft in der Kontrolle des zust ndigen Verteilnetzbetreibers als verantwortlichem Messstellenbetreiber sowie die dem Modellcharakter ge schuldete geographische Begrenzung auf die Stadtgebiet M lheim Saarn oder Krefeld Kliedbruch 3 2 Der Teilnehmer im Fokus von E DeMa Das Projekt E DeMa war grunds tzlich als technische Erprobung unter realen Bedingungen konzipiert d h es war nicht zuletzt beabsichtigt die entwickelten L sungen und Technologien unter Einbezug von Strom Kunden zu erproben und dabei Teilnehmerzahlen zu erreichen die eine statistische Auswer tung zumindest erm glichen Entsprechend hoch waren die im vorherigen Abschnitt genannten Ziel zahlen f r den Feldversuch angesetzt Insofern bestand die Herausforderung darin in einem im We sentlichen unter technischen Gesichtspunkten identifizierten Netzgebiet eine gro e Zahl von Kunden f r eine Teilnahme zu begeist
49. werden die Anlagen tarifoptimiert inhouse gesteuert Hierbei gelten die Tarifzeiten und Verg tungs regeln aus den B2C Produkten Der Einspeiser verkauft seine Energie im durch den Aggregator unbe einflussten Zustand an einen H ndler die Einspeisefahrpl ne werden somit auch in dessen Bilanzkreis eingebucht Der weitere Verkauf der Energie vom H ndler an einen Lieferanten oder deren direkte Verarbeitung in einem Belieferungsbilanzkreis stellt bereits heute ein weitgehend standardisiertes Ge sch ft dar welches nicht Gegenstand der weiteren Untersuchungen von E DeMa ist und insofern auch nicht weiter betrachtet wird Bei einem Schaltbefehl des Aggregators muss wiederum die Differenz zwischen dem prognostizierten Einspeiser Fahrplan und der tats chlichen Einspeisung der uKWK Anlagen f r die Dauer der Schaltauf forderung d h der aggregatorbasierten Einspeisung viertelstundenscharf als Lieferschein vom Markt platz ermittelt und zur vorzeichenrichtigen Fahrplanverbuchung in den beiden betroffenen Bilanzkrei sen an den Bilanzkreiskoordinator bereitgestellt werden Der prognostizierte Einspeiser Fahrplan den der H ndlerin seinen Bilanzkreis eingestellt hat beruht dabei im Wesentlichen auf den Erfahrungswer ten bez glich der Tarifzeiten und deren Preise in Zusammenhang mit dem W rmebedarf Dieser Diffe renzfahrplan steht somit dem Aggregator f r seine Gesch fte und Vertragserf llungen zur Verf gung Der resultierende Regelenergieeinsatz k
50. 1 3 Tarifstrukturen der Musterprodukte Jede Tarifstruktur der Musterprodukte besteht aus bis zu f nf Tarifen W hrend die Preise der Tarife im Produkt E DeMa Basis und E DeMa Balance sich nur monatlich ndern ndern sich die Preise der Tarifzeiten der Musterprodukte E DeMa Effizienz E DeMa Variabel E DeMa Flex und E DeMa Kom plex auf der Lastseite t glich Die Implementierung der t glich wechselnden Preise erfolgt durch Vari ation von vier verschiedenen Tarifstrukturen im Laufe des Feldversuchs Bei diesen Tarifstrukturen werden die Tarifzeiten konstant gelassen und nur einzelne Tarife ausgetauscht wie nachfolgend be schrieben wird Allen Kunden mit t glich wechselnden Preisen wird eine Zeit der Eingew hnung gew hrt Daher haben die Kunden mit dem Produkt E DeMa Effizienz in den ersten drei Monaten und die Kunden mit den IKT GW2 Produkten im ersten Monat des Feldversuchs zun chst jeden Tag die Tarifstruktur Stan dard Die Tarifstruktur Standard bedeutet dass die Preise in der Nacht niedriger als am Tag und die Zeiten um die Mittags und Abendspitze besonders teuer sind s Abbildung B 32 Schwachlasttarif 12 Hochtarif2 24 Uhr 18 Uhr Abbildung B 32 Tarifstruktur Standard der Musterprodukte Ab Juli bzw Mai 2012 kommen drei weitere Tarifstrukturen dazu die stochastisch auf die verbleiben den Tage des Feldversuchs verteilt werden An ca 65 der Tage dieser Zeitr ume bleibt die Tarifstruk tur
51. 3 2 2 Nach den Begehungen konnten 125 Haushalte identifiziert werden die die technische E DeMa Eig nung und einen Internetanschluss aufwiesen Dementsprechend wurden ab Ende September 2011 diese Haushalte angeschrieben mit der Bitte die beiliegende Teilnahmevereinbarung unterschrieben an die SWK zur ckzusenden Dieses Anschreiben erfolgte nach der Verlosung d h GW1 bzw GW2 spezifisch Auch aufgrund der anschlie enden Nachfassaktion lagen im November 2011 schlie lich 105 unterschriebene GW1 Teilnahmebedingungen und 10 GW2 Teilnahmebedingungen vor Das be deutet dass ca 9 der urspr nglich Interessierten im IKT GW1 Bereich nach dem Erhalt der Teilnah mevereinbarung ihre Teilnahmebereitschaft widerrufen haben Eine gewisse abschreckende Wir kung dieses juristischen Dokuments auf Kunden ist somit erkennbar Zusammengefasst kann f r die erste Anwerbewelle festgestellt werden dass die Planungen im IKT GVV2 Bereich hinsichtlich der Kundenakquise voll erf llt wurden Im GW1 Bereich konnten die Mehr Sparten Kunden wie geplant gewonnen werden Nur die GW1 Kundenanzahl im E Bereich nur Strombereich blieb unter der Planzahl von 500 Daher beschloss die SWK zus tzliche Ortsnetzstationen in Krefeld Kliedbruch mit Datenkonzentra toren auszustatten Folglich wurden Anfang 2012 weitere sechs Ortsnetzstationen E DeMa spezifisch ert chtigt so dass diese in das Projekt einbezogen werden konnten Somit wurden insgesamt zw lf Ortsnetzsta
52. 34 kWh 8 43 kWh Stand 08 03 2012 14 20 0 11 kWh 7 49 ct kwh Be DeMa Balance Abbildung B 42 Displaysoftware Krefeld 2 3 2 2 Entwicklung Umsetzung einer Visualisierung in der Automatisierungsl sung IKT GW2 Kunde Wesentlicher Unterschied bei der Entwicklung einer Anzeige bzw Displayl sung f r die IKT GW2 Kun den in Relation zu der im Bereich IKT GW1 entwickelten L sung s o ist die h here Automatisierung im IKT GW2 Bereich Dementsprechend ist der jeweilige Kunde nicht unbedingt laufend auf eine Zu satzanzeige angewiesen zudem ist auf Basis der grunds tzlich vorhandenen Funktionalit t des IKT GW2 im Sinne einer Schnittstelle zwischen Ger ten und Kunden bereits eine Umgebung gegeben in der zahlreiche Informationen zusammenlaufen bzw die ber entsprechende Schnittstellen verf gt Es wurde daher eine Bedienoberfl che Home Energy Control User Interface HECUI entwickelt Diese ist in das IKT GW2 integriert und kann ber einen kundenseitigen Rechner angesteuert werden Das HECUI erm glicht dem Kunden die laufende Visualisierung von Mess Tarifinformationen und Zu standswerten seiner angeschlossenen Haushaltsger te d h der Wei en Ware Grunds tzlich wurden folgende Funktionalit ten im Rahmen der Architektur des HECUI betrachtet und implementiert 1 HECUI bersicht Dieser Teilbereich umfasst die Definition einer Login Maske f r die Systemanmeldung IKT GW2 und die Darstellung wichtige
53. Abbildung als GUI Graphical User Interface bezeichnete Schnittstelle beschreibt die Visua lisierung des Marktplatzes gegen ber den betroffenen Akteuren Es wurden Visualisierungen f r den Kunden Lieferanten Aggregatoren Marktplatzadministrator operator sowie den Hotline Support umgesetzt e Die Interaktion des PuG Kunden mit dem Marktplatz beinhaltet grunds tzlich die Darstellung der Informationen die der PuG Kunde am Marktplatz abrufen k nnen soll Dazu z hlen der Produktwechsel bzw die Vertragsanbahnung die Visualisierung von Z hlerdaten die Analyse von Z hlerdaten sowie das Abrufen von Erfolgsnachweisen e Die Sicht des MP Betreibers bzw Administrators erm glicht die berwachung von Prozessen und das Abfragen Exportieren sowie Importieren von Daten z B Stammdaten Produktkata log Preistabellen 76 Die Sicht des Lieferanten erm glicht das Ansto en von Prozessen Tarifwechselprozess mit Lieferantenwechsel und Abrufen von Vertragsinformationen mit den jeweiligen Kunden 76 Die entsprechende Funktionalit t wurde bspw genutzt um vor Beginn des eigentlichen Feldversuchs die Daten derjenigen Kunden die sich zur Teilnahme bereit erkl rt hatten und bei denen sich eine technische Ausstattung als m glich erwiesen hatte im Marktplatz anzulegen F rderprogramm E Energy 159 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Die Sicht des Aggregators erm glicht das Abrufen Laden von Schaltprotokollen
54. Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse notwendigerweise mit Eingriffen in die Substanz und entsprechenden Kosten einhergehen wird Daher erscheint insbesondere der Einsatz von wenig invasiven Funktechnologien f r die Inhouse Vernet zung und als Zugangsnetz sehr attraktiv Jedoch zeigen aktuelle Untersuchungen dass die derzeit ver f gbaren Technologien die hohen Anforderungen an die Smart Grid IKT Infrastrukturen nur unzu reichend erf llen Zum einen sind die Anforderungen an Zuverl ssigkeit Echtzeitf higkeit Robustheit und Verf gbarkeit im Vergleich zu aktuellen kommerzielle Kommunikations und Mobilfunknetzen h her zum anderen wird ein deutlich h heres Ma an Sicherheit Vertraulichkeit Integrit t und Nach weisbarkeit der Daten gefordert was zu einer Einschr nkung der Nutzbarkeit bestehender Systeme f hrt In zahlreichen Referenzprojekten werden aus ebendiesen Gr nden dedizierte und damit exklusiv genutzte Infrastrukturen eingesetzt die f r den angestrebten Einsatz mit begrenzter Teilnehmerzahl geeignet sind aber im Hinblick auf einen Massenroll out auf Restriktionen im Hinblick auf Verf gbar keit und technische Leistungsf higkeit sto en F r das Projekt E DeMa wurden f r den Feldversuch hierzu verschiedene Auspr gungen der Kommu nikationsinfrastruktur in zwei Modellregionen f r eine prototypische Realisierung der Vernetzungs konzepte aufgebaut Der Aufbau und die verschiedenen Realisieru
55. Aus Sicht von E DeMa hat es sich dar ber hinaus als sinnvoll erwiesen f r bestimmte Funktionalit ten Kommunikationsbed rfnisse mit dem IKT GW2 ein weiteres Gateway vorzusehen vgl hierzu auch die Ausf hrungen in 2 1 4 In F llen in denen ein solches IKT GW2 zum Einsatz kommt wird eine detailliertere Bereitstellung der Mess Daten im Inhouse Bereich zum Benutzerinteraktionssystem ge w hrleistet Das IKT GW2 erweitert insofern die Funktionalit ten der Smart Metering Installation und bietet zus tzlich Mehrwertdienste wie die tarifabh ngige indirekte Laststeuerung und die direkte Last steuerung mittels Bereitstellung von verschiebbaren Lasten Die Konnektivit t zwischen IKT GW2 und E DeMa Marktplatz wird mittels IP basierter Breitband Kommunikation realisiert wodurch sowohl Konzepte zur Mehrdienstenutzung von Breitbandheimanschl ssen als auch dedizierte Infrastrukturen abgebildet werden k nnen Diese Architektur kann auf unterschiedliche Weise realisiert werden Eine m gliche Realisierung der Infrastruktur f r die Modellregion und f r zuk nftige Szenarien wurde detailliert in einer Ver ffentli chung beschrieben und die Leistungsf higkeit dedizierter Kommunikationsinfrastrukturen und Breit i bandmehrwertdiensten analysiert und bewertet Ebenfalls wurden im Inhouse Bereich verschie 55 N Langhammer C M ller S Kreutz H J Belitz D K nig R Kays C Wietfeld and C Rehtanz Zuverl ssige Integration intelligent
56. Beren Teil der Wertsch pfungskette auszudehnen wird die B2C Handelsebene in der Marktplatzarchi tektur um eine Ebene erweitert auf der Gesch fte zwischen Unternehmen B2B Gesch fte get tigt werden k nnen Allerdings ist die Business to Business Ebene B2B Ebene differenziert zu betrach ten Sie bietet Unternehmen eine Plattform zur Gesch ftsanbahnung Zu den auf der B2B Ebene rele vanten Services k nnen neben der Darstellung physischer Lieferungen auch Informationsdienstleistun gen geh ren so kann der Marktplatz selbst interessierten Parteien seine Unterst tzung bei der Auf bereitung von Daten anbieten Zu beachten ist dass der MSB MDL auf der B2B Ebene nur als Nachfra ger auftreten kann da die Kreation dieser Marktrolle in den H nden der Kunden liegt Zu beachten ist au erdem dass gr ere PuG Kunden ebenfalls Zugang zur B2B Ebene haben da diese ggf direkt mit den VNB ihre Netznutzung kontrahieren Zus tzlich ergeben sich im Rahmen des Umbaus der Energie versorgung hin zu einem deutlich dezentraleren Erzeugungssystem umfangreiche neue Aufgaben die den Verteilernetzbetreibern bereits heute zufallen Hier ist zun chst das Neu und nderungsmanage ment von Netzanschl ssen durch VNB zu erw hnen Es d rfte sich als sinnvoll erweisen auch diese Prozesse weitgehend ber eine entsprechende Plattform abzuwickeln d h vorzusehen dass Dienst leister Elektromonteure Vertragsinstallateure die die entsprechenden Arbeiten durchf
57. Besonderheiten und Anforderungen des Be triebsmittels Zustandsermittlung durch Zustands berwachung Zustands und Diagnosemessungen o der Stichproben diese Strategie erlaubt einerseits eine weitgehende Aussch pfung der technischen Nutzungsdauer und andererseits bestimmte hierf r geeignete Betriebsmittel bewusst und kontrolliert in berlastsituationen laufen zu lassen wenn eine kurzfristige berlast bspw einmal im Jahr sich bei Bewertung aller Kosten und Nutzen als deutlich kosteng nstiger erweist Beeinflussung der Kunden als operative Handlungsma nahmen Die im Rahmen des Projektes gewonnen Erkenntnisse hinsichtlich der Beeinflussbarkeit der Kunden durch ver nderliche Tarife sind schwierig verwertbar Einerseits ist die Kundenschar die am Feldver such teilgenommen hat nicht so repr sentativ als dass sie stellvertretend f r die ganze Gesellschaft stehen k nnte des Weiteren waren die angebotenen Tarife wie in 2 1 1 beschrieben nur virtuelle Musterprodukte Die gewonnenen Ergebnisse sind daher nicht verallgemeinerbar und damit wurde die Chance vertan diese Handlungsm glichkeit im Feldtest auf tats chliche Eignung f r eine operative Handlungsma nahme zu untersuchen Z hlung der Blindenergie bei den Messsystemen Als unter derzeitigen Rahmenbedingungen nur beschr nkt sinnvoll hat sich die bertragung von h Z hlwerten f r Blindenergie durch die Tatsache erwiesen dass die Blindenergie in der N
58. DeMa RWE Deutschland AG RWE Deutschland AG RWE Deutschland AG Siemens AG Ruhr Universit t Bochum RWE Deutschland AG RWE Deutschland AG Technische Universit t Dortmund ProSyst RWE Deutschland AG Fachhochschule Dortmund Technische Universit t Dortmund RWE Deutschland AG Miele amp Cie KG RWE Deutschland AG Technische Universit t Dortmund Siemens AG RWE Deutschland AG Technische Universit t Dortmund Ruhr Universit t Bochum Siemens AG RWE Deutschland AG Technische Universit t Dortmund F rderprogramm E Energy Abschlussbericht E DeMa Vorwort Als das Forschungsrahmenprogramm E Energy vor gut sechs Jahren aus der Taufe gehoben wurde konnte sich wohl niemand vorstellen welche Bedeutung und welches Interesse die Ergebnisse die dann durchgef hrten sechs Modellprojekte haben w rden Die im Programmverlauf von der Bundes regierung ausgerufene Energiewende hat die Projekte zus tzlich befl gelt und verschaffte ihren Er gebnissen eine unmittelbare Aufmerksamkeit Die Erwartungen der ffentlichkeit waren und sind hoch zum Zeitpunkt der Energiewende hatten zwar alle Projekte bereits erste Ergebnisse erzielt sie waren aber keinesfalls abgeschlossen Dies war nicht immer einfach zu vermitteln E DeMa als eins von sechs Modellprojekten hatte sich zum Ziel gesetzt dezentral vernetzte Energie systeme zum E Energy Marktplatz der Zukunft zu entwickeln und zu demonstrieren Die Kompetenzen zu der dabei notwen
59. Die folgenden logischen Software Layer wurden auf dem IKT GW2 umgesetzt und erfolgreich im Feld test erprobt User lnterface 1 81 Web Interface HTML und clientseitige Javascript Logik unter Verwen dung von Google Web Toolkit GWT Produktlogik Die Abbildung der E DeMa Produkte in den verschiedenen Komponenten der IKT GW2 Software Hierzu war es auch notwendig eine Anbindung unterschiedlicher Smart Meter Typen d h verschiedener Modelle metrologischer Ger te auf elektronischer Basis die ber unterschiedliche physische Schnittstellen angesteuert wurden MUC und AMIS umzuset zen und sowohl Verbraucher als auch Erzeuger intelligent anzusteuern VPN lInfrastruktur speziell f r die Kommunikation mit dem Aggregator wurde basierend auf der OpenVPN Infrastruktur Software zus tzlich ein privates logisches Netzwerk realisiert um so sicher und zuverl ssig ber das Internet zwischen dem RWE Backend und dem Home Netz werk der Feldversuch Kunden zu kommunizieren Im Rahmen von Sicherheits berlegungen wurde eine direkte E DeMa seitig nicht zu kontrollierende Kommunikationsbeziehung zwi schen den angeschlossenen Prosumern unterbunden Middleware Eine vollst ndige OSGi Service Plattform mit allen spezifizierten Funktionalit ten einschlie lich ihrer Konfigurierbarkeit anhand von Registrierungs Informationen des Markt platzes der Funktionalit t zur Realisierung von Software Updates ber das Remote Manage ment System mPRM
60. E Energy 249 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Protokoll IEC 61850 hinsichtlich komplexerer Datenstrukturen wie sie z B Zeitreihen darstellen zu erweitern Insgesamt wurden mit Blick auf die Teilmodellregionen im Netzleitsystem die folgenden Modellierun gen vorgenommen Messpunkte ber Gateways ca A000 Betriebsmittel TMR M lheim 97 Sammelschienen ausschlie lich Mittelspannungsnetz modelliert 50 Leitungen 48 Trafos 50 Lastabg nge Betriebsmittel TMR Krefeld 24 Sammelschienen vollst ndige Modellierung 1693 Leitungen 12 Trafos Ortsnetzstationen 828 Lastabg nge F r beide Teilnetze wurde die Lastflussrechnung in Betrieb genommen welche neben Standardlast profilen zus tzlich Z hlerinformationen heranzog ber eine Kopplung zur RWE Leittechnik standen auch Messungen aus dem Umspannwerk Saarn zur Verf gung Aggregator Leitsystem Das AGGLS verantwortet die Ansteuerung der Wei en Ware und der uKWK entsprechend des Ver suchsfahrplans der von den im Konsortium engagierten Universit ten unter der F hrung der Univer sit t Duisburg Essen entwickelt worden ist D h da das Aggregatorgesch ftsmodell in einer Umwelt erprobt wurde in der regelm ig nicht vom Vorliegen eines Netzengpasses auszugehen ist sind ent sprechende Flexibilit tsabrufe bereits ex ante formuliert worden und sodann in den Feldversuch ein gespielt worden Hierdurch war es m glich die technischen Restriktione
61. El 1500 2000 El 2000 2500 El 2500 3500 El 3500 5000 El 55000 100 80 60 40 20 0 100 80 60 40 20 0 H chster Bildungsabschluss Babgeschl Studium Passive Kunden Alle Kunden Aktive Kunden EH Abitur HSR FHR E Weiterb Schule o Abitur Ill Realschule E HS VS m Lehre Personenanzahl hh Passive Kunden Alle Kunden Aktive Kunden E 1 Pers Hi 2 Pers H 3 Pers HI4 Pers W5 Pers EH 6 Pers 100 80 60 40 20 0 100 80 60 40 20 0 Teilzeit k b k Passive Kunden Alle Kunden Aktive Kunden HO Pers W1 Pers W2 Pers Haushaltsart Passive Kunden Alle Kunden Aktive Kunden E Single HH E Alleinerz EH O Kind Einf EH O Kind Dopp El M Kind Einf EHM Kind Dopp E Sonstiges Abbildung B 114 Soziodemographie der passiven aller und der aktiven IKT GW1 Kunden Die Ergebnisse verdeutlichen dass sich die Kundengruppen soziodemographisch kaum voneinander unterscheiden Einzig bei der H he des Bildungsabschlusses und der Anzahl der Kinder sind merkliche F rderprogramm E Energy 263 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Unterschiede zu verzeichnen So gibt es unter den aktiven Kunden mehr Akademiker als bei den pas siven Kunden und die aktiven Kunden haben weniger Kinder im Haushalt als die passiven Kunden Die gesamte E DeMa Kundeng
62. Ergebnisse zur ck in eine wiederum vom Benutzer direkt lesbare Datei Die Ergebnisse beinhalten alle relevanten Informationen Spannungen und Str me in Betrag und Phase Wirkleistungen und Blindleistungen sodass sich hieraus auch alle weiteren interessierenden physikalischen Gr en ableiten lassen Dieses Lastfluss Berechnungsprogramm wurde programmtechnisch in die Matlab Simulink Umge bung eingebunden sodass es hieraus als EXEcutable aufgerufen werden kann Hierdurch wurde er reicht dass auch eine dynamische Netzberechnung erfolgen kann indem durch mehrmaligen Aufruf mit unterschiedlichen Belastungswerten z B aus den h Messungen Lastfl sse ber vorgegebene Zeitr ume hinweg berechnet werden k nnen Auch hierbei wird die Netzdatei jeweils im Anschluss an die Berechnung dynamisch erstellt und die Ergebnisse wieder an Matlab zur ckgegeben Die Einbindung der Modellierung in das technische E DeMa Umfeld ist aus der bersicht in Abbildung B 64 zu ersehen F rderprogramm E Energy 187 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Universit t Duisburg Essen Netzbeobachtungsrechner Statische Daten RWE SharePoint nicht automatisiert Abbildung B 64 Einbindung der Simulation in das E DeMa Umfeld Die in der Simulationsumgebung umgesetzten relevanten netzleittechnischen Funktionen betreffen insbesondere die Ausgabe von Messwerten sowie die Reaktion von Schutzger te
63. GW1 und 107 IKT GW2 Das technische Installa tionskonzept sah vor dass alle Teilnehmer als Basisausstattung ein IKT GW1 und entsprechende elekt ronische Messeinrichtungen Smart Meter erhalten die sowohl per Kabel Stromz hler als auch per F rderprogramm E Energy 219 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Funk Gas und Wasserz hler angebunden sein k nnen wobei elektronisch auslesbare Gas und Was serz hler nur in der Teilmodellregion Krefeld mit dem dort eingesetzten AMIS System verbunden wur den Das jeweils im Einsatz befindliche IKT GW1 ist via Schmalband Powerline PLC bzw GPRS an die E DeMa Backend Systeme angebunden Mit der unterschiedlichen Auspr gung wurde einerseits die zu verl ssige Anbindung der Haushalte an diese Systeme sichergestellt und andererseits die Koexistenz f higkeit verschiedener Technologien als Projektziel nachgewiesen Die E DeMa Kunden die nur ber ein IKT GW1 inkl bestimmter elektronischer Messrichtungen verf gen sind zudem in der Mehrzahl mit einem Display zur Visualisierung von Tarifinformationen und den aktuellen Verbrauchswerten aus gestattet 13 107 Teilnehmer wurden zus tzlich mit einem IKT GW2 f r das lokale Energiemanagement ausger stet Diese Teilnehmer erhielten au erdem intelligente und steuerbare Haushaltsger te Wei e Ware wobei Kombinationen bestehend aus einer Waschmaschine und einem Trockner oder einer Sp lmaschine zum Einsatz kamen Diese G
64. Gesamtleistung steigt dabei von 18 GW 2010 auf 54 GW im Jahre 2022 bzw 65 GW im Jahre 2032 Insgesamt zeigt sich so eine stark zuneh mende Bedeutung von regenerativer Energie im deutschen Stromnetz F rderprogramm E Energy 63 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Installierte Erzeugungsleistung 300 250 200 150 ew 100 50 2010 2022 2032 E Konventionell Regenerativ H chstlast Quelle Netzentwicklungsplan Strom 2012 Abbildung B 2 Installierte Erzeugungsleistung in Deutschland Abbildung B 2 zeigt die prognostizierte installierte Erzeugungsgesamtleistung f r die Jahre 2022 und 2032 Dabei entspricht der starke Ausbau der regenerativen Stromerzeugung den in Abbildung B 1 wiedergegeben Prognosen Gleichzeitig steht zu erwarten dass die installierte Gesamtleistung der konventionellen Kraftwerke sinken wird Einer prognostizierten H chstlast von 84 GW im Jahre 2032 stehen nur noch insgesamt 87 3 GW konventioneller Erzeugungsleistung gegen ber Zu beachten ist dass auch ein nicht zu vernachl ssigender Teil der ca 87 GW an konventionellen Kraftwerken nicht st ndig verf gbar sein wird bspw wegen notwendiger Revisionen bzw zumindest in einem energy only Markt heutiger Pr gung ggf nicht kostendeckend produziert Zu erwarten ist daher dass die prognostizierte nachfrageseitige H chstlast an Tagen mit geringer regenerativer Einspeisung nicht voll st ndig
65. IKT GW1 Kunden ohne Sparoption 533 Kunden 276 Verbrauchsreduktion aller IKT GW1 Kunden mit Sparoption 22 Kunden 277 Verbrauchsreduktion aller IKT GW2 Kunden 99 Kunden 277 Verbrauchsreduktion aller IKT GW2 Kunden bereinigt um den Eigenverbrauch der eingebauten IKT Infrastruktur 99 Kunden 278 Verbrauchsreduktion aller E DeMa Kunden 643 Kundenl 279 Monatliche Anzahl der Log ins am E DeMa Marktplatz im Lauf des Feldversuchs ber alle Teilnehmer nn 282 Untersuchungsdesign der Kundenakzeptanz Befragung am Beispiel IKT GVV2 284 Einsch tzung des Musterproduktangebots IKT GVV1 285 Display und Marktplatz bei IKT GVV1 286 Nutzung des Marktplatzes bei IKT GW 2 287 Verlagerung des Waschens uussssseesssnnnsnennnnnnennnnnnnnnnnnnnnnnsnsnnnsnnnnnsnennnnnsnnennannnn 288 Verlagerung des 6 288 Verlagerung des Geschirrsp lens 288 Zustimmung der Befragten im Bereich IKT GW1 zu einer Beeinflussung der Lastverlagerung durch Preisdifferenzierungen Einsch tzungen der Teilnehmer IKT GW2 zur Funktion Smart Start 290 Nutzung des Smart Start f r den Einsatz der Waschma
66. IKT GW2 Kunde nach der prozentual erreichten fiktiven monet ren Einsparung zeigte eine Verteilfunktion mit einem ausgepr gten Schwerpunkt um den Durchschnittwert Einige IKT GW1 und IKT GW2 Kunden konnten bei dieser Differenzierung allerdings nicht ber cksichtigt werden da bei diesen keine ausrei chende Anzahl von Tageszeitreihen die dem Ersatzwertkriterium s o gen gten vorhanden waren In einem Feldversuch mit bis zu 700 Teilnehmern nehmen meist auch Kunden teil die relativ schnell die Motivation zur Teilnahme verlieren sich aber nicht aktiv abmelden Um die Ergebnisse dieser Kun den von den Kunden die sich gut beteiligt haben abzugrenzen hat das E DeMa Konsortium sich daf r F rderprogramm E Energy 255 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse entschieden zwischen aktiven und passiven E DeMa Kunden zu differenzieren Hierzu wurden die fik tiven monet ren Einsparungen der E DeMa Kunden in der E DeMa Preisstruktur gegen ber dem Ver gleichskunden HO Kunde mit demselben Tagesverbrauch ber den gesamten Feldtest bestimmt In Abbildung B 105 und Abbildung B 106 sind die Histogramme der monet ren Einsparungen der E DeMa Kunden im Feldtest gegen ber dem Vergleichskunden laut Erfolgsnachweis dargestellt Um die Abbildungen lesbar zu halten sind in den folgenden Abbildungen die erzielten monet ren Einspa rungen gruppiert worden was dazu f hrt dass die ermittelte Grenze zwischen aktiven und
67. Inhouse Bereich kommen ebenfalls verschiedene Optionen in Betracht So bieten sich ne F2 F3 Reserviert f r k nftige Aufgaben derzeit wird davon ausgegangen dass alle Systeme per Marktplatz ber Schnittstellen IF 6 X zu IF 6 Y kommunizieren 8 9 ben drahtgebunden Varianten z B B PLC Bussysteme Ethernet auch drahtlose Vernetzungskon zepte z B WLAN oder ZigBee zur Nutzung an Aus der Referenzarchitektur k nnen des Weiteren konkrete Nutzungsszenarien abgeleitet werden wobei einzelne Schnittstellen je nach Betriebsmodell wegfallen k nnen Hierbei spiegelt das Architek turbild blicherweise drei zu erwartende Betriebsmodelle wider wobei diese keine zwangsl ufigen Vorgaben f r das tats chliche E DeMa Gesamtsystem darstellen e Die Rollen IKT Gatevvay Betreiber und Messstellenbetreiber fallen zusammen Betriebsmodell 1 Elin unabh ngiger IKT Gateway Betreiber stellt die Infrastruktur zum Zugriff auf die Messstel len einem oder mehreren Messstellenbetreibern zu Verf gung Betriebsmodell 2 Der Prosumer betreibt das IKT Gateway in eigener Verantwortung Betriebsmodell 3 F rderprogramm E Energy 116 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Die vorgestellte Referenzarchitektur bildet zu diesem Zwecke ein Grundger st f r die durchgef hrte E DeMa Systemspezifikation Die konsolidierte Version v12 wurde projektintern abgestimmt und eine Ver ffentlichung des Ergebnisses wurde ber d
68. Inhouse in hoher Frequenz zur Verf gung gestellt deren weitere Nutzung Speicherung oder gar Messung von bzw eine Zerle gung des Signals nach Einzelger ten wird aber den Interessen des einzelnen Prosumers sowie den Angeboten der Energiedienstleister berlassen Eine Z hlung der Einzellasten durch das IKT Gateway findet folglich nicht statt In Bezug auf diejenigen Daten die in einer E DeMa Welt auch au erhalb der jeweils betroffenen Ver brauchsstelle ben tigt werden erscheint eine Differenzierung nach der jeweiligen Verwendung bzw der auf diese Daten zugriffsberechtigten Rolle angebracht 1 7 E DeMa artige Datenbereitstellung und Datenschutz Das hier nur kurz skizzierte Konzept der E DeMa artigen Bereitstellung der Daten hat zugleich wichtige und gewollte Folgen f r die resultierenden Datenschutzaufgaben Zum einen werden hochaufl sende personenbezogene oder beziehbare Daten die weitreichende R ckschl sse auf das Leben der Betroffenen zulassen w rden nicht aus deren privater Sph re entfernt oder seitens E DeMa ge speichert so dass mit Ausnahme der Frage einer geeigneten Abschirmung entsprechender Inhouse Anzeige Systeme zun chst keine datenschutzrechtlichen Fragestellungen entstehen Bez glich der Daten die den Aufgaben der Marktrollen entsprechend an diese weiter gereicht werden stellt der E DeMa Marktplatz aus Sicht des Konsortiums ebenfalls einen Fortschritt insofern dar als mit der Markt platzplattform
69. JMS XML Dar ber hinaus kommen Marktplatz Adaptoren Protokoll Umwandler zum Einsatz die es grunds tzlich erm glichen auch Systeme einzubinden die nicht die im Projekt definier ten Schnittstellen unterst tzen So wurden im Projekt zwei verschiedene ZDM Systeme unterst tzt von denen das eine das XML basierte E DeMa Protokoll unterst tzt und das andere EDIFACT verwen det welches mit einem Marktplatz Adapter an den Marktplatz angebunden werden konnte Schnittstellen des E DeMa Marktplatzes Im Folgenden werden daher zun chst die Schnittstellen des Marktplatzes zu anderen E DeMa Sys temen bzw zu den anzubindenden Bestands Systemen bzw zu den mit diesen Systemen verbunde nen Akteuren dargestellt Hierzu gibt Abbildung B 44 zun chst einen berblick denn es sind alle Sys teme bzw Komponenten die mit dem Marktplatz im Feldversuch interagieren dargestellt Die wei en Boxen stellen die jeweiligen Systemgrenzen dar Die Komponenten sind farblich entsprechend der zu geh rigen Rollen gekennzeichnet An den Schnittstellen sind die Technologien bzw Datenformate ver merkt die verwendet werden Das IKT GW2 wird in dieser Darstellungsform als Smart Gateway be zeichnet und die Abk rzung MPB bezeichnet den Betreiber des Marktplatzes der einerseits die ent sprechenden Systeme betreibt und diese andererseits auch administriert MP GUI Graphical User Interface f r die Akteure Kunden Lieferant Aggregator MP Admin Die in der
70. Konsortium E DeMa Kunden Akzeptanzforschung Ausgew hlte Ergebnisse aus den Befragungen IKT GW 1 und IKT GW 2 24 04 2013 S 26 F rderprogramm E Energy 291 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 0 13 Die Smart Start Funktion ist f r meinen Haushalt n tzlich Der Umgang mit der Ich rgere mich SSF ist f r mich klar regelm ig ber die und verst ndlich Technik da ich den Einschaltzeitpunkt der Der Umgang mit der Ger te ber die Smart SSF erfordert viel Start Funktion nicht geistige Anstrengung bestimmen kann Die VVaschmaschine habe ich von der Smart Start Funktion steuern lassen Abbildung B 145 Korrelation zwischen einzelnen Befragungsitems bez glich der Smart Start Funktion Es zeigt sich dass Teilnehmer die die Funktion grunds tzlich verstanden und akzeptiert haben bzw auch durch etwaige Fehlfunktionen nicht ver rgert wurden in signifikantem Umfang eher geneigt wa ren den Smart Start zu nutzen VVahrgenommene N tzlichkeit Entsteh egative Emotio SF als n tzlic ommen 36 VVahrgenommene Erleichterung Smart Start f r Negative Emotionen Abbildung B 146 Korrelation aus den Befragungsergebnissen abgeleiteter Variablen VVie bereits die deskriptiven Ergebnisse gezeigt haben vvird Smart Start Funktion sehr bervviegend als n tzlich wahrgenommen es besteht vor allem bei der tats chlichen Nutzung f r die VVaschma schine eine
71. Kunden auf die Tablet PCs bertragen Umsetzung der Display L sung als direktes Kundenfeedback in der Teilmodellregion Krefeld F r die SWK Display Ausgestaltung wurde eine serverbasierte L sung gew hlt Es wird eine Digi Platt form genutzt um den am Feldtest teilnehmenden Haushalten Echtzeitdaten zum Stromverbrauch und ggf zum Wasser und Gasverbrauch Z hlerst nde kundenfreundlich auf einem Tablet PC oder Smart Phone bereitzustellen sowie die dynamischen Strompreise zu visualisieren siehe Kap 11 2 3 Diese f r den Kunden einfache Visualisierung ist keine Inhouse L sung Somit galt es die Kunden da tenschutzrechtlich ber diesen Sachverhalt aufzukl ren Eine entsprechende Kundeninformation in der verdeutlicht wird dass die Daten vom intelligenten Messsystem nicht direkt an das Display gesen det werden sondern an einen externen Server musste der Kunde vor Installation unterschreiben Im M rz April 2012 mailte die SWK s mtliche IKT GW1 Kunden in Krefeld an In dieser E Mail wurde das Display in seiner Funktion per Foto vorgestellt und den IKT GW1 Kunden kostenfrei angeboten Wenn die Kunden Interesse bekundeten verabredeten SWK Techniker einen Einbautermin Die Instal lation des Displays im Kundenhaushalt dauerte ca eine Stunde und verlief grunds tzlich ohne techni sche Probleme Insgesamt sind 65 Displays in IKT GW1 Haushalten eingebaut worden Das hei t von den 115 IKT GW1 Kunden haben sich mehr als die H lfte
72. Kundenanfragen zu bearbeiten und ggf an die technischen Einheiten die mit der Durchf hrung des Feldversuchs betraut waren weiterzulei ten wurde ein zweistufiges Teilnehmer Support Konzept entwickelt dessen wesentliche Komponente die Einrichtung einer speziellen E DeMa Hotline war Diese Hotline hatte dabei die Aufgabe als klassi scher First Level Support zu wirken d h telefonische Anfragen Emails und in Vorbereitung des Feld versuchs auch Schriftst cke der Teilnehmer Teilnahmevereinbarungen entgegen zu nehmen zu be arbeiten und bei bestimmten F llen an einzelne Projektpartner weiter zu leiten Abbildung B 94 zeigt beispielhaft den Bearbeitungsprozess einer Kundenanfrage zur Wei en Ware unter Einbezug der E DeMa Hotline 104 Hierzu gibt es in der Dissemination des E DeMa Projekts eine Reihe erfolgversprechender Ans tze F rderprogramm E Energy 235 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse andere Beteiligte E DeMa Hotline Konsortialpartner Prozessverantwortlicher Leiter Hotlineteam Abbildung B 94 Prozess Funktionsst rung der Wei en Ware unter Einbezug der E DeMa Hotline als First Level Support 3 3 5 2 Hotline Um von Beginn der Teilnehmerwerbung an zu gew hrleisten dass den E DeMa Teilnehmern ein fester Ansprechpartner zur Verf gung steht wurde schon w hrend der Akquisephase eine kostenfreie E DeMa hHotline eingerichtet die w hrend der aktiven Projektphase von Mon
73. M lheim Ssam such weiterhin viel Sps und Erfolg bei Ihren Anstrengungen zu einem energieeffizienten Verhsiten Re DeMa Abbildung B 99 Beispiel f r einen Gemeinschaftserfolgsnachweis F rderprogramm E Energy 241 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 3 4 Wesentliche Ergebnisse des Feldversuchs in wirtschaftlicher und technischer Hinsicht Szenario 2020 Im Folgenden werden die aus Sicht des E DeMa Konsortiums wesentlichen Ergebnisse des Feldver suchs in wirtschaftlicher sowie technischer Hinsicht bzw mit Blick auf das Szenario 2020 dargestellt Diese bestehen im Wesentlichen aus Erkenntnissen die das Konsortium bei der Umsetzung seiner Sys temspezifikation im Feld gemacht hat Diese lassen gewisse R ckschl sse auf diejenigen Ver nderun gen in den Rahmenbedingungen wie Standardisierungen usw zu die bis etwa zum Jahr 2020 durch E DeMa bzw als Gemeinschaftsaufgabe von IKT und Energiewirtschaft zu leisten sind um das Szenario 2020 wie es in diesem Bericht skizziert wurde technisch m glich zu machen Zu beachten ist dass nach den Erkenntnissen von E DeMa eine derartige Ver nderung der Rahmenbedingungen zwar eine notwendige aber noch keine hinreichende Bedingung f r eine erfolgreiche Umsetzung der Konzeptio nen ist Ohne dass bestimmte technische Restriktionen denen sich das Konsortium im Feldversuch noch verpflichtet sah beseitigt werden wird eine weitreichende Flexibilisierung des
74. Masseneinsatz und Betrieb von dezentralen Systemkomponenten aus den Bereichen Z hlerwesen Telekommunikation und Leittechnik Darauf aufbauend stellte RWE im weiteren Projektverlauf auch den Entwurf die Realisierung sowie den Ein satz des Z hlerdatenmanagementsystems einschl virtueller Abrechnung sicher Ferner hatte RWE die Aufgabe in seinem Verteilnetz Rhein Ruhr die Teilmodellregionen in M lheim zu implementieren RWE zeigte sich hierbei f r die Durchf hrung der Demonstrationen und die Zur verf gungstellung der generierten Daten verantwortlich Die Siemens AG brachte im Rahmen des Projektes vor allem ihr breites technisches Know how im Be reich Kommunikationsarchitekturen und deren Umsetzung in realen Netzen ein Daneben war Siemens bez glich der Entwicklung und Implementierung von Softwarel sungen aktiv So war Siemens vor allem f r die Erstellung des Pflichtenheftes f r das IKT Gateway 2 sowie die sp tere Fertigung der Hardware verantwortlich Hierbei konnte Siemens vor allem sein Know how aus der Ent wicklung und Fertigung von Kommunikationssystemen f r Utilitynetze der Entwicklung von elektroni schen Multifunktions Elektrizit tsz hlern sowie der Integration diversifizierter Kommunikationssys teme mit elektrischen Multifunktions Elektrizit tsz hlern einbringen Dar ber hinaus integrierte Sie mens zudem in den eigens hergestellten AMIS Z hlern eine Kommunikationsschnittstelle zum IKT Ga teway 2 Siemens verantwort
75. Mitnutzung der prim r f r den Energiemarkplatz implementierten Messeinrichtungen und Informations bertragungskan le ein hohes bislang unerreichbares Ma an Einblick in den technischen Betriebszustand der Netze auf unteren Netzebenen erlauben e dies gilt auch f r fluktuierende erneuerbare Energien bzw deren Einspeisungen hier ber gen die zus tzlichen Daten sofern diese geeignet und effizient in das bestehende Netzsicher heitsmanagement integriert werden k nnen ein Potenzial zu einer verbesserten Netzin tegration der Erneuerbaren schlie lich kann ggf auch der Netzbetrieb insgesamt von einer verbesserten Datenlage profi tieren wenn es wiederum gelingt die zus tzlichen Daten in einer Art und Weise nutzbar zu machen die positive Effekte im Asset Management heben hilft In welchem Ma e die Netzbetreiber von den hier aufgezeigten M glichkeiten in der Zukunft Gebrauch machen k nnen h ngt entscheidend von den Kosten entsprechender GWS ihren tats chlichen Funk tionalit ten sowie ihrer kommunikativen Anbindung und den nutzbaren Auswertungsumgebungen ab Transformatoren zur Verf gung Tats chlich bieten viele Hersteller so auch der Konsortialpartner Siemens inzwischen entsprechende L sungen bei Neubeschaffungen an F rderprogramm E Energy 303 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Die im Feldtest eingesetzten IKT GW1 f r das Szenario 2012 in der Teilmodellregion M lheim d
76. Neue Bilanzierungsaufgaben und fragestellungen im Kontext von E DeMa In zweifacher Hinsicht ergeben sich in der E DeMa Welt neue Fragen das Bilanzierungsregime betref fend welches wiederum eine notwendige Bedingung eines Wettbewerbs auf dem Stromnetz ist Die k nftige Belieferung von Kleinkunden die heute im SLP Regime bedient werden wird sich ver ndern m ssen wenn variablere Tarife etc eingesetzt werden sollen um Nachfrageflexibilit t zu generieren Daneben besteht eine hnliche Fragestellung bez glich der Bilanzierung von Flexibilit ten Abruf zur Netzentlastung etc die f r den VNB erbracht werden Dabei hat die Diskussion ber ein k nftiges massenmarkttaugliches und insofern zielf hrendes neues Belieferungskonzept aber gerade erst begonnen 21i Abs 1 Nr 7 EnWG sieht mit der Einf hrung einer Z hlerstandsgangmessung als besondere Form der Lastgangmessung bereits ein bestimmtes durch den Gesetz und Verordnungsgeber auszugestaltendes Verfahren vor Ob eine vollst ndige Aus weitung einer rLM artigen Bilanzierung auf gro e Teile der heutigen SLP Kunden wirklich zielf hrend ist kann aus der Projekterfahrung nicht endg ltig beurteilt werden Wesentliche Treiber der Diskus sion ber ein neues Bilanzierungsverfahren im Massenkundengesch ft d rften aber zwei Fragen sein Grunds tzlich erh ht eine rLM artige Bilanzierung im Massenmarkt den Aufwand insgesamt allerdings bei steigenden Fallzahlen Dies d rfte dazu f
77. O TU Dortmund gt 21 00 E DeMa Lastgang HO Lastgang Verbrauchs Verbrauchs iz verlagerung NT M erung Abbildung B 103 Definition der Verbrauchsverlagerung am Beispiel der E DeMa Basis Tarifstruktur Eine Verbrauchsverlagerung in Niedertarifzeiten NT bedeutet dass der Verbrauch der E DeMa Kun den in den Tarifzeiten NT h her war als der Verbrauch der HO Kunden Ist der Verbrauch der E DeMa Kunden h her erh lt die VV ein positives Vorzeichen Verbraucht der Vergleichskunde HO Kunde mehr ist die VV in der betrachteten Tarifzeit negativ In Abbildung B 103 ist die Verbrauchsverlagerung in HT negativ da der Vergleichskunde in der Tarifzeit HT insgesamt an diesem Tag einen h heren Ver brauch als der E DeMa Kunde aufweist Die Verbrauchsverlagerung im Feldtest wird nachfolgend abh ngig von verschiedenen Kriterien n her betrachtet Hierbei wurden die Kriterien in Abbildung B 104 ber cksichtigt Kunden Typtage Produkte Tarifstruktur aktiv April Montag Basis Standard passiv Mai Dienstag Donnerstag Basis Spar Happy Holiday Juni Freitag Effizienz Sunny Brunch Juli Samstag Effizienz Spar Stormy Dinner August Sonntag Feiertag Balance September Balance Spar Oktober Variabel November Flex bei Effizienz und Variabelkunden Komplex Abbildung B 104 Kriterien f r die Evaluation der Verbrauchsverlagerung Die differenzierte Darstellung der Datens tze zu den Erfolgsnachweisen je IKT GW1 bzw
78. R Kays C VVietfeld und C Rehtanz TU Dortmund H J Belitz M Bolczek und C Rehtanz TU Dortmund H J Belitz S Kreutz N Langhammer C M ller D K nig R Kays C VVietfeld und C Rehtanz TU Dortmund K Henneb hle M Kuller und 1 Kunold FH Dortmund F rderprogramm E Energy ver ffentlicht in 16th IEEE International Sym posium on Power Line Com munications and Its Applica tions ISPLC Peking China 11th Wireless Telecommuni cations Symposium WTS 2012 London UK 8th International Conference on Wireless and Mobile Com munications ICWMC 2012 Venice Italy International Wireless Com munications and Mobile Com puting Conference IWCMC 2012 Limassol Cyprus IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Europe IEEE PES ISGT Europe 2012 VDE Kongress 2012 Smart Grid Intelligente Energiever sorgung der Zukunft Stuttgart VDE Kongress 2012 Smart Grid Intelligente Energiever sorgung der Zukunft Stuttgart Smart Energy 2012 Fachta gung Wie smart ist der Weg zur Energiewende Verlag Werner H lsbuch Seiten 123 134 Dortmund 329 Abschlussbericht E DeMa Anhang Datum Technolgievergleich drahtloser Steuer November N Langhammer netzwerke f r Smart Home undSmart 2012 und R Kays Metering Anwendungen TU Dortmund November C M ller 2012 M Putzke und C Wietfeld TU Dortmund Traffic Engineering Analysis of Smart Grid Se
79. RWE Enhanced Frequency Hopping for Reli August 2012 N Langhammer TU International Wireless Com able Interconnection of Low Power Dortmund munications and Mobile Com Smart Home Devices puting Conference IWCMC 2012 Limassol Cyprus Generic Model for a Smart Distribu 26 31 Au Prof Dr M Las Cigre 2012 Paris tion Grid its Evolutionary Technical gust 2012 kowski RWE Implementation and the Energy Mar ket Place of the Future 11 Septem S Rottl nder SWK Vortrag beim VKU Verband ber 2012 kommunaler Unternehmen e V Essen E Energy Projekt E DeMa IKT Infra 10 11 Sep Dr J Tusch RWE Europ ische Akademie Berlin strukturen f r Load Balancing in Pri tember 2012 vathaushalten Zwischenergebnisse und Botschaften 24 Septem Prof Dr M Las Vernetzungstreffen E Energy aus E DeMa ber 2012 kowski RWE Berlin F rderprogramm E Energy 338 Abschlussbericht E DeMa Anhang Titel Thema Datum ETT Veranstaltung Smart Energy Projekte der RWE 26 Septem Prof Dr M Las RVVE Vertrieb AG Dortmund Deutschland AG ber 2012 kovvski RVVE Technical and Economic Analysis of H J Belitz TU IEEE PES Innovative Smart Future Smart Grid Applications in the Dortmund Grid Technologies Europe E DeMa Project IEEE PES ISGT Europe 2012 Berlin VVie der Verbraucher das Internet der 8 Oktober Prof Dr M Las Wuppertal Institut Wuppertal Dinge mitgestaltet Erfahrungen aus 2012 kowski RWE
80. Simulation der Kommunikationsinfrastruktur die Entwicklung eines schnittstellenkonvergenten Systems im Hinblick auf die hohen Anforderungen des E Energy Ansatzes unterst tzt und gesichert werden Die sich anschlie ende Phase 3 diente der Demonstration der neuen innovativen Technologien aus den vorangegangenen Phasen im Rahmen der E DeMa Modellregion Die hierbei gewonnen Daten und Informationen wurden ausgewertet und validiert Mithilfe der validierten Modellierung von Energie netz und Energiehandel im Kontext des neuen E Energy Marktes wurde eine abschlie ende berpr fung des Projekterfolges sowohl in konomischer Hinsicht f r die Marktakteure als auch im Hinblick auf die Hebungspotentiale von Flexibilit ten Verlagerungen und Energieeinsparungen wie sie in die sem Abschlussbericht dargestellt sind durchgef hrt F rderprogramm E Energy 312 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Insofern hat E DeMa alle in der f r das E Energy Gesamtprogramm wegweisenden Studie Potenziale der Informations und Kommunikations Technologien zur Optimierung der Energieversorgung und des Energieverbrauchs eEnergy diskutierten Dimensionen einer m glichen E Energy Welt adressiert und analysiert Informations und Kommunikationstechnologien unterschiedliche Zugangs Technologien sowie Inhouse Vernetzung Datenanforderungen Aspekte der Interoperabilit t Aspekte des Daten schutzes Aspekte der Sicherung der Integrit t
81. So werden sie mit zunehmender Substi tution fossiler Kraftwerke durch dezentrale Energieumwandlungsanlagen aus regenerativen Energie quellen zur Erbringung von Systemdienstleistungen insbesondere Spannungshaltung und Kontrolle des Blindleistungshaushalts etc herangezogen werden Damit obliegt ihnen die Koordination der de zentralen Einspeiser und Lasten um im Rahmen neuer Betriebskonzepte den notwendigen Beitrag zur Systemstabilit t zu leisten Vor diesem Hintergrund ist es wichtig zu erkennen dass jede L sung die aus einer E Energy Welt er w chst den Anforderungen der Unbundlingkonformit t Diskriminierungsfreiheit und Transparenz ge n gen muss siehe Abbildung B 4 da bei wesentlichen Fragestellungen Verteilnetzbetreiber als regu lierte Unternehmen beteiligt sind Zus tzlich ist zu beachten dass projektierte L sungen konomisch tragbar sein m ssen den betroffe nen Kunden bzw Energienutzern die M glichkeit zur freien Lebensgestaltung erhalten d h es wird sich als notwendig erweisen unter der heutigen Perspektive einer m glichen zeitlichen ggf auch r umlichen Beschr nkung des Energiedargebots die Lebensgestaltung auf ein energieeffizientes Ver halten auszurichten Eine optimierte Ressourcenallokation darf also nicht allein auf Gro m rkte be schr nkt bleiben sondern muss auf den Retailmarkt ausgedehnt werden um auch den kleinen Ener gienutzern eine freie effiziente Lebensgestaltung zu erm glichen Nur
82. St rungen nach sich ziehen k nnte zwingend zu verhin dern ist Mit der zunehmenden Dezentralisierung der Erzeugung die mit der Energiewende einher geht werden derartige netzleitende Systeme auch auf den unterlagerten Netzebenen immer wichti ger Um diesen Grundgedanken im Rahmen der Arbeiten des Konsortiums umzusetzen wurden aus gehend von heutigen Systemen der Netzleittechnik bzw der Netzleitsysteme k nftige Anwendungs f lle Use Cases aus Sicht des Verteilernetzbetreibers analysiert welche sich aus dem bereits im Gang befindlichen Umbau des Energieversorgungsystems hin zu einer E DeMa Welt quasi zwangsl ufig er geben werden F rderprogramm E Energy 122 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Netzleitsystem Hierzu wurde das folgende Vorgehen gew hlt Zun chst wurde die Positionierung der Netzleittechnik in der E DeMa Systemarchitektur identifiziert insbesondere wurden die wahrscheinlichen bzw im Sinne der diskutierten Anwendungsf lle notwendigen Informationsfl sse identifiziert Hierzu hat es sich als notwendig erwiesen festzulegen welche Informationen im propriet ren Archivsystem des VNB im Szenario 2020 voraussichtlich vorgehalten werden Propriet res Archivsystem bedeutet hier dass das E DeMa Konsortium davon ausgeht dass der VNB sich in bestimmten Fragen die seine Ver antwortung f r den Betrieb der Netzinfrastruktur betreffen nicht allein auf die Daten am E DeMa Marktplatz ver
83. Standard an ca 16 der Tage wird die Tarifstruktur Happy Holiday eingesetzt und an 19 F rderprogramm E Energy 146 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse der Tage die Tarifstruktur Sunny Brunch oder Stormy Dinner Die H ufigkeit der nderungen wird jeden Monat erh ht In der Tarifstruktur Happy Holiday sind die Preise den ganzen Tag ber niedrig s Abbildung B 33 Diese Tarifstruktur wurde an Sonn und Feiertagen im Feldversuch eingesetzt um herauszufinden ob sich dadurch Kundenlasten hin zu einem bestimmten Tag verschieben lassen 06 Uhr Schwachlasttarif 12 Uhr 24 Uhr Hochtarif2 18 Uhr Abbildung B 33 Tarifstruktur Happy Holiday der Musterprodukte Bei der Tarifstruktur Sunny Brunch wird im Gegensatz zur Tarifstruktur Standard die blicherweise teure Mittagszeit zur g nstigsten Zeitzone des Tages s Abbildung B 34 Ziel dieser Tarifstruktur ist es herauszufinden ob die Endkunden auf kurzfristige Preissignale f r die Mittagszeit reagieren z B f r den Fall von hoher Solareinspeisung in das Netz zur Mittagszeit 06 Uhr Schwachlasttarif 12 Uhr 24 Uhr Hochtarif2 18 Uhr Abbildung B 34 Tarifstruktur Sunny Brunch der Musterprodukte Bei der Tarifstruktur Stormy Dinner wird hnlich der Tarifstruktur Sunny Brunch die blicher weise teure Abendzeit in der Tarifstruktur Standard zur g nstigsten Zeitzon
84. Sunso7 Hald z yue SU S MSS VN 2 2195 8 s p aq redwoy SU S MSS H s p UOINESIUEZIOQ v l qM M Q3 A 1141 puls u Sunso7 lp Ua d zyue sussamssay 4 2 239598 s p Sunu lQ ul aNey eyy q 3 u q 3 3 p nm Sunus3 vl pun d zuoys3unl ls IlE M 8 2 uadunyans a4uN rp l pun 3 u eqo q Alsu tul WI JNM U l3OlOUU 1l QEN uoa Sunl lsipiepue3s s p u l s q WI u Sunl n N lq U q S S u lsolouu 1 Jap Sunu314 pun u punq sSul d zuoys unl ls 1je9Y 2 uadunyans1a4uN rp l pun 3 u eqo q Alsu tul ineL sy lold WI JNM U lSolouu l qE UOA Su nl lsip4Epue3s s p u l l q WI U ZUNJ N N ll n i lq U l 3s3uny p PUYY93ISONSM puls ss uq 317 alp pun eyy3q 3 l u l qiy s p uaWwyey l sjjezu q ap nm s jeuy ua sAjeue x 2uo pO pews w Sunusi4 Ay zne sp4epue3s 4141 UOPA9aM WION 8 HOA U UMUEN WI UJA NZ S nz3 ssneloA 8 sje silequ q 001 0 4 4141 2 SunzanN P 4S eWI2q 3 U 1 15 u inq ssiuq 8u3 sunosuoy s p lp zne
85. Unternehmen lag im Aufbau und in der Betreuung der Modellregion die in zwei Teilmodellregionen ihre Realisierung fand Beide Teilmodellregionen wurden in den regu l ren Netzbetrieb einbezogen Siemens AG Die Siemens AG bietet dem Energiesektor eine komplette Bandbreite an Produkten L sungskonzep ten und Dienstleistungen Von Schutz und Automatisierung ber Planung Steuerung Monitoring und Diagnose von Netzen bis hin zu Produkten und schl sselfertigen L sungen Das Netzleitsystem Spectrum Power 5 20 mit dem CIM basierten Datenmodel wurde im E DeMa Pro jekt eingesetzt um ber das IEC 61850 bertragungsprotokoll mit den IKT Gateways in den Haushal ten zu kommunizieren Die Siemens AG ist bei der Entwicklung der Norm IEC 61850 f r die Schutz und Leittechnik ma geblich beteiligt Das Netzleitsystem stellt Verteilnetzapplikationen bereit z B f r die Berechung von Lastfl ssen Fehlerortung und isolierung sowie Wiederversorgung Weiterhin wurde das Z hlerdatenmanagementsystem EnergylP von eMeter Siemens eingesetzt Das ZDM unterst tzt sowohl die f r den Messstellenbetreiber und Messdienstleister MSB MDL relevante Funktionen wie z B die Provisionierung der AMIS Z hler und die Z hlerrohdatenverarbeitung als auch Verteilnetzbe treiber VNB Funktionen wie die Plausibilisierung und Ersatzwertbildung Die Siemens AG brachte um fangreiche Software Engineering Kenntnisse in das E DeMa Projekt mitein die f r die Erstellung de
86. Unterteilungen vorgenommen Allein lebend Allein erziehend mit 1 Kind oder 2 Kindern Paare ohne Kinder mit 1 Kind mit 2 Kindern mit 3 oder mehr Kindern Sonstige Haushaltsformen Zus tzlich erfolgte eine Differenzierung der Haushalte mittels unterschiedlicher Ger teausstattung und Ger tenutzung Hierf r wurden vier Verbrauchsprofile angenommen die sich im Wesentlichen hinsichtlich der Zeit unterscheiden zu der sich Personen im Haushalt aufhalten Neben den statistischen Daten enth lt die Datenbank zudem Wahrscheinlichkeitsfunktionen f r die Stromverbrauchsaktivit t von Haushalten die mit soziodemographischen Parametern korreliert wur den Demnach wurde zus tzlich ber cksichtigt zu welchen Tageszeiten ein Endkunde in Abh ngigkeit seines Haushaltstyps und der sozialen Stellung des Haupteinkommensbeziehers einen ber den jewei F rderprogramm E Energy 130 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse ligen spezifischen Grundbedarf hinausgehenden Strombedarf aufweist Hierbei wurde auch ber ck sichtigt welche Verbrauchseinrichtungen oberhalb des Grundbedarfs bei Abwesenheit aller Haus haltsmitglieder betrieben werden k nnen z B Wasch oder Geschirrsp lmaschine und welche nicht z B Herd Mit dem Einspeisemodell und Lastmodell k nnen f r jede Viertelstunde eines Tages die Last und Ein speiseverl ufe der Endkunden generiert werden F r die Einspeisemodellierung wurde mit
87. VMLn 3 ss oy olp u Sunu ns un lp ul pun 3 xu pqo q ASUU 4 WI UHPANM UONEI9IUSH Sun lsip ey 61 15 JESJ AUN s p u JeM 1020201414 PHO HewS u do wnz volssn siq ss uq 3 14 alq Aepuers ayas edoAng u l3olouu y n4 UOA Jap yIIaJag W u Jj Nne s q 1epueas ayas edong P A10A2 S L S 9ESL ISL4 u r z ssiuq 8u3 sunosuoy s p 3 qiy lp zne ssnuul4 q s3unpu Muy s u31913 8 uswageuey V 1 74 0 3 1421 455 054 cs A33 u4 34 u d zuoy u u q y s q nz y n ds1 p M WOUIBY l U Y LS pun 181121542 0 q 1940 z esuy u v si3olouu ll uond zuoy pun Eyy q 3 Jne 3nz g Ul lp y ne pun uadun4a s leay u voll3oul UOA yezjalA l Isseywun puey u eu zssZunpu muy Zunjuwes pu ssezwun WN 1 q1 1y4 YDIs S eq Puls JULA X UO0J pO eUS w 491Z1 417U p 5 00E 2911 231 204 91893213S pi MEWS JNS Jap s p dewipeoy sdun4ais p4epueIs s p w 1 16 y s d 0 01d pun Aua njena SAEM E ew d 4 Zun4analsuy 112 eyyaq 3 U u q y s p uaWwyey ul U pPINM OZY Z OS8T9 941 U p y np u q uy
88. Vielmehr steht im Szenario 2012 die Frage im Mittelpunkt ob und ggf wie entsprechende Steu ersignale ihre Empf nger erreichen es ist mithin zu kl ren ob der Aggregator aus technischer Sicht bef higt werden kann entsprechende Dienstleistungen zu erbringen Das AggLS bildet den VNB Vertragsabruf auf eine Menge von Schalthandlungen f r das IKT GW 2 ab Das Agg LS informiert ber die Schnittstelle das Agg HS ber die durchgef hrten Schalthandlungen in Form eines Protokolls Report Dieses wird am Marktplatz dann zu Abrechnungszwecken verwendet MP mPRM IKT GW2 Diese Schnittstelle erm glicht den Austausch von Informationen zwischen dem Marktplatz und dem IKT GW2 Der Marktplatz ist mit dem Gateway ber das mPRM System Remotemanagement Sys tem verbunden Dabei l st das mPRM die logische Adressierung des Marktplatzes in eine Hard 78 Es findet ein bestehendes RWE System Verwendung das an den MP angekoppelt wird und mit diesem im Rahmen des Feldversuchs stetig Informationen austauscht F rderprogramm E Energy 161 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse wareadresse auf und leitet die Marktplatznachricht entsprechend an die anzusprechenden Applika tionen bzw die mit diesen verbundenen IKT GW2 weiter Folgende Interaktionen Use Cases wurden f r das Szenario 2012 umgesetzt Die De Registrierung eines Gateways am Marktplatz zur eindeutigen Zuordnung zu einem Kunden Vertragsabschlus
89. Z hlpunkten und den Kunden F r den realen Produktivbetrieb m ssen ZDMS daher mit diversen stammdatenf h renden Systemen wie z B einem SAP CIM Customer Information Management oder einer Ger tever waltung integriert werden Eine solche Integration mit Bestandssystemen ist jedoch in der Praxis nur im Rahmen zeit und kostenintensiver Integrationsprojekte m glich weshalb f r den E DeMa Modell versuch ein einfacherer auf einem Excel Template basierender Ansatz zum Stammdatenimport in die ZDMs als auch in den Marktplatz gefunden werden musste F r den Modellversuch waren somit folgende Schnittstellen und Komponenten zu realisieren Stammdatensynchronisation auf Basis des f r den Modellversuch definierten Stammdaten Excel Templates JMS basierte Schnittstelle zum Marktplatz f r den Tarif und Lieferantenwechselprozess sowie f r den Prozess Anforderung und Bereitstellung von Messwerten Eine Komponente f r die zyklische Bereitstellung von Messwerten Integration des B2B Marktgateways mit EnergyIP f r die zu demonstrierende Marktkommuni kation zwischen MSB MDL und VNB per MSCONS erhaltenen Z hlerstandsg ngen Konfiguration der ZDMS z B Z hlerprovisionierung Bereitstellung von Messwerten Plausibi lisierung und Ersatzwertbildung Einbindung von Gas und Wasserz hlern gem den Anfor derungen des E DeMa Feldversuchs Client f r die Webservice basierte Abfrage und anschlie ende Aggregation von Last
90. Zugangsbereich stellt durch die konzeptionell beschriebe nen bzw im Szenario 2020 zu erwartenden Anwendungsf lle eine besondere Herausforderung dar Es ergeben sich zus tzliche Anforderungen an die Funktechnologien da die anzubindenden Kompo nenten wie Smart Meter IKT Gateway oder Datenkonzentrator sich entweder innerhalb von Ge b uden oder sogar in deren Kellergeschoss befinden Dieser Umstand wirkt sich erschwerend f r die Planung der Mobilfunkkommunikation aus da die Herausforderung zur Beschreibung der physikali schen Ausbreitungscharakteristiken in der zus tzlichen D mpfung und Reflexion bedingt durch die Au Ben und Innenw nde der Geb ude besteht Im Allgemeinen sind im Bereich der Planung und Opti mierung von Kommunikationsnetzen diverse Methoden zur Bestimmung der Eigenschaften von Funk kan len bekannt die die wesentlichen physikalischen Effekte ber cksichtigen Der zun chst durchge f hrte Systementwurf der Modellbildung f r die Funktechnologien wurde im zweiten Schritt durch die Modellierung mittels geeigneter analytische Kanalmodelle realisiert wobei insbesondere auf die Eig nung der beschriebenen Modelle f r den zuvor genannten Anwendungsfall diskutiert wurde und ein Fokus auf die derzeit in Deutschland genutzten Frequenzb nder und Technologieans tze GPRS UMTS LTE CDMA 450 gelegt wurde Die Ergebnisse der Funknetzplanung und Frequenzuntersuchungen wur den publiziert Die entwickelten Modelle in
91. Zukunft der Energiewirt versuch 2012 und im Smart Grid 2020 schaft Dortmund Evaluation of Wireless Smart Metering November N Langhammer TU IEEE International Sympo Technologies in Realistic Indoor Chan 2011 Dortmund sium on Wireless Communica nels tion Systems 2011 ISVVCS 11 Aachen Development and Demonstration of 05 Novem H J Belitz TU 2011 Junior Experts Exchange Decentralised Povver Systems Culmi ber 2011 Dortmund Program Japan Germany nating in a Future E Energy Market Bonn place Stromnetze in NRVV vor dem Hinter 08 Novem Prof Dr Rehtanz 2 VDE Fachforum Ruhr Dort grund europaischer Herausforderun ber 2011 TU Dortmund mund gen Stromnetze und kunden vor dem Hin 11 Novem Prof Dr Rehtanz Fachtagung Smart Energy tergrund europaischer Herausforde ber 2011 TU Dortmund 2011 Dortmund rungen Research and trends for Smart Grids 17 Novem Prof Dr Rehtanz Ciyde Bergemann Sales Con ber 2011 TU Dortmund ference 2011 VVesel A system for energy analysis and con 17 18 No 1 Bauer FH Dort 27th International Kand Con trol in one and tvvo family houses us vember mund ference Budapest Ungarn ing smart metering devices 2011 budai University 11 2011 Data traffic analysis of a high scaled 17 18 Henneb hle FH 27th International Kand Con smart grid network on the basis of DSL 11 2011 Dortmund ference Budapest Ungarn budai University 11 2011 Lattice w
92. abgedeckt werden kann D h wenn das Elektrizit tssystem auch weiterhin mit bestimmten Sicherheitsmargen gesicherte H chstlast der Erzeugung in Relation zu erwarteten Jahresh chstlast betrieben werden soll dann muss unter Vernachl ssigung von zus tzlichen Importen absehbar entwe der a eine Flexibilisierung der nachfrageseitigen H chstlast erfolgen oder b eine Speicherung erneuerbarer Energie erm glicht werden um einen Teil der ca 175 GW Leis tung aus EE Erzeugungsanlagen auch gesichert bzw gesicherter als heute zur Verf gung stel len zu k nnen Das E DeMa Projekt verfolgt den Ansatz a in Bezug auf kleinere Nachfrager im Elektrizit tssystem Stromkunden Das Projekt hat mithin zum Ziel Flexibilit tspotenziale innerhalb der heutigen Strom nachfrage zu erfassen und hebbar zu machen um so die k nftig zu erwartende H chstlast zu senken Eine solche technische Flexibilisierung der Lasten erfordert den vermehrten Einsatz von Informations und Kommunikationstechnologie IKT und muss perspektivisch alle Bereiche der heutigen Stromnach frage erfassen Das E DeMa Projekt hat diesen Ansatz aufgegriffen und betrachtet vor allem die durch F rderprogramm E Energy 64 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse zus tzliche IKT induzierte Flexibilisierung von Lasten bei Verbrauchern die dem Haushaltsbereich zu zuordnen sind Dabei wird die Last eines einzelnen Haushalts zun chst insofern differenziert be
93. bei den IKT GW2 Kunden am HECUI und f r beide Kundengruppen am E DeMa Marktplatz sichtbar Die Tarifstruktur Sunny Brunch hatte das Ziel durch den g nstigen Tarif in den Mittagsstunden einen Anreiz zu schaffen m glichst viel Last in die Zeit zwischen 10 und 13 Uhr zu verlagern um z B eine hohe Solarstromeinspeisung in Zeiten hoher Sonneneinstrahlung zu nutzen Analog dazu war das Ziel der Tarifstruktur Stormy Dinner die Verbrauchsverlagerung in die Abend stunden Ein solches Preissignal w re zuk nftig denkbar in Folge der Prognose einer hohen Wind stromeinspeisung f r den folgenden Abend F r die Auswertung wurde die VV f r alle Kunden und f r die aktiven und passiven Kunden der oben beschriebenen Kundengruppe an allen Tagen mit der jeweiligen Tarifstruktur bestimmt Ein Vergleich mit dem Verbrauchsverhalten der Kunden an den Tagen mit der Tarifstruktur Standard im selben Zeit raum erm glichte es Aussagen ber die Reaktion auf die jeweilige Preisanpassung zu treffen F r beide Tarifstrukturen bei den Effizienzkunden stellte sich heraus dass die Kunden nicht auf kurz fristige Preisanpassungen heute f r morgen reagierten wenn diese gegen die zuvor etablierte und insofern einge bte Preis Struktur lief Die Effizienzkunden verhielten sich an den Tagen mit ver n derter Tarifstruktur genau so als wenn die einge bte Struktur weiterhin g ltig gewesen sei Gew h nungseffekt Dies zeigte sich sowohl f r passive
94. d h wenigstens dazu in der Lage ist den Lastverlauf bestimmter seitens des Kunden bestimmbarer Zeitr ume wider zuspiegeln Weitere Beispiele sind Kommunikationsangebote mit der Anbieterseite Reklama tionen usw resp anderen Nachfragern Community Blog Chat sowie Bewertungsm glich keiten f r Anbieter und deren Produkte Das Front End zur Anbieterseite muss die f r Lieferanten spezifischen Funktionalit ten anbieten Hierzu z hlen Die Anbieterregistrierung Anbieterverwaltung ber die sich die Lieferanten und sonstigen Energiedienstleister bzw MSB MDL im Marktplatzportal anmelden k nnen Ein Content Management mit der die Pflege der anbieterseitigen Produktkataloge und sons tigen Informationen manuell m glich ist Parallel zur manuellen Datenpflege in vorgegebenen Datenformularen ist durch eine geeignete Schnittstelle die Ankopplung an eigene Datenban ken der Anbieter z B Enterprise Relationship System eine wichtige M glichkeit die Attrakti vit t des Marktplatzes f r die Anbieter zu erh hen Eine anbieterspezifische Kundenverwaltung die als Ausgangspunkt f r nachfolgende Trans aktions und Kommunikationsprozesse ben tigt wird Die Kundendaten sind i a in der Kun dendatenbank des Marktplatzes abgelegt und werden hier durch die Informationen erg nzt mit denen eine Anbieter Nachfrager Beziehung dokumentiert wird sobald eine Vertragsbe ziehung zwischen einem Anbieter und einem Anfragenden zustande gekommen ist
95. das Er bringen einer Energiedienstleistung Aggregatorengesch fte Aggregator Prosumer Dienstleistungsvertrag ber den An kauf von Energie Flexibilit ten oder Speicher Tabelle B 4 Fundamentale Use Cases der B2B Ebene Netzbetreibergesch fte Lieferantenrahmenvertrag EDL 2 Energiedienstleistergesch fte VNB Lieferant Dienstleistungsvertrag Aggregator ber das Erbringen einer MSB MDL Energiedienstleistung 3 Aggregatorengesch fte Aggregator VNB Lieferant Vertrieb von aggregierten Energien oder Leistungen Messstellenbetreiber Messdienstleister und Lieferantengesch fte werden auf der B2B Ebene nicht explizit aufgef hrt da sie hier nicht als Anbieter auftreten Grunds tzlich werden auf der B2B Ebene nur solche Vertr ge geschlossen die neben einem Informationsfluss auch einen Finanzfluss mit sich ziehen 2 1 E DeMa Szenario 2020 Die Umsetzung der konzeptionellen berlegungen erfolgte im E DeMa Projekt zun chst in mehreren Arbeitspaketen und hatte dabei im Wesentlichen die folgenden Schwerpunkte welche wiederum die grunds tzliche Orientierung des Projekts E DeMa auf das Heben von Flexibilit ten bei PuG Kunden wi derspiegeln F rderprogramm E Energy 92 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse So wurden im Rahmen des sog Konzeptes 2020 welches ein k nftiges realistisches Zielbild des E DeMa Konzepts darstellt insbesondere Markt und Handelsmechanismen im Sinne einer
96. dem Programmstart ber alle Programme 132 Konzept der Modellierung von Prosumern und dezentralen Energie erzeugungsanlagen nannten 135 Datenpfade im Netzbeobachtungsrechner links Visualisierung rechts Bedienung ea saad assa 136 Einordnung der E DeMa Simulation in Bezug auf die Kommunikationsinfra struktur in den 22 136 F rderprogramm E Energy 8 Abbildung B 32 Abbildung B 33 Abbildung B 34 Abbildung B 35 Abbildung B 36 Abbildung B 37 Abbildung B 38 Abbildung B 39 Abbildung B 40 Abbildung B 41 Abbildung B 42 Abbildung B 43 Abbildung B 44 Abbildung B 45 Abbildung B 46 Abbildung B 47 Abbildung B 48 Abbildung B 49 Abbildung B 50 Abbildung B 51 Abbildung B 52 Abbildung B 53 Abbildung B 54 Abbildung B 55 Abbildung B 56 Abbildung B 57 Abbildung B 58 Abbildung B 59 Abbildung B 60 Abschlussbericht E DeMa Tarifstruktur Standard der Musterprodukte 146 Tarifstruktur Happy Holiday der Musterprodukte 147 Tarifstruktur Sunny Brunch der Musterprodukte 147 Tarifstruktur Stormy Dinner der Musterprodukte 147 Integration des Display in die Hausinfrastruktur 149 Konzept der
97. dem Projekt E DeMa E Energy Projekt E DeMa E DeMa 25 Oktober Prof Dr M Las Bitkom K ln M lheim Ruhr Smart Meters Gate 2012 kowski RWE ways Gesch ftsmodelle Smart Mete ring Alles im gr nen Bereich E Energy Projekt E DeMa Modellre 29 Oktober S Rottl nder SWK OTTI Fachforum Smart Meter gion SW Krefeld 2012 W rzburg Gesch ftsmodelle verschiedener November H J Belitz TU VDE Kongress 2012 Smart Marktakteure f r die Laststeuerung im 2012 Dortmund Grid Intelligente Energiever Haushalts sektor sorgung der Zukunft Stuttgart Entwicklung eines E Energy Marktplat November H J Belitz TU Smart Energy 2012 Dortmund zes und erste Erfahrungen aus dem 2012 Dortmund Feldversuch im E DeMa Projekt DeMa Technolgievergleich drahtloser Steuer November N Langhammer TU VDE Kongress 2012 Smart netzwerke f r Smart Home undSmart 2012 Dortmund Grid Intelligente Energiever Metering Anwendungen sor gung der Zukunft Stutt Zuverl ssige Integration intelligenter November N Langhammer TU VDE Kongress 2012 Smart Laststeuerung und dezentraler Ener 2012 Dortmund Grid Intelligente Energiever gieerzeugung im E Energy Projekt E sorgung der Zukunft Stuttgart gart Traffic Engineering Analysis of Smart November C M ller TU Dort IEEE Interna tional Confer Grid Services in Cellular Networks 2012 mund ence on Smart Grid Communi cations IEEE SmartGridComm 2012 Tainan City Taivvan C
98. dem verpflichtenden Einbau einer Kommunikationseinrichtung sind weiterhin auch die Themen komplexe Datenschutz und Datensicherheit neu zu bewerten Dies hat auch der Gesetzgeber antizi piert und hat einerseits das Bundesamt f r Sicherheit und Informations technik BSI beauftragt ein sog Schutzprofil f r den Smart Metering Bereich zu definieren dar ber hinaus schreibt 21g EWG grunds tzlich Regelungen zur Erhebung Verarbeitung und Nutzung personenbezogener Daten vor Zwischenzeitlich hat das BMWi mit der MSysV Messsysteme Verordnung eine erste gesetzliche Vor schrift vorgelegt welche zur Aufgabe hat das Protection Profile Schutzprofil f r ein Smart Meter Ga teway sowie die sich mit diesem Schutzprofil verbindenden technischen Richtlinien zu verrechtlichen Gleichzeitig hat das BMWi die entsprechenden Dokumente bei der EU Kommission zur Notifizierung angemeldet da es sich um eine sog vollziehbare technische Vorschrift handelt deren Vereinbarkeit mit dem europ ischen Binnenmarkt seitens der EU zu pr fen ist Zu erwarten steht dar ber hinaus dass das BMWi an einer weiteren Novelle der Messzugangsverordnung MessZV arbeitet und auch zu den in 21g EnWG kodifizierten Fragen der informationellen Selbstbestimmung Datenschutz ist eine Verordnung zu erwarten Auch in dieser Dimension erscheinen die innerhalb von E DeMa erzeugten L sungen jedenfalls einschl gig und k nnen geeignet fortentwickelt werden sobald sich der Rech
99. den Projektablauf in den verschiedenen Teilbereichen In Phase 1 wurden die Grundvoraussetzungen f r das Projekt und insbesondere f r die Modellregion im Rahmen von Konzeptionen und Spezifikationen geschaffen Wichtige Meilensteine waren hierbei die Definition des E Energy Marktplatzes AP1 der Entwurf der Kommunikationsinfrastruktur AP2 die Lastenhefte f r die IKT Gateways AP3 sowie das Systemkonzept der E Energy Marktplatzsoftware AP7 einschlie lich des Z hlerdatenmanagements Phase 2 erstreckte sich ber die Jahre 2010 und 2011 und umfasste die Entwicklung und Realisierung e der Kommunikationsinfrastruktur und der IKT Gateways der technischen Prozesse des Verteilnetzbetriebs im Hinblick auf den E Energy Marktplatz und deren Realisierung im Netzleitsystem der Gesch ftsprozesse f r Handel und Marktplatz der Software f r das Marktplatzsystem Die Entwicklung in jedem dieser Teilbereiche wurde durch eine Modellbildung und Simulation beglei tet die eine stete berpr fung der Entwicklungsarbeiten im Hinblick auf die Projektziele erlaubte Die Modellierung des Systemzusammenhangs gestattete eine zielgruppendifferenzierte Bestimmung der Wertsch pfungspotenziale sowie der Auswirkungen der Anreizsysteme im Hinblick auf die Hebung von F rderprogramm E Energy 33 Abschlussbericht E DeMa A Management Energieeffizienz Weiterhin konnte durch die Modellierung und Simulation der Kommunikationsinfra struktur die Entw
100. den acht Tarif zeiten ge ndert und es entstehen neue Tarifstrukturen f r den Endkunden Die im Feldversuch ver wendeten Tarifstrukturen werden in den folgenden Kapiteln beschrieben Das Musterprodukt E DeMa Balance besitzt die nachfolgende Tarifstruktur 0 1 NT Nebentarif Preis x P1 P2 HT Haupttarif Preis x2 P2 P3 HHT2 Hochtarif 2 Preis x3 gt P3 HHTmax Hochtarif max Preis x4 0 00 4 00 8 00 12 00 1600 2000 24 00 Der Tarifierung dieses Musterproduktes liegen vier Leistungsb nder zugrunde Die in den Leistungs b ndern entnommene elektrische Arbeit wird aufsteigend h her bepreist NT lt HT lt HHT2 lt HHTmax Die Tarifierung dieses Musterproduktes erfolgt auf Basis der h Werte der entnommenen elektri schen Arbeit in den einzelnen Leistungsb ndern die im Vorfeld vertraglich festgelegt sind Die Preise f r die Leistungsb nder werden monatlich angepasst Die Festlegung der Leistungsgrenzen P er folgt kundenspezifisch unter Ber cksichtigung des jeweiligen lahresnormverbrauches und einer fest gelegten Bezugsdauer in Stunden Jahresnormverbrauch des Privatkunden 1 Tpi 70 ygl hierzu 2 Abs 2 Nr KAV 71 ber eine entsprechende Einverst ndniserkl rung der Teilnehmer waren dem Konsortium die Jahresnormverbr uche der Vergangenheit bekannt sodass f r jeden tats chlich rekrutierten Teilnehmer im Bereich IKT GW1 ein entsprechendes E DeMa Balance Produkt berechnet werden
101. den entwickelten Fra geb gen adressiert wurden waren dabei 123 Dar ber hinaus zudem die Erwartung einer vglw geringen Teilnahmequote 124 Vgl hierzu auch Abschnitt 4 2 2 6 der die Schlussfolgerungen enth lt zu denen das Fraunhofer Konsortium gelangt sind F rderprogramm E Energy 283 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Wie bewerten die Kunden die Musterprodukte Wie wird die Visualisierung bewertet Welche Verlagerung wird nach Beurteilung der Kunden erzielt Findet die Smart Start Funktion Automatisierung Akzeptanz Schlie lich hat die GfK die entsprechenden Befragungen in der zweiten H lfte des Feldversuchs durch gef hrt 5 deren Ergebnisse an das Projektkonsortium bermittelt von wo aus sie in pseudonymisier ter Form an die Fraunhofer Institute und die sie ben tigenden Konsortialpartner zum Zwecke der Aus wertung weitergereicht wurden Durch dieses Vorgehen wurde sichergestellt dass sozio konomische Daten und sonstige Befragungsangaben einzelner Kunden aus den quantitativen Befragungen mit den Messdaten des IKT GW1 und IKT GW2 verkn pft werden konnten vgl hierzu die Ergebnisdarstellun gen in 4 1 ohne dass die Teilnehmer in einzelnen Auswertungen auf die ihnen zugesicherte Anonymi t t verzichten mussten Die im Folgenden dargestellten Ergebnisse fassen die umfangreichen Auswertungen in quantitativer wie qualitativer Hinsicht die durch das Fraunhofer Konsortium e
102. der E DeMa Basis Kunden in NT je Typtag 261 Verbrauchsverlagerung der E DeMa Effizienz Kunden in ST NT HHT1 und HHT2 1e Typtag suu aaa D d Dr a ne DAR Ded 262 Soziodemographie der passiven aller und der aktiven KT GVV1 Kundehn 263 Verbrauchsverlagerung der IKT GW2 Kunden je Stunde 264 Verbrauchsverlagerung der IKT GW2 Kunden in ST NT HHT1 und HHT2 Monata te ini Nah Haie 265 Verbrauchsverlagerung der IKT GW2 Kunden in ST NT HHT1 und HHT2 je Typtagsa anda d n Hin nn nischen 266 Soziodemographie der passiven aller und der aktiven IKT GW2 Kunden 267 Vergleich der normierten Lastg nge der Balancekunden mit den aktiven Basis und Effizienzkunden und dem HO Profil f r den Typtag Montag 269 Vergleich der normierten Lastgange der Balancekunden mit den aktiven Basis und Effizienzkunden und dem HO Profil f r den Typtag Dienstag bis Donnerstag Vergleich der normierten Lastgange der Balancekunden mit den aktiven Basis und Effizienzkunden und dem HO Profil f r den Typtag Freitag 270 Vergleich der normierten Lastg nge der Balancekunden mit den aktiven Effizienzkunden den simulierten Effizienzkunden und dem HO Profil f r die zusammengefassten Typtage Montag bis Freitag 271 F rderprogramm E Energy 11 Abbildung B 123 Abbildung B 124 Abbi
103. des CO2 Arbeitskrei ses Krefeld 340 Abschlussbericht E DeMa Anhang Projektpr sentationen auf Messen Pressekonferenzen usw Datum Teilnehmer Veranstaltung 19 23 April 2010 FH Dortmund TU Dortmund Hannover Messe 2010 1 5 M rz 2011 FH Dortmund CeBIT 2011 Hannover 4 8 April 2011 Konsortium Hannover Messe 2011 Smart Efficiency Han nover 27 luli 2011 RVVE FH Dortmund RVVE B rgerinformationsveranstaltung in M hl heim Saarn Kloster Saarn M lheim 2 August 2011 Konsortium E DeMa Meilensteintreffen HMS3 bei SVVK Kre feld 1 September 2011 RVVE FH Dortmund 22 M lheimer Umweltmarkt M hlheim 23 27 April 2012 FH Dortmund TU Dortmund Hannover Messe 2012 14 17 September 2011 FH Dortmund ELEKTROTECHNIK 2011 Dortmund F rderprogramm E Energy 341
104. die Einbindung der gesamten Wertsch pfungskette der Elektrizit tswirtschaft Erh hung der globalen Wettbewerbsf higkeit und Systemkompetenz der IKT und Energie wirtschaft in Deutschland Mittelfristige Erschlie ung neuer M rkte im In und Ausland Energieeffizienteres Verhalten bei Prosumer F rderprogramm E Energy 43 Abschlussbericht E DeMa A Management Vorteile f r den Prosumer Differenzierte Informationen ber und Analyse des aktuellen Stromverbrauchs e Einbindung der Energiemessung in ein dezentrales Geb udemanagementsystem Fehleranalyse von Ger ten z B bei erh htem Stromverbrauch Schadensdiagnose XKosteneinsparung durch flexible Tarife und damit finanzielle Entlastung Innovative Dienste z B Ableitung von Energiesparempfehlungen durch anonymisierte Verglei che der Verbrauchsdaten mit gemittelten Referenzwerten einer Region z B Ihr Stromver brauch ist um 25 h her als der Durchschnitt vergleichbarer Haushalte siehe auch Energie pass f r H user Weitere innovative Dienstleistungen zur Erh hung des Lebenskomforts Schneller und einfacher Lieferanten und oder Tarifwechsel Vorteile f r die IKT Branche e Entwicklung neuer IKT Dienstleistungen auf der Grundlage der Dienste die in der Modellre gion implementiert und anhand dieser demonstriert werden e Vereinfachung des Produktspektrums durch digitale Konvergenz Vorteile f r Netzbetreiber Genauere Informationen b
105. die zu spezifizierende Kommunikationsinfrastruktur ohne erh hten Anpassungsaufwand in die bestehende Kommunikationsinfrastruktur der Modellregionen integrieren zu k nnen Hierzu sollte das vom Gesetzgeber definierte Marktmodell unter Beachtung der Marktrollen abgebildet und die Komponenten IKT Gateway Stromz hler Gasz hler Wasserz hler und Sub Metering durch unter schiedliche juristische Personen diskriminierungsfrei betrieben werden k nnen Die hieraus resultierenden Randbedingungen wurden definiert und aufgezeigt Sie sehen insbesondere den Einsatz von IP als Netzwerkprotokoll sowie die Notwendigkeit der Spezifikation standardisierter Schnittstellen zwischen den einzelnen E DeMa Komponenten vor Entsprechend der definierten Anforderungskriterien an die Kommunikationsinfrastruktur der zu ber tragendenden Dateninhalte und den dazugeh rigen Partnern wurden im weiteren Verlauf des ersten Arbeitsschrittes zwei m gliche Nutzungsszenarien erarbeitet und auftretende Daten bertragungen auf Grund der definierten Anforderungen und Absch tzungen aufgezeigt Beide Varianten unterscheiden sich dabei grunds tzlich in der vorausgesetzten Infrastruktur und be trachten sowohl eine in sich geschlossene IKT Gateway Infrastruktur als auch eine direkte Kommuni kation zwischen IKT Gateway und E DeMa Marktplatz IKT Infrastruktur und Systemkomponenten Werden alle bisher diskutierten Komponenten und Funktionen zusammengefasst so ergibt sich eine de
106. dorf Deutschland E DeMa Energiemarkt der Zukunft Februar Prof Dr M Las E World of Energy Talkrunde 2010 kowski RWE Smart Meter und MUC in Anwendung 03 Februar Prof Dr M Las RWE Power AG Essen bei E DeMa 2010 kowski RWE Smart Meter und MUC in Anwendung 04 Februar Prof Dr M Las RWE Vertrieb AG Dortmund bei E DeMa 2010 kowski RWE Smart Meter und MUC in Anwendung 16 Februar Prof Dr M Las Pr sentation RWE KSG Bo bei E DeMa 2010 kowski RWE chum Kurzstatement Kundenanwendun 23 Februar Prof Dr M Las BDEW Workshop zum Thema gen Lastmanagement und Steuerung 2010 kowski RWE Energienetze der Zukunft Berlin Die Verbesserung der Energieeffizienz 26 Februar Prof Dr M Las Regionalbeir te West und vom Smart Meter zum intelligenten 2010 kowski RWE Mitte M lheim Energie system der Zukunft Energy Infrastructure Security secu M rz 2010 A Heidenreich Sie International Security Na rity for smart energy grids mens tional Resilience Conference Abu Dhabi A System Design Framework for Scala M rz 2010 C M ller TU Dort 3rd International OMNeT bility Analysis of Geographic Routing mund Workshop on the ACM ICST Algorithms in Large Scale Mesh Net SIMUTools Conference Mal works aga Spain ACM ICST Neues aus dem Projekt E DeMa 02 M rz Prof Dr M Las bdew LK Innovation F amp E kowski RWE Berlin E Energy Smart Energy Eine synopti 09 M rz Prof Dr M La
107. ebenfalls in einem k nftigen Bilanzierungssystem abzubilden sind Hier wird zu kl ren sein wie damit umgegangen werden soll wenn der Bilanzkreis einer Partei A in eine Schieflage ger t weil eine Partei B ggf ohne direkte markt liche Beziehung zu A eine Flexibilit t nutzt und f r sich hieraus einen Vorteil generiert Hier wird es gelten die entstehenden Transaktionskosten gegen die Vorteile der Flexibilit tsnutzung abzuw gen Schlie lich bestanden und bestehen massive Vorbehalte gegen ein Erheben von Lastg ngen bei Privat personen aus Sicht von Datensch tzern und Datenschutzorganisationen Diesbez glich h lt E DeMa an der These fest nur Daten erheben zu wollen die auch ben tigt werden h lt es aber zugleich f r notwendig diejenigen Nachfrager die helfen das Energiesystem zu stabilisieren hierf r auch direkt entlohnen zu k nnen Hierzu wird es h chstwahrscheinlich auch notwendig sein den individuellen Hilfsbeitrag zu bewerten dieser wiederum aber muss bekannt bewertbar und auf das ihn verursa chende Individuum zurechenbar sein F rderprogramm E Energy 316 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Die Zukunft hat mit E DeMa begonnen lassen Sie uns weiterhin gemeinsam voran gehen VORWEGGEHEN SIEMENS M EZTTYT 40 Prosysf RUHR Fachhochschule technische universit t RUB Dortmund derung nd Arts F rderprogramm E Energy 317 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissen
108. ein individualisiertes thermisches Last profil zugewiesen bekommt Die Lastgangmodellierung erfolgte mit einem Bottom Up Ansatz durch die Aggregation von Lastver l ufen einzelner Haushaltsger te zu einem Lastverlauf eines Haushalts bis hin zu einem Lastgang von einer Vielzahl an Haushalten Die Modellierung erfolgt deterministisch um einzelne Haushalte zu mo dellieren und stochastisch um den Summenlastgang von einer Menge an Haushalten zu simulieren F r die Generierung eines Tageslastgangs wurden die Lastverl ufe bzw die konstanten Leistungen und das Nutzungsverhalten der jeweiligen Ger te verwendet Dabei wurde zwischen den in der Literatur blichen Kategorien des Stromverbrauchs unterschieden Beleuchtung K hlen Gefrieren Waschen Trocknen Sp len Kochen TV und Audio B ro Warmwasser Umw lzpumpe und Diverses F r die simulierte Haushaltsanzahl wurde der Einsatz der Haushaltger te je Viertelstunde in Abh ngigkeit des Ausstattungsgrads der Nutzungsh ufigkeit des Ger tes und des Verbrauchsprofils berechnet Die Grundlast der simulierten Haushalte wurde gebildet durch die Leistung der Ger te in den Kategorien K hlen Gefrieren Umw lzpumpe und Diverses wobei sich die H he der Leistungsinanspruchnahme je Personenanzahl und bei der Umw lzpumpe auch je Jahreszeit nderte Die Betriebszeitr ume sowie die Benutzungsdauer der Beleuchtung sind in einem hohen Ma e stochastisch gepr gt und lassen sich nicht durch einen ch
109. eines Endkunden z B die Anzeige des Energieverbrauchs oder der Abruf von Abrechnungen bzw im Fall eines Lieferanten das Einstellen von neuen Produkten Die Funktionsebene erlaubt die Definition von Zugriffen Systemverhalten etc ber Regeln die von einer Rule Engine interpretiert werden Hier ber wurden die einzelnen Phasen des Projekts vor allem aber der Feldversuch beschrieben sowie Tarifwechselregeln z B wie sie im Fahrplan f r den Feldver such beschrieben wurden in Abh ngigkeit der Zeit definiert Funktionen werden als Services imple mentiert die ber Prozesse zusammenwirken um eine Aufgabe abzubilden so z B einen Tarifwechsel F rderprogramm E Energy 158 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Zur Abbildung aller Prozesse wird das Business Rules Management Framework verwendet das es durch seine grafische Darstellung der Prozesse erm glicht mit Fachexperten zusammenzuarbeiten um die Prozesse zu gestalten oder zu ndern Auf der Datenebene werden auf Basis eines generischen Datenmodels die Daten strukturiert und ste hen zur Verwendung f r die Marktplatzfunktionen bereit Im Datenmodell wurden z B die unter schiedlichen energiewirtschaftlichen Markt Rollen die unterschiedlichen Produktbausteine siehe Kap 2 3 1 Stammdaten etc abgebildet und zueinander in Beziehung gesetzt Die Ebene zur Integration von Fremdsystemen ZDM E DeMa Gateway basiert auf bestehenden Stan dards wie z B
110. eines Marktplatzsystems als Datendrehscheibe zwischen allen Akteuren der Elektrizit tsversorgung heraus wurden Mittel und Wege analysiert die so gewonnenen Daten auch f r eine verbesserte Steuerung der elektrischen Verteilnetze nutzbar zu machen An dieser Stelle ist die Integration des Netzleitsystem in die Referenzarchitektur unter Nutzung der ber die IKT Infrastruktur gewonnen Daten f r eine verbesserte und netzoptimierte Laststeuerung verwirklicht und im Feldversuch getestet worden Zu erw hnen sind mit Blick auf den Feldversuch dar ber hinaus die seitens E DeMa unternommenen Arbeiten bez glich der Visualisierungsl sungen f r die unterschiedlichen Kundengruppen sowie die Umsetzung bestimmter technischer Systeme mit Blick auf das Feld u a E DeMa Marktplatz IKT GW2 Remotemanagement System usw Schlie lich hat das Projektkonsortium in dieser Phase des Vorha bens einige Ressourcen darauf verwendet Testlabore und Pr ffelder zu definieren und einzurichten 11 Smart Grid und Smart Market Eckpunktepapier der Bundesnetzagentur zu den Eckpunkten des sich ver ndernden Energieversorgungssystems Bonn 2011 F rderprogramm E Energy 61 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse um sowohl Herstellern als auch Anwendern neuer Technologien innerhalb des Konsortiums zu er m glichen die entwickelten L sungen vor der Feldphase bei notwendigen Updates aber auch w h renddessen zu test
111. entwicklung und Nutzbarmachung von Inhouse Kommunikationstechnologien und generell der Home Automation auch ber den Bereich der 1 2 Familienh user hinaus eine gro e Bedeutung zu These 2 Standardisierung ist eine notwendige aber keine hinreichende Bedingung f r den Erfolg von E Energy Ohne weitere und vertiefte Standardisierung wird es keine E DeMa Welt keine Zukunft mit E Energy geben denn Standardisierung ist die erste und wichtigste Grundbedingung einer wirtschaftlich dar stellbaren Interoperabilit t Standardisierung ist aber zugleich wie die Erfahrungen des Konsortiums bspw im Rahmen der Systemtests zeigen nur eine notwendige Bedingung f r ein Gelingen von In teroperabilit t sie ist hierf r aber allein nicht hinreichend Damit Technologien und physische Ger te unterschiedlicher Hersteller tats chlich miteinander interagieren k nnen und dabei den Anspr chen der Kunden gen gen bedarf es kosten und zeitintensiver Systemtests und Abstimmungen Dabei ist F rderprogramm E Energy 314 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse es oftmals auch notwendig das vollst ndige Protokoll offen zu legen bzw alle in einem Ger t imple mentierte use cases in den Blick zu nehmen D h auch solche die f r den E Energy Anwendungsfall zun chst nicht relevant erscheinen da diese nichtsdestotrotz als Fehlerquelle innerhalb der E Energy Welt wirken k nnen Zudem ist es allein aufgrund der langen Lebensda
112. f r ein Display entschieden das nach dem Feldtest im Haushalt verblieb Diese Display Technik hat im Realeinsatz berzeugt es gab keine nennenswerten St rungsmeldungen Bewertung der Erfahrungen mit den Display L sungen in den Teilmodellregionen Aus Sicht des Projekts E Dema l sst sich mit Blick auf die beiden im Projekt eingesetzten Display L sungen folgendes feststellen bzw ist die folgende Bewertung abzugeben Die technische Machbarkeit zweier spezifischer Ans tze konnte demonstriert werden wobei beide Technologien individuelle Vor und Nachteile haben wie sie hier dargelegt wurden Das Einbringen der Display L sungen in grunds tzlich f r die Teilnahme am Projekt pr quali fizierte Haushalte Wohnh user mit 1 2 Familien keine gr eren Wohnblocks war trotz aller Vorbereitung aufw ndig bzw betreuungsintensiv d h die Hotline hatte zumindest in Bezug auf die Teilmodellregion M lheim eine ganze Reihe von Anfragen zu bearbeiten vgl Abschnitt 3 3 6 1 Festzustellen ist auch dass trotz der eingetretenen Preisdegression f r eine ganze Reihe von IKT Komponenten die zur Etablierung einer Display L sung ben tigt werden derzeit noch vglw hohe Kosten pro Installation zu erwarten stehen Diese Einsch tzung gilt insbesondere wenn der in E DeMa fokussierte Teil des Geb udebestands erweitert werden sollte Zusammenfassend h lt E DeMa an der Idee eines direkten und unmittelbaren Kunden Feedbacks zum Verb
113. glicht Demand Side Management und De mand Response Ans tze zu verwirklichen Dabei ist es das erkl rte Ziel Effizienzpotenziale f r die ein zelnen Akteure in ihren Funktionen und Rollen durch ein verst rktes schnelleres und koordiniertes Zusammenwirken der Akteure zu heben Netzwerkeffekte Da die Interaktionen auf dem E Energy Marktplatz Folgen f r die Bilanzierung haben werden ist ein Zusammenwirken mit den Bilanzkreis 16 Ziel der Bilanzierung ist es sicherzustellen dass die Einspeisungen an Energie durch Lieferanten u a und die entsprechenden Ausspeisungen einander h scharf entsprechen Betrachtet werden hier regelm ig so genannte Bilanzkreise d h Aggregate der Ein und Ausspeisungen die ein bestimmter Marktteilnehmer kontrahiert hat siehe auch Kapitel B 1 6 1 F rderprogramm E Energy 70 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse verantwortlichen sowie dem Bilanzkoordinator unabdingbar um innovative Produkte und Energie belieferungsformen berhaupt erst zu erm glichen Nach wie vor geht das E DeMa Konsortium da her davon aus dass ein Nebeneffekt der fl chendeckenden Einf hrung von E Energy Marktpl tzen auch ein neuer Umgang mit den Stamm und Bewegungsdaten als Grundlage der Energiebelieferung sein wird Insbesondere sind den Bilanzkreisverantwortlichen sowie dem Bilanzkoordinator die ben tigten Bewegungsdaten ber die Plattform zur Verf gung zu stellen mithin stellt di
114. hier dass Kunden das E DeMa Effizienz oder E DeMa Balance Produkt zvvar aus probierten dann aber letztlich 20 dieser Kunden wieder zur ck in das einfachere E DeMa Basis Produkt gewechselt sind 4 2 Hauptbefunde und Erkenntnisse zum Kundenverhalten und zur Kundenakzeptanz In einem Projekt welches wie E DeMa in einem umfangreichen Feldtest kumuliert ist eine genaue und umfangreiche Auswertung des Kundenverhaltens und der Kundenakzeptanz insofern von hoher Be deutung als der Projekterfolg und eine Umsetzung der Projektergebnisse in reale Energie Produkte auch immer davon abh ngt ob die Teilnehmer sich nur im Rahmen des Feldversuchs engagiert haben bzw mit welchem Engagement dar ber hinaus zu rechnen ist Im Folgenden werden daher zum einen Ergebnisse in Bezug auf das Kundenverhalten zusammengefasst wie sie sich aus den objektiven dem E DeMa Konsortium im Rahmen der Feldarbeit bekannt gewordenen Daten ergeben Zum anderen nimmt eine Analyse der Kundenakzeptanz breiten Raum ein wobei diese auf subjektiven Daten be ruht d h auf den Auffassungen und Wahrnehmungen der Teilnehmer selbst soweit diese solche im Rahmen von Befragungen berichtet haben 4 2 1 Erkenntnisse zum Nutzungsverhalten der Teilnehmer in Bezug auf den Marktplatz Bez glich des Kundenverhaltens kann zun chst mit Blick auf die zuvor geschilderten Ergebnisse noch mals festgestellt werden dass nicht alle Kunden im Bereich IKT GW1 von den M glichkeiten des Pro du
115. hren diese ber ein standardisiertes Interface am Marktplatz beantragen bzw die technischen Eckdaten hinter legen W hrend die Angebotsdienste jeweils ber das Portal der B2C und B2B Ebene realisiert sind bedarf es f r die Transaktionsdienste einer weiteren Schicht in der Marktplatzarchitektur Die ben tigte Pro zessunterst tzung wird in der Systemarchitektur des Marktplatzes durch die sogenannte Datenhal tungs Datenaustausch und Administrationsschicht geleistet Diese Schicht liegt zwischen der B2C Ebene und der B2B Ebene Diese Ebene ist als sogenannte Transaktionsschicht mit Datenschnittstellen zu allen Akteuren ausgestattet die eine Kopplung zwischen den Datenverarbeitungssystemen der kommerziellen Marktakteure und dem Marktplatzsystem gestatten So wird eine weitergehende Un terst tzung aller kundenorientierten Prozesse f r die Anbieter geleistet Von besonderer Bedeutung f r die Ausgestaltung des Marktplatzsystems ist die Datenhaltung selbst Der Marktplatzbetrieb und die durch den Marktplatz bereitgestellten Dienste erfordern die Vorhaltung von Informationen ber die Nachfrager und Anbieter selbst die angebotenen Produkte und Dienstleistungen sowie Daten die im Rahmen der Transaktionen generiert werden Aus diesem Grund hat das Konsortium das folgende Datenmodell einer Stamm und Bewegungsdaten haltung in der E DeMa Welt entwickelt F rderprogramm E Energy 78 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche E
116. hrt Eine Unterteilung der Kommu nikationsdom nen ist nachfolgend dargestellt Inhouse Technologien Funk Die Auswahl der zu modellierenden Inhouse Funktechnologien ent spricht den Festlegungen die im D2 2 getroffen wurden Zudem war eine Anforderung dass die Funk technologien unter Worst Case Bedingungen zu untersuchen sind An dieser Stelle spielt das verwen dete Modell des Inhouse Funkkanals eine gro e Rolle da der Inhouse Funkkanal ma geblich die Per formance einer Funktechnologie beeinflusst Aus diesem Grund wird zun chst das Modell des Inhouse Funkkanals beschrieben und hergeleitet Im Anschluss daran wird die Vorgehensweise bei der Model lierung der unterschiedlichen Technologien erl utert und die Eigenschaften der einzelnen Module werden detailliert betrachtet Den Abschluss bilden die Validierungen der korrekten Funktionsweise und eine Beschreibung wie diese in die verteilte Simulationsumgebung eingebunden wurden Die Ver wendung von Funktechnologien im Inhouse Bereich ist insbesondere vor dem Hintergrund relevant dass eine Installation in Bestandsgeb ude einfach realisierbar ist Zudem k nnen batteriebetriebene Ger te verwendet werden die keine Verbindung zum Stromnetz erfordern Dies ist insbesondere f r die Anbindung von Gas und Wasserz hlern relevant Im Rahmen dieses Arbeitsschrittes wurden ins gesamt sieben unterschiedliche Technologien modelliert und als Module in die verteilte Simulation sumgebung integriert
117. im Feldtestzeitraum im Wesentlichen auch keine anderen Aufgaben haben dies kann dann auch mit Kr ften geschehen die nicht in die sonstigen Kundenbetreuungskonzepte eingebunden sind im Fall von E DeMa die Hotline Studenten erfordert aber die Aufbereitung von Informationen Trainings usw Als n tzlich hat es sich auch erwiesen nur f r den Feldversuch ein spezielles CRM Sys tem Ticketsystem vorzuhalten mit dem die Hotline in der Lage war die Historie einzelner Teilnehmer im Projekt nachzuvollziehen auch wenn mit t glich wechselnden Kr ften gearbeitet wurde Die ei gene Kundendatenbank war auch hilfreich wenn es zu entscheiden galt welche Fragestellungen oder F lle zun chst im first level Support der E DeMa Hotline zu bearbeiten waren und welche ggf sofort an den durch die Konsortialpartner und deren Beauftragte gestellten Second Level Support weiterge reicht werden sollten 107 Die in den vorherigen Abschnitten dargelegte Anforderung spezifische Ressourcen aufzubauen und f r den Feldtest bereitzustellen gilt in gleicher Art und Weise auch f r die technische Betreuung des Feld tests Allerdings hat das E DeMa Konsortium die Erfahrung gemacht dass es nicht nur notwendig war f r den Aufbau der Modellregion speziell geschultes technisches Personal vorzuhalten Vielmehr war 107 Es gab bspw im Zeitraum des Feldversuchs auch Ausf lle einer UKWK Anlage was aus Sicht der Teilnehmer nat rlich deutlich kritischer
118. in einem angemessenen Verh ltnis zur H he des Verbrauchs und des Verbrauchsverhaltens stehen 8 MessZV In der Regel f hrt der MSB auch die Messung durch allerdings ist es auf Wunsch des Anschlussnutzers m glich dass bei nicht elektronisch ausgelesenen Z hlern ein Dritter die Mes sung durchf hrt Diese Rolle w rde dann von dem beauftragten MDL wahrgenommen Nach 821b EnWG ist der MDL nicht nur f r die Ablesung der Messstelle zust ndig sondern ist auch dazu verpflich tet die ermittelten Daten an berechtigte Dritte weiter zu geben Der Messstellenbetrieb stellt grunds tzlich einen Wettbewerbsbereich dar so dass auch hier der E Energy Marktplatz als eine Plattform dienen kann auf der die MSB den Prosumern Angebote offe rieren k nnen Die Beauftragung eines Messstellenbetreibers durch den Kunden wird durch die Nut zung des Marktplatzes vereinfacht und analog zu den Energielieferangeboten k nnten Preise und Ta rife direkt verglichen werden MSB k nnen ber den E Energy Marktplatz leichter in Kontakt zum Kun den treten und den beim Kunden als hoch empfundenen Aufwand eines Wechsels verringern Zu beachten ist allerdings dass die Teilnahme am Marktplatz und damit das Potential als Prosumer zu agieren weitreichende Folgen f r die technischen Anforderungen an die Messstelle und deren Betrieb hat Die Prosumer und die MSB bzw MDL sind nicht v llig frei in der Gestaltung ihrer Vereinbarungen F rderprogramm E Energy 76 Absch
119. intelligente Nutzung aller zur Verf gung stehenden Ressourcen sowie f r die Optimierung und Integration des Gesamtsystems der Elektrizit tsversorgung von der Gewinnung des Stroms ber die Speicherung den Transport die Verteilung bis hin zur effizienten Ver wendung Aufgabe dieses Berichtsteils ist die eingehende Darstellung des seitens des E DeMa Projekts erzielten Ergebnisses sowie des Untersuchungsvvegs auf dem das Konsortium dieses Ergebnis in gemeinschaft licher Arbeit und in klarem Bezug zu den F rderzielen erreicht hat Nach berzeugung der Konsortial partner war und ist es eine wesentliche St rke von E DeMa hierbei auf einer stabilen konzeptionellen Basis aufgebaut zu haben E DeMa versteht sich dabei als eine Gesamtkonzeption die nicht nur tech nische L sungen pr sentiert sondern sich auch mit den M glichkeiten befasst diese L sungen in der heutigen Marktverfassung umzusetzen 20 Diese konzeptionelle Basis und die detaillierte Motivation des E DeMa Konsortiums sowie die mit die ser verbundene Schwerpunktsetzung stehen daher im Kapitel 1 dieses Berichtsabschnitts im Fokus der Betrachtung Ausgehend von einer vertieften Analyse heutiger und k nftiger Rollen und Funktionen die zu einer erfolgreichen Einf hrung neuer innovativer Stromprodukte ben tigt werden k nnen all gemeine Anforderungen an eine Marktplatzorganisation und den Marktplatzbetrieb als zentrale Ele mente von E Energy abgeleitet werden ebensolche Anf
120. io m S Zeit h Abbildung B 56 Relative Wahrscheinlichkeit f r den Einsatz der Ger te der Wei en Ware f r Haus haltskunden mit E DeMa Effizienz N Die Vergleichm igung des Lastgangs mit Hilfe des IKT GW2 ist jedoch wesentlich vom Kundenverhal ten abh ngig Mit der Eingabe des Zeitpunktes an dem das Ger t den Vorgang beendet haben soll greift der Kunde in die Optimierung des IKT GW2 ein Je geringer der Zeitraum zwischen Bet tigung der Smart Start Funktion und eingestellten Endzeit ist desto kleiner ist das Potenzial des IKT GW2 den Lastgang zu vergleichm igen Der Lastgang von ca 115 000 Haushalten mit diesem Musterprodukt ist in Abbildung B 57 abgebildet 140 120 100 2 80 60 ali 40 20 0 un 1 Uf L L 1 UL In 1 UL In UT UT LR In UT LN LN In n L m ib ai h b y hikaye y h kin 5 0 00 0 4 00 0 NNNN Zeit h Abbildung B 57 Lastgang von Haushalte unter Ber cksichtigung der Lastverschiebung durch E DeMa Variabel F rderprogramm E Energy 179 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Es wird deutlich dass vor allem die Lastspitze in den Morgenstunden durch die Automatisierung bei dem Produkt E DeMa Variabel weiter gesenkt werden kann In den Abendstunden konnte die Last spitze bereits durch
121. ist mit hohem Datenaufkommen hohen Zugriffsraten und datenschutzrechtli cher Verantwortung umzugehen Der Marktplatz bedarf hierzu einer hohen Funktionsvielfalt Er un terst tzt schlie lich energiewirtschaftliche Prozesse wie sie heute durch die BNetzA festgelegt sind Er ist in seiner grunds tzlichen Architektur die alle heute bekannten Marktrollen einschlie t aber so flexibel aufgebaut dass er auch sehr schnell und komfortabel an andere neue Prozesse oder Fristen angepasst werden kann Dies bedeutet zugleich dass besondere Anforderungen an die Skalierbarkeit Ausfallsicherheit und Datensicherheit bestehen e Die Umsetzung des Marktplatzes als Mehrschichtarchitektur mit klarer Trennung zwischen Pr sentationsschicht Business Logik und Datenhaltung Eine sichere und robuste Kommunikation Der Marktplatz muss dar ber hinaus der Integration sowie Umsetzung von neuen Services neuartigen sich st ndig ndernden Produkten und Prozessen in der Energiewirtschaft gerecht werden und in sei ner Funktionalit t leicht anpassbar sein D h der Marktplatz muss leicht erweiterbar sein durch eine 75 Unter den E DeMa Backendsystemen werden regelm ig alle nicht kundenseitig verbauten E DeMa Systeme verstanden d h insbesondere E DeMa Marktplatz mPRM Aggregatorleitsystem und OPEN VPN Server F rderprogramm E Energy 157 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse klare Architektur und wenn m glich muss sein Syst
122. ist in Abbildung B 53 abgebildet Die Ver nderung gg dem zuvor abgebildeten unbeeinflussten Summen lastgang ist deutlich erkennbar 140 120 100 80 60 Leistung MW 40 20 02 15 03 15 04 15 05 15 06 15 10 15 11 15 14 15 15 15 16 15 17 15 18 15 19 15 20 15 21 15 22 15 23 15 un un o H 80 Abbildung B 53 Summenlastgang von ca 115 000 Haushalten unter Ber cksichtigung der Lastver schiebung durch E DeMa Basis Aufgrund der zuvor getroffenen Annahmen kam es bei einem Lastgang einer Menge von Haushalten unter Ber cksichtigung der Lastverschiebung durch E DeMa Basis zu hohen Lastspitzen vor bzw nach den bergangszeitpunkten vom Nebentarif in den Haupttarif 07 00 Uhr bzw vom Haupttarif in den Nebentarif 21 00 Uhr Die Validierung der Modelle bzgl des manuellen Einschaltverhaltens der Kun denlasten bleibt den abschlie enden Untersuchungen im Feldversuch vorbehalten s Kap 3 4 1 Simulation des Lastverhaltens der Kunden mit E DeMa Effizienz Die Wahrscheinlichkeitsfunktion f r den manuellen Einsatz der steuerbaren Ger te bei dem Muster produkt E DeMa Effizienz ist in Abbildung B 54 dargestellt F rderprogramm E Energy 177 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 0 035 ST NT HT HHT1 HT HHT2 NT 0 030 t 1 0 025 0 020 0 015 0 010 relative Wahrscheinlichkeit 0 005 0 000 H
123. jeweils die technischen Grundlagen die Marktplatzfunktionen ggf die HECUI bzw Display Visualisierungen und nat rlich die kundenspezifischen E DeMa Produkte Somit waren die Benutzerhandb cher nicht nur von hohem Kundennutzen sondern auch als internes Schu lungsmaterial effektiv einsetzbar F rderprogramm E Energy 238 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse INHALISVERZEICHNIS o A E D 2 Erste Schritte ee e M a 2 1 Ger te berblick 6 i 2 2 Ger te Kurzbes_hreibung 2 5 Ansprech ertnar 3 Produste nennen 5 1 E DeMa Easis Benutzerha ndbuch 3 2 E DeMa Effizienz 8 Forschungsgruppe 1 3 3 E De Ma Ea 0 0 m m o SIEBEN TR R A ARA 4 1 2 12 4 1 E DeMa Mar t latz Men ztruktur 12 4 2 E DeMa Mar stala Unterseiten 13 II 21 27 7 Hinweise zur Nutzung des E DeMa Displa vs 28 EOTS 29 Rurdesministerium Rundasmnisteri inn EENERUY f r Wrtschaft fir Unwolt Naturschutz und Techmolagle inf Feakiorsicharheit Abbildung B 97 E DeMa Benutzerhandbuch IKT GVV1 So konnte den technischen Unterschieden in den zwei Teilmodellregionen Rechnung getragen werden Die Teilnehmer hatten ber einen kontextsensitiven Hyperlink am E DeMa Marktplatz Zugriff auf die
124. k nftigen Produktgestaltung bearbeitet Ebenso wurden in technischer Hinsicht Konzepte und Methoden ver tieft dies galt insbesondere f r kommunikationstheoretische und kommunikationstechnische Konzep tionen aber auch das Gateway Design die Gestaltung des E DeMa Marktplatzes und des mit diesem eng verbundenen ZDM Systems Z hlerdatenmanagement Daneben galt die Aufmerksamkeit des Konsortiums aber auch zukunftsweisenden netztechnischen Konzeptionen und Steuerungskonzepten sowie der Auspr gung neuartiger technischer Komponenten die im Wesentlichen nur in einer k nf tigen E DeMa Welt sinnvoll einsetzbar sind wie sie bspw das Aggregator Leitsystem darstellt 2 1 1 Markt und Handelsmechanismen Da der Kunde und dessen k nftige Aktivierung zentrale Bestandteile des E DeMa Konzepts und inso fern auch des Szenarios 2020 sind hat sich die weitere Umsetzung des Konzepts zun chst mit den erwarteten Markt und Handelsmechanismen befasst d h die Entwicklung erfolgte im Wesentlichen Use Case getrieben Hierzu war es zun chst notwendig die konzeptionellen Vor berlegungen zu den Use Cases zu vertiefen 2 1 1 1 B2C und B2B Musterproduktbausteine Um die zuvor dargestellten fundamentalen Use Cases auf dem E DeMa Marktplatz in einem ersten Schritt zu konkretisieren aber auch geeignet in IKT basierten Systemen abbilden zu k nnen hat das Konsortium sowohl f r die B2C als auch f r die B2B Ebene zun chst sog Musterproduktbausteine
125. kV Spannun Spannung KV 0 25 KV Spannun Spannungsabfall KV 1 00 kV Spar nun Spannung per Einhe 0 03 kV Phasenw winkel berechnet Anzeige derEnergieflussrichtung Leitungsauslastung Abbildung B 50 10kV Netzbild des Anschlusses der ONS Josef Lendersdyk 1 mit Darstellung der Er gebnisse der Netzberechnung Modellregion Krefeld F rderprogramm E Energy 174 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 2 4 Realisierung und Einsatz der Simulationsumgebungen Neben den theoretischen berlegungen zur Simulation hat das Konsortium im Rahmen der Realisie rung der Simulationsumgebungen bzw durch deren tats chlichen Einsatz zahlreiche wertvolle Er kenntnisse f r die weitere Projektarbeit gewinnen k nnen Diese werden im Folgenden in Bezug auf die vier gro en Simulationsbl cke vgl Kap 2 2 dargestellt 2 4 1 Simulation des Lastverhaltens der Kunden Innerhalb der Simulationsumgebung zum Lastverhalten der Kunden wurde f r die definierten B2C Musterprodukte E DeMa Basis E DeMa Effizienz und E DeMa Variabel untersucht mit welchem Nach frageverhalten der Kunden zu rechnen sein w rde Diese E DeMa Musterprodukte spiegeln die grund legenden Preismodelle mit zwei bzw f nf Tarifzonen wider so dass die Ergebnisse grunds tzlich auch auf die brigen Musterprodukte mit f nf Tarifzonen bertragbar sind Das Musterprodukt E DeMa Ba lance wurde in der Simulation noch nicht betrachtet da es sich hier
126. mit ziemlicher Sicherheit transaktionskostenerh hend f r Netzbetreiber wie alle anderen Marktakteure wirken Bevor ein sol ches drittes Verfahren eingef hrt werden k nnte w ren seine Vorteile daher deutlich zu belegen Dar ber hinaus entstehen durch die innovativen E DeMa Tarife mit ihren preisbasierten Anreizmecha nismen komplexere Lastprofile f r deren Validierung die bisherigen Verfahren nicht mehr ausreichen da diese Verfahren z B die kurzfristigen Reaktionen der Prosumer auf Preis nderungen oder den Fle xibilit tenabruf nicht ber cksichtigen k nnen Vor diesem Hintergrund gilt es neue Monitoring und Datenanalysetechniken zu erforschen und zu erproben Allerdings erm glicht die feinere Granularit t der Z hlerdaten eine verbesserte Sicht auf die aktuelle Betriebssituation sowohl der Z hler Anlagen als auch des Verteilnetzes Diese M glichkeiten sollten dort wo dies aus netztechnischer Sicht sinnvoll ist genutzt werden um die Investitionen in die IKT Infrastruktur refinanzieren zu k nnen Hierbei ist die Datenqualit t ist von zentraler Bedeutung f r die G te der Prozessautomatisierung auch in nach gelagerten Systemen wie dem E Energy Marktplatzsystem F rderprogramm E Energy 308 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Konkretere Datenschutzvorgaben werden k nftig die Funktionalit ten von Z hlern bzw IKT Gateways der Infrastruktur sowie der nachgelagerten Z hlerdatenmanagementsysteme
127. nachkommen siehe Abbildung A 1 Power Line Communication GPRS DSL LTE IKT Gateway IP Telemetrie TCP IP Schmalbandfunk Inhouse PLC WLAN dezentrale Intelligentes Erzeugungs Haushalts ger t added Services Wasser W rme Abbildung A 1 Das Gateway Konzept Konkrete erste Schritte in Richtung einer Nutzung von IKT in der Energiewirtschaft waren in Projekten zur Einf hrung einer Automated Meter Management AMM Infrastruktur zu erkennen Die AMM Pro jekte beschr nken sich auf die Messung von Energieverbrauchern und ber cksichtigen nicht deren hier angestrebte Steuerung im Haushalt Diese hier aufgezeigten Aufgaben erforderten ein multidisziplin r aufgestelltes Konsortium mit unter schiedlichen Schwerpunkten aus der Energiewirtschaft der Energietechnik der IKT der Soft und Hardware Entwicklung und der Erstellung von Architekturmodellen 2 2 Entwicklungen der gesetzlichen Rahmenbedingungen unter denen das Projekt entwi ckelt und durchgef hrt wurde F r das Projekt war dar ber hinaus die Entwicklung der gesetzlichen Rahmenbedingungen f r das Pro jekt und seine Ans tze entscheidend In diesem Zusammenhang sind vor allem die Liberalisierung und die sich abzeichnende Modernisierung des gesetzlichen Messwesens sowie die zunehmenden ener giewirtschaftsrechtlichen und regulatorischen Diskussionen zu Smart Grids zu nennen 2 2 1 Entwicklung der gesetzlichen Rahme
128. notwendig sind Der ebenfalls eingesetzte mPower Remote Manager erlaubte die Verwaltung und das Management einer beliebigen Anzahl von OSGi Frameworks Miele amp Cie KG Miele als weltweit f hrender Hersteller von Hausger ten im Premium Bereich hat das Interesse neben allen ger te und anwendungsspezifischen Details seinen Kunden auch energieeffiziente L sungen an F rderprogramm E Energy 36 Abschlussbericht E DeMa A Management bieten zu k nnen Insbesondere die Wei e Ware bietet aufgrund ihres im Vergleich zu anderen Haus haltsger ten hohen Leistungsbedarfes die M glichkeit den Energieverbrauch zu verschieben und da mit im energetischen Sinne Flexibilit ten anzubieten Bei der Systeml sung Miele home sind die Miele Ger te mit entsprechenden Kommunikationsmodulen ausgestattet So k nnen mittels der Powerline Technologie die relevanten Ger tedaten einfach ber das vorhandene Stromnetz bertra gen werden Auf der Grundlage dieser Technologie die Miele in das Projekt eingebracht hat k nnen Ger te der Wei en Ware zur Laststeuerung eingesetzt werden Hochschulpartner TU Dortmund FH Dortmund Uni Bochum Uni Duisburg Essen Die beteiligten Hochschulinstitute haben vielf ltige und langj hrige Projekterfahrung in Industrie und Wissenschaft auf den Gebieten Kommunikationstechnik Energietechnik und Elektrizit tswirtschaft Neben den einschl gigen Kompetenzen im Bereich der Kommunikationstechnologien konnten f r die
129. ob die Produkte lediglich vir tuell existieren sollten und ihre Wirkung f r den potenziellen Teilnehmer auf anderem Wege entfalten sollten Diesbez glich hat sich das E DeMa Konsortium f r virtuelle Produkte ent schieden Hierf r sprachen wenigstens drei Gr nde Echte Produkte und die sich mit ihnen verbindenden finanziellen Risiken aus Sicht des potenziellen Teilnehmers h tten eine ggf ab schreckende Barriere bedeutet und w ren nachteilig f r die Teilnahme bereitschaft gewesen Echte Produkte h tten zudem deutlich h here Kosten der Abwicklung mit sich gebracht dass die Energie au erhalb des Systems der Standardlastprofile zu beschaffen und zu bilanzieren gewesen w re Dar ber hinaus bestand zumindest in einer Teilmodellregion die Absicht alle Netzkunden als potenzielle Teilnehmer anzusprechen was wiederum einen echten Strom vertrieb ausschlie t Grunds tzlich ist jedes E DeMa Musterprodukt als eine Kombination aus der technischen Ausstattung Z hler und Kommunikationseinheit ggf Display ggf Wei e Ware ggf UKWK Anlage aus einem va riablen Tarif Verbrauch Einspeisung sowie aus bestimmten Visualisierungsm glichkeiten E DeMa Marktplatz ggf HECUI ggf Display Software zu verstehen wobei hier zun chst die Tarifgestaltung im Zentrum der Darstellung steht Aus Sicht der Teilnehmer ist mit jedem Musterprodukt zudem ein monatlicher Nachweis verbunden Dieser stellt den Projekterfolg des einzelnen Teilnehmer
130. oder Verallgemeinerung der Ergebnisse der Kundenakzeptanzforschung in nerhalb des E DeMa Projekts auf ganz Deutschland ist aufgrund der nicht repr sentativen Stichgruppe sowie der technischen projektbedingten Probleme und der gezielten Rekrutierung teilnahmebereiter Haushalte nur eingeschr nkt m glich 4 3 Hauptbefunde und Erkenntnisse mit Blick auf die Kommunikationsinfrastrukturen Um die E DeMa Zielvorgaben zur Laststeuerung und Erfassung der Messdaten in den Modellregionen und k nftigen Szenarien zu realisieren ist eine durchgehende leistungsf hige Kommunikationsinfra struktur von den Endger ten bis hin zu den Systemen des Aggregators und Marktplatzes erforderlich Da nur durch zuverl ssige und echtzeitf hige Informationen hinsichtlich der Einsatzf higkeit der Ein speiseanlagen und Haushaltsger te das gew nschte Einspeise und Lastmanagement erfolgen kann wurden verschiedene Kommunikationskonzepte mittels derer die Informationen zwischen dem Ag gregator und den jeweiligen Haushalten bzw Ger ten bertragen werden im Rahmen des Projektes analysiert und bewertet Mit Blick auf das Szenario 2020 muss hier festgestellt werden dass in einer Vielzahl von Haushalten eine entsprechende Infrastruktur nachzur sten ist was im Geb udebestand 132 Vgl hierzu Fraunhofer Konsortium E DeMa Kunden Akzeptanzforschung Ausgew hlte Ergebnisse aus den Befragungen IKT GW 1 und IKT GW 2 24 04 2013 S 30 und 31 F rderprogramm E Energy 293
131. passiven Kunden innerhalb eines bestimmten Balkens liegt Dies wiederum f hrt dazu dass z B in Abbildung B 105 in einem Balken Einsparungen von zwischen 3 und 5 dargestellt sind wobei die Grenze bei 3 9 liegt Der entsprechende Balken enth lt mithin aktive und passive Kunden Grenze bei3 9 Anzahl Kunden lt 11 9 7 5 3 1 1 3 5 7 9 gt 11 Fiktive monet re Einsparung El Passive Kunden 363 Kunden E Aktive Kunden 179 Kunden Abbildung B 105 Histogramm der monet ren Einsparungen aller IKT GVV1 Kunden im Feldtest gegen ber dem Vergleichskunden laut Erfolgsnachvveis N u Grenze bei4 796 N r o Anzahl Kunden lt 11 9 7 5 3 1 1 3 5 7 9 gt 11 Fiktive monet re Einsparung BiPassive Kunden 63 Kunden BHiAktive Kunden 31 Kunden Abbildung B 106 Histogramm der monet ren Einsparungen aller IKT GW2 Kunden im Feldtest gegen ber dem Vergleichskunden laut Erfolgsnachweis F rderprogramm E Energy 256 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Von allen auswertbaren IKT GW1 und IKT GW2 Kunden 115 wurden jeweils die 33 3 der Kunden mit der h chsten prozentualen Einsparung welche damit signifikant ber dem Durchschnitt liegen als aktiv und die verbleibenden 66 7 als passiv bezeichnet Dies bedeutete dass im Rahmen der weiteren Analysen alle IKT Gateway 1 Kunden mit einer monet ren Einsparung von mindestens 3 9
132. re es ansonsten notwendig zun chst die intelligenten Messsysteme zu verbauen ein komplettes Jahr das Verhalten der F rderprogramm E Energy 140 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Tabelle B 11 Zusammensetzung der Musterprodukte Musterprodukte erforderliches Produktbausteine Anmerkung Gateway E DeMa Basis IKT GW1 zeitvariabel flex auch mit Sparfuchs Option w hlbar E DeMa Effizienz IKT GW1 zeitvariabel flex auch mit Sparfuchs Option w hlbar E DeMa Balance IKT GW1 leistungsvariabel flex auch mit Sparfuchs Option w hlbar E DeMa Variabel IKT GW2 zeitvariabel flex E DeMa Flex IKT GW2 zeitvariabel flex Vermarktung Energie flex Leistungsflexibilit t positiv fernsteuerbare Last a E DeMa Komplex IKT GW2 zeitvariabel flex m Vermarktung Energie flex Leistungsflexibilitat positiv fernsteuerbare Last Leistungsflexibilitat negativ fernsteuerbare Einspei sung Die obige Tabelle zeigt die f r das Szenario 2012 entwickelten Musterprodukte die im Folgenden im Einzelnen erl utert werden Neben den bereits aufgezeigten Restriktionen hat sich das Konsortium bei der Entwicklung der Musterprodukten von den folgenden zus tzlichen berlegungen leiten lassen Die urspr nglich entwickelten Musterproduktbausteine mit fixem Charakter z B zeitvariabel fix waren f r die Modellregion hinsichtlich eines Erkenntnisgewinns zum Verhalten der Kunden nicht relevant da diesbez glic
133. sogenannter LiveRoom siehe Abbildung B 90 aufgebaut Dieser wurde vor und w hrend der Feldphase als Krefelder Test und Schulungscenter regelm ig ge nutzt Im LiveRoom konnten praxisnahe Erkenntnisse zur E DeMa Inhouse Technik zur Anbindung der Spartenz hler Gas Wasser und zur Integration der Display Technik gewonnen werden Auch die Feh leranalyse st tzte sich auf LiveRoom Erfahrungen vor allem hinsichtlich datentechnischer Herausfor derungen Der LiveRoom stand f r interne und externe Interessierte offen und transportierte E DeMa Inhalte in anschaulicher Weise F rderprogramm E Energy 226 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 2 Abbildung B 90 LiveRoom Krefeld 3 3 3 Vorarbeiten zum Aufbau der Modellregion Um die Durchf hrung des Feldversuchs zu gevvahrleisten vvaren umfangreiche Vorbereitungs und Er t chtigungsarbeiten zu leisten So vvaren in den ausgevvahlten Teilen des Verteilnetzes der Teilmodell regionen f r den Aufbau der Kommunikationsinfrastruktur Datenkonzentratoren einzubauen und f r die messtechnische Erfassung einzelner Netzstr nge entsprechende Sensorik einzubringen Im Hinblick auf die ver nderte Aufgabenstellung die die Installationsarbeiten von Kommunikations technik im Mittel und Niederspannungsnetz heute charakterisiert sind seitens der Techniker und Monteure heute Qualifikationen gefordert die durch die traditionelle Ausbildung nicht oder nur unzur
134. sowie Infor mationen zu den Kunden e Die Sicht des Supports erm glicht die Unterst tzung des Kunden zu inhaltlichen Fragen zu sei nem gew hlten Produkt Visualisierung seiner Daten etc E Extern 1 Aggregator Marktplatz Betreiber VNB MSB MDL ZDM mPRM IKT G2 Wetterdienst Lieferant Q IKT Gateway 2 JMS XML Lieferanten Funktionen Marktplatzsystem Dateiimport Dateiexport Internal Interface Internal Interface Akteure JMS XML o JMS XML o 21 z MarktAdapter Z hlerdatenmanagement MSCONS Z hlerdatenmanagement RVVE eCollect eCount Abbildung B 44 Darstellung der E DeMa Komponenten und ihrer Schnittstellen zum Marktplatzsys tem MP Lieferanten Funktionen In der Modellregion wird bei jedem Produktwechsel der durch einen Teilnehmer angesto en wird auch ein Lieferantenwechsel durchgef hrt Hierzu m sste der MP eigentlich mit der Marktrolle Liefe rant bzw entsprechenden Lieferantensystemen kommunizieren Allerdings ist die Marktrolle Liefe rant f r den Feldversuch nicht aktiv ausgepr gt worden Daher ist eine Marktplatzkomponente de signt worden Lieferanten Funktionen die die Lieferantenrolle aus Sicht der zentralen MP Kompo nenten bernimmt Diese setzt die Funktionen um die f r die Ausf h
135. sowie der Verschl sselung von Daten Verteilnetzma nagement Netzbetriebsf hrung Verteilte Erzeugung Demand Side Management und Demand Response Z hl und Messwesen Smart Metering innovative Stromprodukte sowie Home Automa tion intelligente Ger te Geb udeleittechnik Zentrale Thesen des Projekts E DeMa im Kontext des Gesamtprogramms E Energy Im Rahmen seiner vierj hrigen Arbeit hat das E DeMa Konsortium seine angestrebten Ziele erreichen k nnen und dabei zahlreiche Ergebnisse und Erkenntnisse erzielt die f r die Umsetzung von E Energy bzw f r das Gesamtprojekt Energiewende von wesentlicher Bedeutung sind und Richtung weisend f r die Ver nderung von Rahmenbedingungen und k nftige Untersuchungsbedarfe sind Diese hat E DeMa in f nf Thesen zusammengefasst die die Projekterfahrung und die im Projektverlauf gewonne nen Erkenntnisse verdichten These 1 Die Menschen abholen und mitnehmen Der Mensch ist ein zentrales Element der Zukunft auch und besonders im Feld der Energieversorgung Um die Menschen aber f r die neue Umwelt zu interessieren und f r die neuen Implikationen der Energiewirtschaft zu begeistern bedarf es gr ter Anstrengungen und Aufkl rungsarbeiten Auf der einen Seite ver ndert sich die Technik sehr schnell und deshalb veralten ingenieurpsychologi sche Erkenntnisse recht rasch Auf der anderen Seite stehen Mechanismen des Wahrnehmens Den kens der Aufmerksamkeit und des Handelns von Menschen
136. sowohl in den Bereichen der simulativen Analyse von Protokollen und Kommunikationstechniken als auch der Evaluierung Optimierung und Entwicklung von Protokol len im realen Umfeld Zu den Projekten deren Ergebnisse in E DeMa eingeflossen sind geh ren das EU Projekt MORE in dem eine Webservice basierende Middleware f r Gruppenkommunikation ent wickelt wurde das BMBF Forschungprojekt Airshield welches sich mit der Vernetzung von Warnsen sorik in autonom agierenden Drohnen befasste und das BMWi Preistr ger Projekt MobisPro indem eine Optimierung der Kommunikation in Gefahrensituationen mit Hilfe neuartiger Kommunikationsl sungen angestrebt wurde Die Arbeitsgruppe f r Energiesystemtechnik und Leistungsmechatronikist der Fakult t f r Elektrotech nik und Informationstechnik an der Ruhr Universit t Bochum angegliedert und hat unter anderem ei nen ihrer Forschungsschwerpunkte auf dem Gebiet der Energieumwandlungssysteme zur Nutzung re generativer Energiequellen und die Einbindung dezentraler Energieerzeugungsanlagen in bestehende elektrische Netze Bei den Forschungst tigkeiten der Arbeitsgruppe f r Energiesystemtechnik AGS stehen die Regelung das dynamische Verhalten sowie die Netzvertr glichkeit von dezentralen Ener gieerzeugungsanlagen und insbesondere der mit stochastisch fluktuierendem Prim renergieangebot im Vordergrund In diesem Rahmen wurden umfangreiche Forschungsarbeiten auf der Basis der Simu lation und experimenteller U
137. ssnuul4 uswageuey V A312U3 J 8 Sunl ls Piepue sS lBUODEN Sunl lsi P epuelS lEUORDEN sun SI nsu lpss yi pun q l qu ll 3sss vi Sun SI nsu lpss yi pun q ll qu ll 3sss vi Sunl lsipiep uUEIS SjeUONNEUISJU uopeylunw woy 3laL UB1S u l3olouu SUOHEylunuluuoy pun yluu suoneul J0 u S unl lsipiep UB1S 21 q s3unpu Muy Eyy q 3 3uoH qssniuosqy cToz dy 8007 PJO TTOZ z q T10c unf dewpeoy uonezipJepuels ISIN pH yews Ad aug 2 dewpeoy S3un ls psepues INA AZSS HN ll AON SU S M SS HN sap Zunua s leJsg w uy 9 Ss139NI99 SUEA UOIJEIIUNWWIOI uli 49Mod WAJO Pueq Mmo4 JEN S H S XG665 L NLI uy 9 s an a9sue4l 3woy p seq Ull H M p ds uSlu p l IUN S H S X966 5 L NLI puo HEUS v 40 5 02010 4 2 29 244 4141 s u31913 8 2405 8 xm m m s SS puls u ssojy s Zqe 1214 U ou PAIM sSN 4U F 404dZ7 NYIS 1Sg pu ll snz3nd uoou sep lp yne u ss zold U p ue p d z 7ue 1214 54 5 34UUOY s lq UB jleJ9q W 8 2 5 ne YIINU9SOM S 1UW
138. t siehe auch Anlage zum Beschluss BK6 06 009 der BNetzA G ltig seit 01 04 2012 l Grund f r diese Annahme ist nicht zuletzt dass derzeit alle Marktpartner VNB Lieferanten usw vglw hohe Investitionen in derartige Systeme unternommen haben diese Systeme sollten daher mittelfristig nur ersetzt werden wenn absehbar ist dass sie f r bestimmte k nftige Gesch ftsszenarien ungeeignet sind Selbst in diesem Fall allerdings wird eine geeignete bergangsfrist ben tigt werden um einen Systemwechsel vor allem der regulierten Akteure zu erlauben F rderprogramm E Energy 82 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse die eingesetzten Z hler welche die Messwerte wiederum an das IKT Gateway weiterleiten Hier mit verbindet sich jedoch noch keine Aussage ber eine etwaige weitere Verwendung der Mess werte 2 Z hlen Als Z hlung wird die Kumulation einzelner Messwerte zu Z hlwerten ber die Zeit verstan den Z hlwerte wie Messwerte k nnen zum Zwecke der Z hlung gespeichert werden 3 Aggregieren Unter Aggregieren wird das Zusammenfassen einzelner Mess oder Z hlwerte in ei nem bestimmten Zeitpunkt verstanden 4 Bilanzieren Ziel der Bilanzierung ist es sicherzustellen dass die Einspeisungen an Energie durch Lieferanten u a und die entsprechenden Ausspeisungen einander h scharf entsprechen Be trachtet werden hier regelm ig so genannte Bilanzkreise d h Aggregate der Ein und Ausspei sungen
139. t der Fehler analyse sowie die Netzleittechnik und das Aggregatorgesch ftsmodell betreffen Aufbauend auf den Erkenntnissen die im Rahmen der Durchf hrung des Feldversuchs gewonnen wer den konnten umfasst das vierte Kapitel des Berichtsabschnitts sodann die Ergebnisse welche das E DeMa Konsortium im Rahmen der Auswertung der im Feldversuch und in den Simulationen gewonne nen Daten erzielt hat Diese umfassen insbesondere f nf Dimensionen So werden zun chst die Haupt befunde und Erkenntnisse der energiewirtschaftlichen Auswertung der Daten des Feldversuchs darge stellt wobei Fragestellungen wie die Verbrauchsverlagerung der E DeMa Kunden oder die erzielte Lastverlagerung bzw die Ergebnisse der Ger testeuerung durch das IKT GW2 und den Aggregator ana ysiert werden Zus tzlich werden Erkenntnisse zum Kundenverhalten und zur Kundenakzeptanz dar gestellt wie sie sich aus dem im Rahmen der Kundenbefragungen ermittelten Haltungen der Teilneh mer ergeben Neben diesen Aspekten die noch einmal deutlich machen dass der Kunde im Fokus der konsortialen Arbeiten stand werden Hauptbefunde und Erkenntnisse mit Blick auf die Kommunikati onsinfrastrukturen die elektrische Netzinfrastruktur und Netzleittechnik sowie auf das Z hlerdaten management und die in einer E DeMa Welt bereitzustellenden Informationen dargestellt und erl u tert Diese eher technisch orientierten Ergebnisse geben nach berzeugung von E DeMa deutliche Hinweise auf funkt
140. und alle IKT Gateway 2 Kunden mit einer monet ren Einsparung von mindestens 4 7 als aktive E DeMa Kunden gelten Bez glich der Typtage11 wurden die Arbeitstage nach Montagen Dienstagen bis Donnerstagen und Freitagen unterschieden da ein ver ndertes Lastverhalten der Kunden zu Beginn und Ende der Ar beitswoche erwartet wurde Da f r die Produkte E DeMa Effizienz E DeMa Effizienz Spar und die IKT GVV2 Produkte t glich wechselnde Tarifstrukturen f r die Modellregion festgelegt wurden beein flusste bei diesen Kunden zudem die Tarifstruktur die Lastg nge Im Feldversuch wurden die Kunden t glich mit einer der vier Tarifstrukturen Standard Happy Holiday Sunny Brunch oder Stormy Dinner konfrontiert vgl Kapitel 2 1 1 2 3 1 25 Die Untersuchung der Verbrauchsverlagerung der E DeMa Kunden im Feldtest st tzte sich zun chst auf die Tage mit der Tarifstruktur Standard Die Ergebnisse der Verbrauchsverlagerung wurden zum einen unter Ber cksichtigung aller E DeMa Kunden und zum anderen unter Ber cksichtigung aller ak tiven bzw passiven E DeMa Kunden bestimmt Die Bestimmung der Verbrauchsverlagerung der E DeMa Kunden erfolgte dar ber hinaus immer durch den Vergleich von Durchschnittslastg ngen der E DeMa Kunden mit denen der E DeMa Vergleichskunden Exemplarisch ist in Abbildung B 107 der durchschnittliche Deltalastgang der E DeMa Effizienz Kunden gegen ber den E DeMa Vergleichskun den welche
141. und belastbare kommunikative Anbindung der Messsysteme essenti ell Auch zeitweise nicht kommunizierende Z hler verursachen u a bei der Ersatzwertbildung erhebli che Aufw nde und Kosten In diesem Zusammenhang kommt einer Weiterentwicklung der Plausibili sierung und Ersatzwertbildung f r Prosumer eine bedeutende Rolle zu Der resultierende Prozess bzw die mit seiner Hilfe erzeugten Ersatz VVerte m ssen f r die ggf von solchen Ersatzwertbildungen be troffenen Prosumer ebenfalls transparent gemacht werden F rderprogramm E Energy 309 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 5 Res mee Das Projekt E DeMa hat in den Jahren 2008 bis 2012 im Rahmen des gemeinschaftlich von BMWi und BMU verantworteten F rderprogramms E Energy IKT basiertes Energiesystem der Zukunft gemein sam mit f nf weiteren Modellregionen gearbeitet bergreifendes Ziel dieses F rderprogramms war es Schl sseltechnologien und Gesch ftsmodelle zu entwickeln die den Anforderungen des Wandels zu liberalisierten M rkten zu dezentralen und volatilen Erzeugungsstrukturen sowie zur Elektromobi lit t Rechnung tragen und zugleich ein H chstma an Wirtschaftlichkeit Versorgungssicherheit und U mvveltvertr glichkeit sicherstellen Informations und Kommunikationstechnologien IKT spielten dabei eine zentrale Rolle hnliche Verkn pfungen wurden bereits in den verschiedensten Bereichen wie beispielsweise E Commerce E Government ode
142. untersucht Zun chst wurde die durchschnittliche VV f r die einzelnen Stunden des Tages der Produkte E DeMa Basis und E DeMa Effizienz f r den ge samten Feldversuchszeitraum bestimmt Um den zeitlichen Verlauf im Feldversuch zu analysieren wurde die VV je Produkt f r die einzelnen Monate des Feldversuchs bestimmt Um Unterschiede in nerhalb einer Woche zu ermitteln wurde die VV f r die f nf definierten Typtage bestimmt Die VV bezieht sich bei allen Ergebnissen immer auf den Gesamtverbrauch GV in dem jeweiligen Zeitraum d h in Abbildung B 108 z B bezieht sich die durchschnittliche VV der passiven Kunden je Stunde auf den durchschnittlichen Gesamtverbrauch aller passiven Kunden in dieser Tages Stunde im gesamten Feldtestzeitraum Wird nach Monaten bzw Typtagen unterschieden ist die Bezugsgr e der durch schnittliche GV der Kundengruppe in den einzelnen Monaten bzw an den einzelnen Typtagen Die VV je Stunde der passiven aller und der aktiven Kunden mit dem E DeMa Basis Produkt ist in Ab bildung B 108 dargestellt 116 Analysiert werden folglich die kumulierten Ergebnisse der jeweiligen Tagestunden der Feldtestwochen bspw dienstags von 9 10 Uhr ber den ganzen Auswertezeitraum F rderprogramm E Energy 258 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 2 1 0 1 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Stunde VV bezogen auf GV d Feldtests El
143. von 96 Messwerten gro Taz 7 amp _Hittrrische Verbrauchmwerts dni die im afe etwa sines Jarres dursh air aufgeseichsetan Mengen an Kio wattztunden kWh de der Kunde innerhalb der cazugeh rigen arcohnurgzperioden verbrauch hat 2 7 Scriodemogrefische Daten ziad Angaber zur Person zD Alter 44 Familierulendi aan Haucl di 2 8 Angaben as Aueh der ir heberi Personen ura Zur Art und Menge besummier Stionverbrausher etc 28 Prajt HD isi wine Ziffer die Jezu o li Teilssehmme ins Projek idert ficiner Die IC n r den Zweck barall cor auf die Weitergabe von perz all cher Daten zu verzichten wodies moglich ist ZY E Vema Projektoartner sind achtochschule Uerimund Technische Universit t Dortmusd Miele 5 Cie KS ProSyst Software GmbH Ruhr Universit t SIEMENS AG SWK SETEC GmbH eine 100 rozerti e Tochterzesellschaf der SWK Stadtwerke Krefeld RWE Deutschland AG und Univar r t Nuichurg F lt lt en Die Prrjektpartner hzben die im P njakt eingezetztan Tecmobgen zuzammea entwicket und werten die Ergebrizze Projekt zurammen ass 210 E Producte zind innewstive Strompredukte die mit speziellen Tarifstrukturen hinterlegt zird und de die Teil selwe atmas sallen Verb ver halkeri zu berpr fen und ggfs zu rer rnden Die Tarife und
144. von administrativer Natur Die folgende Abbildung gibt einen berblick ber die Architektur des E DeMa Projektes aufgeteilt auf die einzelnen Arbeitspakete AP AP3 4 Komm Architektur msetzung im Feld AP Abbildung A 3 E DeMa Architektur aufgeteilt auf die Arbeitspakte Aus der Architektur wurden die einzelnen Teilaufgaben des E DeMa Projektes abgeleitet AP1 AP2 AP3 AP4 AP5 AP6 AP7 Definition und theoretische Beschreibung des E Energy Marktplatzes in seinen rechtlichen und konomischen Dimensionen Modellierung und Optimierung der Kommunikationsarchitektur f r die Teilnehmer am E Energy Markt Spezifikation der IKT Gateways 1 und 2 und Erstellung entsprechender Lastenhefte Prototypische Realisierung des IKT Gateway 2 aufbauend auf der Spezifikation des IKT Ga teway 2 sowie des erstellten Lastenheftes aus AP3 Gestaltung des E Energy Marktplatzes im Hinblick auf Produktdefinitionen Gesch ftspro zesse und Marktanreizmechanismen Untersuchung der Auswirkungen von Netzanreizen auf den E Energy Marktplatz sowie des Nutzens der IKT Gateways und der besseren Informationsstruktur f r den Betrieb des Ener gienetzes Implementierung und Systemintegration eines E Energy Marktplatzes die Erstellung sowie die Adaption und Systemintegration eines Z hlerdatenmanagementsystems F rderprogramm E Energy 30 Abschlussbericht E DeMa A Management AP8 Demonstration des innerhalb des Projekt
145. zu beeinflussen Das BMWi hat in dieser Hinsicht insbesondere die vier folgenden heute in das EnWG integrierten Vorschriften genannt die insofern von besonderer Relevanz f r das Vorhaben waren e integration von zu und abschaltbaren Lasten heute 13 Abs 4a EnWG Energieinformationssystem unter Netzbetreibern heute 12 Abs 4 EnVVG Das Ministerium hat in diesem Zusammenhang auch von sogenannten Smart Grid Klauseln gespro chen und zus tzlich die folgenden Aspekte genannt Sicheres und effizienzorientiertes Smart Metering heute 21b i EnVVG 5 seitens des BMWi mit Blick auf 21d EnWG auch als Smart Grid Klausel f r intelligente Z hler bezeichnet zus tz lich nannte das BMWi hier explizit den Einbezug von EEG und KWKG Anlagen in ein k nftiges Smart Metering sowie Variable Tarife und unterbrechbare Verbrauchseinrichtungen heute 40 Abs 5 und 814a EnWG Bez glich des 14a lag der Fokus hier auf der Nutzung von Speicherpotenzial sowie Netzentlastung und Netzoptimierung hierzu ist jedoch ist laut BMVVI eine Marktrollenabgren zung erforderlich Bez glich der durch 40 EnWG geforderten Tarife h lt das BMWi die bishe rigen Regeln auch f r eine smartere Umgebung f r einschl gig Aus Sicht von E DeMa ist zun chst zu begr en dass sich das BMWi mit diesen Vorschriften erstmals dem Themenkomplex Smart Grid zugewandt hat Viele der in E DeMa erarbeiteten Ans tze erschei nen zudem geeignet d
146. zu stellen Er organisiert verwaltet und verantwortet den E Energy Markt platz f r die Teilnehmer stellt Pr qualifikationsbedingungen auf und pr ft z B die Bonit t der Kunden oder der Lieferanten Dabei verfolgt der MPB grunds tzlich Gewinnerzielungsabsichten die er in Form von Geb hren oder Beitr gen seinen Kunden in Rechnung stellt Vor diesem Hintergrund wird sich der E Energy Marktplatzbetreiber aufgrund der fundamentalen Bedeutung die die Plattform f r die k nf tigen Gesch fte der beteiligten Akteure hat als neutrale Instanz erweisen m ssen Insofern sind zahl reiche Akteure des heutigen Energiemarkts als Betreiber der Plattform denkbar jedoch ist bereits heute abzusehen dass vor allem der Betrieb der Administrationsebenen eher zum Dienstleistungs portfolio von Akteuren passt die als neutral wahrgenommen werden Der Aufbau und Betrieb der Plattform geht mit Kosten einher welche m glichst weitgehend durch die Mehrvverte zu decken sind die in einer E DeMa Welt in Relation zur heutigen Marktumgebung reali siert werden Die Transformation der Energiewirtschaft f hrt somit auch zu einer Ver nderung der Wertsch pfungskette und damit der Wertsch pfungspotenziale Abbildung B 8 zeigt die E Energy Wertsch pfungskette bei konsequenter Nutzung der Plattform und welche Marktakteure in den ein zelnen Phasen der Wertsch pfungskette Verbesserungspotenziale erschlie en k nnen Wertsch pfungskette Informations N Vereinbarungs
147. zyklische Eva luation des Projektfortschritts bei der Realisierung des E DeMa Systems erm glichte In Phase 1 2009 wurden die Grundvoraussetzungen f r das Projekt und insbesondere f r die Modell region im Rahmen von Konzeptionen und Spezifikationen geschaffen Wichtige Meilensteine waren hierbei die Definition des E Energy Marktplatzes der Entwurf der Kommunikationsinfrastruktur die Anforderungsspezifikation f r die IKT Gateways sowie das Systemkonzept der E Energy Marktplatz software einschlie lich des Z hlerdatenmanagements Phase 2 erstreckte sich ber die Jahre 2010 und 2011 und umfasste die Entwicklung und Realisierung der Kommunikationsinfrastruktur und der IKT Gateways der technischen Prozesse des Verteilnetzbetriebs im Hinblick auf den E Energy Marktplatz und deren Realisierung im Netzleitsystem e der neuen Gesch ftsprozesse f r Handel und Marktplatz sowie die H rtung dieser Prozesse im Hinblick auf die bestehenden gesetzlichen und regulatorischen Regeln der Software f r das Marktplatzsystem Die Entvvicklung in dieser Phase vvurde durch eine Modellbildung und Simulation begleitet die eine stete berpr fung der Entwicklungsarbeiten im Hinblick auf die Projektziele erlaubte Die Modellie rung gestattete eine zielgruppendifferenzierte Bestimmung der Wertsch pfungspotenziale sowie der Auswirkungen der Anreizsysteme im Hinblick auf die Hebung von Energieeffizienz Weiterhin konnte durch die Modellierung und
148. 10 bis KW48 ber die Haushalte und Klein Gewerbe versorgt werden links Verlauf der mittlere h Auslastung dieser ONS im selben Zeitraum rechts 301 Visualisierung des Spannungsprofils und der Belastung der Kabelabschnitte im Niederspannungsnetz Visualisierung des Spannungsprofils und der Belastung der Kabelabschnitte im 62 303 F rderprogramm E Energy 13 Abschlussbericht E DeMa Tabellenverzeichnis Tabelle B 1 Tabelle B 2 Tabelle B 3 Tabelle B 4 Tabelle B 5 Tabelle B 6 Tabelle B 7 Tabelle B 8 Tabelle B 9 Tabelle B 10 Tabelle B 11 Tabelle B 12 Tabelle B 13 Tabelle B 14 Tabelle B 15 Tabelle B 16 Tabelle B 17 Tabelle B 18 Tabelle B 19 Tabelle B 20 Tabelle B 21 Tabelle B 22 Transformation von Eigenschaften der Endabnahme von Elektrizit t 67 Datenmodell der Marktplatzdaten bzgl des Prosumers 79 Fundamentale Use Cases der 2 2 92 Fundamentale Use Cases der 2 92 Idealtypische Kundenprofile im E DeMa Kontext 94 2 96 B2C Aggregator Produktbausteine
149. 154 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Entwurf und Umsetzung des Konzeptes f r die Teilmodellregion Krefeld F r die Display Ausgestaltung in der Modellregion Krefeld wird wie oben beschrieben Abbildung B 38 Variante b eine Server L sung gew hlt Es wird eine Digi Plattform genutzt um den am Feldtest teilnehmenden Haushalten aktuelle Daten zum Stromverbrauch und ggf zum Wasser und Gasver brauch Z hlerst nde kundenfreundlich bereitzustellen sowie die dynamischen Strompreise zu visua lisieren Die Verbrauchsdaten des Kunden werden ber eine TCP IP basierende Kommunikationsstre cke zum Serversystem eines Energiedienstleisters bertragen siehe Abbildung B 41 Von dort k nnen diese Informationen per Android Applikation abgerufen und auf einem Tablet PC oder Smart Phone angezeigt werden Wireless M Bus Verbindung AMIS gt Digi Z hlerschrank Z hlerdaten werdenvom Digi ber wireless M Bus Digi ConnectPo1l X wireless M Bus b OMS empfangen Dieser Controller setzt das wireless T M Bus Signal des AMIS auf eine LAN Verbindung 45 fDigi gt Devolo LAN LAN Schnittstelle urn So lassen sich Der Digi ConnectPortx2 setzt das Signal auf eine die Dalen problemlos ins h usliche LAN Schnittstelle um einspeisen und k nnen von verschiedenen Systemen Android Iphone in Form von Apps dargestellt werden 3 DLAN Verbindung Devolo Powerline Powerline Ve
150. 267 Zukunftstechn k st mir Siz nzt rl eh estonias dur Firma Micke cinen Trockner oder cine Sp nkschime zu gewinnen virh ilen Tnergir M rkb la z den Sie ganr e n fach Oba bra c ri behmlen Dis Selimi z schen va F llen Sie einfach die Karte aus und senden diese biz zum 15 September kennen vorzuch und der realer Welt at cin melllgenter ZON en uns zuruck und wer wei ielleicht stehen dann schen bait zwei Ahr mar nlar Smat Merer der neusten uue bei Ihnen Ar Erde edes Murab l r Sie einen 240 g Er Elsa ir nt die Furklian Ines bare ei Sum rochwea Zabel wird Ih akticlier Vorbtaueh m t zan Inden cr dan zotsachlichen verzrauen Ihres ka s aurchse nitll cl braun wert verglichen Hazyinal s riis Auf diese Basis wird gl Diassr legt das 60 zerar nte Standand Laetpeonil wis blahar hrs pnriizhe Sromrechiurg arezellt V i Am im lim n Fine gi pn pede DeMa ME einna Vruat at halte zugrunde Aus dam Vergi ic 1431 sich pr zise sbeser oo undwie ve koeten 56 dureh dle cavara Tuta z der me gerten Ioernik virtwall im belevers e cingcapart haben Ginienzait z bengt der Z hler acire writeren intii gemen Funstisnen ia den Fktiven Fekdvers ch ein rag feige F w gi markt che 1 sine Waschmaschine im Kombination ve
151. 3 0E WB 12 15 18 21 24 Unzel h Abbildung B 63 Vier Tages bersicht der simulierten Einspeisung eines Windenergiekonverters 2 4 3 Netzsimulation Die Realisierung des Konzeptes der gesamten Netzsimulationsumgebung der netzleittechnischen Funktionen sowie der Netzbeobachtungsfunktionen erfolgten wie schon unter 2 2 3 erw hnt auf dem Netzbeobachtungsrechner Dabei wurde die Simulationsumgebung so erstellt dass sie kompa tibel zu allen m glichen in Abbildung B 30 dargestellten Schnittstellen ist und alle vorstellbaren physi kalischen Werte bereith lt Die Simulationsumgebung entspricht damit grundlegend dem was mit ei nem Smart Grid gemeint ist ein um elektronische Mess und Z hlwerterfassung elektronische Haus haltszahler Smart Meter und Kommunikationsinfrastruktur aufger stetes konventionelles Verteil netz in dem die erfassten Informationen zur Weiterverarbeitung unter anderem f r Steuerungs Regelungs und automatisierungstechnische Aufgaben kommunikationstechnisch verf gbar sind Zur Berechnung des Lastflusses wird die Netzsimulationsumgebung WinLF verwendet ein robustes und bew hrtes Lastfluss Berechnungsprogramm ausf hrbar als EXEcutable Datei welches die Univer sit t Duisburg Essen in die konsortiale Arbeit eingebracht hat Das Programm liest nach dem Start die Netzdaten ber eine auch vom Benutzer lesbare Datei ein berechnet einen statischen Lastfluss aus Momentanwerten und schreibt die
152. 6e Installation sowie eine voll funktionsf hige TETRA Basisstation mit zwei Frequenzbereichen F rderprogramm E Energy 199 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse CNI Radio Outdoor Testing Site TETRA Mobile WiMAX Antennen 1 EY t en TE NEN LU z Antenne En LE O a i ir nr UT Spa Abbildung B 72 CNI Radio Testing 5 Site Standort Campus TU Dortmund l Detailansicht r Beide Technologien vervvenden mehrere Trager und Frequenzbereiche um zellulare Netze zu realisie ren Eine Erganzung um eine LTE Basisstation ist derzeit in Planung Der Laboraufbau zur Evaluation der Inhouse Funktechnologien spiegelt ein typisches Inhouse Installa tionsszenario wieder Abbildung B 74 Er umfasst verf gbare Inhouse Komponenten die an ein IKT Gateway mittels Funktechnologien angebunden werden So ist es m glich die Funktechnologien prak tisch zu erproben und das individuelle Verhalten und die Eigenschaften abzuleiten Die Ergebnisse wur den beispielweise dazu genutzt die Lastgeneratoren der verteilten Simulationsumgebung zu paramet rieren Des Weiteren dient der Laboraufbau dazu Interoperabilit ts Tests der Inhouse Funktechnolo gien durchzuf hren Zu diesem Zweck k nnen alle Funktechnologien ber eine gemeinsame Steuer software angesteuert werden Der Laboraufbau wurde zudem so konzipiert dass er einfach transportiert werden kann So kann die ser
153. 8076 1 6096 a0 20 Passive Kunden Alle Kunden Aktive Kunden 900 1500 Hi 1500 2000 El 2000 2500 2500 3500 m 3500 5000 El 55000 Alle Kunden Aktive Kunden Abitur HSR FHR BE Weiterb Schule o Abitur Realschule 100 80 60 40 20 0 Personenanzahl Passive Kunden Alle Kunden Aktive Kunden El 1 Pers W2 Pers W3 Pers m4Pers W5 Pers W6 Pers 100 80 60 40 20 0 100 80 60 40 20 0 Teilzeit 1 T Ek Passive Kunden Alle Kunden Aktive Kunden WO Pers W1 Pers EH 2 Pers Haushaltsart Passive Kunden Alle Kunden Aktive Kunden ElSingle HH EHAlleinerz EE O Kind Einf WO Kind Dopp EM Kind Einf EM Kind Dopp E Sonstiges WDrei Generationen Haus Abbildung B 118 Soziodemographie der passiven aller und der aktiven IKT GW2 Kunden 4 1 2 Reaktion der E DeMa Kunden auf kurzfristige Preisanpassungen Die Reaktion der E DeMa Kunden auf kurzfristige Preisanpassungen wurde im Feldtest sowohl bei Kun den ohne E DeMa Effizienz als auch mit automatisiert zuschaltbaren Haushaltsger ten alle IKT GW2 F rderprogramm E Energy 267 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Kunden untersucht Die Preisanpassungen erfolgten dabei immer heute f r morgen in Form einer ge nderten Tarifstruktur und waren sp testens 18 Stunden vor Beginn des n chsten Tages bei den Effi zienzkunden am Display
154. 90 ct kVVh 2 0 40 kWh Hoher Verbrauch 48 90 ct kVVh lt 0 40 kWh M iger Verbrauch 33 90 ct kVVh 0 18 kWh Geringer Verbrauch 18 96 ct kVVh 0 11 kWh Uhrzeit Verbrauchswerte 08 03 2011 Strom 250 W LT I1l313 5le 3 jkwh Gas 1 012 m h 174121312151 m Wasser 2 LLLTDDBATII m Me DeMa Balance 08 03 2011 16 00 00 00 Me DeMa Balance Abbildung B 37 Konzept der Visualisierung am Beispiel des Tarifs E DeMa Balance Weitere Anforderungen an das Visualisierungskonzept ergeben sich bzgl der Ergonomie der Display L sung insgesamt Diese Anforderungen betreffen nicht allein die bersichtlichkeit und Transparenz der Anzeige sondern auch die Einfachheit der Bedienung des Displays Mit wenigen Hinweisen in einer Bedienungsanleitung oder einer Online Hilfe soll das Display dabei f r Anwender leicht nutzbar wer den Diese Anforderung umfasst dann auch eine Robustheit gegen ber Fehlbedienungen Bez glich der Architektur und Auspr gung der Visualisierungsl sung sind die baulichen Gegebenheiten und die Auspr gung der Inhouse Infrastruktur f r die Konnektivit t des Displays mit der Datenquelle IKT GW1 von entscheidender Bedeutung Entscheidende Kriterien sind dabei Verwendung von marktg ngigen Standardkomponenten deren Zuverl ssigkeit im Einsatz be reits nachgewiesen ist Geringer Installations und Inbetriebnahmeaufwand Plug and Play F higkeit Geringer Aktualisierungsaufwand
155. Anreize als auch die Unterschiede hierbei in Abh ngigkeit von dem soziodemographischen Merkmal Haushaltsgr e Im Preisschema Standard zeigen Einpersonenhaushalte im Vergleich zum Preisschema Basis zwi schen 7 und 8 Uhr eine Lasterh hung um mehr als 100 W die Vermeidung einer 50 Spitze um 12 Uhr und sich am Beginn des NT Zeitraums orientierend eine Verschiebung des Beginns des Abendpeaks in H he von ca 50 W auf 22 Uhr Zweipersonenhaushalte weisen ebenfalls zus tzliche Peaks von ca 100 VV auf und zwar um 6 30 Uhr zwischen 7 Uhr und 8 Uhr sogar fast 200 W um 19 30 Uhr und um 22 30 Uhr Dreipersonenhaushalte erscheinen haupts chlich st rker verrauscht Vierpersonenhaus halte stechen mit einem Peak von ca 300 W zwischen 5 Uhr und 7 Uhr signifikant heraus F nfperso nenhaushalte weisen alleine schon wegen Ihrer statistisch geringeren H ufigkeit das st rkste Rauschen auf Dennoch ist hier eine Lastverschiebung aus dem sp ten Vormittag HHT1 in den fr hen Nachmit tag HT erkennbar Die Analyse zeigt dass die Reaktion auf Anreize unterschiedliche Auspr gungen in Abh ngigkeit von der Haushaltsgr e aufweist In zwei Netzgebieten die unterschiedliche Haushaltsgr enverteilungen aufweisen ist somit bei gleichen Anreizen mit unterschiedlicher Wirkung zu rechnen Die Preisschemata Basis und Standard flossen mit ca 64 000 und 5 000 Tageskurven in die Berech nung der Delta Leistungskurven ein Die um ein
156. B G3 PRIME HomePlug AV DS2 G hn AMIS PLC uvm implementiert um diese auf ihre Eig nung f r den Einsatz im Smart Grid der Zukunft im Access und Inhouse Bereich zu berpr fen Mit 63 N Langhammer R Kays Enhanced Frequency Hopping for Reliable Interconnection of Low Power Smart Home Devices International Wireless Communications and Mobile Computing Conference IVVCMC 12 Limassol Cyprus August 2012 64 N Langhammer R Reinhold and R Kays PHY Modifications of IEEE 802 11 Systems for Transmission at Very Low SNR 8th International Workshop on Multi Carrier Systems amp Solutions Pages 1 4 Herrsching Germany May 2011 65 N Langhammer and R Kays Evaluation of Wireless Smart Metering Technologies in Realistic Indoor Channels IEEE International Symposium on Wireless Communication Systems 2011 ISVVCS 11 Pages 387 391 Aachen Germany November 201 66 Leistungsbewertung und Optimierung der Kommunikationsinfrastrukturen E DeMa Projektbericht M rz 2013 F rderprogramm E Energy 138 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse den Simulationsmodellen konnten die Latenzzeiten bestimmt werden die die verschiedenen Systeme auf einem Kommunikationslink ben tigen Aus diesen Informationen wurden Kanalmodelle abgeleitet die f r die verteilte Simulation von gro en Szenarien benutzt werden k nnen Die detaillierten Mo delle sind aber damit nicht obsolet geworden sie erlauben n
157. Basiskomponenten f r dieKommunikation bereitstellt als auch eine Entwicklungsumgebung zur Modellierung der zu untersuchenden Techniken bietet Weiterhin wird die Verkn pfung und Bedienung mit der verteilten Simulationsumgebung auf gezeigt Die Web Oberfl che der verteilten Simulationsumgebung stellt das zentrale Tool zur Generie rung verschiedener Szenarien dar Hierzu meldet sich der Benutzer auf der Web Oberfl che an und hat anschlie end die M glichkeit neue Modelle in die verteilte Simulationsumgebung hochzuladen vorhandene Modelle zu administrieren sowie neue Simulationsszenarien zu generieren F rderprogramm E Energy 195 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 2 5 Entwicklungslabore und Pr ffelder Die Komplexit t und Vielschichtigkeit der technologischen Fragestellungen und technischen Entwick lungsaufgaben denen sich das Projekt E DeMa angenommen hat erforderte eine breit angelegte Ent wicklungs und Pr fumgebung mit deren Hilfe einerseits grundlegende Fragestellungen von Einzel technologien untersucht andererseits die technischen Ger te und Systemkomponenten bereits ab der Entwurfsphase zielgerichtet im Zusammenspiel mit allen anderen E DeMa Komponenten entwickelt und dar ber hinaus im Hinblick auf ihre Systemintegration im Feld geh rtet werden konnten Im Hinblick auf die unterschiedlichen Aufgabenstellungen entstand bei der Siemens AG in N rnberg ein Entwicklungslabor und Pr ffeld f r d
158. Bereitstellung der Wei e Ware Ger te f r das IKT GW2 im Feldversuch wurden 107 Waschmaschinen 86 W schetrockner und 21 Geschirrsp ler eingesetzt Abbildung 1 30 verdeutlicht dass die Kunden mit zunehmender Projektlaufzeitihre Ger te immer h u figer dem IKT GW2 f r eine Tarifoptimierung zur Verf gung gestellt haben Der Anstieg ab dem Monat September istteilweise auch darauf zur ckzuf hren dass die Kunden im September schriftlich auf die Automatisierung angesprochen wurden und die Funktionsweise dort nochmals detailliert beschrieben wurde Die Akzeptanz einer solchen Automatisierung ben tigt also sowohl eine gewisse Anlaufzeit so wie eine enge Kundenbetreuung Relativ betrachtet finden die Geschirrsp ler die h chste Akzeptanz bei den Kunden f r eine Steuerung durch das IKT GW2 Es werden zwar mehr Waschmaschinen im Feldversuch f r eine Tarifoptimierung durch das IKT GW2 genutzt allerdings wurden auch ca 5 mal so viele Waschmaschinen im Feldversuch eingesetzt 300 250 200 150 100 50 Start der WW durch den Aggregator EWaschmaschine EW schetrockner HiGeschirrsp ler Abbildung B 127 Bereitstellung der Wei e Ware Ger te f r den AGG im Feldversuch wurden 107 Waschmaschinen 86 W schetrockner und 21 Geschirrsp ler eingesetzt Die Anzahl an Bereitstellungen f r den Aggregator ist im Feldtestzeitraum relativ konstant Nachdem die Kunden die Anlaufschwierigkeiten der ersten beiden Monate bew ltig
159. Bezug auf einzelne Kommunikationstechnologien wurden im weiteren Verlauf in die verteilte Simulationsumgebung integriert Die Auswahl der zu implementierenden Tech nologien entsprach der Technologievorauswahl die im Rahmen der Spezifikation der Netzarchitektur erarbeitet wurde Die korrekte Funktionsweise wurde zudem erfolgreich validiert Das Verhalten der physikalischen bertragungsschichten PHY Layer wurde zuvor mittels eines spezialisierten Simula tors nachgebildet und vorsimuliert Dies ist erforderlich da die Simulation der PHY Layer u erst zeit aufw ndig ist und nicht im Rahmen der verteilten Simulationsumgebung durchgef hrt werden kann Zur Modellierung des Inhouse Funkkanals wurde ein realistisches Kanalmodell entwickelt das aus zwei separaten Teilen besteht Der erste Teil beschreibt die statische Geb uded mpfung die aus der D mpfung von W nden Decken und dem Abstand resultiert Des Weiteren wurde das IEEE Task Group 11n TGn Kanalmodell genutzt um Effekte der Mehrwegeausbreitung nachzubilden Mit Hilfe dieses Modells konnten die Charakteristiken des Inhouse Funkkanals sehr gut nachgebildet werden Zudem konnte die Herausforderungen einer robusten Funkvernetzung sehr gut aufgezeigt werden So k nnen 61 C M ller H Georg M Putzke and C Wietfeld Performance Analysis of Radio Propagation Models for Smart Grid Applications Second IEEE International Conference on Smart Grid Communications SmartGridComm 2011 IEEE
160. Blick auf die im Feldversuch tats chlich erwarteten Eigener zeugungsanlagen ein Modell zur Bestimmung eines thermischen Lastprofils verwendet Da uKWK An lagen vorwiegend in Einfamilienh usern installiert werden erfolgte die Modellierung der Einspeise g nge mit Hilfe von modifizierten W rmebedarfskurven f r Einfamilienh user Das Modell basiert auf den Referenzlastprofilen der VDI Richtlinie 4655 Referenzlastprofile von Ein und Mehrfamilienh u sern f r den Einsatz von KWK Anlagen Zus tzlich wurden verschiedene Parameter abgebildet die ei nen m glichst realit tsnahen und durch nutzerspezifische und geb udetechnische Faktoren beein flussbaren thermischen Tageslastgang ergeben Das Simulationsmodell ist in seiner Ausf hrung darauf ausgelegt eine m glichst einfache Datengrundlage zur Beschreibung eines Wohnobjekts zu gew hr leisten ohne dabei den bauphysikalischen Hintergrund zu vernachl ssigen Mit Hilfe des Einspeisemodells ist es m glich ein individuelles thermisches Profil f r einen Haushalt oder ein thermisches Profil f r eine Summe von Haushalten durch Verwendung stochastischer Para meter zu simulieren Dies spielt bez glich der Einsatzplanung von W rmeerzeugungsanlagen wie HKWK Anlagen und W rmepumpen eine entscheidende Rolle So kann f r ein zu untersuchendes Ver sorgungsgebiet eine Endkundenspezifikation nach Haushaltsstrukturen vollzogen werden die durch Anpassung der entwickelten Parameter spezifiziert wird und
161. Da Energiehandel und Versorgungsnetzbetrieb in einer engen Wechselwirkung zueinander stehen war ein best ndiger Abgleich zwischen den AP5 und AP6 erforderlich Die Ergebnisse dieser beiden Arbeits pakete aus der Spezifikationsphase flossen in das Lastenheft f r AP7 ein Das 7 liefert schlussendlich mit dem Konzept sowie der Realisierung und Inbetriebnahme des Z hlerdatenmanagements und des E Energy Marktplatzes einen wichtigen Grundstein f r den Testbetrieb in der Modellregion AP8 In den Testbetrieb der durch das AP8 organisiert und durchgef hrt wurde flossen letztendlich alle E DeMa Ergebnisse und erkenntnisse aus dem Bereich IKT und dem Bereich Energie zusammen Mit der Realisierung der Konzepte f r Energiehandel und Verteilnetzbetrieb in enger Verzahnung mit der IKT Infrastruktur in den Modellregionen wurde der Nachweis der technischen und konomischen Funkti onalit t dieses Ansatzes erbracht Mit den Erkenntnissen aus dem Testbetrieb in den Modellregionen konnten die wissenschaftstheoretischen Modelle der Simulation berpr ft und abgeglichen werden Im Rahmen dieser Simulation wurde quantifiziert in wie weit das Angebot flexibler Energietarife ber einen E Energy Marktplatz zur Aktivierung der PuG Kunden und letztlich zu einer Sensibilisierung ge gen ber ihrem Energieverbrauch beitr gt Die AP9 Dissemination und AP10 Projektmanagement sorgten als begleitende Arbeitspakete f r die Verbreitung der gewonnenen E DeMa Ergebni
162. DeMa Projekttrichter Insgesamt und mit Blick auf den Projektverlauf l sst sich das inhaltliche Vorgehen daher wie ein Trich ter beschreiben bei dem sich bestimmte Fragestellungen immer weiter konkretisieren je weiter das Projekt vorangeschritten ist Nach sorgf ltiger Analyse der aktuellen energiewirtschaftlichen Grundla gen sowie des gegebenen bzw als wahrscheinlich angenommenen zuk nftigen Rechtsrahmens wurde das im vorangegangenen Kapitel beschriebene Konzept von E DeMa festgelegt Aus diesem Leitbild einer zuk nftigen Energieversorgung entstand im ersten Projektjahr das Szenario 2020 das die Grund lage f r die E DeMa Systemkonzeption und das Design der Simulation bildete die einerseits zur Veri fikation der Kommunikationsinfrastruktur und seiner Komponenten und andererseits zur Nachbildung der energiewirtschaftlichen Zusammenh nge bei der Energieversorgung der Endkunden im Kontext der Integration von dezentralen Einspeisungen und flexiblen Verbrauchern herangezogen wurde Mit hilfe der Simulation konnten wichtige Erkenntnisse zur Entwicklung der E DeMa Komponenten und deren Systemintegration gewonnen werden um den eigentlichen Feldversuch zu konfektionieren Der Feldversuch lieferte seinerseits wiederum Hinweise zur Validierung der Simulationsmodelle um in ei nem abschlie enden Simulationsschritt eine realistische Einsch tzung des E DeMa Konzeptes im Sze nario 2020 zu gewinnen Gem der Abbildung B 13 wurden entlang der einz
163. DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Das E DeMa Konsortium erwartet von dieser Positionierung des Marktplatzes im Informationsfluss des Energiemarktes bzw durch die Delegation bestimmter Aufgaben und Funktionen an dieses System eine Reihe von positiven Effekten die allen Marktakteuren zugutekommen werden bspw Konsolidierung der Datenlage und Verk rzung der Clearingprozesse Effizientere Marktkommunikation und Reduzierung der Transaktionsaufwendungen Schnellere Abwicklung und damit zeitliche Verk rzung der Gesch ftsprozesse Die zeitliche Verk rzung der Gesch ftsprozesse kann anhand der nachfolgenden Abbildung verdeut licht werden S mtliche Prozessschritte 1 14 mit Ausnahme des Schrittes 10 finden im Marktplatzsys tem statt d h die Interaktionen zwischen den Marktakteuren bestehen aus einem Datenaustausch zwischen den Systemkonten der Akteure Von Bedeutung dabei ist dass bereits die initilerenden ers ten Schritte durch den PuG Kunden 2 3 gegen den Vertragsstatus des Kunden gepr ft werden die zeitgleiche K ndigung beim Altlieferanten und die Anmeldung beim Neulieferanten sind nur m glich wenn der Vertrag des Kunden mit dem Altlieferanten dies zul sst Ist dies der Fall so wird der Altliefe rant lediglich ber die K ndigung informiert und kann den Prozess weder verz gern noch stoppen Mit der Best tigung von Ab und Anmeldung Schritt 9 durch den VNB und MSB MDL ist der Lieferanten wechsel bereits kompl
164. Durchf hrung wie er durch die NKBF 981 definiert ist e Aufgabenstellung des Projekts Voraussetzungen unter denen das Vorhaben durchgef hrt wurde Planung und Ablauf des Vorhabens vvissenschaftlicher und technischer Stand an den angekn pft wurde Zusammenarbeit mit anderen Stellen Darstellung des voraussichtlichen Nutzens insbesondere der Verwertbarkeit des Ergebnisses 1 Nebenbestimmungen f r Zuwendungen auf Kostenbasis des Bundesministeriums f r Bildung und Forschung an Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft f r Forschungs und Entwicklungsvorhaben F rderprogramm E Energy 15 Abschlussbericht E DeMa Bekannt gewordener Fortschritt auf dem Gebiet des Vorhabens bei anderen Stellen w hrend der Durchf hrung des Vorhabens Die Darstellung hat dabei zum Ziel das E DeMa Projekt einerseits in einen gr eren Kontext einzuord nen und andererseits bestimmte Eckdaten der Projektdurchf hrung zusammenfassend darzustellen Der zweite Teil dieses Abschlussberichts gibt die technisch wissenschaftlichen Ergebnisse des Projek tes in detaillierter Form wieder W hrend im ersten Kapitel das Konzept beschrieben wird welches das E DeMa Konsortium zum Aus gangspunkt seiner Arbeiten gemacht hat wird in den weiteren Kapiteln dargestellt wie das Konsor tium dieses Konzept im Rahmen der Entwicklungsarbeiten umgesetzt hat Hierbei hat es sich fr hzeitig als sinnvoll und zielf hrend erwiesen die Umsetzung in den we
165. E DeMa Effizienz weitestgehend gesenkt werden Der Verlauf ber den Vormittag bis hin zu den Abendstunden ist bei beiden Tarifen hnlich Bei den Simulationsergebnissen bleibt festzuhalten dass das Verhalten der Endkunden eine entschei dende Rolle f r die Auswertung der Ergebnisse darstellt Es ist die Herausforderung der Anreizsysteme die Endkunden dahingehend zu motivieren dass sie auf Preisanreize und weitere Motivationstreiber reagieren und die Automatisierung so nutzen dass Lastspitzen vermieden werden k nnen 2 4 2 Simulation des Last und Einspeiseverhaltens der Netznutzer Zur Verwendung im Rahmen der Lastflussberechnung wurden Modelle erstellt die eine Simulation des Last und Einspeiseverhaltens der Netznutzer erm glichen Da eine hausabgangsscharfe Modellie rung des Netzes angestrebt wurde sieht die Modellierung der Netznutzer eine Ausdifferenzierung bis zum individuellen Einzelnutzer vor ber Parameter kann die in der Simulation gew nschte Reaktion auf Anreize eingestellt werden Um auch die im Feldversuch gewonnenen Erkenntnisse hinsichtlich der Reaktion auf Anreize sowie dabei beobachtete soziodemographisch signifikante Effekte in der Simula tion nachbilden zu k nnen wurde basierend auf einer Analyse der im Feldversuch erhobenen Daten eine hierf r geeignete Parametrierung abgeleitet Die Modelle wurden der Universit t Duisburg Essen in Form von in der Simulation erzeugten Jahreskurven und als parametrierbare Matlab
166. E Energy 14 Abschlussbericht E DeMa Einleitung Aufgrund der sich rasch ndernden energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen und der Einbezie hung dezentraler elektrischer Energieerzeuger werden neue Technologieanpassungen durch Sys teminnovationen sowie eine Optimierung der Organisationsstrukturen erforderlich Bestehende Tech nologien waren bislang meist nur Insell sungen und nur bedingt f r eine integrative informationstech nische Behandlung geeignet Aufgrund der wachsenden Anforderungen an die Energieeffizienz be stand und besteht die zwingende Notwendigkeit von intelligenten und effizienten L sungen in der Energiewirtschaft Vor diesem Hintergrund war das Projektkonsortium bestrebt unter Einbeziehung aller innerhalb der Wertsch pfungskette relevanten Akteure ein zuverl ssiges Modell f r den E Energy Marktplatz der Zukunft zu entwickeln und diesen in einem Pilotprojekt zu testen Das bergeordnete Projektziel war die Verkn pfung zwischen den Bereichen Energietechnik und In formations und Kommunikationstechnologie IKT und damit die Schaffung von E Energy Eine hnli che Verkn pfung wurde bereits in den verschiedensten Bereichen wie beispielsweise E Commerce E Government oder E Administration erfolgreich umgesetzt Durch das vorliegende Projekt wurde ein entscheidender Beitrag f r eine vergleichbare Umsetzung im Energiesektor geleistet und es wurden entsprechende Synergieeffekte freigesetzt Die Verkn pfung von Energie u
167. Einfluss auf die gewonnenen Projektergebnisse Weiterhin hat die Vielzahl der gewonnenen Erkenntnisse aus dem Feldtest dazu gef hrt eine auf wandsneutrale Projektverl ngerung um drei Monate bis zum 31 M rz 2013 zu beantragen Eine Ver l ngerung der Projektlaufzeit wurde zum einen erforderlich um den geordneten R ckbau bzw den Umbau der E DeMa Technik in den Modellregionen zu erm glichen Zum anderen stellte sich bereits fr hzeitig nach Beginn des Feldtests heraus dass die Datenauswertung mehr Zeit in Anspruch nehmen w rde als urspr nglich geplant R ckbau bzw Umbau der E DeMa Technik in den Modellregionen Die f r den Modellversuch verantwortlichen Unternehmen RWE und SWK haben entsprechend der gewonnenen Erkenntnisse unterschiedliche Konsequenzen zum Betrieb der Modellregionen abgelei tet W hrend die Stadtwerke Krefeld den Modellversuch wie in der Vorhabenbeschreibung dargelegt beenden werden beabsichtigte RWE die Weiterf hrung des Modellversuchs in M lheim Da in M lheim jedoch nicht alle Kunden an einer Weiterf hrung interessiert waren ergaben sich un terschiedliche Handlungsnotwendigkeiten f r die Kundenanlagen welche einen erh hten Zeitauf wand f r den R ckbau bedeuteten Als Folge konnte dieser daher erst im ersten Quartal 2013 durch gef hrt werden Nach derzeitigem Stand werden ber 200 Haushalte an der Fortsetzung von E DeMa teilnehmen F r die anderen Kunden wurden R ckbauma nahmen umgesetzt Dieser R c
168. Energiewende in besonderem Aus ma als Belastung der bestehenden Netzinfrastruktur wirkt aber h ufig nicht der Fall so dass im Sta tus quo der gesetzlichen Regelungen nur die Verst rkung als Option bleibt sofern nicht auf die seitens 141 Technische Richtlinie f r Instandhaltung von Betriebsmitteln und Anlagen in Elektrizit tsversorgungsnetzten Stand 10 11 2006 F rderprogramm E Energy 301 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse E DeMa projektierten Mittel wie bspw den Einsatz von Aggregatordienstleistungen zur ckgegriffen werden kann In Abh ngigkeit des Funktionsumfangs der k nftig zu verbauenden IKT GW1 lie e sich mit deren Hilfe auch die Netzqualit t in ihren Grundz gen fl chendeckend beurteilen Sehr wichtig f r all diese Be lange ist allerdings ein sehr hoher Automatisierungsgrad der neuen L sungen der weitestgehend ohne Betriebspersonal vor Ort und ohne kostentreibende h ndische Eingriffe in die Systeme auskommt damit die Kosten den Rahmen des Nutzens nicht bersteigen In diesem Sinne und vor dem Hinter grund der bereits hohen Qualit t im Sinne von geringer Unterbrechungsh ufigkeit und dauer gerade in den deutschen Stromverteilernetzen ist jedenfalls in der kurzen bis mittleren Frist kein wesentlicher positiver Nutzenbeitrag einer solchen fl chendeckenden Qualit tsaufnahme zu erwarten Ein Beispiel der Messwert berwachung in der Simulationsumgebung ist wie in Abbi
169. Energy Automation in Smart Grid Environments Vom Smart Meter zum intelligenten Gateway Leistungsbewertung hoch skalierbarer IKT System architekturen Modell f r einen E Energy Controller zur dynamischen Steuerung des Ener gieverbrauchs von Einfamilienh usern und KMU ICT Reference Architecture Design based on Requirements for Future En ergy Marketplaces IKT Referenzarchitektur Anforderun gen und Entwurf Die Verbesserung der Energieeffizienz Vom Smart Meter zum intelligenten Energiesystem der Zukunft Abschlussbericht E DeMa Anhang Datum M rz 2010 2010 Mai 2010 Mai 2010 Oktober 2010 Oktober 2010 Oktober 2010 Oktober 2010 Oktober 2010 C M ller S Subik A Wolff und C Wietfeld TU Dortmund M Laskowski und O Franz RWE D K nig und C Rehtanz TU Dortmund S Fries H J Hof und M Seewald Siemens AG M Laskowski RWE C M ller und C Wietfeld TU Dortmund 1 Kunold und M Kuller FH Dortmund C VVietfeld C M ller und J Sehmutzler TU Dortmund S Fries A Heidenreich und H J Hof Siemens AG C Wietfeld C M ller und J Schmutzler TU Dortmund M Laskowski RWE AG F rderprogramm E Energy ver ffentlicht in 3rd International OMNeT Workshop on the ACM ICST SIMUTools Conference Mal aga Spain ACM ICST it Information Technology 52 2010 Oldenbourg Verlag The Fifth International Confer ence on Interne
170. Ergebnisse aufgef hrt Das Konsortium l sst sich in die Bereiche Energieversorger Netzbetreiber RWE Deutschland AG Stadtwerke Krefeld SWK Hersteller von Hard und Software Komponenten Siemens ProSyst Hersteller von Endger ten Miele Viessmann als assoziierter Partner Hochschulen TU Dortmund FH Dortmund Uni Bochum Uni Duisburg Essen einteilen Die jeweiligen Kompetenzen waren so auf die jeweiligen Unternehmen verteilt RWE Deutschland AG Stadtwerke Krefeld SWK Die RWE Deutschland AG sowie die SWK SETEK GmbH als 100 prozentige Tochter der Stadtwerke Kre feld brachten mit ihren Unternehmen umfangreiche Kenntnisse mit energievvirtschaftlichem Know how in das Projekt E DeMa ein Vorkenntnisse aus Projekten wie M lheim z hlt und anderen Pro jekten zum Themenfeld Smart Metering haben die technischen und regulatorischen Grundlagen f r die Weiterentwicklung von Smart Metern zu Gateways gelegt Zudem hatten beide Unternehmen um fangreiche Betriebserfahrungen im Netzbetrieb und in der Netzf hrung sowie dem Einsatz von Ener F rderprogramm E Energy 35 Abschlussbericht E DeMa A Management giedaten Managementsystemen EDM Die Vertretung in den jeweiligen nationalen und internatio nalen Gremien konnte dazu genutzt werden sowohl die Vor berlegungen zu E DeMa als auch dessen Zwischen erkenntnisse weitfl chig zu platzieren und so das E DeMa Gedankengut zu streuen Ein wesentlicher Beitrag beider
171. Feldversuch vorgesehene Personal entsprechend vorzubereiten ist das E DeMa Konsortium durch entsprechende Schulungen vor dem Feldversuch be gegnet F rderprogramm E Energy 228 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Schulungen f r die Installationsphase Im Rahmen der Installationsphase sind vor allem die durchf hrenden Monteure der RWE und SWK f r die Installation und Integration der E DeMa Hard und Softwarekomponenten geschult worden F r die Durchf hrung standen neben den Testcentern in Duisburg und Dortmund jeweils eigene Test und bungsw nde bzw ein Liveroom zur Verf gung siehe Kapitel 3 3 2 Vor allem die Inbetriebnahme und Installation des IKT GW2 beim Kunden sowie die Integration der teilnehmenden Kunden am E DeMa Marktplatz stellen Arbeitsauftr ge dar die mit dem heutigen durchschnittlichen Ausbildungs stand regelm ig nicht zu bew ltigen sind Zusammenfassend finden sich Monteure und Mitarbeiter in den E Energy Projekten in neuen Aufga benfeldern wieder die die klassische Anbindung von Kundenanlagen an das Niederspannungsnetz deutlich bersteigt Netzwerk Kommunikationskenntnisse sowie eine h here Betreuungs und Erkl rungskompetenz gegen ber den Kunden m ssen abgedeckt werden Dabei m ssen Monteure heute einerseits die Kommunikationskomponenten installieren die Ger te in die E DeMa Infrastruktur ein binden und andererseits dem Kunden die Funktionalit ten verst ndli
172. Funktion aktiviert die sp teste gew nschte Endzeit des Pro gramms am Ger t gew hlt und das IKT GW2 startete das Ger t daraufhin in der g nstigsten Zeitzone Die E DeMa Flex und E DeMa Komplex Kunden hatten zudem die M glichkeit ihre Wei e Ware Ge r te dem Aggregator bereit zu stellen damit dieser die Ger te zu einer von ihm bestimmten Uhrzeit starten konnte Eine Bereitstellung z hlte erst dann wenn die Kunden durch Aktivierung der Smart Start Funktion und der Wahl einer sp testen Endzeit den gesamten Zeitraum von 9 18 Uhr abgedeckt haben Die betreffenden Kunden wurden hierzu durch eine Pr mie incentiviert die pro Bereitstel lung in ihren Erfolgsnachweis eingestellt wurde Alle registrierten Nutzungen der Wei en Ware wurden analysiert um herauszufinden inwiefern die E DeMa Kunden bereit waren die SmartStart Funktion zur Tarifoptimierung bzw zur Schaltung durch den Aggregator zu nutzen Abbildung B 125 zeigt die relativen Anteile der Nutzungen der Wei e Ware Ger te je Monat differenziert nach Start durch den Nutzer Start durch das IKT GW2 und Bereit stellung f r den Aggregator 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Start der WW Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov BStart durch Nutzer El Bereitstellung f r IKT GW2 OBereitstellungf r AGG Abbildung B 125 Start der Wei e Ware Ger te durch den Nutzer das IKT GW2 oder Bereitstellung f r den Aggregator W hren
173. G neu gefasst und durch einen 40 EnWG erg nzt In allen Neubauten sowie in generalsanierten Geb uden waren neue verbesserte Z hler ein zusetzen Diese m ssen dem jeweiligen Anschlussnutzer den tats chlichen Energieverbrauch und die tats chliche Nutzungszeit widerspiegeln Auszug 21 b EnWG 2008 Energielieferanten wurden verpflichtet ihre Kunden halbj hrliche quartalsweise oder mo natliche Abrechnungen sowie ab Ende 2010 last und zeitvariable Tarife anzubieten 40 EnVVG 2008 Die erste Vorschrift stellt eine direkte Wiederholung der entsprechenden europ ischen Regelungen dar war aber aus Sicht sowohl der Hersteller als auch der Anwender zu wenig eindeutig formuliert daher herrschte zun chst kein Konsens dar ber welche Anforderungen die neuen Z hler genau zu erf llen hatten Insofern ergab sich aus der Novelle nur die Anforderung in bestimmten F llen neue Z hler zu verbauen bzw noch keine Notwendigkeit einer Fern bertragung der Z hlerst nde an eine Zentrale D h die Novelle von 2008 brachte noch keine Verpflichtung zu einem fl chendeckenden Roll out mitsich und damit auch keine fl chendeckende Einf hrung von Smart Meter Technik In der Folgezeit wurde mit dem EDL 21 ein elektronischer Stromz hler entwickelt der grunds tzlich geeignet vvar ist die gesetzlichen Anforderungen des 21b EnWG alt zu erf llen Hierauf aufbauend und mit Blick auf die zweite Forderung Widerspiegeln der tats c
174. Hintergrund Optimierung ONS genau Netzst rung beheben IKT genau abgangsgenau Technische Versorgungsqualit t beurteilen k nnen IKT genau Dezentrale Einspeisung berwachen steuern ONS genau 10 Prognosemodelle pflegen ONS genau Last und Einspeisedaten f r Planung bereitstellen nicht weiter verfolgt 2 Nichttechnische Verluste im Netz erkennen ONS genau 13 Spannungsfall im Niederspannungsnetz analysieren IKT genau E Technische Sperrung nicht weiter verfolgt 1 1 1 1 e _____ warst 1 1 Zustanddiagnose f r Betriebsmittel mit Hilfe von KT Daten 1 2 3 4 5 6 7 Maximum berwachung bei Prosumern Zum besseren Verst ndnis werden im Folgenden einzelne Anwendungsf lle exemplarisch vorgestellt In Abbildung B 23 AWF Steuerung dezentraler Einspeiser ist dick umrandet unten das System IKT GW gedacht welches aus dem IKT GW2 und den angeschlossenen Mess und Z hleinrichtungen be steht F r den Anwendungsfall ist im Rahmen der berpr fung auf unerlaubte Lieferabweichungen eine minutengenaue Messung auf allen drei Phasen von Spannung Wirk und Blindleistung ausrei chend Sofern alle zum Anschluss an das IKT GW zugelassenen Z hler diese Genauigkeit zulassen kann auf separate Erfassung verzichtet werden Um bei Bedarf den genauen Verlauf der Leistung nachvoll ziehen zu k nnen ist ein Ringpuffer erforderlich der die gemessenen Werte ber mindestens 2h spei chert Die Gesamtheit der erforderli
175. In teressen Bed rfnissen und Angeboten liegt im Fokus steht die Anbahnung von Gesch ftsvorf llen sowie deren Begleitung im weiteren Ablauf 1 6 IKT Infrastruktur Eine Voraussetzung f r die konsortiale Arbeit war die Annahme dass sich die Durchdringung der Ener giewirtschaft mit IKT in den kommenden Jahren deutlich erh hen wird Wichtige Aufgabe des Konsor tiums war diese Durchdringung mit zu gestalten Daher wurde zum einen eine Software f r den E Energy Marktplatz erstellt und zum anderen die Entwicklung von Hardware IKT Gateways voran ge trieben die dazu in der Lage ist eine kommunikationstechnische Abbildung der neuen Produkte und Dienstleistungen zu gew hrleisten Das IKT Gateway erm glicht den physischen Zugang zur Software Plattform des E DeMa Marktplatzes und verbindet ber die IKT die Akteure miteinander 1 6 1 Anforderungen an die Informations und Kommunikationsinfrastruktur Zur Teilnahme am elektronischen Datenaustausch und zur Abwicklung der Gesch ftsprozesse ben ti gen alle Marktpartner Basiswerkzeuge Die auf dem Strommarkt zwischen den Marktpartnern ver wendeten Werkzeuge f r Stamm und Bewegungsdaten basieren auf standardisierten Nachrichten aus der Konsumg terindustrie so genannte EDIFACT Nachrichten Electronic Data Interchange For Ad ministration Commerce and Transport 7 Die E DeMa Systeme werden grunds tzlich so konzipiert dass sie geeignet sind EDIFACT GPKE Nachrichten zu verarbeiten
176. Kellerbauer H Hirsch Coexistence Analysis of Access and Indoor Powerline Communication Systems for Smart Grid ICT Networks 16th IEEE International Symposium on Power Line Communications and Its Applications ISPLC Peking China March 2012 F rderprogramm E Energy 139 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse diesen ggf verbindende Abgabe von Kontrolle berhaupt einlassen und andererseits feststel len zu k nnen ob die entwickelte Gateway und Leittechnik berhaupt in der Lage ist be stimmte Produktideen umzusetzen Zus tzlich galt es zu ber cksichtigen dass ein Teil der Teilnehmer lediglich mit einem IKT GVV1 ausgestattet werden w rde d h selbstt tig auf etwaige tarifliche Anreize reagieren musste wogegen die Kunden die mit einem IKT GW2 und entsprechender Technik Wei er Ware aus gestattet wurden eben auch automatisiert auf die Tarife reagieren k nnen w rden lm engen Zusammenhang hiermit war die Frage zu kl ren wie h ufig sich in einem bestimmten Musterprodukt die Preise ndern sollten bzw die Frage wann den Teilnehmern sich ndernde d h aus Sicht der Teilnehmer neue Preise bekanntgegeben werden sollten 68 e Schlie lich war aus unterschiedlichsten rechtlichen wie praktischen Gr nden die Frage zu be r cksichtigen ob es sich um echte Produkte handeln sollte d h der potenzielle Teilnehmer ein neues anderes Belieferungsverh ltnis eingehen w rde oder
177. Leistungsflexibilit t durch den Aggregator zu erm glichen F rderprogramm E Energy 252 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 4 Auswertung der im Feldversuch und in den Simulationen gewonnenen Da ten im Hinblick auf das Szenario 2020 Im Gegensatz zu den Ergebnissen die sich direkt aus der Durchf hrung des Feldversuchs ergeben ha ben und die im vorherigen Kapitel dargestellt wurden fokussiert der folgende Abschnitt auf diejenigen Ergebnisse die das E DeMa Konsortium im Rahmen der Auswertung der Daten aus dem Feldversuch und den Simulationen gewonnen hat Er analysiert diese insofern auch und gerade im Hinblick auf die mit Blick auf das Szenario 2020 zu erwartenden Effekte Entsprechende Ergebnisse liegen im Hinblick auf die energiewirtschaftliche Auswertung der Daten des Feldtests die Kundenakzeptanzforschung die k nftig ben tigten Kommunikationsinfrastrukturen sowie die Netztechnik bzw die Netzleitsys teme vor 4 1 Hauptbefunde und Erkenntnisse der energiewirtschaftlichen Auswertung der Daten des Feldversuchs Die gemeinsame Auswertung der Daten durch die Konsortialpartner unter F hrung der TU Dortmund die im Rahmen des Feldversuchs erhoben wurden hat eine zentrale Funktion bei der Ermittlung der Darstellung der Ergebnisse von E DeMa Dabei kommt wiederum der Evaluation des Kundenverhaltens bez glich der entwickelten Anreizsysteme eine bedeutsame Rolle zu Untersucht werden dabei unter schiedlic
178. Ma B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Aar Abbildung B 93 Eingebaute uKWK Anlage bei einem E DeMa Kunden in Krefeld Eine weitere Kommunikationsstrecke vom IKT GW2 zur uKWK Anlage ist notwendig Nur Haushalte mit einem ausreichenden Platzangebot im Heizraum und einem hinreichenden W rmeabsatz im Haus halt sind f r die UKWK Anlage geeignet Umsetzung der Display L sung als direktes Kundenfeedback in der Teilmodellregion M lheim In der Teilmodellregion M lheim wurde eine reine Inhouse Datenkommunikation zwischen Display und IKT GW1 realisiert siehe Kap 11 2 3 Die Display Applikation wurde auf einem Android Tablet um gesetzt die ber eine WLAN PLC Verbindung direkt vom haushaltsseitigem IKT GW1 die erforderli chen Daten zur Visualisierung des aktuellen Energieverbrauchs sowie der Tarife des gew hlten Mus terprodukts abruft Wie in umfangreichen Tests im E DeMa eigenen Pr ffeld der FH Dortmund nach gewiesen zeigte sich die Visualisierungsl sung einerseits im Hinblick auf die eingesetzten Hardware komponenten und die Kommunikationstechnik zuverl ssig und andererseits bzgl der realisierten Ap plikation auf dem Tablet PC als sehr anwenderfreundlich und gegen ber Fehlbedienungen robust Im M rz 2012 wurden in der Modellregion M lheim 435 Haushalte IKT GW1 Kunden mit dieser Dis play L sung ausgestattet Hierzu wurde jeweils ein weiterer Vor Ort Installationstermin vereinbart da die Technologie jedenfalls au
179. Ma angepasste mBS emBedded Ser ver OSGi Implementierung f r Embedded Devices und Gateways der Firma ProSyst mit allen ben tigten Modulen in die Architektur des IKT GW2 eingebettet Um einen sp teren entfernten Updatepro zess zu erm glichen wurden verschiedene Partitionen f r das Betriebssystem der Runtime und der Systemkonfiguration erstellt damit ohne Anpassung im laufenden Prozess neue Softwareversionen aufgespielt werden k nnen Die Anbindung der verschiedenen Ger te im Haushalt wird grunds tzlich ber das als heterogen anzunehmende Kundennetzwerk realisiert Eine Ausnahme in dieser Hinsicht bildet die Anbindung der AMIS Z hler in der Modellregion Krefeld f r diese Z hler war fr hzeitig be kannt dass sie ber einen Wireless M Bus wMBus USB Dongle mit dem IKT GW2 kommunizieren w rden 48 http www osgi org F rderprogramm E Energy 111 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse native Applik Java Virtual Machine JVM und Stacks Betriebsystem Windows Linux Legende Native Applikationen Stacks sind nicht abschlie end definiert Ggf n tig im Bereich Security im Zusammenspiel mit dem OS Der Native Agent mBSA mBedded System Agent setzt als OSGi Framework mBS mBedded Server voraus Abbildung B 19 Architektur des IKT GW2 ber den Breitband Internetzugang des Kunden kann das IKT GW2 mit dem E DeMa Back End mPRM Kontakt aufnehmen In der DMZ steht hierf
180. Machine M2M Datendienste auf bestehenden Sprach und Datenverkehr in ffentlichen Netzen zu untersu chen Als zentrales Ergebnis der Untersuchungen ist festzuhalten dass die Beeinflussung der berwiegend deterministischen M2M Datenfl sse die sich berwiegend durch periodische Sendeintervalle und ge ringe Paketgr en von herk mmlichen Sprach und Datendiensten unterscheiden einen geringeren Einfluss auf bestehende Datendienste haben da sich das zu erwartende Verkehrsaufkommen gleich m iger verteilt und somit Peak und Worst Case Beeinflussungen minimiert werden 4 3 1 Technologieempfehlungen Heimnetze Basierend auf den erzielten Projektergebnissen wurden zwei unterschiedliche Optimierungsans tze vorgestellt die f r die Realisierung eines robusten drahtlosen Inhouse Steuernetzwerkes verwendet werden k nnen Die Ergebnisse zeigen dass die Performance eines drahtlosen Inhouse Steuernetz werkes haupts chlich von der bertragungsfrequenz und der Art der Spektrums Nutzung abh ngen W hrend die Ausbreitungsbedingungen f r eine bestimmte bertragungsfrequenz physikalisch be dingt sind kann durch eine intelligente Nutzung des Spektrums signifikant an Performance gewonnen werden Des Weiteren wurde deutlich gezeigt dass insbesondere Effekte durch Mehrwegeausbreitung einen hohen Einfluss auf die Robustheit eines Systems haben Daher wurden zwei Vorschl ge f r optimierte physikalische Schichten PHY erarbeitet
181. Messstellenbetreiber bzw Messdienstleister MSB MDL Dar ber hinaus kann wie Abbildung B 5 zeigt die Plattform auch dazu dienen neue und innovative Energiedienstleistungen EDL anzubieten E Energy Marktplatz 2020 mit Teilnahme am E Energy Marktplatz transformiert der PuG Kunde zum Prosumer Abbildung B 5 Potentielle Teilnehmer am E Energy Marktplatz F rderprogramm E Energy 67 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse In den grunds tzlichen Aufgaben bestehen keine wesentlichen Unterschiede zwischen dem elektroni schen Marktplatz von E DeMa und traditionellen M rkten M rkte im strengen konomischen Sinn zeichnen sich in der Regel dadurch aus dass dort eine Allokation der wirtschaftlichen Ressourcen ent sprechend ihrer optimalen Verwendung ber den Preis als Knappheitsindikator stattfindet Festzustel len ist allerdings dass sich reale M rkte h ufig durch relevante Abweichungen vom theoretischen Ideal auszeichnen dies betrifft vor allem die durch die Marktteilnehmer aufzubringenden Transaktionskos ten welche wiederum im Wesentlichen aus Informations und Suchkosten resultieren Solche Abwei chungen sind nach berzeugung von E DeMa auch und gerade f r den Markt der Energieversorgung bisher pr gend Um die Abweichungen vom theoretischen Ideal zu reduzieren und so Transaktionskos ten zu ersparen kann es sinnvoll sein durch einen elektronischen Marktplatz d h eine Informations
182. Modelle zur Einbindung in die Simulationsumgebung der Netzsimulation zugeliefert Haushaltsmodell Der Leistungsbezug von Haushalten aus dem Netz kann im statistischen Mittel nach dem Lastprofi Verfahren durch das dynamisierte HO Profil beschrieben werden Diese Beschreibung erlaubt eine In dividualisierung einzelner Haushaltskurven jedoch nur hinsichtlich des Gesamtjahresverbrauchs Der individuelle Zeitverlauf des Leistungsbezugs eines Haushaltes ergibt sich im Grunde aus einer ber lagerung verschiedener Leistungsverl ufe von Ger ten die in den meisten F llen durch im Haushalt lebende Personen ber den Tag verteilt betrieben werden F r manuell einzuschaltende Ger te gilt also die Bedingung dass eine Person anwesend sein muss um ein Ger t einzuschalten Es kann ange nommen werden dass Personen je nach Lebens oder Besch ftigungssituation zu unterschiedlichen Zeiten prim r zu Hause sind und f r die Bedienung von Ger ten in Frage kommen So werden zu 12 Personengruppen charakteristische Anwesenheitsprofile angenommen die sich hinsichtlich der Ab wesenheit im Wesentlichen an den Schul bzw Arbeitszeiten orientieren Der einen Haushalt charakterisierende Haushaltstyp bzw seine sozialen Struktur ist auch mit der Haus haltsgr e verkn pft Dar ber hinaus kommen je Haushaltstyp aber nur bestimmte Personengruppen in Frage Nach Gewichtung der Anwesenheitsprofile entsprechend der auf Annahmen basierenden H ufigkeit der Personeng
183. Modellregion Krefeld ist ein Vertragsverh ltnis mit der SWK Voraussetzung F rderprogramm E Energy 206 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 2 Die E DeMa Teilnahme ist eine gemeinschaftliche Aktivit t Das Mitmachen dient dem guten Zweck d h das energieeffiziente Verhalten kommt Kindereinrichtungen im Stadtteil zugute Der Community Gedanke dient als Kundenmotivation S mtliche Teilnehmer zahlen auf ein gemein sames Ziel ein im Sinne eines gemeinschaftlichen Incentivierungs Mechanismus Daher ist E DeMa ein ernsthaftes Planspiel mit einer motivierenden Spieldynamik und der Botschaft Nur gemeinsam kann der Energiemarkt der Zukunft entstehen und die Energiewende gelingen ber das eigene energieeffiziente Verhalten jeder Teilnehmer spielt gegen sich selbst und den gemein schaftlichen Erfolg erhalten die Marktplatzteilnehmer kontinuierlich Nachweise den sog Erfolgsnach weis Auf dieser Basis hat das Projektkonsortium unter F hrung der Unternehmen die im direkten Kontakt mit den potenziellen Teilnehmern stehen die folgenden Kernaussagen einer Selling Story entwi ckelt Die Auftraggeber des Forschungsprojekts Das Projekt befasst sich mit Kernfragen der Energieversorgung insofern stand zu erwarten dass die potenziellen Teilnehmer vor allem die beteiligten Energieversorger mit dem Projekt identifizieren w r den Es war daher ein wesentliches Ziel der kommunikativen Strategie deutlic
184. ONS ausschlie lich Haus halte ohne spezielle elektrische Verbraucher in einer durch Ein und Zweifamilienh user gepr gten Besiedlungsstruktur mit Energie Im Unterschied zu der vorherigen ONS ist an dieser ONS aber eine Photovoltaikanlage mit 5 5 kW Peak Leistung angeschlossen Abbildung B 148 zeigt die typisierten Werktags Lastverl ufe der ONS f r KW10 bis KW48 sowie den Verlauf der mittleren h Auslastung 140 Der Verlauf der Auslastung der abgebildeten ONS ist als im Vergleich zu anderen Stationen die im Netzgebiet im Einsatz sind niedrig einzustufen Die Auslastung erreicht i d R h here Werte F rderprogramm E Energy 298 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Leistung kW Auslastung Tageszeit Monat in 2012 Abbildung B 148 Werktags Lastverl ufe einer ONS f r KW10 bis KVV48 an der eine Photovoltaik An lage mit 5 5kW installierter Peak Leistung einspeist links Verlauf der mittleren h Auslastung dieser ONS im selben Zeitraum Es zeigt sich dass in Folge der Leistungseinspeisung durch die Photovoltaikanlage deren Einspeisepro fil an einem sonnigen wolkenfreien Tag zwischen Sonnenauf und untergang dem Verlauf einer Nor malverteilung gleicht die Auspr gung der Mittagesspitzen der in Abbildung B 148 gezeigten Leistungs verl ufe gegen ber denen in Abbildung B 147 entsprechend etwas geringer ausgepr gt ist ONS mit elektrischer Nachtspeic
185. OY ep qsZunsseduy 13919419M 193 21 81298 151 8 eyyaq 3 l lp pun NYM 4 25 2 u eq Jap zne nz g ul 050 os l qnedudoy ludosollud Eyy q 4 s p yW 8 15 IIOA SIMOAdz3nuos ISg S P ll l puls WOPNZ Eu 43119499 s u iedien iosuo y UIU J IM A Ey q 3 ul lp s qn u vuolssn siq 5 ue 215 2 2 ssep ll snz 15 15428 7 151 S 04dZz N yS Sg 5 841 21 4 2 pun 3 nz suln 13u19 ll nz q yow Sumin p g ul 5111 251 U v lml z s p yans anpja4 WI S nz suun lp Any U VELY 1 171 15 MZq 3310H A s lp ey U PI M nz 12195 Suln U WJIJ S4 H p puls 19U31993 lp u s ll ulu NZ pun U 1SE7 1114 SG s p lp qesiny nz ey OTOT WEIS SSSOWN 3y fold NN4 SEA 3X 2uUO EH N Q 3 WI 180 042 1584 8 NZ 125 1 INZ USIEHANNESBUNYISIOF Any JUeSS 1 7 U 33nu21s y nl q Sunl lsile y 6 2 s p l 3inadi qn y9ou ilen q WI Jage 155 s s lp uay S nz 2 HEY IEgISNEMIZ 1114 yan ds ap m W 1210 yollg U 4S4 u p 4ne 1419425 2102 3
186. Pages 96 101 Brussels Belgium October 2011 62 C M ller C Wietfeld A Greedy based Network Planning Algorithm for Heterogeneous Smart Grid Infrastructures 8th International Conference on Wireless and Mobile Communications ICWMC 2012 Venice Italy June 2012 F rderprogramm E Energy 137 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Effekte der Mehrwegeausbreitung zu gro en Leistungseinbu en aktueller Funktechnologien f hren Aus diesem Grund wurden die PHY Simulationen unter Worst Case Bedingungen durchgef hrt Erste wissenschaftliche Ergebnisse wurden publiziert Als Vorarbeit f r die folgende Optimierung wurden erste Teilergebnisse f r einen robusten IEEE 802 11g VVLAN PHY publiziert Dieser stellt einen zus tzlichen Betriebsmodus f r IEEE 802 11 dar der ber eine geringe Datenrate verf gt Dieser PHY ist f r die bertragung von Steuerbefehlen kon zipiert Hier werden keine hohen Datenraten sondern hohe Reichweiten und Robustheit ben tigt Es wurde ein neuartiges robustes Verfahren vorgestellt dass f r die bertragung in Mehrwegekan len optimiert ist Dieses Verfahren erm glicht es zudem skalierbare Empf nger unterschiedlicher Kom plexit t zu realisieren Die Arbeiten zur Optimierung und Erprobung neuartiger Ans tze werden im folgenden Arbeitsschritt fortgef hrt Der Laboraufbau f r die Inhouse Kommunikationstechnologien wurde entsprechend dem Zeitplan fer tig gestellt und ein Zw
187. Produkten und Prozessen in der Energiewirtschaft gerecht werden und in sei ner Funktionalit t leicht anpassbar sein D h der Marktplatz muss durch eine klare Architektur leicht erweiterbar sein und wenn m glich muss sein Systemverhalten ber Modelle Regeln Prozessmo delle nderbar sein So k nnen Verhaltensweisen ohne weiteren Programmieraufwand konfiguriert bzw ge ndert werden Eine essentielle Basis daf r ist ein Datenmodell das die Erweiterung mit zu k nftigen Funktionen erlaubt In der Abbildung B 15 sind die prinzipiellen Ebenen der Marktplatzarchitektur dargestellt In der Archi tektur wird klar getrennt zwischen der Visualisierungsebene im Sinne eines User Interface UI f r die verschiedenen Akteure die das System nutzen der Funktionsebene Business Logic der Datenebene Database und der Ebene zur Anbindung externer Systeme External Systems F rderprogramm E Energy 106 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse E DeMa Marktplatz f a EA P son Externe System Konnektoren 21507 ssaulsna asegejeg Abbildung B 15 Prinzipielle Ebenen der Mehrschichtarchitektur des Marktplatzes Die Visualisierungsebene hat zur Aufgabe unterschiedliche User Interface Technologien unterschied liche Ger te unterschiedliche Designs unterschiedliche Ausgabeformate Excel PDF XML HTML sowie unterschiedliche Uls entsprechend der
188. S Vergleichsdaten Anzeigegerate Abbildung B 30 Datenpfade im Netzbeobachtungsrechner links Visualisierung rechts Bedienung EDeMa NLS DSO DSO Fahrweise Vergleichsdaten Simulation Netzbeobachtungsrechner Netzbeobachtungsrechner 2 2 4 Simulation der Kommunikationsinfrastruktur Auch die ben tigten Kommunikationsinfrastrukturen wurden im Projektverlauf mittels Simulation und Laboraufbau modelliert Ziel war es hierbei Plattformen zur Validierung und Evaluierung der Kommu nikationskonzepte f r die k nftigen Szenarien u a das Szenario 2020 zu schaffen Zum einen wurde hierf r eine verteilte Simulationsumgebung erstellt die eine gemeinsame Nutzung und Bereitstellung der Simulationsmodelle im gesamten Projektverlauf erm glicht Erg nzende Koexistenzuntersuchun gen und Interoperabilit tstest wurden in den speziellen Labortestaufbauten durchgef hrt und dienten als Eingabe f r die Simulation Prototyp Modellversuch Simulation 233 IKT Infrastrukturen gt Basis Real World Svenario Fokus 2010 Fokus 2012 Fokus 2020 Abbildung B 31 Einordnung der E DeMa Simulation in Bezug auf die Kommunikationsinfrastruktur in den Projektkontext Durch die Bereitstellung der verteilten Simulationsumgebung wie sie im Projekt zur Simulation der Kommunikationsinfrastruktur genutzt wurde hatten alle Projektpartner die M glichkeit die eige
189. SH DATEN EREIGNIS_TYP NACHRICHTEN_TYP PUBLISH EREIGNIS_TYP NACHRICHTEN_TYP SUBSCRIBE DATEN EREIGNIS_TYP NACHRICHTEN_TYP E R E Nachridhtenbus Adapter Nachrichlenbus Er Datensynehronisation Datenbereitstellung Datentransfer 8 i i ZDM Stammdatenbank Datenmanagement Repository Abbildung B 22 Modulare ZDM Architektur basierend auf einem Echtzeit Nachrichtenbus 2 1 9 Elektrisches Verteilnetz Schlie lich hat sich das E DeMa Konsortium die Aufgabe gestellt die im Rahmen einer vertieften Durchdringung der Elektrizit tsnetze und des Elektrizit tsmarktes mit IKT anfallenden Daten und In formationen sowie die zur Verf gung stehende Kommunikationsinfrastruktur auch f r die k nftige in telligente Steuerung der Stromverteilernetze im Sinne eines Smart Grid nutzbar zu machen Ein Netzleitsystem dient in der heutigen technischen Ausstattung der Elektrizit tsverteilernetze dazu die technische Betriebsf hrung zu unterst tzen d h dem Leitwartenpersonal Entscheidungshilfen an die Hand zu geben und so weit wie m glich bei Routinearbeiten zu entlasten Au erdem ist auf St rsi tuationen zu reagieren und steuernd in das Geschehen einzugreifen Dazu m ssen Informationen aus den zu berwachenden Prozessen in Echtzeit vorliegen da insbesondere auf h heren Netzebenen ein Ausfall von Komponenten der weitr umige
190. SS adaptiert die Sprungfolge an die Kanalbedingungen Dies wird durch ein intel 135C M ller M Putzke and C Wietfeld Traffic Engineering Analysis of Smart Grid Services in Cellular Networks in 3rd IEEE International Conference on Smart Grid Communications SmartGridComm 2012 Tainan City Taivvan 2012 136 N Langhammer und R Kays Evaluation of Wireless Smart Metering Technologies in Realistic Indoor Channels in IEEE International Symposium on Wireless Communication Systems ISWCS Aachen November 2011 137 N Langhammer und R Kays Performance Evaluation of Wireless Home Automation Networks in Indoor Scenarios IEEE Transactions on Smart Grid 2012 F rderprogramm E Energy 295 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse ligentes Hopping erm glicht das solange kontinuierlich den Kanal ndert bis ein guter bertragungs kanal gefunden ist Befindet sich das System auf einem guten Kanal wird das Hopping gestoppt F r dieses optimierte Frequenzsprungverfahren werden verschiedene Parameters tze untersucht Hierbei wird gezeigt dass gegen ber dem konventionellen Bluetooth LE die Robustheit deutlich verbessert wird wobei der Energieverbrauch nur moderat erh ht wird 4 3 2 Technologieempfehlung Powerline Communication Die aktuelle PLC Systemauswahl im Inhouse Bereich d h CENELEC A Band PLC im Access Bereich und HomePlug AV 1 0 im Inhouse Bereich stellt grunds tzlich eine M glichkeit
191. System der Deutsche Telekom auf den Markt Auch hier ist eine internationale Vermarktung in Vorbereitung Bei beiden Systemen kommen die Produkte der ProSyst Software zum Einsatz Weitere OSGi basierte Smart Home Systeme wie z B bei Telefonica Telecom Italia TTNET und Belgacom befinden sich in der Entwicklung Bei Bedarf wer den auch nationale Standards mit geringerer Verbreitung wie EEBus oder OGEMA integriert Energiemanagement ist einer der gefragtesten Anwendungen vieler unseren Kunden Da ProSyst selbst keine Endkunden Anwendungen anbietet haben wir w hrend der Projektlaufzeit ein Partner netzwerk aufgebaut mit dem Ziel ein kosystem von Anwendungen bereitzustellen Zu unserem Part nernetzwerk geh ren Unternehmen wie Rockethome Greenpocket Greencom und Alertme Diese k nnen bei der Entwicklung ihrer Anwendungen bereits heute von den im Projekt erzielten Ergebnis sen profitieren Die im Projekt erzielten Ergebnisse sind derzeit von keinem anderen kommerziellen Anbieter erh lt lich Unser Wettbewerb besteht im Wesentlichen aus Open Source Implementierungen denen wir technisch weit berlegen sind Dar ber hinaus gibt es Telekommunikationsanbieter und Home Gate F rderprogramm E Energy 46 Abschlussbericht E DeMa A Management way Hersteller die zum Teil auf Basis von Open Source Implementierungen Eigenentwicklung betrei ben Auch hier haben wir in vielen F llen die Erfahrung gemacht dass sobald eine kommerzielle L sung a
192. Szenario 2020 folgendes Vorgehen gew hlt Es wurde angenommen dass alle Flexibilit ten des Aggregators an den VNB vermarktet seien und entspre chende Vereinbarungen wurden vorkonfiguriert und in den notwendigen Systemen vorgehalten Weitere bzw andere Gro handelsumgebungen wie bspw die EEX oder die Regelenergiem rkte die einen anderen Absatz der Leistungen des Aggregators erlaubt h tten standen annahmegem nicht zur Verf gung bzw wurden nicht modelliert da dieses deutlich ber die M glichkeiten des Projekts hinausgehende Aufwendungen bedeutet h tte bzw gerade im Hinblick auf eine Anbindung an die EEX bereits Standardl sungen vorliegen Praktisches Vorgehen mit Blick auf unterschiedliche Quellen von Flexibilit t Alle KWK Anlagen die dem Aggregator zur Verf gung stehen wurden zu einer Gruppe zusammenge fasst Die Aggregator Anfragen richten sich an die gesamte Gruppe und werden in identischer Form an jede Anlage gesendet Eine Anfrage wird mit parametrierbarer definierter Vorlaufzeit kommuni ziert und enth lt eine Start und eine Endzeit Im Feldversuch sind dabei drei Betriebsarten getestet worden Hexibilititsprognose d h die Anlage antwortet mit einer Zeitreihe der m glichen Leistungs bandbreite Fahrplan Verf gbarkeitsprognose d h rein bin re Aussage hinsichtlich Vorhandenseins von pos bzw neg Leistungsreserven Anforderung ohne R ckmeldung d h der Aggregator agiert auf Bas
193. TU Dortmund Smart Metering Technologien Mehr Oktober C Rehtanz wert durch Standardisierung der Z h 2009 A Worgull und ler und Kommunikationsstrukturen W Horenkamp der letzten Meile TU Dortmund Large Scale Integration of Electric Ve Dezember C Sourkounis und hicles in Decentralized Power Supply 2009 F Einw chter Systems Ruhr Universit t Bochum F rderprogramm E Energy ver ffentlicht in BWK Sonderheft 60 Jahre 2009 International Workshop on Future Internet of Things and Services Embedded Web Ser vices for Pervasive Devices in conjunction with the Future Internet Symposium 2009 Berlin Seiten 1 8 at Automatisierungstechnik 10 2009 Oldenbourg Wissen schaftsverlag Seiten 514 524 Tagungsband VDE ETG Kon gress 2009 Intelligente Netze D sseldorf Tagungsband VDE ETG Kon gress 2009 Intelligente Netze D sseldorf Tagungsband VDE ETG Kon gress 2009 Intelligente Netze D sseldorf Tagungsband VDE ETG Kon gress 2009 Intelligente Netze D sseldorf Conference on the promotion of Distributed Renewable En ergy Sources in the Mediterra nean Region DISTRES 2009 Nicosia Cyprus 324 A System Design Framework for Scala bility Analysis of Geographic Routing Algorithms in Large Scale Mesh Net works Development and Demonstration of Decentralised Power Systems Culmi nating in a Future E Energy Market place Enhancing IEC 62351 to Improve Secu rity for
194. Technisch wissenschaftliche Ergebnisse h tten Lasten zu verlagern Dabei ist die Zustimmung ist bei den Nutzern des Basis Produktes am h chsten Dies weist auf die besondere Bedeutung einer Preisspreizung bei Tarifen mit nur wenigen Stufen hin Angaben in Prozent Skala 1 Zustimmung bis 5 Ablehnung E stimme genau zu u stimme eher zu H teils teils stimme eher nicht zu stimme berhaupt nicht zu Abbildung B 142 Zustimmung der Befragten im Bereich IKT GW1 zu einer Beeinflussung der Lastverla gerung durch Preisdifferenzierungen 222 Zus tzliche konometrische Untersuchungen der Antworten der Teilnehmer ergaben dass je besser die Bewertung der Produktmerkmale durch die Teilnehmer ausf llt umso eher findet eine subjektiv berichtete Lastverlagerung statt Die Produkte erf llen somit grundlegend ihre motivationalen Funk tion hnliche quantitative Analysen bez glich der berichteten Lastverlagerung bei IKT GW 2 Kunden kamen zu dem Ergebnis dass alle Musterprodukte zum gleichen Effekt in Bezug auf die subjektiv berichtete Lastverlagerung f hren Zus tzlich war aber zu ber cksichtigen dass die Teilnehmer im Bereich IKT GW2 grunds tzlich zwei Optionen der Lastverlagerung hatten Sie konnten diese selbstt tig durchf h ren oder an das IKT GW2 bzw die Wei e Ware delegieren Hier zeigte sich das die beiden Aspekte Kontrollbed rfnis und Emotion wesentlich f r den Umfang der berichteten selbst ndigen Tarif Opti mierung war
195. Tee immer h ufig EN selten Abbildung B 139 Verlagerung des Waschens 35 30 2357 20 15 10 a GW1 Nz 358 W sche trocknen iy N z 72 28 27 8 6 4 24 25 0 5 3 9 5 6 j f nie immer h ufig gelegentlich selten Abbildung B 140 Verlagerung des W schetrocknens 35 30 25 20 15 10 0 GV1 N 399 Geschirrsp len iy z x 72 33 3 immer h ufig l li selten nie Abbildung B 141 Verlagerung des Geschirrsp lens Neben den drei T tigkeiten f r die die reportierte Verlagerungsaktivitat der Teilnehmer in den obigen drei Grafiken dargestellt ist vvurde u a auch nach einer etvvaigen Verlagerung der PC Nutzung des Backens und des Fernsehens gefragt Hierbei hat sich iedoch herausgestellt dass mehr als zvvei Drittel der Befragten in beiden Gruppen angaben die entsprechenden T tigkeiten im Rahmend es Feldver suchs nie verlagert zu haben offenbar gibt es in Haushalten nur bestimmte T tigkeitsroutinen die f r eine Lastverlagerung unmittelbar geeignet sind Sodann stellt sich die Frage welche Beweggr nde Anl sse die Teilnehmer im Einzelnen bewogen ha ben bestimmte T tigkeiten zu verlagern Wie die folgende Abbildung zeigt bejahten im Bereich IKT GVV1 40 50 der Befragten ber alle Musterprodukte dass die Preisdifferenzierungen sie dazu bewegt F rderprogramm E Energy Abschlussbericht E DeMa B
196. Verbrauchs etc nicht gelingen 3 4 1 Erkenntnisse in Bezug auf die Produkte im Feldtest Nach den ersten Monaten des Feldtests wurde festgestellt dass viele Feldtestkunden mit den Muster produkten E DeMa Balance und E DeMa Balance Spar keine fiktiven Kosteneinsparungen gegen ber dem Vergleichskunden realisierten Im Gegenteil sie hatten teilweise sehr viel h here virtuelle Kos ten Da sich diese Einzelerfolgsnachweise negativ auf den Gemeinschaftserfolgsnachweis auswirkten analysierte das Konsortium die Musterprodukte intensiv in Bezug auf die tats chlichen Lastg nge der Kunden Das Ergebnis der Analyse ergab dass die Ursache f r die berwiegenden Mehrkosten der E DeMa Kunden gegen ber den Vergleichskunden in der urspr nglichen Definition der Bezugsstunden und Tas der Musterprodukte liegt Im B2C Musterproduktkatalog wurde das Balance Produkt bisher wie folgt beschrieben Das Musterprodukt E DeMa Balance besitzt die nachfolgende Tarifstruktur 0 1 NT Nebentarif Preis x P1 P2 HT Haupttarif Preis x2 P2 P3 HHT2 Hochtarif 2 Preis x3 gt P3 HHTmax Hochtarif max Preis x4 0 00 4 00 8 00 12 00 16 00 20 00 24 00 Der Tarifierung dieses Musterproduktes liegen vier Leistungsb nder zugrunde Die in den Leistungs b ndern entnommene elektrische Arbeit wird aufsteigend h her bepreist NT lt HT lt HHT2 lt HHTmax Die Tarifierung dieses Musterproduktes erfolgt auf Basis der h Werte der entno
197. Visualisierung am Beispiel des Tarifs E DeMa Balance 151 Konzeptalternativen der Anbindung eines Displays an das IKT GVV1 152 Kommunikationsarchitektur und eingesetzte Komponenten f r die Visualisierungsl sung in der Teilmodellregion M lheim 153 Beispiel f r die Anzeige von Tarif und Verbrauchsinformation bei der Visualisierungsl sung in der Modellregion M lheim 154 bersichtsdarstellung der eingesetzten Display Technologie in Krefeld 155 Displaysoftware 1 4 eee ae aa aot 156 Ebenen der Mehrschichtarchitektur des Marktplatzes im Szenario 2012 158 Darstellung der E DeMa Komponenten und ihrer Schnittstellen zum Marktplatzsystem es en as 160 Anbindung der IKT GW2 an den Marktplatz ber den mPower Remote Manager mPRM un nes s aaa ln 167 Umgesetzte Standardprozesse ZDM Komponenten und die notwendigen Schnittstellen in der Modellregion 168 10kV Netzbild der Modellregion M lheim Farbvvechsel entlang der UA SAARN mit den 10kV Abg ngen des 4 5 173 Ausschnittvergr erung des 10 kV Netzbildes der Modellregion M lheim 173 10kV Netzbild des Anschlusses der ONS Wilmendyk78 mit Darstellung der Ergebnisse der Netzbe
198. Vor diesem Hintergrund ist es wichtig zu erkennen dass jede L sung die aus einer E Energy Welt er w chst den Anforderungen der Unbundlingkonformit t Diskriminierungsfreiheit und Transparenz ge n gen muss siehe Abbildung B 4 da bei wesentlichen Fragestellungen Verteilnetzbetreiber als regu lierte mindestens aber marktbeherrschende Unternehmen beteiligt sind Wirtschaftlichkeit Abbildung B 4 Fundamentale Randbedingungen des energiepolitischen Zieldreiecks Zus tzlich ist zu beachten dass projektierte L sungen konomisch tragbar sein m ssen den betroffe nen Kunden bzw Energienutzern die M glichkeit zur freien Lebensgestaltung erhalten und erarbeite ten Wohlstand nicht in Frage stellen 1 2 Der E DeMa Ansatz Im Fokus von E DeMa stehen die heute vor allem passiven Endkunden die zur aktiveren Teilnahme am Marktgeschehen und damit einer Flexibilisierung ihres Lastverhaltens motiviert werden sollen Die L sung des E DeMa Konsortiums besteht daher darin allen Beteiligten des Energiebelieferungsprozesses dieser Kunden eine elektronische Kommunikationsplattform E Energy Marktplatz zur Verf gung zu stellen mit der eine erh hte marktliche Interaktion m glich wird Dabei ist der Marktplatz geeignet als Transformator f r eine ganze Reihe von tradierten Verhaltensweisen zu wirken und so einen 14 vgl hierzu u a die Diskussionen zu einem Energieinformationsnetz F rderprogramm E Energy 66 Abschlussberic
199. WLAN Adapter abgegriffen werden kann Die Anbindung des Displays Mobiles Endger t an den PLC WLAN Konverter erfolgt mithilfe der WLAN bertragungstechnologie um eine ortsungebundene Verwendung des Displays Wohnzimmer K che usw zu erm glichen Zwi schen dem Display und dem Gateway wird zielf hrend das TCP IP Protokoll verwendet Das IKT GW1 agiert hierbei auch als DHCP Server und vereinfacht somit die Netzwerkkonfiguration an der Display Einheit Aufgrund der Verf gbarkeit von Standardkomponenten im Bereich der mobilen Endger te wurde f r das Display eine Android Tablet L sung bevorzugt und f r diese Plattform eine entsprechende Appli kation App entwickelt Diese EnergyDisplayApp basiert weitgehend auf einem an der FH Dortmund entwickelten Treibersystem und realisiert die Kommunikation mit dem IKT GW1 der Abruf der Daten vom IKT Gateway erfolgt mithilfe des SML Protokolls sowie das Graphical User Interface GUI zur Darstellung der Energiebezugsdaten des Haushaltes Abbildung B 40 Diese Visualisierung umfasst fol gende Funktionen a Tachofunktion Darstellung der aktuelle bezogenen elektrischen Leistung der Kunde sieht die Gesamtleistungsaufnahme aller elektrischen Ger te in seinem Haushalt b Aktueller Z hlerstand kWh eines Bezugsz hlers der Sparte Strom c Aktuelle Tarifinformationen f r zeitvariable Tarife wird das aktuelle Preis Zeitintervall f r leis tungsvariable Tarife die aktuelle Verbrauchsstufe darg
200. Wann werden unsere Stromnetze intelli gent Wireless M2M Communication Net April 2011 C Wietfeld TU European Wireless 2011 works for Smart Grid Applications Dortmund EW2011 Wien sterreich Stromkunden als intelligente Einspei 05 April Prof Dr M Las E DeMa E Energy Modellre ser im Verteilnetz 2011 kovvski RVVE gion Hannover Messe Spea kers Corner Hannover Vom Smart Meter zum intelligenten Energiesystem der Zukunft The need to get the customer in 06 April Prof Dr M Las Hannover ZVEI volved Life Needs Povver 2011 kovvski RVVE Vom Smart Meter zum intelligenten 08 April Prof Dr M Las Infotage RVVE IT 2001 Krefeld Energiesystem der Zukunft 2011 kowski RWE E Energy Projekt E DeMa Statusbe 12 April S Kreutz TU Dort ETG Symposium Verteilnetze richt E DeMa 2011 mund von morgen Darmstadt Statusbericht E DeMa 12 14 Ap Prof Dr M Las VDE Symposium Innovative ril 2011 kowski RWE Informations und Kommuni kationstechnologien als R ck grat von Smart Distribution 2011 Darmstadt PHY Modifications of IEEE 802 11 Sys Mai 2011 N Langhammer TU 8th International Workshop tems for Transmission at Very Low Dortmund on Multi Carrier Systems amp SNR Solutions Herrsching F rderprogramm E Energy 335 Abschlussbericht E DeMa Anhang Titel Thema Veranstaltung Systemintegration f r zuk nftige Ener Prof Dr Rehtanz ETG Fachtagung bertragung gienetze Ha
201. Workshop on OMNeT co located with International ICST Conference on Simulation Tools and Tech niques SIMUTools Desen zano Italy 328 Coexistence Analysis of Access and In door Powerline Communication Sys tems for Smart Grid ICT Networks Influence of M2M Communication on the Physical Resource Utilization of LTE A Greedy based Network Planning Al gorithm for Heterogeneous Smart Grid Infra structures Enhanced Frequency Hopping for Reli able Interconnection of Low Power Smart Home Devices Technical and Economic Analysis of Future Smart Grid Applications in the E DeMa Project Gesch ftsmodelle verschiedener Marktakteure f r die Laststeuerung im Haushaltssektor Zuverl ssige Integration intelligenter Laststeuerung und dezentraler Ener gieerzeugung im E Energy Projekt E DeMa Verteilte Architektur f r eine ausglei chende Aggregation von Verbrauch und Erzeugung von Energie in Privat haushalten Abschlussbericht E DeMa Anhang Datum M rz 2012 April 2012 Juni 2012 August 2012 Oktober 2012 November 2012 November 2012 November 2012 C M ller C Lewandowski und C Wietfeld TU Dortmund H Kellerbauer und H Hirsch Universit t Duis burg Essen C Ide B Dusza M Putzke C M ller und C Wietfeld TU Dortmund C M ller und C Wietfeld TU Dortmund N Langhammer und R Kays TU Dortmund H J Belitz S VVinter C M ller N Langhammer
202. a 2012 F rderprogramm E Energy 296 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse wendige Arbeitsschritte n tig Durch die Weiterverarbeitung in der Netzsimulationsumgebung konn ten dann aber f r jeden Netzknoten in der Nieder und Mittelspannungsnetzebene jedwede Mess und Z hlwerte erzeugt werden wie sie mit Blick auf das Szenario 2020 auch verf gbar sein werden Im Szenario 2012 welches dem Stand der Technik des Feldversuches entspricht sind durch die elekt ronische Datenerfassung an einzelnen Netzknoten in der Verteilnetzebene dagegen berhaupt das erste Mal Daten und Informationen verf gbar auf deren Grundlage sich die M glichkeit f r eine wei tere Verarbeitung und Analyse ergibt Die im Feldversuch bzw Szenario 2012 verwendeten IKT GVV1 entsprechen grunds tzlich den Anforderungen eines Messsystems im Sinne von 821d Absatz 1 des EnWG eine in ein Kommunikationsnetz eingebundene Messeinrichtung zur Erfassung elektrischer Energie die den tats chlichen Energieverbrauch und die tats chliche Nutzungszeit widerspiegelt Be z glich der im Folgenden aufgrund der verf gbaren Daten aus dem Feldversuch im Wesentlichen ausgewerteten Teilmodellregion M lheim ist aber festzustellen dass in den eingesetzten IKT GVV1 dar ber hinaus keine der in EnWG 821 Absatz 2 Nummer 7e angedachten erweiterten Funktionen Er fassung zus tzlicher technischer Messwerte implementiert sind insofern wurden i
203. a Marktplatz wurde es den Hotline Mitarbeitern zudem erm glicht sich als Teilnehmer zu maskieren Damit war es m glich auch Fragen zu einzelnen Lastg ngen oder Kosten direkt nachzuvollziehen und zu beantworten Abbildung 95 IKT GW1 Demowand Display und E DeMa Marktplatzzugang in der Teilmodellregion M lheim Neben der Dokumentation eingehender Anrufe wurde auch der komplette Mailverkehr in einem zent ralen Ticketsystem abgebildet In einem Ticket wurde dabei der vollst ndige Kommunikationsprozess zwischen Anfrage und Probleml sung und somit auch der Einbezug technischer Projektpartner doku mentiert Um einen Wissensaustausch bzw VVissenssicherung zwischen der t glich wechselnden Besetzung der Hotline durch die Werksstudenten zu sichern wurden interne FAQs als erweiterte Funktion des Ticket systems eingerichtet die st ndig aktualisiert wurden Diese umfassten h ufige und aktuelle Fragestel lungen und m gliche L sungswege sowie Ansprechpartner BLRSICHI TETEE rau KUNULN Such Ergebnis ardem s 125 von 726 Sete 12305ssx Im L Tickete ATER Al von BETREFF status SFERRE QUELE ses rzer KUNDEER erfoigrelch Edoma IK GV 2 MH y n 1 mz oni am Agent 1 c oma IK GV 7 M m ynunnirzi REN wer ea ar geschlossen awi yaslar s f oma IK GV 2 MH z Em POL PIE EP R ernigreinn gesperrt 2 schlief
204. a a dal ma E E Du 22 Zeitliche Fortschreibung des Rechtsrahmens im Messvvesen 24 E DeMa Architektur aufgeteilt auf die Arbeitspakte 30 Projektstruktur und Interdependenzen zwischen den Arbeitspaketen von E BIEN le E o 31 Lana 33 Installierte regenerative Erzeugungsleistung in Deutschland 63 Installierte Erzeugungsleistung in Deutschland 64 Energiepolitisches Zieldreieck Quelle BMWi 2009 65 Fundamentale Randbedingungen des energiepolitischen Zieldreiecks 66 Potentielle Teilnehmer am E Energy Marktplatz 67 Architektur des lokalen E DeMa Marktplatzes 78 Globale Vernetzung der lokalen Plattformen und Zugang berregional t tiger 80 E Energy Wertsch pfungskette 71 steigern und N senkehn 81 Online Datenbedarf Aktionsfrequenz und Aggregation 83 Fluss der Bewegungsdaten bei 5 2 87 Ablauf des Gesch ftsprozesses Lieferantenwechsel am E DeMa Marktplatz 88 Bilanzierungsfolgen von Systemdienstleist
205. a formulierten Musterprodukte sind geeignet die Anforderungen an variable Tarife zu erf llen und haben wichtige Erkenntnisse in dieser Hinsicht er bracht Schlie lich bildet 14a EnWG einerseits die seitens E DeMa gef hrte Diskussion ber variable Netzentgelte vs direkter Zugriffsrecht zur Steuerung des Verteilnetzes ab und entscheidet diese zu n chst zugunsten von Steuerungszugriffen Hierf r hat E DeMa wiederum geeignete technische L sungen entwickelt und mit dem Aggregator zudem eine neue Marktrolle formuliert die geeignet ist die neu entstehende Dienstleistungsumgebung mit Leben zu f llen 3 Planung und Ablauf des Vorhabens Das bergeordnete Projektziel war die Verkn pfung zwischen den Bereichen Energiehandel Energie technik und Informations und Kommunikationstechnologie IKT und damit die Schaffung von E Energy Eine hnliche Verkn pfung wurde bereits in den verschiedensten Bereichen wie beispielsweise E Commerce E Government oder E Administration erfolgreich umgesetzt Durch das vorliegende Pro jekt wurde ein entscheidender Beitrag f r eine vergleichbare Umsetzung im Energiesektor geleistet und es wurden entsprechende Synergieeffekte freigesetzt Um den Anforderungen die sich aus dem bergeordneten Projektziel ergaben zu gen gen und eine geeignete Verkn pfung der Sektoren der Energieversorgung und der IKT voranzutreiben hat sich ein interdisziplin res Konsortium zum Projekt E DeMa zusammengefunden Dieses ve
206. achdem die Akquise der Teilnehmer und die Installation der entsprechenden Messeinrichtungen und sonstigen Komponenten in beiden Teilmodellregionen Anfang M rz 2012 beendet wurde konnte der eigentliche Feldversuch beginnen Hierzu sind von den erfolgreich technisch erschlossenen und in die E DeMa Infrastruktur integrierten Kunden Daten an die zwischenzeitlich ebenfalls bereitgestellten Z hlerdatenmanagement und sonstigen E DeMa Backend Systeme bermittelt worden Diese kom munizieren mit einer extra f r diesen Zweck eingerichteten Datenbank die die Basis f r die Datenbe reitstellung des Projekts darstellt Diese Datenbank erzeugt t glich einen Datensatz pro Projektpartner Dabei entspricht der den einzelnem Projektpartner bermittelte Datensatz den Datenweitergabe Re gelungen die mit den Teilnehmern am Feldversuch vereinbart waren und den ex ante angeforderten und dokumentierten Daten seitens des einzelnen Projektpartners f r die notwendigen Forschungs und Simulationsvorhaben 3 3 5 Einbau der E DeMa Technologie in den teilnehmenden Haushalten Die Installation und Inbetriebnahme der E DeMa Komponenten umfasst die Einbringung der E DeMa Komponenten bei den Kunden mit Basisausstattung IKT GW1 bzw Automatisierungsl sung IKT GW2 und die Inbetriebnahme durch die Anbindung der Komponenten an die E DeMa IT Systeme Bei Kundenhaushalten mit Basisausstattung beinhaltet dies die Einbringung des intelligenten Messsystems F rderprogramm E E
207. agementsysteme ZDMS sind Middleware die bereits heute eingesetzt werden um aus der Masse an Z hlerdaten neben der Kernfunktion der Z hlwerterfassung Korrektur und Speicherung umfasst das Z hlerdatenmanagement auch Funktionen zur Verwaltung der Z hler selbst und u U der Z hlpunkte nutzbare Informationen f r unterschiedliche Anwendungen in nachgelagerten Systemen aufzubereiten und in standardkonformer Weise bereitzustellen Siehe hierzu auch Kap B 2 3 6 F rderprogramm E Energy 105 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Um alle diese positiven Wirkungen zu entfalten muss der Marktplatz basierend auf den konzeptionel len Vorstellungen und im Austausch mit diesen geeignet gestaltet werden Insofern kommt der grund s tzlichen Architektur des Marktplatzes gro e Bedeutung zu bzw ihre Ausgestaltung stellte eine der zentralen Aufgaben des Konsortiums dar Generelle Anforderungen an die Markplatzarchitektur Auf Basis der formulierten Ziele sowie zur Umsetzung der im E DeMa Konzept angelegten Ideen zur Einbindung Aktivierung heute passiver Endkunden ergeben sich folgende generelle Anforderungen an eine Marktplatzarchitektur Der Marktplatz ist eine so genannte Datendrehscheibe D h er speichert und verarbeitet die Stamm daten und Z hlerdaten Bewegungsdaten der anzuschlie enden Endkunden Er erm glicht dar ber hinaus den Akteuren die mit den Endkunden in Gesch ftsbeziehungen treten wollen das E
208. agen sind in Abbildung B 124 zu finden Im Vergleich zum HO Profil weisen die E DeMa Produkte ein deutlich ver ndertes Profil auf 0 020 Typtag So 0 015 0 010 0 005 0 000 i 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Stunde 0 E DeMa Basis E De Ma Effizienz Abbildung B 124 Vergleich der normierten Lastgange der Balancekunden mit den aktiven Basis und Effizienzkunden und dem H0 Profil f r den Typtag Sonntag Insbesondere f llt auf dass die im HO Profil sehr ausgepr gte Mittagsspitze bei den E DeMa Kunden nicht existiert Der Verbrauch erfolgt eher in den fr hen Morgen und Nachmittagsstunden Durch die teure Tarifzeit HHT1 der Basis und Effizienzprodukte in den Mittagsstunden liegen diese Lastverl ufe noch unterhalb der Last der Balancekunden In den sp teren Abendstunden ab ca 19 Uhr weisen die Produkte E DeMa Basis und E DeMa Effizienz hingegen h here Lastspitzen auf An Sonntagen wurde die Abendspitze bei den Balancekunden nicht verringert sondern nur zeitlich nach vorne geschoben Liegt in einem Netz eine hohe Solareinspeisung in den Mittagsstunden vor stellt die wegfallende Mit tagsspitze ggf netztechnisch ein Problem dar Um dieses Problem f r die Produkte mit dem Ziel der Verbrauchsverlagerung zu vermeiden sei hier auf das Kapitel zur Reaktion auf kurzfristige Preisan passung verwiesen F r das Produkt E DeMa Balance m ssen hier zus tzliche Anrei
209. ages fragen 4 C Rehtanz W Horenkamp und S Ruthe TU Dortmund etz Heft 5 C Rehtanz TU Dortmund Herausforderung Energie 126 Versammlung der Gesell schaft Deutscher Naturfor scher und rzte e V Max Planck Research Library 2011 Energiemarktplatz der Zukunft 2011 M Oltersdorf BVVK 1 2 2011 Siemens AG Simulation of Povverline Communica tions with OMNeT in static Smart Grids Simulation of Powerline Communica tions with OMNeT and INET Frame work Wireless M2M Communication Net works for Smart Grid Applications Die Evolution des Smart Meters zum intelligenten Gateway F rderprogramm E Energy H Kellerbauer und H Hirsch Universit t Duis burg Essen OMNeT Workshop 2011 Si muTools 2011 Barcelona Spanien M rz 2011 M rz 2011 April 2011 H Kellerbauer und H Hirsch Universit t Duis burg Essen IEEE International Symposium on Power Line Communica tions and Its Applications ISPLC 2011 Udine Italien C Wietfeld H Georg S Gr ning C Lewandowski C M ller und J Schmutzler TU Dortmund European Wireless 2011 EW2011 Wien sterreich A Breuer und M Laskowski RWE AG Energiewirtschaftliche Tages fragen 61 Jg 2011 Heft 5 2011 326 PHY Modifications of IEEE 802 11 Sys tems for Transmission at Very Low SNR Abschlussbericht E DeMa Anhang Mai 2011 N Langhammer R Reinhold und R Kays TU Dortmun
210. ainan City Taivvan Verlag VVerner H lsbusch Fachverlag f r Medientechnik und vvirtschaft Boizenburg accepted for publication in IEEE Transactions on Smart Grid 2013 Veranstaltung Bitkom K ln ETP Konferenz Smart Grids D sseldorf VWEW Fachtagung Dezent rale Energiesysteme Energie effizienz durch moderne In formations und Kommunika tionstechnologie Mannheim BDEW Jahrestagung Messwe sen 2008 Leipzig ABB Symposium 7 Schwet zinger Energie Dialog Schwet zingen Kommunalbeirat Niederrhein Schermbeck Symposium Smart Grids Eine Herausforderung f r die Energieversorger und Netz betreiber Ministerium Rhein land Pfalz Mainz 330 Titel Thema Vom Smart Meter ber den eEnergy Marktplatz bis zum Smart Home Se minar Intelligente Z hler wenn Z hlertechnik und Kommunikations technik zusammentreffen Der elektronische Marktplatz Von der regenerativen Erzeugung zum effizien ten Energieverbrauch E DeMa Load Management Down to the End Customer E DeMa Modellregion Ruhrgebiet Smart Metering Strategies for Smart Energy Smart Grids RWE s app roach in smart metering Smart Metering Die Zukunft der intel ligenten Z hler SWK z hlt intelligent Das E Energy Projekt E DeMa Secure ICT Infrastructure for the fu ture power grid at the example of E DeMa project Neues aus dem Projekt E DeMa De zentrale Energiesysteme und IKT f r Ern
211. allation erschwerten oder verhinderten Aufgrund der gew hlten Struktur der Teilnahmevereinbarung trat diese mit der Installation der E DeMa Systeme beim Kunden in Kraft und die E DeMa Messeinrichtung wurde in die Bestands und E DeMa IT Systeme integriert Dar ber hinaus wurden die Basisdaten der 531 Kunden sowie die Aus stattung die diese seitens des Projekts erhalten haben in den E DeMa Marktplatz als Stammdaten eingef gt Zu Beginn der aktiven Feldversuchsphase am 01 M rz 2012 wurden die in den E DeMa Marktplatz eingef gten Kunden durch eine Start E Mail zum erstmaligen Login auf dem E DeMa Marktplatz aufgefordert und so ber den Start der aktiven Feldphase informiert 3 2 3 2 Teilmodellregion Krefeld Die nach dem oben geschilderten Muster durchgef hrten Analysen ergaben ein identifiziertes Poten zial f r die Teilmodellregion Kliedbruch von ca 750 Kunden welche einem hypothetischen netz seitigem Potenzial von 1 000 gegen bersteht Diese 750 potenziellen Projektteilnehmer erhielten ei nen umfangreichen Akquisebrief tu techn sche undmrainr ME dortmund XXXYY Z Z SWK ENERGIE GmbH AA c P ee xa ses t Unsere Tel 4r 0 21 51 93 24 55 en 00CO0 CWERTZ Unsem 2 efena m k de esnean wy Krsfad im Mai 2011 Werden S z Tet enes TOSChLNGSpIUENS gestalleri She ver Erergiamk den Zuk rt Sehr aehrtelr X Liebe Arefalcherin hexer d SIVK be
212. als auch f r aktive Effizienzkunden Obwohl die IKT GW2 Kunden die M glichkeit der automatisierten Zuschaltung der Wei en Ware hat ten verhielten sich die Kunden im Feldtest bei Preisanpassungen heute f r morgen hnlich wie die Effizienzkunden Bei den Kunden berwiegt ein Verhalten entsprechend der einge bten Struktur hin sichtlich der Bereitstellungszeiten Die IKT GW2 Kunden die die g nstigen Tarife bei kurzfristigen Preisanpassung genutzt haben waren hierzu vor allem in der Lage weil sie durch Bereitstellung eines gro en Zeitfensters in den Tagesstun den berhaupt ersteine M glichkeit erzeugten automatisiert auf die tagesaktuellen Preise in den Mit tag und Abendstunden zu reagieren Auch Kunden mit kurzen Bereitstellungszeiten konnten von den g nstigeren Tarifen profitieren aber auch nur wenn die Bereitstellungszeit h ufig zuf llig das g nstige Zeitfenster abdeckte Es wurde deutlich dass die Kunden im Feldtest die Preisanpassung berwiegend nicht bewusst genutzt haben sie ihnen aber zugutekam wenn sie der Automatisierung ein gro es oder passendes Zeitfenster er ffneten Eine Kundenreaktion auf Preissignale konnte in der E DeMa Welt grunds tzlich festgestellt werden d h zumindest ein Teil der Kunden ist h heren Preisen ausgewichen Jedoch ist bei der Interpreta tion dieser Reaktion in Bezug auf die tats chliche Preiselastizit t der Elektrizit tsnachfrage von Pri vatkunden zu beachten dass die Bepreisun
213. als zentrale Informationsdreh scheibe des Projektansatzes Um diese Informationen im Feld berhaupt aufnehmen zu k nnen hat das Konsortium parallel hierzu an der Entwicklung einer IKT Infrastruktur gearbeitet deren Schnitt stelle zum Prosumer also dem Elektrizit tsnutzer der Zukunft die E DeMa IKT Gateways darstellen In Bezug auf deren Sicherheitsfunktionen wurden wichtige Vorarbeiten im Sinne eines Protection Profile geleistet Alle diese berlegungen m nden in eine E DeMa Referenzarchitektur welche nach ber zeugung der Konsortialpartner geeignet ist auch ber die Arbeiten in E DeMa hinaus Wirkung zu zei gen Diese Referenzarchitektur ist eine vielschichtige und standardisierte Schnittstellenspezifikation die das Einbinden weiterer wichtiger Teilsysteme z B das Aggregator System und die Z hlerdatenma nagementsysteme ber unterschiedliche Kommunikationstechnologien gestattet Neben der Ent wicklung einer Referenzarchitektur wurden wichtige Erkenntnisse ber die Eignung von Kommunika tionstechnologien gewonnen die sowohl inhouse Netze betreffen als auch bei den Access Netzen im Hinblick auf eine hohe Durchdringung mit Smart Metern von Bedeutung sind Wesentlicher Aspekt des E DeMa Konzeptes ist die Differenzierung zwischen einer marktgerichteten und einer netzgerichteten Flexibilisierung von Netznutzern wie auch im Eckpunktepapier der BNetzA Smart Grid und Smart Market dargelegt Aus dem integrierten E DeMa Ansatz
214. altung aller physikalischen durch den Netzbetrieb gegebenen Randbedingungen Dazu war es erforderlich die Schnittstellen technologisch wie organisatorisch zu vereinheit lichen und damit Standards und Sicherheitsl sungen f r den Alltagsbetrieb zu entwickeln Die IKT Systeme sollten eine intelligente Vernetzung der einzelnen Systemkomponenten in der Wertsch pfungskette von der Stromerzeugung ber die Verteilung im Netz bis zum Verbrauch in den Smart Homes gew hrleisten Diese Standards wurden innerhalb der Modellregion em pirisch getestet und an sich ver ndernde Rahmenbedingungen angepasst Kopplung von Marktplatz und Technikbetrieb Durch ein intelligentes Gateway zwischen ffentlichen Kommunikationsnetzen und Inhouse Netzen Smart Home konnten die auf die diesseits und jenseits des IKT GVVs anfallenden Daten generiert z B durch Smart Metering zeitnah transportiert und zielgerichtet verteilt werden Die Daten wurden auf dem E Energy Marktplatz eingestellt und den Akteuren unter Einhaltung von Datenschutzrestriktionen zur Verf gung gestellt um den Marktplatzbetrieb so gestalten zu k nnen dass er einem offenen Wettbewerb m glichst nahe kam F rderprogramm E Energy 19 Abschlussbericht E DeMa A Management 2 Voraussetzungen unter denen das Vorhaben durchgef hrt wurde Wesentlich f r die Entstehung und Durchf hrung des Vorhabens waren die Voraussetzungen unter denen es durchgef hrt wurde Aufgrund der sich ndernden energi
215. amilienh usern tierte Konzepte f r den Ener und KMU giemarkt der Zukunft Dort mund F rderprogramm E Energy 333 Titel Thema A communication concept based on web services for e energy controllers and gatevvays in flats Leistungsbewertung hoch skalierbarer IKT Systemarchitekturen ICT Reference Architecture Design based on Requirements for Future En ergy Market places IKT Referenzarchitektur Anforderun gen und Entwurf Vom Smart Meter zum intelligenten Gateway Vom Smart Meter zum intelligenten Energiesystem der Zukunft Anforde rungen an Einkauf und Logistik Status E DeMa 07 08 Ok tober 2010 Vom Smart Meter zum intelligenten Gateway Der alte Endkunde und die neue Z hlertechnologie Die Verbesserung der Energieeffizienz vom Smart Meter zum intelligenten Energie system der Zukunft Das Smart Home im Smart Grid Drahtlostechnologien f r Inhouse Steuerungsaufgaben Moderner Stromhandel f r dezentrale Kleinsteinspeiser in einem intelligen ten Stromnetz der Zukunft Die Verbesserung der Energieeffizienz Vom Smart Meter zum intelligenten Energie system der Zukunft Smart Metering Technische Anforde rungen und L sungen vom Smart Me ter zum intelligenten Energiesystem der Zukunft Vom Smart Meter zum intelligenten 8 Dezember Energiesystem der Zukunft 2010 F rderprogramm E Energy Abschlussbericht E DeMa Anhang Datum Oktober 2010 Oktober 2010 Oktober 2010 Oktober
216. amt beeinflussen wirken sich auf alle brigen Ger te gleicherma en aus Dabei arbeitet die Simulation mit Minutenaufl sung Die Schnittstelle f r die Erzeugung und Parametrierung der zu simulierenden Modellregion erlaubt die Vorgabe einer individuellen Verteilung der Haushaltsgr en wodurch soziodemographische Beson derheiten einer Modellregion dargestellt werden k nnen Die mittlere Lastkurve einer Modellregion deren Haushaltsgr enverteilung der der Bundesrepublik entspricht konvergiert mit steigender An zahl an Haushalten gegen das dynamisierte Lastprofil HO F rderprogramm E Energy 181 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 1600 1700 1200 1000 800 Leistung W 600 200 an Abbildung B 59 Simulierter Lastverlauf eines Einpersonenhaushalts an einem Wochentag in der bergangszeit Die obige Abbildung zeigt den simulierten Lastverlauf eines Ein Personen Haushalts und unterscheidet sich insofern stark von dem angenommenen Lastverhalten einer gr eren Gruppe von Haushalten da eben die Durchmischungseffekte die bei einer solchen Gruppe auftreten hier per Definition unm glich sind So ist der zu erwartende Energieverbrauch zun chst stark aber nicht ausschlie lich von der Frage der Anwesenheit einer Person abh ngig Bei einem Mehrpersonenhaushalt ist davon auszuge hen dass unterschiedliche Mitglieder zu unterschiedlichen Zeiten anwesend sind dies allein gl
217. an IKT Gateway definiert als eigenst ndiges Dokument in Form eines zum internationalen Common Cri teria Standard ISO IEC 15408 konformen Schutzprofils die an das Gateway zu stellenden Sicherheits anforderungen Das Schutzprofil wurde dem Bundesamt f r Sicherheit in der Informationstechnik zur Zertifizierung vorgelegt damit Gateway Hersteller ihre Produkte offiziell evaluieren lassen k nnen Im Schutzprofil sind nur die direkt in den Gateways umzusetzenden funktionalen Sicherheits Anforde rungen explizit spezifiziert Zus tzlich werden Annahmen ber Sicherheitsfunktionen gemacht die au erhalb der Gateway Komponente sichergestellt werden m ssen Die externen Sicherheitsanforde rungen die teilweise in der vorliegenden Sicherheitsbetrachtung aus der Schutzbedarfs und Risiko analyse abgeleitet werden beziehen sich einerseits auf die im Arbeitspaket 3 des Projekts definierten durch den Gateway Betreiber umzusetzenden Prozesse und anderseits auf in der Gateway Systemum gebung wie dem Weiterverkehrsnetz oder in zentralen Steuerungs und Managementsystemen zu realisierende Anforderungen 50 Das insofern seitens E DeMa vorgepr gte Schutzprofil hat die nunmehr beim BSI laufenden Arbeiten zu einem Schutzprofil f r ein Smart Meter Gateway BSI CC PP 0073 und die dazugeh rigen Technischen Richtlinien etc zumindest mit angesto en Vgl zu den Arbeiten des BSI https www bsi bund de DE Themen SmartMeter Schutzprofil_Gateway schutzprofi
218. ann durchaus zu einem Zusatzgesch ft f r den Aggregator 1 Mit diesem Ausgleichsenergiebedarf kann c p auch ein Regelenergiebedarf im Gesamtsystem einhergehen dies muss aber in der Realit t nicht zwingend der Fall sein da das ebenfalls stochastische Gesamtverhalten aller Bilanzkreise hierf r entscheidend ist F rderprogramm E Energy 101 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse werden wenn durch die zus tzliche Einspeisung der Regelenergiebedarf in der Regelzone reduziert wird und der Aggregator hierdurch eine Verg tung erh lt Das Aggregatorprodukt welches der Verteilnetzbetreiber durch die Anforderung von zus tzlichen Ein speisungen kontrahiert dient ausschlie lich der Beeinflussung der Netzleistung und nicht der Beschaf fung von Energiefahrpl nen um z B den Regelenergiebedarf zu senken Aus diesem Gr nden werden die Fahrpl ne der zus tzlichen Einspeisungen auch nicht in den Bilanzkreis des Verteilnetzbetreibers umgebucht sondern verbleiben im Bilanzkreis des Aggregator Sofern der Verteilnetzbetreiber zu die sen Zeitpunkten zus tzlich auch Energie z B zur Bewirtschaftung des Differenzbilanzkreises ben tigt muss er diese unabh ngig von den hier betrachteten Aggregatorgesch ften beschaffen Dies ist jedoch nicht Gegenstand des Modellversuchs Hinzuweisen ist schlie lich darauf dass im Feldversuch der Schwerpunkt auf der Auswertung des End kundenverhaltens im Haushaltsbereich lag Eine v
219. arakteristischen Lastverlauf darstellen Einfluss auf die Benutzungsdauer hat die Helligkeit dessen Charakteristik in Abh ngigkeit der Jahreszeit beschrieben werden kann Zur Orien tierung der Anfangs und Endzeiten dienten hier die D mmerungszeiten der einzelnen Perioden F r das Kochen TV B ro Audio und der Warmwasserbereitung wurden Benutzungsdauern mit einer kon F rderprogramm E Energy 131 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse stanten Leistungsinanspruchnahme je Viertelstunde angenommen F r die Ger te zum Waschen Sp len und Trocknen wurde jeweils ein allgemeiner Lastverlauf Leistung ber der seit Inbetriebnahme vergangenen Zeit angenommen vgl Abbildung B 28 Waschmaschine W schetrockner Geschirrsp ler 7 2 5 215 2001 Z 20 2 20 15 15 515 E 20 310 310 0 5 5 0 5 2 0 5 0 0 0 0 0 0 u u un u Uni un u un un m m ei m T A m ei m T wH m ei x m T 8 38533333 853533333 Abbildung B 28 Allgemeiner Lastverlauf seit dem Programmstart ber alle Programme Die beschriebene Modellierung des Lastgangs der Endkunden repr sentiert in der Simulation das Nor malverhalten der Endkunden ohne Ber cksichtigung von jeglichen Anreizsystemen Zur Simulation der Lastverschiebung in Haushalten wurden die Summenlastg nge entsprechend ver ndert Daf
220. are f r die Berechnungen im Lastmodell verwendet wur den relative Wahrscheinlichkeit TT T T TTTTT 7 7 mi H ART D n T r un n AT D n ui ur un un ur n un uni ur D xos so voefbu xox ox cl vol ci n et m OOc or 00 doe zl maa amm ulu uducu Zeit h Abbildung B 52 Relative Wahrscheinlichkeit f r den Einsatz der Ger te der Wei en Ware f r Haus haltskunden mit E DeMa Basis Bei Betrachtung der Wahrscheinlichkeitsverteilung wird deutlich dass die Verteilung ein dem Produkt entsprechendes ideales Kundenverhalten annimmt Das bedeutet dass alle Kunden den Einsatz der Ger te der Wei en Ware in die Morgen und Abendstunden verlegen und zwischen 07 00 und 21 00 F rderprogramm E Energy 176 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Uhr kein steuerbares Ger t eingeschaltet wird Da der Fokus bei E DeMa bez glich der Lastverschie bung auf der Wei en Ware liegt wurde angenommen dass nur diese Ger te also Waschmaschine W schetrockner und Geschirrsp lmaschine manuell verschoben werden Der Lastverlauf der brigen Ger te blieb in der Simulation durch das Musterprodukt unbeeinflusst Eine manuelle Verschiebung anderer Haushaltslasten ist denkbar und kann grunds tzlich im Rahmen der Simulationsumgebung analysiert werden Der ver nderte Lastgang der Haushalte der Stadt Krefeld durch das Musterprodukt E DeMa Basis
221. arkeit Im Vorgriff auf den Feldversuch mit einer im Vergleich zu einer sp teren Produktivumgebung eher geringen Kundenanzahl hat sich das E DeMa Konsortium zudem bereits in diesem Arbeitsschritt mit der Frage befasst welche ausgew hlten Produktbausteine dazu geeignet sind die Grundlage der Pro dukte im Rahmen des Feldversuchs zu bilden Die in der folgenden Tabelle zu den Produktbausteinen in der rechten Spalte dargestellte Auswahl ber cksichtigte dabei alle wesentlichen Produktmerkmale die im Rahmen des Feldversuchs auf Akzeptanz und Auswirkungen getestet werden sollten Zus tzlich wurde ber cksichtigt dass gleichzeitig m glichst aussagekr ftige Stichproben bez glich der Zahl der Kunden die die jeweiligen Produkte w hlen w rden zustande kommen konnten Zu beachten ist dass im Feldversuch nicht n her betrachtete Produktbausteine insofern nicht als irrelevant f r die weitere Arbeit identifiziert wurden vielmehr k nnen diese im Rahmen einer k nftigen Markteinf hrung eben falls in den dann anzubietenden Produkten verwendet werden wobei sich ggf Modifikationen an allen Produktbausteinen aus den Erfahrungen des Feldversuchs ergeben werden Tabelle B 6 und Tabelle B 7 geben einen berblick ber die definierten B2C Produktbausteine bei E DeMa und ihre Relevanz im Rahmen des Feldversuchs F rderprogramm E Energy 95 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Tabelle B 6 B2C Lieferanten Produktbausteine
222. art Funktion nach Musterprodukten beim Ein satz der Waschmaschinen Teilnehmern die E DeMa Variabel oder E DeMa Flex nutzten tendieren auch dazu den Smart Start einzusetzen f r Komplex Kunden gilt dies jedoch weniger stark F rderprogramm E Energy 290 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Waschmaschine Waschmaschine Flex Waschmaschine Variabel Komplex 6 E immer Bimmer R m h ufig E immer El h ufig 3 u gelegentlich u h ufig u gelegentlich l selten m gelegentlich selten nie selten nic n 30 n 33 T Abbildung B 144 Nutzung des Smart Start f r den Einsatz der Waschmaschine nach Produkten Dieses quantitative Ergebnis deckt sich zudem mit den Ergebnissen der qualitativen Befragung nach der sich Komplex Kunden h ufig nicht an den Tarifzonen orientierten sondern den Strom dann nutz ten wenn die KWK Anlage lief Dies zeigt auch die folgende Kundenstimme Der Smart Start w rde f r uns dann Sinn machen wenn er sich an der Heizung orientiert Also dass es eine Kommunikation zwischen der Wei en Ware und der Heizung gibt nicht dem Marktplatz der bei uns ja eher Priorit t B hat So nach dem Motto ich schmei jetzt meine W sche an da w re es eigentlich ganz gut wenn parallel dazu die n chste Stunde die Heizung l uft Schlie lich sind mithilfe konometrischer Verfahren die Einflussgr en auf die Nutzung des Smart Start analysiert worden wobei sich gezeigt hat dass tro
223. as Projekt hinaus zur Verf gung gestellt Definition der Architektur und Interfaces basierend auf einer detaillierten Anforderungsanalyse Des Weiteren wurden die Anforderungen an die E DeMa Kommunikationsinfrastruktur erarbeitet und in Form einer Anforderungsanalyse definiert bzw aufbereitet Zun chst wurde eine Basis grundlegender Anforderungen definiert deren Erf llung vorausgesetzt wird und die den eigentlichen Funktionsumfang der E DeMa Komponenten darstellen Aufgrund dessen wurden detaillierte Anforderungen an die Kommunikationsinfrastruktur abgeleitet Weiterhin wurden grunds tzliche Anforderungen an die Kommunikationsprotokolle zur Abdeckung der geforderten Funktionen gestellt und grundlegende Sicherheitsfunktionen sowie wirtschaftliche Faktoren zur Rea lisierung der E DeMa Systemarchitektur definiert F r die Auswahl der Kommunikationsarchitektur wurden im weiteren Verlauf Anforderungsfelder er arbeitet Eine Aufteilung dieser Anforderungsfelder ergibt sich in f nf verschiedene Unterkategorien wie folgt Quality of Service QoS Die Anforderungen im Bereich Quality of Service stellen grundle gende Anforderungen an die Realisierung der Interfaces innerhalb der Kommunikationsarchi tektur Aus diesen Anforderungen wurde im weiteren Verlauf des Arbeitspakets 2 die Tabelle quantitative Anforderungskriterien pro Interface abgeleitet deren Inhalt grundlegende Be wertungskriterien zur Auswahl der realisierten Pro
224. ass der Abruf auch einen Vertrag vom Typ Steuerung dezentraler Einspeiser enth lt Der Vertragsabruf greift ggf auf die Rahmenvertr ge zur ck um alle erforderlichen Informa tionen bermitteln zu k nnen Die Interaktionsverwaltung leitet den Vorgang formgerecht an das Aggregator System weiter und archiviert ihn Eingehende Anfragen zur Sollwertvorgabe werden einer formalen und inhaltlichen Eingangs pr fung unterzogen Berechtigung G ltigkeit der mitgesendeten IKT GW Identifizierungen Berechtigung des Aggregators diese IKT GW anzusteuern gelistetes IKT GW hat dezentralen Einspeiser F rderprogramm E Energy 125 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Bei dieser Aufteilung muss auf aktuelle Messwerte aus IKT GW2 z B 1 4h zur ckgegriffen werden k nnen Diese m ssen in Bezug gesetzt werden zur Maximal Minimalleistung des betroffenen Einspeisers um den relativen Arbeitspunkt und die daraus folgende zus tzliche Belastbarkeit zu ermitteln Eine detaillierte Aufstellung welche zus tzlichen Werte bei wel chen dezentralen Einspeisern zur Vornahme der Leistungsaufteilung noch ben tigt werden ist noch zu erstellen Generell sollte die M glichkeit vorgesehen werden jenseits der Wirk und Blindleistungsmesswerte mindestens noch zwei weitere Messungen vom IKT GW2 aus zu bertragen Es wird deutlich dass zur Leistungsaufteilung ein eigenes kleines Leitsystem be n tigt wird das ggf vo
225. asten so wird die Gesamth he der Last k nftig eine aus Systemsicht beeinflussbare endogene Gr e Dies ist bedeutsam f r den sukzessiven bergang hin zu einer Energieversorgung mit einem hohen Anteil an erneuerbaren Energietr gern Daf r sind Ver nderungen der Versorgungsstruktur vorzuneh men da die regenerativen Energietr ger oft nicht bedarfskonform und jederzeit abrufbar zur Verf gung stehen Jedoch findet dieser Ver nderungsprozess vor dem Hintergrund einer Reihe von grund legenden und auf Sicht auch nicht ver nderbaren Paradigmen statt mit denen sich das E DeMa Kon sortium auseinandergesetzt hat Als wichtige Grundannahme ist das Projektkonsortium davon ausge gangen dass der Prozess der Liberalisierung und des Unbundling in der Energiewirtschaft in seinen verschiedenen Dimensionen unumkehrbar ist Insofern sind alle E DeMa L sungen und Konzepte 145 in der Definition des BDEW welche E DeMa f r im Prinzip zutreffend erachtet ist Ein Smart Grid ein Energienetzwerk das das Verbrauchs und Einspeiseverhalten aller Marktteilnehmer die mit ihm verbunden sind integriert Es sichert ein konomisch effizientes nachhaltiges Versorgungssystem mit niedrigen Verlusten und hoher Verf gbarkeit F rderprogramm E Energy 310 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse grunds tzlich wettbewerbskonform angelegt worden d h so konzipiert worden dass sie in einer Um gebung in der sich die Netzbetr
226. ationstest in den Laborumgebungen nicht zu begegnen da es sich als unm glich erweist die tats chlichen Bedingungen real anzutreffender Haushalte in ihrer Gesamtheit in die Laborumgebung zu berf hren Dies bedeutet im Umkehrschluss dass einzelne Haushalte nur mit einem unverh ltnis m ig hohen Zeit und Ressourceneinsatz zuverl ssig an die E DeMa Infrastruktur angeschlossen wer den k nnen Dies gilt wohlgemerkt auch dann wenn wie durch das E DeMa Konsortium vorgesehen und durchgef hrt bereits vergleichsweise umfangreiche Voruntersuchungen in den Haushalten vor genommen worden sind Ein Plug and Play im umgangssprachlichen Sinne existiert nicht Hinzu kommt dass die so aufgebauten und miteinander verbundenen Komponenten naturgem st r anf llig sind was wiederum bedeutet dass die kontinuierliche Bereitstellung von Daten die im Fall des Feldversuchs nur dessen sp terer Auswertung diente im Szenario 2020 aber eine wirtschaftliche Notwendigkeit darstellen w rde ein hohes Ma an System berwachung und Entst rungssupport be n tigt Alternative Technologien Im Bereich der drahtlosen Heimnetzwerke besteht die Herausforderung folglich darin eine robuste und gleichzeitig energieeffiziente Vernetzung aller Komponenten zu realisieren F r diese Art der Ver netzung existieren und konkurrieren in der Praxis verschiedene Steuernetzwerke miteinander Diese werden von unterschiedlichen Industriekonsortien und Allianzen voranget
227. aufe des Jahres 2011 die Daten der Kunden welche an den E DeMa spezifisch zu ert chtigenden Ortsnetzstationen im Stadtteil Kliedbruch wohnen gesichtet so dass si 101 Aus Sicht eines potenziellen Teilnehmers ist die Dauer f r die er sich zu einer Teilnahme verpflichten muss deutlich l nger als der Zeitraum des eigentlichen Feldtests aktive Projektphase da allein Voranalyse und Einbau der E DeMa Technologie angesichts der Zielzahlen ber einen l ngeren Zeitraum vor dem eigentlichen Feldtest erfolgt und auch im Nachgang noch ein R ckbau stattfinden muss passive Projektphase F rderprogramm E Energy 209 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse chergestellt werden konnte dass bei der Erstansprache ausschlie lich SWK Haushaltskunden ausge schlossen waren Gewerbekunden fremdversorgte Kunden Kunden mit Nachtspeicherheizung Kun den mit Allgemeinstromvertr gen z B f r Hausflurbeleuchtung Bestandskunden mit Smart Meter Pro dukten Bestandseinspeiser Wohnungsleerst nde adressiert wurden Begleitung durch Presseaktivit ten Die Aktivierung der E DeMa Teilnehmer wurde in den beiden Teilmodellregionen mit weitgehend iden tischen Inhalten in der Kommunikation aber unterschiedlichen Formen der Marktbearbeitung umge setzt Tabelle B 14 Kommunikationsphasen in den Teilmodellregionen Kommunikationphase Gewinnung Interessenten Verifizierung Interessenten Ert chtigung Marktplatzteil nehmer
228. ave digital filters with mini 17 18 Prof Dr Kunold 27th International Kand Con mized complexity for audio equaliza November FH Dortmund ferencem Budapest Ungarn tion in IP telecommunication applica 2011 budai University 11 2011 tions Smart Grids as Market Place and Inte 29 Novem Prof Dr Rehtanz Power Event at Danish Tech gration Platform for Renewable En ber 2011 TU Dortmund nical Univ DTU Kopenhagen ergy in Germany and Europe Herausforderungen f r die elektrische 02 Dezem Prof Dr Rehtanz Berlin Brandenburgische Aka Energieversorgung der Zukunft ber 2011 TU Dortmund demie der Wissenschaften Berlin Energiemanagement und Technik 18 Januar S Rottl nder SWK Seminarreihe Hochschule Nie 2012 derrhein Krefeld Auf dem VVeg zur Smart City E DeMa 07 09 Feb Prof Dr M Las e VVorld Essen E world energy amp water 2012 ruar 2012 kowski RWE A Modularized and Distributed Simula M rz 2012 C M ller TU Dort 5th International Workshop tion Environment for Scalability Analy mund on OMNeT co located with sis of Smart Grid ICT Infrastructures International ICST Conference on Simulation Tools and Tech niques SIMUTools Desen zano Italy F rderprogramm E Energy 337 Abschlussbericht E DeMa Anhang Titel Thema Datum Veranstaltung Potenziale f r verschiebbare Lasten 22 M rz Prof Dr M Las BMWi Bonn am Beispiel E DeMa Nachfrage und 2012 kowski RWE Angebot
229. bei um ein vollst ndig neues Pro dukt handelt an das sich die Kunden erst gew hnen m ssen Bisher sind im Elektrizit tsmarkt nur zeitabh ngige Tarife verbreitet Das innovative lastabh ngige Musterprodukt E DeMa Balance soll Er kenntnisse dar ber bringen wie Kunden mit einer solchen Produktgestaltung umgehen Zur Ermittlung und Darstellung des jeweiligen Potenzials aus der angestrebten Kundenbeeinflussung durch Tarifwahl und oder Preissignale wird in der Simulation unterstellt dass die gesamte betrachtete Kundengruppe sich einheitlich verh lt d h alle Kunden sich gleichartig und gleichm ig beeinflussen lassen Hieraus ergeben sich dann im Vergleich zur Ausgangssituation die maximalen Abweichungen gegen ber dem unbeeinflussten Zustand In der Realit t wird sich nur ein mit den Mitteln der Simu lation nicht n her quantifizierbarer Anteil der Endkunden wie dargestellt verhalten so dass sich die tats chlichen Auswirkungen zwischen den beiden Extrempositionen keine Beeinflussung bzw maxi male Reaktion einstellen werden Die folgenden Ausf hrungen und Abbildungen beschreiben somit stets das Gesamtpotenzial bei ideal typischem Verhalten aller Endkunden Mithilfe des entwickelten Lastmodells l sst sich der unbeein flusste Lastgang einer Menge von Haushalten wie exemplarisch f r die Haushalte der Stadt Krefeld f r einen Tag in Abbildung B 51 gezeigt wird Es sind sowohl die Lastspitzen in den Morgen Mittags und Abendstund
230. beispielsweise als zus tzliches Demonstrationsobjekt bei Konferenzen genutzt werden Des Weite ren sind alle Komponenten modular aufgebaut und k nnen einfach ausgetauscht werden um so alter native Ans tze einfach zu integrieren F rderprogramm E Energy 200 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Als IKT Gateway wird hier ein Embedded PC eingesetzt da so entsprechende Testsoftware nicht erst portiert werden muss Zudem verf gt diese L sung ber wesentlich mehr Schnittstellen USB RS232 als ein Standard IKT GW1 Diese sind erforderlich da auch alternative Kommunikationstechnologien im Rahmen des n chsten Arbeitsschrittes an das IKT Gateway angebunden werden sollen Prinzipiell lassen sich die Module klassifizieren und in drei Gruppen aufteilen Die erste Gruppe umfasst das IKT Gateway und die Bedienoberfl che mit der Steuer und Testsoftware Die zweite Gruppe repr sentiert die Anbindung der intelligenten Z hler Hier wird je ein Gas und Wasserz hler mittels Wireless M Bus WM Bus an das IKT Gateway angebunden Das Verhalten beider Z hler ist konform zur Open Mete ring Spezifikation Die dritte Gruppe repr sentiert die Haustechnik bzw die intelligenten Haushaltsge r te und zus tzliche Sensoren die zum Beispiel in einem Haushalt vorhanden sind Hier wird exemp larisch ein ZigBee Netzwerk aufgebaut das zwei intelligente Steckdosen und einen multifunktionalen Sensor enth lt Embedded PC User n
231. beits pakets 2 entstanden Die Ausf hrung l sst sich hierbei in mehrere Phasen untergliedern System Model Directory Register SMDR Das System Model Directory stellt das zentrale Bedienelement der verteilten Simulationsum gebung dar Es besteht aus einer grafischen Web Oberfl che GWT Website zur Bedienung des GeNeSiS Frameworks einem datenbankbasierten Repository SMD Storage zur Verwal tung der Simulationsmodelle sowie der Web Service basierten Anbindung der einzelnen Simu lationskomponenten Die Anbindung der Entit ten erm glicht dem Benutzer somit seine ei 8 Eine detaillierte Beschreibung der beiden Komponenten findet sich in Modellierung der Kommunikationsinfrastruktur 2 Projektbericht D2 3 D2 4 Juli 2011 F rderprogramm E Energy 192 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse genen Simulationsszenarien nach Belieben zu konfigurieren Hierzu k nnen verschiedene Mo delle ausgew hlt in vorgegebenen oder zuf llig generierten Szenarien zusammengef hrt und durch die Ausf hrung der Simulation ausgewertet werden Smart Meter House Datenkonzentrator Control Center is ed me M 111 Amos Abbildung B 68 Beispiel f r die Vernetzung der Komponenten Modellierung der Technologien Die Modellierung der einzelnen Technologien f r die Realisierungen der Interfaces der Referenzarchi tektur wurde anhand der spezifizierten Protokollstacks durchgef
232. beschrieben und getestet in gro er St ckzahl zu vertretbaren Kosten verf gbar sein w rden Dies war nicht zuletzt der weiter bestehenden gro en Unsicherheit geschuldet die mit den angesto Benen Reformen des gesetzlichen Messwesens in Deutschland 21b i EnWG BSI Schutzprofil usw einhergeht und in deren Folge die Massenhersteller eine weitgehend abwartende Haltung einnehmen bzw aufgrund der allf lligen Verz gerungen der genannten Prozesse zur Vermeidung wirtschaftlicher Risiken einnehmen m ssen Dar ber hinaus wurde entschieden Mehrfamilienh user aufgrund der im Projekt MHz und der zu diesem Projekt durchgef hrten Begleitforschung gesammelten Erfahrungen insbesondere bez glich der Z hlertechnik bzw der kommunikativen Anbindung von Z hlern im In house Bereich ber gro e Distanzen nicht in die Akquise einzubeziehen da absehbar war dass diese Geb ude nicht mit dem erforderlichen Qualit tsma an die E DeMa Systeme anzubinden sein w rden Hier anders zu entscheiden h tte mit hoher Wahrscheinlichkeit dazu gef hrt dass die realisierte Da tenqualit t f r den E DeMa Feldversuch nicht ausreichend gewesen w re Zusammenfassend ist daher versucht worden ein m glichst gro es Kundenpotenzial erschlie bar zu machen f r die Frage ob Kunden auf bestimmte tarifliche Anreize reagieren spielte deren geografische Verortung nur eine un tergeordnete Rolle ohne Kunden f r das Projekt zu interessieren die durch eine potenzielle Teil
233. bestand also kein monet res Risiko 3 Kernaussage Das Projekt ist nur erfolgreich wenn sich alle Teilnehmer ber den Projektzeitraum beteiligen Der Erfolg kommt dann auch der Gemeinschaft der Teilnehmer bzw ihrem unmittelba ren Umfeld zugute Auf Basis dieser Kernaussagen wurden umfangreiche Informationsmaterialien mit Zuschnitt auf die jeweilige Teilmodellregion erstellt und ein entsprechender Kommunikationsplan entwickelt 98 Bei Ver nderungen an der Installation Z hlerschrank etc mussten zus tzliche Genehmigungen der Immobilieneigent mer eingeholt werden 99 Dieser Ansatz wurde nicht zuletzt deshalb gew hlt um bestimmte Handlungen die dazu geeignet gewesen w ren die individuellen Gewinnchancen zu erh hen nicht zu berincentivieren 100 Um in der gr eren Teilmodellregion M lheim die entsprechend h here Kundenzielzahlen hatte dennoch einen individuellen Anreiz zu schaffen wurde jedem Teilnehmer der Forschungsgruppe 1 in der ein RWE SmartHome Paket zugesagt Die hierdurch entstehenden Kosten hat der Konsortialpartner RWE aus eigenen Mitteln getragen Die Teilnehmer der Forschungsgruppe 2 erhielten ohnehin zwei Miele Ger te F rderprogramm E Energy 208 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Die klare Strukturierung der Zielgruppe Das Konsortium hatte in der Planungsphase des Projektes beabsichtigt ber 1000 Teilnehmer in M l heim Saarn und rund 500 Teilnehmer in Krefeld zu finden
234. bor betrieb Software Updates etc zu testen bevor diese in der Modellregion ausgerollt werden 2 5 1 Implementierungs und Systemintegrationslabor bei Siemens in N rnberg Die Implementierung der IKT GW2 Software sowie das Zusammenwirken mit den externen System komponenten Drittsystemen wurden in einem Testlabor bei Siemens validiert um basierend auf die sem End to End Setup die Systemintegration in den Feldversuch vorzubereiten Im Siemens Testlabor in N rnberg wurde das IKT GW2 mit den E DeMa Back End Systemen wie dem Aggregatorleitsystem dem Marktplatz dem Z hlerdatenmanagement und dem mPRM zusammengeschaltet und die Kom ponentenfunktionalit t sowie die Szenarien im Feld nachgestellt und erfolgreich getestet Ebenso wurde die auf dem wireless Meter Bus Standard aufgebaute Schnittelle zwischen IKT GW2 und AMIS Smart Meter im Testlabor mit unterschiedlichen Siemens AMIS eMeter aufgebaut und getestet Die Kommunikation zwischen IKT GW2 und den E DeMa Back End Systemen erfolgte dabei sowohl ber die klassische Internetverbindung als auch ber BPLC Modems Ein realisiertes Virtual Private Network VPN basierend auf der OPENVPN Implementierung mit verschl sselter End to End Netz werkinfrastruktur zwischen einem AGG LS und dem Prosumer IKT GW2 sowie eine Untersuchung der Skalierbarkeit ergab den identischen funktionellen Aufbau wie dieser im nachfolgendem Feldversuch umgesetzt wurde Die Abbildung B 69 zeigt eine bersicht des Testaufbaus b
235. ch die dezentralere Organisation der Erzeugung eine zentrale Rolle einnehmen m ssen Diese zentrale Rolle werden die Verteilnetzbetreiber aber nicht ausf llen k nnen so sie nicht ber entsprechende Informationsverarbeitungssysteme verf gen die sie in die Lage versetzen relevante Akteure NB Lieferanten Aggregatoren EEG Anlagenbetreiber etc in hoch automatisier ter Weise zeitnah und mit hoher Verl sslichkeit mit den notwendigen Daten und Informationen zu versorgen Aus Sicht von E DeMa k nnte daher eine wesentliche Aufgabe von Plattformen die innerhalb von E Energy als Marktpl tze bezeichnet wurden zun chst und zu allererst darin liegen die Verwaltung einer dezentralen Erzeugungswelt zu verbessern und zunehmend zu automatisieren D h den Verteilnetz betreibern ein Tool an die Hand zu geben das ihre Interaktion mit den Anlagenbetreibern auf allen Ebenen besser strukturiert Einspeiserportal Dies k nnte bspw die Netzanschlussverwaltung betref fen aber auch Fragen der zu verg tenden Energie oder des Einspeisemanagements Zus tzlich k nnte eine solche Plattform wie von E DeMa konzeptionell bereits beschrieben als technische Basis einer marktlichen Verarbeitung heutiger EEG Mengen durch Dritte Aggregatoren dienen und insofern ein Element eines k nftigen DSO as market facilitator Ansatzes sein Eine entsprechende Ausrichtung h tte zudem den Vorteil kurzfristig nicht im Konflikt zu den vorhandenen ZDM bzw CRM Systeme
236. ch erkl ren Schulungen f r die Feldphase Sowohl die Installation der E DeMa Komponenten und deren Integration in die spezifische Infrastruk tur als auch die Betreuung der Kunden beim Einsatz der E DeMa Systeme stellt neue und vielf ltige Anforderungen an Techniker und Monteure F r die E DeMa Systeme wie den E DeMa Marktplatz aber auch die Gateways und deren Software stehen f r die aktive Projektphase feste Ansprechpartner als Experten zur Verf gung Hard und Software Fehlfunktionen m ssen zeitnah entst rt werden k n nen F r die Entst rung von E DeMa Komponenten und Smart Meter Komponenten ist ein hoher Personal einsatz notwendig Aufgrund der Vielzahl von m glichen St rungen vor allem in der Kommunikati onsinfrastruktur muss ein hohes Grundwissen ber die eingesetzten Komponenten und Kommunika tionsmittel vorhanden sein 3 3 4 Systemintegration der Backend Systeme initiale Parametrierung und Datenbereit stellung Die Integration der Backend Systeme der E DeMa Systemarchitektur in die Bestandslandschaft der RWE Systeme war eine wesentliche Herausforderung bei Vorbereitung und Betrieb des Feldversuchs H chste Anforderungen an die Systemintegration ergeben sich aus den Perspektiven Datensicherheit Datenschutz nteroperabilitat Um einen unterbrechungs und verz gerungsfreien Betrieb der Bestandssysteme im Rechenzentrum des Verteilnetzbetreibers zu gew hrleisten wurden die E DeMa Backend Systeme in die DMZ
237. ch tats chlich bereitgestellt und wie geplant eingesetzt werden k nnen Ansonsten werden in einem zweiten Schritt weitere Ge r te vom Aggregator zur Zuschaltung angefordert deren Einsatzbereitschaft sich ebenfalls aus der stochastischen Simulation ergibt Das tats chliche Zuschalten des Aggregators wird in einem Schalt protokoll bei den Endkunden festgehalten und geht in das Abrechnungsmodell des Aggregators ein Die Verg tung ergibt sich aufgrund der Informationen des Schaltprotokolls bei den Endkunden dem sowohl der Beginn und das Ende der Bereitschaftsmeldung sp teste Programmendzeit als auch die konkrete Schaltung des Aggregators hervorgehen F r die Abrechnung der Verg tung der eingespeisten Energie und der Verg tung f r die Bereitstellung der Einspeiseleistungsflexibilit t mit dem Endkunden werden die modellierten Einspeiseg nge der HKVVK Anlagen verwendet 2 2 2 Simulation des Netznutzer Zur Integration in die Simulationsumgebung an der Universit t Duisburg Essen wurden Modelle der Netznutzer Verbraucher und Einspeiser konzipiert die eine Nachbildung von Preisanreizen innerhalb der Netzsimulation als Erg nzung zu dem dort entwickelten Netzmodell erlauben Gegenstand der Be trachtung sind Prosumer aus dem Haushaltsbereich deren Last resp Einspeiseverhalten im Verteil netz topologiescharf unter Ber cksichtigung des soziodemographischen Kontextes nachgebildet wird So findet sich auf der Verbraucherseite ein Haushaltsmo
238. che Absicherung Daneben mussten Fragen der technischen Ausstattung final gekl rt werden Der Feldtest konnte daraufhin p nktlich am 01 03 2012 gestartet werden Wie seitens des E DeMa Konsortiums geplant dauerte der Feldtest der u a durch eine eigens hierf r aufgebaute Kundenhotline unterst tzt wurde neun Monate In dieser Zeit wurden t glich 1 4 st ndige Messdaten erhoben und an die E DeMa Backend Systeme bermittelt sowie eine breitangelegte Befragung der Teilnehmer zu Fragen der Kundenakzeptanz durchgef hrt In diesem Berichtskapitel werden zun chst die Vorarbeiten zum Feldversuch sowie dessen Durchf hrung geschildert Sodann werden erste wichtige Ergebnisse aus der Durchf hrung des Feldversuchs abgeleitet F rderprogramm E Energy 203 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 3 1 Auswahl der Teilmodellregionen Die Stadt M lheim wurde f r das E DeMa Projekt ausgew hlt um den strukturellen Anforderungen die sich das Projekt aufgrund theoretischer Vor berlegungen gestellt hatte und die sich bereits in der Vorhabensbeschreibung finden zu gen gen M lheim Saarn ist insofern besonders geeignet als sich hier sowohl eher st dtische Siedlungs und damit Netzstrukturen finden als auch solche die bereits einen eher l ndlichen oder jedenfalls bergangscharakter haben Die Stadt M lheim insgesamt wurde durch das RWE Projekt M lheim z hlt dessen Ergebnisse in die Planungen des Projekts E DeMa ei
239. chen Mess und Speichereinrichtungen ist in Abbildung B 23 sym bolisch durch eine Prozess Komponente P Q U Messung und Ringpuffer dargestellt Die Realisierung dieser Komponente ist gedanklich innerhalb des System IKT GW verschiebbar d h sofern die Erzeu gungsanlagen P Q und U Messwerte zur Verf gung stellen kann der Ringpuffer auch im IKT Gateway abgebildet werden Dies verringert den apparativen Aufwand F rderprogramm E Energy 124 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse VNB System Vertrags Abruf Maske Aktuell g ltige 2 Vertragsabrufs Vertr ge Dokumentation Aggregator System as IK I GW angeschlossene Mess oder Z hleinrichtungen 9 10 Abbildung B 23 AWF Steuerung dezentraler Einspeiser Informationsfl sse IKT GW 2 Dez Erzeugung 1 z B Mini BHKW Dez Erzeugung n z B PV Zum besseren Verst ndnis seien f r diesen AWF die Informationsfl sse im Detail erkl rt Interessant sind dabei in erster Linie die durch die neuen Komponenten zus tzlich verf gbaren Ergebnisse der Schritte 1 11 Im Feldversuch erfolgt die Vertragsauswahl nach einem vordefinierten Testfahrplan Im Sze nario 2020 schl gt hingegen der E DeMa Lastfluss optimierte Vertragskombinationen zum Ab ruf vor Der Netzbetriebsf hrer w hlt daraus aus Es sei hier angenommen d
240. chen diesem Teilnehmer und seinem frei gew hlten Messstellenbetreiber einzugreifen Die Einhaltung der ent sprechenden Restriktionen wurde die f r die Begleitung des Feldversuchs eingerichtete Hotline im Rahmen des Interessenbekundungsprozesses abgefragt Nicht alle Haushalte die urspr nglich ihr In teresse bekundet hatten konnten den oben dargestellten Restriktionen gen gen zudem war in eini gen wenigen F llen das Interesse an einer Teilnahme bereits zu diesem fr hen Zeitpunkt erloschen Insgesamt konnte das E DeMa Projekt aber 925 sog Opt Ins Interessensbekundungen der Kunden zur F rderprogramm E Energy 215 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Teilnahme mit eingehaltenen Restriktionen erzielen Mit diesen Kunden wurde ein Erstbesuch zur Kl rung der Teilnahmevereinbarung sowie zur Durchf hrung eines Technikchecks vor Ort vereinbart Zur Durchf hrung dieses Technikchecks wurden die Mitarbeiter der Kundengewinnung entsprechend ge schult um durch einige einfache Kontrollen und Messungen eine Eignung einzelner Haushalte f r eine Teilnahme an der Teilmodellregion festzustellen Hierbei fanden wiederum Erkenntnisse Verwendung die im Rahmen des Projekts MHz gewonnen worden waren Ziel war es hier bereits zu einem fr hen Zeitpunkt potenzielle technische Probleme f r die zum Zeitpunkt der Installation noch keine oder nur sehr teure L sungen verf gbar waren in einzelnen Installationen zu identifizier
241. chm iger ber den Tag Die Abendlastspitze kann mithilfe des Produktes E DeMa Effizienz vermindert werden 140 120 100 80 60 Leistung MW 40 20 nuususnuwennnnnunnnnnunuu S NSERERKESEH N FR ER 6 A Co O XO i x k N NN N Zeit hl Abbildung B 55 Lastgang mehrerer Haushalte unter Ber cksichtigung der Lastverschiebung durch E DeMa Effizienz Das IKT GW 2 steuert die Wei e Ware tarifoptimiert sofern die Smart Start Funktion genutzt wird Das bedeutet dass die Maschine durch das Gateway zu dem Zeitpunkt eingeschaltet wird zu dem der F rderprogramm E Energy 178 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse g nstigste Tarif besteht Zur Vermeidung von Lastspr ngen an den Tarifzonengrenzen werden die Ge r te mithilfe des IKT GW2 nicht zum selben Zeitpunkt eingeschaltet sondern ber den gesamten Be reich des g nstigsten Tarifs zeitversetzt mit Hilfe von Zufallsvariablen eingesetzt Dabei bezieht sich die Zufallsvariable immer auf ein entsprechendes IKT GW2 Die entsprechenden Wahrscheinlichkeiten f r den Einsatz der Ger te der Wei en Ware sind in Abbildung B 56 dargestellt ST NT HT HHT1 HT HHT2 HT NT relative Wahrscheinlichkeit TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT TTT TTTTTTTTTTT TTTTTTTTTTT TTTTTTTTTTTTTTT A A A A r n NA un u un un un n n n un un un un un 4 x
242. chnisch wissenschaftliche Ergebnisse Wesentliche Anforderungen die durch dieses Gateway Konzept erf llt werden sollen sind VVeitestgehender Investitionsschutz durch technische Entkopplung der Messtechnik von der schnelllebigen Weitverkehrskommunikation bei gleichzeitiger Einhaltung eichrechtlicher Vor gaben im Umgang mit abrechnungsrelevanten Messwerten e Integration aller Sparten Strom Gas Wasser und ggf W rme Bereitstellung der Informations Infrastruktur f r k nftige Dienste Direkter Zugriff durch Privatkunden auf die Messwerte mittels standardisierter Technik PC Inhouse Display etc Wesentlicher Treiber f r eine Erweiterung der Messsysteme gegen ber dem MUC Konzept waren im E DeMa Konsortium die Anforderungen bzgl der Stromprodukte f r Haushaltskunden die ber heute am Markt bereits angebotene Produkte hinausgehen und daher einerseits eine flexible Anpassung der Z hlwerterfassung z B hinsichtlich Abtastrate Ausleseh ufigkeit an diese Produkte erm glichen an dererseits jedoch dem Haushaltskunden eine wahlfreie Visualisierung seiner aktuellen Verbrauchsda ten sowie der von ihm gew hlten Tarife siehe Kap 2 1 1 erlaubt PC Remote controlled 1 inhouse Display i Circuits full limited SML vvireless MBus optional GPRS PLC IKT Gateway betreiber remote optionale Funktion im Feldversuch nicht realisiert Abbildung B 17 Architektur de
243. d ver ffentlicht in 8th International Workshop on Multi Carrier Systems amp Solutions Herrsching Deutschland Systemintegration f r zuk nftige Ener gienetze Handlungsbedarf und Roadmap Evaluation of operating modes of mi cro cogeneration units and a modifica tion of the load profile Transparency in the Distribution Sys tem A System Concept of an Energy Infor mation System in Flats Using Wireless Technologies and Smart Metering De vices Performance Analysis of Radio Propa gation Models for Smart Grid Applica tions Kommunikationstechnologien zur netzlastabh ngigen Steuerung schalt barer Lasten und Erzeuger im Modell versuch 2012 und im Smart Grid 2020 Evaluation of Wireless Smart Metering Technologies in Realistic Indoor Chan nels Mai 2011 C Rehtanz TU Dortmund Mai 2011 J Teuwsen L Spitalny J M A Myrzik und C Rehtanz TU Dortmund September 2011 G Krost T Holtschneider Universit t Duis burg Essen A Ebert K M Graf Siemens AG T Quante RVVE C Sourkounis und F Einw chter Ruhr Universit t Bochum September 2011 l Kunold M Kuller et al FH Dortmund Oktober 2011 C M ller H Georg M Putzke und C VVietfeld TU Dortmund November 2011 M Kuller K Henneb hle und Kunold FH Dortmund C M ller und C VVietfeld TU Dortmund November 2011 N Langhammer und R Kays TU Dortmund F rderprogram
244. d RWE Deutschland AG Siemens AG Siemens AG RWE Deutschland AG RWE Deutschland AG RWE Deutschland AG SWK Stadtwerke Krefeld AG ProSyst Software GmbH Technische Universit t Dortmund Miele amp Cie KG Universit t Duisburg Essen Technische Universit t Dortmund Universit t Duisburg Essen Fachhoschule Dortmund RWE Deutschland AG Siemens AG RWE Deutschland AG ProSyst RWE Deutschland AG SWK Stadtwerke Krefeld AG Deloitte amp Touche GmbH RWE Deutschland AG Technische Universit t Dortmund Impressum Herausgeber Dr Oliver Franz RWE Deutschland AG Kruppstr 5 45128 Essen Dieter K nig Technische Universit t Dortmund Emil Figge Str 70 44227 Dortmund Alle Rechte auch die des Nachdrucks der fotomechanischen Wiedergabe und der bersetzung vorbehalten Alle Informationen werden nach bestem Gewis sen jedoch ohne die Gew hr f r die Richtigkeit gegeben Copyright F rderprogramm E Energy Unter Mitwirkung von Thomas Aundrup Winfried Bappert Wilhelm Becker Dr Kolja Eger Frederik Einw chter Hans J rgen Hammelmann Rolf Dieter Kasper Prof Dr R diger Kays Andreas Kleinert Hans Werner Kneittinger Prof Dr Ingo Kunold Nils Langhammer Dr Franz Werner Linden Bert Plonus Thomas Quante Prof Dr Christian Rehtanz Ewald Riedel Wolfgang Schley Jens Schmutzler Prof Dr Constantinos Sourkounis Roman Strele Dr J rgen Tusch Prof Dr Christian Wietfeld Abschlussbericht E
245. d zu Beginn des Feldversuchs die Kunden ber 70 der Wei e Ware Eins tze selber starteten nutzten sie im Laufe des Feldversuchs immer h ufiger die Automatisierungsfunktion durch das IKT GVV2 Im November berlie en die Kunden sogar ber 35 der Nutzungen der Automatisierung durch das IKT GW2 Dem Aggregator wurden die Wei e Ware Ger te nicht so h ufig bereitgestellt wie die tarifoptimierte Steuerung durch das IKT GW2 Nach einem verhaltenen Start im April der jedoch auch gepr gt durch anf ngliche technische Schwierigkeiten war stieg der Anteil der Bereitstellungen an al len Nutzungen kontinuierlich bis zum Juli mit 20 an Ab August nahm das Interesse offensichtlich wieder etwas ab und pendelte sich um 10 ein Da die Kunden zum einen mit der Kombination Waschmaschine und Geschirrsp ler und zum anderen mit der Kombination Waschmaschine und W schetrockner ausgestattet wurden ist von Interesse welches Wei e Ware Ger t am ehesten f r die tarifoptimierte Steuerung durch das IKT GW2 genutzt und welches dem Aggregator bereitgestellt wurde Abbildung B 126 Abbildung B 127 Dabei ist zu beachten dass es sich um 107 Waschmaschinen 86 W schetrockner und 21 Geschirrsp ler handelt F rderprogramm E Energy 273 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 300 250 200 150 100 50 Start der WW durch das IKT GW2 El VVaschmaschine W schetrockner Geschirrsp ler Abbildung B 126
246. da in den kommenden Jahren da mit zu rechnen ist dass die entsprechenden Technologien weiterhin Verwendung finden Aus den zuvor beschriebenen Nutzungsf llen ergeben sich quasi automatisch bestimmte Anforde rungen an die Informations und Kommunikationsinfrastruktur da zu einer erfolgreichen Durchf h rung bestimmter Aktivit ten Daten in einem gewissen Umfang ben tigt werden Es ist daher offen sichtlich dass in einer E DeMa Welt gerade auch im Hinblick auf die aktivere Rolle der heutigen Kun den mehr Daten in h herer Frequenz ben tigt werden als dies heute z B im Rahmen der syntheti schen SLP der Fall ist Zur besseren Unterscheidung der sich ergebenden Bedarfe in Bezug auf das Datenvolumen und damit die Informations und Kommunikationsinfrastruktur gilt es zun chst bestimmte Verwendungen bzw T tigkeiten im Zusammenhang mit den aufzubringenden Daten zu unterscheiden 1 Messen Unter Messen wird hier das Erzeugen von Messwerten in einer bestimmten Frequenz verstanden Die Messung kann dabei bez glich der Arbeit sowie der Leistung erfolgen muss dies aber nicht zwingend Die zeitpunktbezogene Messung erfolgt insofern technisch betrachtet durch 7 Allen EDIFACT Nachrichten liegt die 1509735 zugrunde in der die einzelnen Syntaxeinheiten detailliert beschrieben sind Weiterf hrende Informationen http www unece org cefact oder http www edi energy de 28 GPKE Gesch ftsprozesse zur Kundenbelieferung mit Elektrizit
247. dar bedarf aber im Hinblick auf zuk nftige Anwendungen zus tzlicher Optimierungen Die Ressourcen des schmalbandigen PLC Systems sind nicht ausreichend dimensioniert um schon ber den Smart Metering Zweig Energiema nagement Funktionalit ten betreiben zu k nnen Alternativ zu dem verwendeten BPLC System f r die Kommunikation zwischen Gateway und wei er Ware sind f r k nftige Szenarien Ressourcen opti mierte Technologien insbesondere im Hinblick auf den aktuellen Leistungsverbrauch denkbar Eine gute L sung im Szenario 2020 sowohl f r den Access als auch den Inhouse Bereich bieten schnelle Schmalband PLC Varianten z B G3 oder PRIME die hinreichend entst rt sind um BPLC LAN Anwendungen des Endverbrauchers nicht zu st ren55 Das Access und Inhouse System sollte entwe der vollst ndig kompatibel oder durch Verwendung eines Inter System Protocol die Koexistenz ver schiedener Systeme erm glichen Damit w ren auch die PLC Netze von Endverbraucher und Verteilnetzbetreiber ber den Frequenzbe reich vollst ndig disjunkt Der Kompromiss hierf r ist eine Einschr nkung der Datenrate f r die Kom munikation im Smart Grid solange dies allerdings nur auf Services setzt die ausschlie lich kleine Bandbreitenanforderungen haben ist dies kein Problem Eine alternative L sung ist ein gemeinsames Informationsnetz f r Mehrwertdienste wie es von der ITU G hn Working Group angedacht ist Alle Informationsfl sse Smart Grid Interne
248. das E DeMa Konsortium davon aus dass der VNB i d R keinen Zugang zur B2C Ebene haben w rde da die Kunden die Netznutzung mit dem Lieferanten vereinbaren und auf diese Weise der Lieferant Nachfrager der Netzdienstleistung ist sodass auch in Zukunft f r einen gro en Teil der Kunden kein direkter Kontakt mit dem VNB bestehen wird Allerdings ist festzustellen dass mit der Energiewende und der zunehmenden Durchdringung der Verteilnetze mit dezentralen Erzeugungsanlagen und neuartigen Lasten zusammenfassend auch dezentrale Energieressourcen DER genannt eine Zunahme der direkten Kontakte der Netznutzer mit den VNB einhergeht Dies gilt auch und gerade f r das Netzzugangsmanagement f r Anschl sse von EEG und KWK Anlagen schalt baren Lasten usw sowie die mit diesen einhergehenden sonstigen Abwicklungsfragen Es erscheint daher vern nftig auch einen direkten Kontakt zwischen dem VNB und bestimmten Netznutzern in den zuvor geschilderten Fragen ber den Marktplatz vorzusehen gestrichelter Pfeil in Abbildung B 6 21 Entsprechende Funktionalit ten sind jedoch nicht Teil der Lasten und Pflichtenhefte geworden und sind daher heute nicht im E DeMa Marktplatzsystem integriert F rderprogramm E Energy 77 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Abbildung B 6 Architektur des lokalen E DeMa Marktplatzes Um nun die Prozessunterst tzung durch den Marktplatz zumindest f r einige Akteure auf einen gr
249. daten und deren Be reitstellung f r den Marktplatz sowie der intelligenten Steuerung von Endger ten und Einspeisern Die wesentlichen wissenschaftlich technischen Arbeitsziele des Vorhabens lie en sich in den folgenden drei Themenfeldern zusammenfassen E Energy Marktplatz Erm glichung einer optimal passenden Energiebeschaffung unter Ber cksichtigung der Erh hung der Transparenz und des Komforts f r die Kunden und dar ber hinaus Setzen von Anreize f r energieeffizientes Verhalten Folgende Punkte waren hierbei zu beachten o Gew hrleistung des Datenschutzes o Anpassung bestehender Technologien Komponenten Standards und Plattformen aus dem IKT Bereich an die speziellen Bed rfnisse der Elektrizit tswirtschaft o Verarbeitung der auf dem Marktplatz eingestellten Daten in f r die Kunden bedarf sprofilgerechte Angebote 2 In der Definition des BDEW welche E DeMa f r im Prinzip zutreffend erachtet ist Ein Smart Grid ein Energienetzwerk das das Verbrauchs und Einspeiseverhalten aller Marktteilnehmer die mit ihm verbunden sind integriert Es sichert ein konomisch effizientes nachhaltiges Versorgungssystem mit niedrigen Verlusten und hoher Verf gbarkeit F rderprogramm E Energy 17 Abschlussbericht E DeMa A Management Technikbetrieb und wartung Erreichung und dauerhafte Gew hrleistung einer Integration der Einzelsysteme durch den ite rativen Optimierungsprozess zwischen Simulation und Modellregion sowi
250. dauerhafte Einsparung anzustre ben Der Kunde erkl rt mit seiner entsprechenden Produktwahl dass er beabsichtigt seinen anteiligen Jahresverbrauch w hrend des Zeitraums des Feldversuchs mit mindestens 7 zu unterschreiten und erh lt daf r einen Rabatt auf den reinen Arbeitspreis Kalkulationsbasis ist der Stromverbrauch der Vorjahresperiode des Kunden Sofern das vereinbarte Minderverbrauchsziel am Ende des Zeitraums der Modellregion erreicht wird erh lt der Kunde 7 Rabatt auf den reinen Arbeitspreis der laufenden Abrechnung Bei einer Nichteinhaltung der vereinbarten Einsparziele wird ein Zuschlag auf den reinen Arbeitspreis in H he von 5 f llig sofern der Vorjahresverbrauch nicht berschritten wird Bei ber schreitung des Vorjahresverbrauchs wird ein Zuschlag auf den reinen Arbeitspreis in H he von 10 berechnet 2 3 1 2 Musterprodukte f r IKT GW2 Kunden Alle Kunden die im Bereich IKT GW2 am E DeMa Projekt teilnehmen werden grunds tzlich mit intel ligenter Wei er Ware ausgestattet Smart Start f hige Waschmaschine sowie entweder Trockner oder Geschirrsp ler Die deutlich kosten intensivere Ausstattung der IKT GW2 Teilnehmer bedingt dass von einer festen zahlenm ig begrenzten Kundengruppe ausgegangen werden musste Aufgrund der insofern erwarteten in Relation zu IKT GW1 deutlich geringeren Gesamtzahl wurde eine feste Zuord nung der Teilnehmer auf bestimmte IKT GW2 Musterprodukte angestrebt und umgesetzt um jeweils ei
251. de an der Fachhochschule Dortmund ein Entwicklungslabor aufgebaut dass die Wechselwirkung des IKT GW2 mit der Haushaltstechnik im Fokus hatte Dieses Labor hat die physische Ausstattung der Teilnehmer in den Modellregionen im Fokus und beinhaltet jeweils den kompletten Setup eines Teil nehmers mit einer IKT GW1 bzw IKT GW2 Ausstattung sowie allen Ger ten der steuerbaren Wei en Ware Die Testaufbauten fokussierten hierbei die f r die Teilmodellregion M lheim vorgesehenen Aus stattungsvarianten da das Zusammenspiel zwischen IKT GW2 und AMIS Z hlern bereits bei Siemens in N rnberg getestet werden konnte Sowohl in der Entwicklungsphase als auch w hrend des Betrie bes der Modellregion wurden in diesem Umfeld die E DeMa Inhouse Systemkomponenten mit einer Anbindung an die Backend Systeme ber entsprechende End to End Tests validiert In diesem Umfeld wurden auch die entwickelten Use Cases zu den steuerbaren Lasten Pflichtenheft IKT GVV2 erprobt Diese umfassen die effiziente angebotsorientierte Steuerung und berwachung von Ger ten die sich im Bestand des Prosumers befinden Ziel ist die indirekte Steuerung der Be standsger te ber die Einbindung zus tzlicher Sensoren Aktoren mit Hilfe standardisierter Protokolle 1pflichtenheft Prototypische Realisierung des IKT Gateway 2 E DeMa Konsortium D4 1 Mai 2010 F rderprogramm E Energy 197 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse wie z B ZigBee Die h
252. de zwischen dem Vorhaben f r den Feldversuch Abbildung B 25 und dem Szenario f r 2020 7 Aggregator und VNB System Marktplatz System Lieferanten Systeme Vertrags Verwaltung Stellt ben tigte und bereits kontrahierte Vertr ge dar T Aktuelles PER An Angebot auf Vertr ge im Aktuell g ltige Vertr ge dem Markt B2B Angebot B2B Vertr ge igt Aktuell g ltige Nachfrage Abbildung B 25 AWF Beeinflussungssteuerung durch den VNB Informationsfl sse f r den Feldver such F rderprogramm E Energy 127 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Mindestens folgendes Szenario sollte hingegen 2020 m glich sein Die automatische Vertragszuord nung informiert die potentiellen Gesch ftspartner vom Vorliegen passender Gegenpositionen VNB System Marktplatz System Lieferanten Systeme Vertrags Verwaltung Stellt ben tigte und bereits kontrahierte Vertr ge dar F Aktuelles Offene Angebote Offene Angebote Angebot auf und Nachfragen und Nachfragen Geschlossene Nachfrage dem Markt Standard Produkte Sonderprodukte Vertr ge Aktuell g ltige Abbildung B 26 AWF Beeinflussungssteuerung durch den VNB Informationsfl sse 2020 Wesentliches Ergebnis der Ausarbeitung der AWF ist eine umfangreiche Schnittstellenbeschreibung auf die hier nur verwiesen werden 501 Bet
253. dell mit Ger tedifferenzierung in dem Wei e Ware getrennt parametriert werden kann Auf der Seite der dezentralen Einspeiser finden sich Modelle f r uKWK Anlagen Photovoltaik Anlagen und VVindenergiekonverter Preisanreize des Marktes wirken sowohl direkt auf uKWK Anlagen und Wei e Ware als auch zus tzlich indirekt ber das Verbraucher verhalten auf den Haushaltsverbrauch Die beiden letztgenannten Modelle Photovoltaik und Wind energie erhalten zwar keine Preisanreize des Marktes repr sentieren aber die kologische Seite des energiewirtschaftlichen Dreiecks in Form von umweltvertr glicher dezentraler Leistungsbereitstel lung die mittlerweile eine h ufige Randbedingung im Verteilnetz darstellt Alle Einspeiser weisen eine Abh ngigkeit von Wetterbedingungen auf Die Einspeisung von uKWK Anlagen h ngt ber den Heiz w rmebedarf von saisonalen Schwankungen der Umgebungstemperatur ab Die Leistungsbereitstel lung von Photovoltaikanlagen h ngt vom Sonnenstand relativ zur Anlage sowie der Bew lkung und wegen der oft vorliegenden Inhomogenit t der Bew lkung auch vom jeweiligen Standort der Anlage ab Das Energieangebot der Windenergie ist schlie lich von der Windgeschwindigkeit abh ngig F rderprogramm E Energy 134 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse x Prosumer PLLLITTT VS 1 Verbraucher 1 q verhalten unaasununmunnaum nnumnuna Marktanreize Netz anu
254. delssystem steht zur Vertragsanbahnung und verwaltung ber eine Schnittstelle in direkter Verbindung mit dem Marktplatz und dient dazu am Marktplatz zu dokumentieren dass ein Kunde einen Vertrag mit einem Aggregator geschlossen hat Dabei ist dieser Aggregator innerhalb der kon zeptionellen Umsetzung von E DeMa grunds tzlich eine andere dritte Partei D h er k nnte zwar i d R auch identisch sein mit dem Lieferanten des jeweiligen Kunden innerhalb der E DeMa Szena rien wird aber regelm ig angenommen dass er dies nicht ist Die Vertragsbeziehungen die auf dem Marktplatz abgebildet werden sind insofern nicht auf Gesch fte zwischen Unternehmen und End kunden Business to Customer B2C beschr nkt sondern am Marktplatz werden auch Gesch fte zwischen Unternehmen Business to Business B2B abgewickelt So kann der Aggregator bspw seine aggregierte Dienstleistung die in der Erh hung oder Minderung der Last bestehen kann an Dritte ver u ern und sich hierzu des Marktplatzes bedienen Im theoretischen Ideal ergibt sich dann folgendes Zusammenspiel der Beteiligten bzw Zusammenwir ken der B2C und B2B Funktion des Marktplatzes Ein Endkunde vereinbart ein Aggregatorprodukt auf der B2C Ebene Der Aggregator b ndelt nun die verf gbaren Einzelflexibilit ten zu einem Produkt das bspw dem VNB auf der B2B Ebene angeboten werden kann Kommt es zu einem Vertragsab schluss zwischen VNB und Aggregator Aggregator Handelssystem bef
255. den Dies kann einerseits daran liegen dass f r den Feldversuch keine breite weitergehend repr sentative Kundenschar gew hlt wurde Des Wei teren kommt der Umstand hinzu dass die Energie intensiven k lteren Wintermonate des Jahres nicht in den Versuchszeitraum fielen Gleichzeitig zeigen aber die Ergebnisse der Netzsimulation dass sich an Ortsnetzstationen mit einer H ufung von leistungsintensiven elektrischen Verbrauchern Nacht speicherheizung und oder dezentralen Energieeinspeisung durchaus Situationen ergeben k nnen die zu Grenzwertverletzungen f hren Auch die Ergebnisse aus den Analysen der in 2 4 3 beschriebenen fiktiven virtuellen Ortsnetzstation verdeutlichen dass an Knoten am Ende eines typischen Nieder spannungsstrangs an dem weder besonders leistungsintensive Lasten angeschlossen noch Energie eingespeist wird das Spannungsband nicht immer den Vorgaben nach DIN EN 501601 gen gt Aus rein technisch analytischer Sicht sollte daher das folgende Vorgehen in Erw gung gezogen wer den Es sollten grunds tzlich zun chst diejenigen Mess und Z hlpunkte ausger stet werden bei de nen der h chste Nutzenbeitrag zu erwarten ist Mit Blick auf die Haushalte w ren dies bspw diejenigen mit leistungsintensiven Verbrauchern und gro en dezentralen Energieeinspeisungen wie es auch im Wesentlichen derzeit durch das Gesetz vorgesehen ist Dar ber hinaus sollte eine zunehmende Aus stattung bestimmter kritischer Netzpunkte bsp
256. den In diesen F llen nimmt das mPRM die Rolle eines reinen Informati onsmittlers ein F r die Erneuerung bzw Verbesserung einzelner Softwarekomponenten des IKT GW2 w hrend des laufenden Betriebs wurde ein versionsabh ngiger Update Prozess im mPRM implementiert der eine Remote Aktualisierung ohne den Einsatz eines Servicetechnikers vor Ort erm glicht Dieser Prozess kann f r einzelne wie f r eine selektive Gruppe von IKT GW2 vom Systemadministrator durchgef hrt werden Aus den Erfahrungen des Projekts E DeMa ergibt sich ebenso wie aus den Erfahrungen die der Konsortialpartner RWE im Projekt M lheim z hlt gemacht hat dass eine entsprechende Fern zugriffs Funktionalit t zum Zweck von Software Anpassungen unter allen Umst nden zu erm glichen gt BSI Schutzprofil Eichrecht und technisch vorzuhalten ist da andernfalls die aus den beim dezentra lisierten gro zahligen Einsatz von Softwarel sungen resultierenden Betriebskosten nicht beherrsch bar sind Anbindung IKT GW2 Marktplatz F r die Kommunikation zwischen dem Marktplatz und dem IKT GW2 wird JMS Java Message Service eingesetzt Auf Seite des IKT GW2 l uft ein entsprechender OSGi Dienst der die JMS Nachrichten in nerhalb des Gateways vermittelt bzw vveiterleitet auf Seiten des Marktplatzes geschieht das Gleiche 83 D h es wurde ein Austausch von Parameter vorbereitet um diese im Betrieb an anderer Stelle verf gbar zu machen bspw Zahlerdaten vo
257. den in dessen Umfeld Gesch ftsbeziehungen aktiv und kreativ betrieben werden k nnen Eine weitere wichtige Voraussetzung f r das Projekt E DeMa stellte die Bereitschaft dar insbesondere Stromverteilnetze beim weiteren Anwachsen von erneuerbaren Energien ber ihr heutiges Ma hin aus intelligent auszugestalten um damit in relevanten F llen von einem zeitnahen heute noch ge setzlich vorgeschriebenen Netzausbau absehen zu k nnen Dieser sogenannte Smart Grid Ansatz ent wickelt eine integrierte Perspektive von der Erzeugung bis zum Endverbraucher Die zentralisierte F rderprogramm E Energy 20 Abschlussbericht E DeMa A Management Elektrizit tserzeugung bleibt zwar weiterhin von berwiegender Bedeutung aber neue Elemente wie dezentrale Stromerzeugung Demand Side Management erh hte Reservekapazit t usw bewirken eine wesentliche Ver nderung der Konfiguration des Systems Hier sind interdisziplin re Ans tze z B bei der Einbindung von stochastischen Energieerzeugern wie Wind und Photovoltaikanlagen gefor dert Die Umr stung der bestehenden Netze zum Smart Grid ist ein langfristiger evolution rer Prozess da die Technik im Netz nicht innerhalb von 3 5 Jahren ausgetauscht werden kann Aus einer starren Infrastruktur und stets gleichbleibendem Betrieb wird dabei eine dynamische lernende Infrastruk tur die vorausplanend betrieben wird Die betrieblichen Grunds tze erfahren dabei einen Wandel Zentraler Erzeugung d
258. den und Lieferantenwechselprozesse Unter Kunden und Lieferantenwechselprozessen werden Gesch ftsprozesse verstanden die zur An bahnung und zur Abwicklung der Netznutzung bei der Belieferung von Letztverbrauchern mit Elektri zit t dienen Die Kunden und Lieferantenwechselprozesse innerhalb von E DeMa unterscheiden sich nicht von den bekannten GPKE Prozessen Unter Beachtung der in E DeMa definierten Stamm und Bewegungsdatenhaltung vgl u a die Aus f hrungen hierzu im Kapitel 1 Konzept E DeMa wurden jedoch die GPKE Prozessbeschreibungen der BNetzA angepasst und das elektronische Marktplatzsystem in die Prozessabl ufe eingebettet Prozesse zum Messwesen Die Prozesse zum Messwesen basieren auf einem Entwurf zur Konsultation zu den Wechselprozessen im Messwesen aus dem Jahr 2009 der jedoch weitestgehend in die WiM Verordnung Eingang gefun den hat und damit weiterhin eine valide Basis f r die E DeMa Welt darstellt Die Prozesse zum Mess wesen wurden ebenfalls bedarfsgerecht mit Blick auf E DeMa angepasst und entsprechend detailliert beschrieben Ein besonderes Augenmerk lag hierbei auf dem Prozess Anforderung und Bereitstellung von Messwerten da dieser die Z hlwertermittlung und plausibilisierung umfasst und es gerade dort durch die zentrale Stamm und Bewegungsdatenhaltung innerhalb des E DeMa Marktplatzsystems zu gr eren Ver nderungen kommt F rderprogramm E Energy 103 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wisse
259. den mehrere Simulationsumge bungen erstellt mit dem Ziel bestimmte kritische Fragestellungen bereits in der Entwicklungsphase einzelner Module oder Systemkomponenten analysieren und ihr Verhalten bzgl der Interaktion mit dem Gesamtsystem beurteilen zu k nnen Dar ber wurden bestimmte Fragestellungen den Vorha bensbeschreibungen entsprechend durch die Projektpartner nicht im Rahmen des Feldversuchs son dern mit auf diesen bezogenen Simulationen bearbeitet Simulationen wurden erstellt und eingesetzt zur Analyse der Kommunikationsinfrastruktur um das zu erwartende Lastverhalten der Teilnehmer sowie von bestimmten dezentralen Erzeugungsanlagen nachzubilden sowie zur Analyse realer und mo dellierter Strukturen in Verteilnetzen Dar ber hinaus wurden ein IKT Pr ffeld und eine Simulation sumgebung f r zuk nftige Kommunikationstechnologien Testcenter in N rnberg Duisburg und Dort mund geschaffen Die Aufgaben der Modellierung und Simulation lagen im Wesentlichen im Verantwortungsbereich der akademischen Konsortialpartner Um die Diskussionen der Partner untereinander und mit dem der Entwicklung beratend zur Seite stehenden Gesamtkonsortium zu strukturieren wurde seitens der TU Dortmund in Zusammenarbeit mit der Ruhr Universit t Bochum und der Universit t Duisburg Essen ein Architekturbild f r die Erstellung der Gesch ftsmodelle und der Netzsimulation erstellt vgl Abbildung B 27 Energiegrof M rkte f r handelsmarkt B rse System
260. der erforderlichen Komponenten im Kundenhaushalt z B im Falle von Updates F rderprogramm E Energy 151 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Als massenmarkttaugliche L sung ist eine Kostenobergrenze f r die zus tzliche Ger tetechnik Display einschlie lich Adapter Router etc einzuhalten Low Cost L sung Das Konsortium hat nach eingehender Analyse verschiedener M glichkeiten zwei Alternativen entwi ckelt Abbildung B 38 die im Rahmen des Feldversuchs realisiert werden sollten Variante a PLC Schnittstelle Baueinheit Baueinheit Tablet PC SmartPhone N s Eth rnat 802 3 PLC WLan Adapter Tablet PC SmartPhone VVLan PLC Ethernet 802 3 V Lan Router Externer Server Energiedienstleister Abbildung B 38 Konzeptalternativen der Anbindung eines Displays an das IKT GW1 Gepr gt durch die rasante Entwicklung bei Klein und Kleinstrechner Netbooks Tablet Smart Phones etc und den damit einhergehenden Preisverfall f r entsprechende IKT Komponenten stellen Visuali sierungsl sungen auf der Basis von Tablet PCs oder Smart Phones inzvvischen eine sehr gute L sung dar Einerseits bieten sie eine hohe Flexibilitat im Hinblick auf die oben beschriebenen funktionellen und ergonomischen Anforderungen an eine Visualisierung wobei andererseits durch die Entwicklun gen am Markt inzwischen auch die Randbedingungen bzgl des skizzierten Kost
261. derlich ist Zur Entkopplung unterschiedlicher Dienste ber einen Kundenanschluss und um den Anforderungen eines dedizierten Mediums aus Sicherheitsgr nden zu gen gen wurden verschiedene Optimierungs ans tze im Rahmen des Projektes analysiert Eine Variante ist eine Modifizierung des Kommunikati onsprofils 17a f r VDSL2 ohne den bestehenden Bandplan 998 zu ndern Dadurch wird ein separates Frequenzband f r die exklusive Nutzung zur Smart Grid Kommunikation erm glicht Die Simulation zeigt dass innerhalb bestimmter Grenzen durch die Modifizierung keine nachteilige Auswirkung auf die Bandbreite entsteht Die andere Variante besteht darin die ISDN Technik IP basiert auf der Teil nehmeranschlussleitung zu nutzen Durch diese Variante entsteht ein fest definierter bergabepunkt zum Inhouse Bereich des Kunden Die Daten werden in einem Gateway ber ein VPN verschl sselt an den Netzbetreiber bergeben F r die Ausr stung von Bestandssystemen bieten sich insbesondere drahtlose Funknetzwerke an da diese eine kosteng nstige zuverl ssige und ausgereifte L sung darstellen Die Reichweite der ver schiedenen Funktechnologien wird im Wesentlichen durch die vorhandene D mpfung Rauschst rke und Interferenzen beeinflusst die insbesondere f r die kommunikationstechnischen Komponenten Smart Meter IKT Gateway2 etc in den Untergeschossen der Haushalte einen limitierenden Faktor F rderprogramm E Energy 307 Abschlussbericht E DeMa B T
262. des Datenaustauschs werden im Arbeits paket 2 vier verschiedene Priorisierungsklassen verwendet zu denen eine Zuordnung der zu 5353 C VVietfeld C M ller J Schmutzler S Fries A Heidenreich and H Hof ICT Reference Architecture Design based on Requirements for Future Energy Marketplaces Proceedings of the 1st IEEE International Conference on Smart Grid Communications SmartGridComm 2010 Gaithersburg Maryland USA Oct 2010 pp 315 320 54 Anforderungen an die E DeMa Kommunikationsinfrastruktur E DeMa AP2 Projektbericht D2 1 August 2009 F rderprogramm E Energy 117 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse bertragenden Daten erfolgt Diese Zuordnung garantiert bei ggf entstehenden kommunika tionstechnischen Engp ssen die bertragung wichtiger Dateninhalte Datensicherheit Verschiedene Anforderungen an den Themenbereich Datensicherheit IT Security wurden gestellt und den zu bertragenden Daten zugeordnet Hierbei wurde auf die Einhaltung von vorgegebenen Randbedingungen geachtet sowie den Anforderungen nach Da tenschutz im Umgang mit personen bezogenen Daten und wirtschaftlichen Aspekten zum Be trieb im Zuge der Datensicherheit Rechnung getragen Weiterhin wurden die Anforderungen den entsprechenden Kommunikationskomponenten zugewiesen und so im E DeMa Kontext eingeordnet F r die Realisierung eines wirtschaftlichen Betriebes wurden weiterhin Systemanforderungen defi niert um
263. des Feldversuches auch r ckwirkend f r die vorherigen Monate und damit sind die realen Z hlwerte auch in der Simulation verwendbar Die ber den Sharepoint abrufbaren Daten mussten bis zur Einbindung in die Simulationsumgebung aber erst aufwendig in mehreren Schritten weiterverarbeitet werden In diesem Prozess wurden die Daten erst in lesbare Form formatiert anschlie end die Leistungsmittelwerte Wirk und auch Blind leistung wo verf gbar aus den bermittelten h Energien berechnet und zuletzt Tests auf Vollst n digkeit und Plausibilit t durchgef hrt Danach war eine Einbindung der Daten in die Simulationsumge bung m glich aber dennoch schwierig da zur Wahrung des Datenschutzes wie u a in 2 3 8 bereits erw hnt vor der bermittlung eine Pseudonymisierung aller Daten vorgenommen wurde Einige Da ten stammten auch von Kunden die nicht im modellierten Netzbereich dem des Feldversuches lagen damit war dann eine Zuordnung prinzipiell nicht m glich Eine eindeutige Zuordnung von Daten an eine exakte Position ohne Kenntnis von Name und Ort im Niederspannungsnetz war berhaupt nur in Krefeld m glich f r M lheim lag lediglich die Zugeh rigkeit zur versorgenden Ortsnetzstation vor Ein Problem besteht darin dass an keiner der betrachteten Ortsnetzstationen alle Kunden bekannt waren somit ist das Bild der Beeinflussbarkeit der Kunden durch Ver nderungen im Tarif stets nur unvollst ndig gegeben im besten Fall sind 10 pseudony
264. des Musterproduktangebots IKT GW1 Mit Blick auf die obige Abbildung kann festgestellt werden dass das Musterprodukt Basis aus Sicht der Teilnehmer als am interessantesten und verst ndlichsten empfunden worden ist Dagegen wurde die F rderprogramm E Energy 285 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Option Sparfuchs eher als unverst ndlich eingesch tzt Alle Produkte wurden aber insgesamt als be friedigend und eher einfach denn kompliziert bewertet Auch im Bereich IKT GW2 in dem keine M g lichkeit zum Produktwechsel gegeben war wurden die Produkte insgesamt eher positiv bewertet wo bei die Einsch tzungen der Teilnehmer eher noch weniger differenziert waren als im Bereich IKT GW1 Produktvvechsel IKT GVV1 Zum Zeitpunkt der Befragung hatten 87 der Teilnehmer das Musterprodukt Basis gew hlt Effizienz und Balance konnten dagegen nur 8 bzw 5 der Teilnehmer auf sich vereinen Allerdings haben nach Angaben der 395 Teilnehmer die Angaben zum Produktwechsel gemacht haben 32 das Produkt ein mal gewechselt 10 sogar mehrmals d h bezogen auf die Gesamtstichprobe von 411 haben 18 2 das Produkt einmal gewechselt 5 6 sogar mehrmals Die Option Sparfuchs wurde nach Angaben der Befragten von keinem der Teilnehmer gew hlt was den Auswertungen der Marktplatzdaten und Erfolgsnachweise widerspricht vgl 4 1 5 und zugleich zeigt dass entweder Verst ndnisprobleme bei der Befragung selbst aufgetret
265. die im weiteren Verlauf dieses Kapitels vorgestellt und ana ysiert werden Beide Ans tze nutzen ein breiteres Frequenzspektrum um die Auswirkungen einzelner tiefer Einbr che Deep Fades zu begrenzen Der erste Vorschlag umfasst mehrere PHY Layer Modifikationen f r IEEE 802 11g WLAN Dieser An satz ist insbesondere vor dem Hintergrund interessant dass WLAN aktuell als de facto Standard f r die Vernetzung von Consumer Elektronik Ger ten eingesetzt wird Somit ist in der Praxis bereits eine hohe Marktdurchdringung und Akzeptanz vorhanden Im privaten Umfeld werden WLAN Systeme f r die bertragung von Multimedia Daten und f r die Anbindung von Ger ten in das Internet verwendet Hierbei legten die neusten Entwicklungen der Standard Familie IEEE 802 11 den Fokus deutlich auf die Erh hung der Datenrate Ein Beispiel hierf r ist der Standard IEEE 802 11n Im Hinblick auf ein vollin tegriertes Heimnetzwerk erscheint es naheliegend die WLAN Systemarchitektur zus tzlich f r die bertragung von Steuerinformationen zu verwenden F r die Realisierung dieses zus tzlichen Anwen dungsfalls werden verschiedene PHY Modi vorgeschlagen Der zweite Vorschlag ist ein optimiertes Frequenzsprungverfahren f r Bluetooth LE Bluetooth LE wurde ausgew hlt da es gem den Ergebnissen ber den geringsten Energiebedarf aller untersuch ten Technologien verf gt Die Grundidee besteht darin ein optimiertes FHSS Verfahren einzusetzen Dieses optimierte FH
266. die sich mit dem Feldversuch verbin dende Thematik zu speziell und das Zielgebiet r umlich zu genau definiert D h die Akquise von Teil nehmern kann nur mit speziellen Kommunikationsmitteln erfolgen welche f r diesen Zweck herge stellt werden m ssen dies verursacht Kosten in zweifacher Hinsicht Entsprechende Unterlagen m s sen gestaltet und vervielf ltigt werden dar ber hinaus ist es notwendig die Kommunikationsmittel in die Zielhaushalte zu tragen Zus tzlich ergibt sich aus den Erfahrungen des E DeMa Feldversuchs je denfalls mit Blick auf die Teilmodellregion M lheim die Empfehlung die Ansprache der Kunden so pers nlich wie m glich zu gestalten wobei auch der Einsatz einer Agentur wie in M lheim vorgenom men Kosten verursacht Mit Blick auf die Durchf hrung eines Feldversuchs ist bez glich der Erfahrungen von E DeMa sodann ein deutlich erh hter Betreuungsaufwand im Hinblick auf die teilnehmenden Kunden festzustellen Dieser ist wiederum nicht im Rahmen der Regelkommunikation bzw Kundenbetreuung gestaltbar denn erneut sind die Fragestellungen Probleme und Anliegen zu speziell so dass es nicht m glich ist diese ber eine allgemeine Kundenhotline abzuwickeln Hiergegen spricht auch dass die Dauer eines Telefonats oder der Bearbeitung einer Emailanfrage mehr Zeit in Anspruch nimmt als dies im Regel betrieb einer Kundenbetreuung blich ist Es ist folglich notwendig mit speziell trainierten Teams zu arbeiten die
267. dienst OTC bilaterale Gesch fte leistungen Gesch ftsmodell Lieferant CRM Sozio kono Gesch ftsmodell misches Modell Aggregator PuG Kunde Gesch ftsmodell Verteilnetz CRM betreiber topologische topologische Differenzierung Differenzierung techn Modell techn Modell techn Modell steuerb Last DEA PV u Wind Einspeisung techn Modell Verteilnetz Power Quality Power Quality LE techn Modell Netzbetriebs f hrung Lastfluss im Netzmodell Schutz Eingriff Visualisierung Abbildung B 27 Architekturbild der Gesch ftsmodelle orange und der Netzsimulation gr n F r jedes der in Abbildung B 27 dargestellten Bl cke wurden Modelle entwickelt die nach entspre chender Verifikation die Simulation der Gesch ftsmodelle und der Netzgeschehnisse erlaubten Im F rderprogramm E Energy 129 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Fokus der TU Dortmund standen hierbei die Gesch ftsmodelle des Lieferanten des Aggregators und des Verteilnetzbetreibers F r die Modellierung der Gesch ftsmodelle ist eine Betrachtung des Ener giegro handelsmarktes inkl der Betrachtung der Systemdienstleistungen an den NB und m gli cher sozio konomische Einfl sse auf die Privat und Gewerbekunden unabdingbar Die Ruhr Univer sit t Bochum entwickelte Modelle f r verschiedene dezentrale Energieerzeugungsanlagen model lierte das Verhalten von steuerbaren Lasten bei den Kunden und
268. diese Delegation jedenfalls von einer Mehrheit der Befragten nicht als erfreulich sondern tendenziell als belastend eben als Kontrollverlust wahrgenommen wird Angaben sind Mittelwerte Skala 1 Zustimmung bis 5 Ablehnung N 72 VVahrgenommene Die Smart Start Funktion ist f r meinen 1 N tzlichkeit Haushalt n tzlich Der Umgang mit der Smart Start Funktion 1 5 ist f r mich klar und verst ndlich Wahrgenommene Erleichterung Der Umgang mit der Smart Start Funktion erfordert viel geistige Anstrengung In meinem Haushalt m chte ich die Kontrolle ber meine Haushaltsger te nicht aus der Hand geben Verlust eigener Kontrolle Es macht mir nichts aus dass bestimmte Entscheidungen im Haushalt nicht mehr vor mir getroffen werden 005 1 15 2 25 E DeMa Varlahel m Komplex m F D MA Flex Abbildung B 143 Einsch tzungen der Teilnehmer IKT GW2 zur Funktion Smart Start Der Smart Start ruft dar ber hinaus bei den Teilnehmern deutlich eher Begeisterung als rger oder Unbehagen hervor der Aufwand zur Nutzung wird als noch angemessen bewertet Eine wichtige Erkenntnis in Bezug auf die Nutzung der Smart Start Funktion hat sich dar ber hinaus mit Blick auf die Differenzierung seines Einsatzes nach Musterprodukten bzw in Bezug auf das Vor handensein einer uKWK Anlage in den befragten Haushalt ergeben Die folgende Abbildung zeigt zu n chst die berichtete Nutzungsh ufigkeit der Smart St
269. digen Verkn pfung von Energietechnik mit Informations und Kommunikations technik brachten als Projektpartner Institute der der Hochschulen aus Dortmund Bochum und Duis burg Essen sowie der RWE Deutschland den Stadtwerken Krefeld Siemens ProSyst und Miele in das Konsortium ein das sich dieser Herausforderung gestellt hat Dieses Konsortium hat sich ber seine Projektlaufzeit von vier Jahren sehr intensiv mit dem Aufbau einer zweiteiligen Modellregion ausei nander gesetzt Technik geplant entwickelt und aufgebaut Kunden gesucht und berzeugt Das alles zeigt dass die Energiewende vom Einsatz neuer Technologien abh ngig ist dabei aber nicht die Men schen verlieren darf die im Zentrum aller Anstrengungen stehen Das Zusammenspiel von Mensch und Technik eigentlich keine wirklich neue Erkenntnis ist das Geheimnis einer erfolgreichen Energie wende E DeMa hat in seinem Projektverlauf zeigen k nnen dass sich Flexibilit ten also die Verschie bung von Energieverbr uchen in tarif incentivierte Zeiten im Wesentlichen nur dann realisieren las sen wenn Kunden aktiv mitwirken Das hei t nicht dass sie ihre Lebensgewohnheiten dem Dargebot von erneuerbarer Energie komplett anpassen m ssen und sich ihnen ausliefern sondern die ihnen angetragenen technischen Hilfsmittel nur so einsetzen dass dem Gro en und Ganzen und nat rlich ihrem Geldbeutel nutzen Energetisch richtiges Verhalten kann mit technischer Unterst tzung mittel fristig so e
270. dizierte E DeMa Architektur Diese ber cksichtigt verschiedene Komponenten die sich sowohl im Inhouse Bereich bei den Prosumern befinden als auch verschiedene Backend Systeme die miteinan der ber entsprechende Zugangs und Inhouse Netze verbunden sind Die E DeMa Architektur basiert auf drei zentralen Komponenten den Inhouse Gateways f r das Smart Metering IKT GVV1 das Ener giemanagement IKT GW2 und dem E DeMa Marktplatz als zentrale Backend Komponente Des Wei teren befinden sich die Systeme der Aggregatoren des VNB etc im Backend die mittels E DeMa Marktplatz Dienste f r den Verbraucher zur Verf gung stellen vgl hierzu auch Kapitel 2 1 1 F rderprogramm E Energy 118 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Benutzer interaktion Verteilnetz Aggregator betreiber IP Infrastruktur R Messstellen Lieferant Smart Metering f r Elektrizit t Wasser Gas betreiber cc Messdienst leister Abbildung B 21 Zusammenfassung der E DeMa Komponenten und Systemarchitektur Im Inhouse Bereich werden mit einem modularen Systemkonzept unterschiedliche technische Auspr gungen realisiert So wird die grundlegende Funktionalit t zur Teilnahme am E DeMa Marktplatz durch ein sparten bergreifendes IKT GW1 realisiert welches jeweils die Z hlwerte Ger te zur Messung von Elektrizit t Gas Wasser und W rme aggregiert und ber ein dediziertes Zugangsnetz an den MSB MDL bertr gt
271. dukte gilt Die aktiven Kunden verschieben ei nen hohen Anteil ihres Verbrauchs sowohl in die g nstigen Tarifzeiten ST und NT 8 7 bzw 8 2 als auch aus den teuren Tarifzeiten HHT1 4 und HHT2 2 3 F rderprogramm E Energy 259 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Tabelle B 18 Produktspezifische Verbrauchsverlagerung der IKT GW1 Kunden ohne Automatisie rung E DeMa E DeMa LEGG Effizienz VV in bez auf GV ST 0 8 2 3 4 9 NT 0 7 3 6 87 0 1 12 3 3 HHT1 2 4 3 096 4 0 HHT2 1 3 0 1 2 3 Die passiven Kunden hingegen verschieben grunds tzlich nur relativ geringe Verbrauchsmengen Sie verschieben ihren Verbrauch sogar aus der g nstigen Tarifzeit NT und in die teure Tarifzeit HHT2 Er kennbar ist zudem dass die Summe der VV in die Tarifzeiten ST und NT der E DeMa Effizienz Kunden ann hernd der VV in NT der E DeMa Basis Kunden entspricht Das kann dahingehend interpretiert werden dass die Differenzierung der Tarifzeiten von ST und NT von den Kunden nicht beachtet wurde Ein Grund daf r liegt zum einen in dem Zeitfenster von 0 bis 6 Uhr morgens Aufgrund der Lebensge wohnheiten ist es den Kunden kaum m glich ihren Verbrauch manuell in diese Zeiten zu verschieben Zum anderen ergab die Kundenbefragung dass die Kunden das Ziel verfolgen ihren Verbrauch in die g nstigen gr n visualisierten Tarifzeiten zu verschieben vgl hierzu auch Abschnitt 4 2 6 der die Er
272. e B2B Musterprodukte stellen die m glichen Gesch ftsbeziehungen zwischen Lieferanten Aggrega tor und Verteilnetzbetreiber in direkter Anlehnung an die B2C Musterprodukte auf dem elektroni schen Marktplatz dar Die B2B Musterprodukte beinhalten dabei sowohl die Erh hung der Last durch Zuschaltung Wei er Ware als auch die Erh hung der Einspeisung Zuschaltung von uKWK Anlagen Au erdem wurde innerhalb des B2B Musterproduktkataloges mit Blick auf den Feldtest die M glich keit des Einsatzes variabler Netznutzungsentgelte und der Umsetzung von Lieferantenwechseln mit deutlich verk rzten Fristen geschaffen Ber cksichtigt wurde in der Ausgestaltung auch die gegensei tige Beeinflussung der unterschiedlichen Akteure hinsichtlich des Prognose bzw Regelenergiebe darfsrisikos um gerade Lieferant und Aggregator als selbstst ndige Rollen durchg ngig abbilden zu k nnen In diesem Zusammenhang hat das Konsortium sich mit einer Reihe von bis dahin noch nicht gekl rten bzw auch noch nicht relevanten Fragestellungen auseinander gesetzt So haben die Diskussionen und Analysen bez glich der B2B Musterprodukte fr hzeitig ergeben dass ein Nachweis einer Lasterh hung gegen ber dem Verteilnetzbetreiber durch den Aggregator von Schwierigkeiten gepr gt sein w rde da die Leistungsaufnahme bspw der Wei en Ware i d R nicht gesondert gemessen wird son dern ber den allgemeinen Haushaltsz hler mit erfasst wird Hierdurch erfolgt eine Durchmischun
273. e Displays Tablet PCs Smart Phones abgebildet werden kann Eine vergleichende Bewertung der in M lheim realisierten reinen Inhouse L sung und der in Krefeld gew hlten Server L sung liefert Hinweise auf die Vor und Nachteile in beiden Varianten Im Hinblick auf Datenschutz und Datensicherheit zeigt sich die direkte Verbindung zwischen IKT GW1 Z hler und Display einer Server L sung bei der die Daten ber das Internet auf den Server eines Energiedienst leisters bertragen und von dort durch das mobile Endger t wieder ber das Internet abgerufen wer den berlegen Dieser Vorteilgehtjedoch verloren wenn das mobile Endger t des Kunden gleichzeitig mit einem Internetzugang ausgestattet wird Hierdurch entsteht eine Sicherheitsl cke das IKT Gate way wird sozusagen durch die Hintert r angreifbar die nur durch zus tzliche sicherheitstechnische Ma nahmen z B Firewall im Gateway gegen ber der Kundenschnittstelle geschlossen werden kann Diese und hnliche Fragestellungen sind jedoch in E DeMa nicht bearbeitet worden Die Vorteilhaftigkeit der Server L sung in Krefeld zeigt sich in den zus tzlichen Funktionen die ber den Server eines Energiedienstleister angeboten werden k nnen Hierzu z hlen die vereinfachte Aktu alisierung der Software Updates bis hin zu Beratungsleistungen f r Energieeinsparm glichkeiten auf der Grundlage der aktuellen Lastgangdaten und Tarife 3 4 5 Erkenntnisse im Hinblick auf den Marktplatzbetrieb u
274. e Entwicklung einer ganzheitlichen und langfristigen Wartungsstrategie welche die Interessen aller Akteure be r cksichtigt Folgende Punkte waren hierzu erforderlich o Aufbau der digitalen Vernetzung der einzelnen Teile im Bereich Technikbetrieb und wartung auf innovativen und auf bereits vorhandenen IKT L sungen der Energietech nik o Integration der Einzelsysteme um eine intelligente Interaktion der technischen Pro zesse und Systemkomponenten unter einem neuen organisatorischen und rechtlichen Rahmen jedoch entlang der gesamten Wertsch pfungskette gew hrleisten zu k nnen Kopplung von Marktplatz und Technikbetrieb Bei der Kopplung von Marktplatz und Technikbetrieb galten folgende Pr missen o Schaffung eines belastbaren Standards welcher universell nutzbar ist sowie interope rabel die Prozesse des Marktes und des Technikbetriebs miteinander verbinden kann o Integration von Daten in das Netz m glichst in Echtzeit um zeitnahe Erzeugungs und Verbrauchsprognosen darzustellen und diese in Kopplung mit dem Betriebsmanage ment der Elektrizit tserzeuger und Netzbetreiber entsprechend optimieren zu k nnen Mit dem Projekt E DeMa wurden die f rderpolitischen Ziele der Ausschreibung E Energy Informa tions und kommunikationstechnologiebasiertes Energiesystem der Zukunft des Bundesministeriums f r Wirtschaft und Technologie sowie des Bundesministeriums f r Umwelt und Reaktorsicherheit adressiert Diese sahen im Wesen
275. e Gr enordnung kleinere Anzahl beim Preisschema standard u ert sich klar durch einen erh hten Rauschanteil bei den Drei bis F nf Personenhaus halten Der Gro teil der brigen hier nicht gezeigten Delta Leistungskurven weist ein wesentlich in tensiveres Rauschen auf da die Anzahl der auswertbaren Kurven hier noch einmal ein bis zwei Gr Benordnungen niedriger liegt F rderprogramm E Energy 183 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 400 T T T T T T T T T T T T 1 Person 300 2 Personen k 3 Personen 2 200 4 Personen 5 Personen p Delta Leistung W o 006502 04 10 12 14 16 18 20 22 00 Uhrzeit h NT N Abbildung B 60 Delta Leistungskurven f r das Preisschema Basis werktags f r Haushaltsgr en bis f nf Personen 400 Person 2 Personen 3 Personen 200 i 4 Personen susan 5 Personen 300 Delta Leistung W 200 i 12 Uhrzeit h Abbildung B 61 Delta Leistungskurven f r das Preisschema Standard werktags f r Haushaltsgr Ben bis f nf Personen HKWK Anlagen Modell Bei uKWK Anlagen ist elektrische Energiebereitstellung immer auch mit einer W rmebereitstellung verbunden die aus Effizienzgr nden vor Ort im Haushalt genutzt werden muss D
276. e Plattform die eine zentrale Datenquelle pro Netzgebiet dar womit nicht gesagt sein soll dass eine solche Plattform auch in jedem Netzgebiet physisch vorhanden sein muss Entsprechende Systeme sind vielmehr mandan tenf hig in Bezug auf mehrere Bilanzgebiete aufzubauen um Synergien zu heben und Last zu kumu lieren 1 3 Zu den Rollen und Funktionen Zentrales Merkmal des E DeMa Projekts ist die Fokussierung auf die Privat und Gewerbekunden PuG Kunden und damit den Massenmarkt diese heute weitgehend passiven Kunden sollen k nftig ak tiver als heute am Marktgeschehen teilnehmen Idee des Prosumers Ausgehend von der Idee dass heutige Privat und Gewerbekunden ihre Lieferbeziehungen k nftig ber den Marktplatz abwickeln k nnen sollen sind alle Akteure mit einer direkten Kundenbeziehung f r E DeMa bzw den Marktplatz von Bedeutung Im Fokus stehen demnach zun chst einmal die Lieferanten die die Kunden mit Energie beliefern und auch k nftig zentraler Ansprechpartner der Prosumer sein sollen Umgekehrt soll der Marktplatz den Kunden aber auch die Vermarktung eigener Einspeisungen und Flexibilit ten erm glichen Die Rolle der Gegenpartei sollen in diesen beiden F llen so genannte Aggregatoren bernehmen die aus den Einspeisungen kleiner Leistung und Flexibilit tsangeboten einzelner Haushalte verk ufliche Portfolien bilden Des Weiteren geh ren die Verteilnetzbetreiber VNB die den Kunden an das Netz anschlie en und
277. e Steuer und Beeinflussbarkeit an diesen ONS derart stark dass hier keine weiteren Steuerm glichkeiten ben tigt werden Abbildung B 150 zeigt nun die typi sierten Werktags Lastverl ufe der benachbarten ONS f r KW10 bis KW48 F rderprogramm E Energy 299 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 160 140 120 100 Leistung KW Leistung kW GEN _ 0000 ig 0 S 3S339398 999988588088682885888866 882 2 229959901 077 SISIE SFS SIISII NIRA Tageszeit Tageszeit Abbildung B 150 Werktags Lastverl ufe der benachbarten ONS f r KW10 bis KW48 wobei das Heizsystem aller Haushalte elektrische NSH sind links Ausschnitt dieser Werktags Lastverl ufe rechts Die Leistungsverl ufe aus Abbildung B 149 und Abbildung B 150 die in der Totalen zeigen deutlich dass der Netzbetreiber f r die beiden geographisch benachbarten Stationen zur Vergleichm igung der Auslastung in der berlagerten Netzebene MS bewusst entgegenlaufende Freigabezeiten ver wendet Bei Betrachtung des Ausschnitts der Leistungsverl ufe aus Abbildung B 150 ist das bliche Profil der Haushalte wiedererkennbar welches von dem Lastprofil f r die elektrischen Heizungen ber lagert ist ONS mit weiteren anderen Versorgungssektoren Dies hier gezeigte ONS versorgt neben Haushalten auch Betriebe im K
278. e Teil des Abschlussberichts ist der eingehenden Darstellung der erzielten Ergebnisse gewid met Diese werden zun chst ausf hrlich dargestellt bevor in einem Res mee die wesentlichen Er kenntnisse des Projekts zusammengefasst werden Ein wichtiger Ansatz des Projektes E DeMa war die enge organisatorische Verzahnung zwischen den Konsortialpartnern Zwar bernahm jeweils ein Konsortialpartner die Leitungsverantwortung f r eins der in Kapitel A 3 beschriebenen Arbeitspakete jedoch konnten nur durch die aktive operative Mitwir kung der jeweils anderen Konsortialpartner hohe Synergieeffekte bei der Entwicklung der in diesem Projekt erforderlichen Einzelkomponenten und deren systemischer Integration hin zu einem E Energy System erzielt werden Allein diese kooperative Zusammenarbeit der Konsortialpartner auf operatio neller Ebene in allen Arbeitspaketen erm glichte eine Konvergenz zwischen Informationstechnik und Energietechnik vor dem Hintergrund der rechtlichen sicherheitstechnischen konomischen und ko logischen Implikationen Insofern ist eine differenzierte Zuordnung von Aufgaben auf der Arbeitspa ketebene zu einzelnen F rdermittelnehmern weder m glich noch erw nscht Vielmehr brachten alle Konsortialpartner ihre jeweilige Kompetenz in den Fortschritt der einzelnen Arbeitspakete ein Der in haltliche Anteil wird jedoch in der nachfolgenden Tabelle der Ergebnisbeteiligung an den einzelnen abgrenzbaren Arbeiten Systemen und Komponenten v
279. e Verbesserung der Energieeffizienz 20 Mai Prof Dr M Las ABB Forschungszentrum La vom Smart Meter zum intelligenten 2010 kovvski RVVE denburg Energie system der Zukunft Die Verbesserung der Energieeffizienz 20 Mai Prof Dr M Las 13 Deutschlandforum Berlin vom Smart Meter zum intelligenten 2010 kovvski RVVE Energie system der Zukunft Pr sentation des E DeMa Projektes 1 Juli 2010 S Rottl nder SWK Treffen der Elektro Gemein schaft Krefeld The German Project E Energy RWE s 2 Juli2010 Prof Dr M Las RWE Smart Metering Interna project E DeMa and the impact on kowski RWE tional Solihull Smart Grids Smart Grids in der Energieversorgung 26 August Prof Dr M Las RWE Kundentag 2010 der Zukunft 2010 kowski RWE SWK Metering Projektarbeiten 31 August S Rottl nder SWK Treffen der Netzwerk 2010 partner Krefeld Ans tze zu intelligenten Netzen der 09 Septem Prof Dr M Las Klimabeirat Stadt Ratingen Zukunft vom Smart Meter zum intelli ber 2010 kowski RWE genten Energiesystem der Zukunft Konzept kritische Infrastruktur Vulne Oktober A Heidenreich Sie 2 Workshop des Forschungs rabilit ten moderner Stromnetze und 2010 mens forums ffentliche Sicherheit wie wir damit umgehen Berlin Modell f r einen E Energy Controller Oktober M Kuller FH Dort Smart Energy 2010 Fachta zur dynamischen Steuerung des Ener 2010 mund gung Innovative IKT orien gieverbrauchs von Einf
280. e des Tages s Abbildung B 35 Ziel dieser Tarifstruktur ist es herauszufinden ob die Endkunden auf kurzfristige Preissignale f r die Abendzeit reagieren z B f r den Fall von hoher Windeinspeisung in das Netz am Abend 06 Uhr Schwachlasttarif 24 Uhr 12 Uhr Hochtarif2 18 Uhr Abbildung B 35 Tarifstruktur Stormy Dinner der Musterprodukte F rderprogramm E Energy 147 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Die Bildung der Preise der Tarife f r die Musterprodukte orientierte sich an den EEX B rsenpreisen F r die Lastseite entspricht der NT Arbeitspreis dem durchschnittlichen EEX Baseload B rsenpreis je weils zwei Monate vor G ltigkeit zuz glich einer festen Marge von 2 00 ct kWh F r die Modellregion wird f r den Zeitraum von April bis Dezember 2012 anstatt der tats chlichen B rsenpreisentwicklung von Februar bis Oktober 2012 der historische Datensatz der B rsenpreise vom April 2008 bis Dezember 2008 verwendet da dort die nderung der durchschnittlichen Differenz zwischen dem Peakload und dem Baseload B rsenpreis signifikant war Die Preise f r die weiteren Tarife setzen sich aus dem NT Preis und einem Zuschlag in Abh ngigkeit des B rsenspreads zusammen Unter Spread wird die durch schnittliche Differenz zwischen dem Peakload und dem Baseload B rsenpreis in der jeweils betrach teten Periode verstanden Der Preisspread selbst wird mit einem Faktor von 5 multipliziert u
281. e globale Vernetzung der regionalen Marktpl tze vorzusehen sind im Laufe des Projekts weitere Erkenntnisse hinzugekommen die aus Sicht des Konsortiums die Einrich tung einer solcher Funktionalit t pro Regelzone zus tzlich notwendig bzw sinnvoller erscheinen las sen Die Notwendigkeit das Anschlussmanagement der VNB als Teil des Marktplatzes zu begreifen war bereits erw hnt worden E DeMa geht allerdings aufgrund der in Deutschland derzeit laufenden Diskussionen zu einem Energieinformationsnetz bzw aufgrund der europaweiten Diskussionen zu den neuen Network Codes davon aus dass es eine zunehmende Notwendigkeit gibt zwischen den VNB und den NB Informationen zeitnah auszutauschen Mit der zunehmenden Anzahl von Erzeu gungs Anlagen und steuerbaren Verbrauchern etc im Netz d rfte sich zudem ein Bed rfnis nach h u figeren Aktualisierungen bzw m glichst akkuraten Daten ergeben hnliche Datenmeldungen an den TSO BIKO aus dem Bereich der VNB d rften sich auch im Hinblick auf die Umsetzung der Verordnung zu abschaltbaren Lasten der Weiterentwicklung des EEG und des KWK G ergeben Es d rfte sich da her als zielf hrend erweisen bei der Einf hrung von Marktpl tzen die die Informationsaufbringung und verwaltung auf der Verteilnetzebene verbessern sollen auch die neuen vertikalen Informati onsbed rfnisse die sich im Energiesystem der Zukunft ergeben werden mitzudenken und eine globale Vernetzung vorzusehen b
282. eMa Konsortium D4 1 Mai 2010 PHY Modifications of IEEE 802 11 Systems for Transmission at Very Low SNR N Langhammer R Reinhold R Kays 8th International Workshop on Multi Carrier Systems amp Solutions Pages 1 4 Herrsching Mai 2011 Schutzprofil f r ein Smart Meter Gateway BSI CC PP 0073 Bundesamt f r Sicherheit in der Infor mationstechnik BSI Sichere Betriebsprozesse E DeMa Projektbericht D3 3 November 2009 Smart Grid und Smart Market Eckpunktepapier der Bundesnetzagentur zu den Aspekten des sich ver ndernden Energieversorgungssystems Bonn 2011 Technische Richtlinie Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz Richtlinie f r Anschluss und Pa rallelbetrieb von Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz BDEW Ausgabe Juni 2008 THINK Report Topic 11 Shift Not Drift Towards Active Demand Response and Beyond 2013 UN EDIFACT 1509735 Zuverl ssige Integration intelligenter Laststeuerung und dezentraler Energieerzeugung im E Energy Projekt E DeMa N Langhammer C M ller S Kreutz H I Belitz D K nig R Kays C Wiet feld C Rehtanz Tagungsband des VDE Kongress 2012 Smart Grid Intelligente Energieversorgung der Zukunft Stuttgart November 2012 F rderprogramm E Energy 323 Abschlussbericht E DeMa Anhang Anhang A Erfolgte und geplante Ver ffentlichungen Seit Beginn dieses Projektes haben die Konsortialpartner die Ergebnisse ihrer Forschungs und Ent wicklungsarbeiten einzeln oder gemeinsam
283. eben Das tats chliche Verhalten eines Aggregats infolge dieses Requests zeigt die orange Kurve in der fol genden Abbildung die den F llstand des W rmespeichers in angibt Die blaue Kurve zeigt die kor respondierende elektrische Einspeisung in kW Ein Anstieg des F llstands des W rmespeichers ohne gleichzeitige Einspeisung ist bedingt durch den Einsatz der Zusatzheizung so bspw um kurz vor 08 00 und 09 00 Uhr Rohdaten Value 29 001 0 19 0 39 0 60 UBU 1 00 00 00 00 01 00 00 02 00 00 02 00 00 04 00 00 05 00 00 00 00 00 07 00 00 00 00 00 09 0000 10 00 00 11 00 00 12 00 00 13 00 00 14 00 00 10 102012 Zeitstempel E DER Pool DER Giuppe 094 KWK 094 lleatflowYolumeIndex m EDEMA DER Pool DCR Gruppe 094 KWK 034 P Abbildung B 102 Verlauf von abgegebener elektrischer Leistung und Kennzahl f r den W rmespei cherf llstand einer uKWK Anlage Dieses Einsatzverhalten ist ggf nachteilig da sich bspw aus der hohen Gleichzeitigkeit der resultieren den Einspeisung Netzrestriktionen ergeben k nnten Ebenso denkbar ist dass seitens des sich in der Realit t einstellenden Gesch ftsmodells des Aggregators andere Anforderungen ergeben k nnten Es F rderprogramm E Energy 251 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse besteht daher weiterer Forschungs und Entwicklungsbedarf um eine geeignete statistische Streuung der Einschaltzeitpunkte der uKWK Anlagen innerhalb der Abrufdauer der
284. echnisch wissenschaftliche Ergebnisse darstellt Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen den Einfluss der Baumaterialen und Installations orte der Komponenten bei der Verwendung unterschiedlicher Technologien in verschiedenen Fre quenzbereichen Auf Basis der Funkfeldmessungen und der Simulationsergebnisse im Rahmen des Pro jektes wurden die erreichbaren Systemparameter verschiedener Funktechnologien untersucht Ein Vergleich der Weitverkehrsfunktechnologien zeigt dass sowohl der Frequenzbereich als auch die Ro bustheit und Toleranz gegen ber Bitfehlern die Leistungsf higkeit einer Technologie bestimmen So schnitten die Funktechnologien in niedrigen Frequenzbereichen deutlich besser ab als Technologien in h heren Frequenzbereichen Die Ergebnisse zeigen dass die Nutzung der sub Gigahertz Frequenzbe reiche sehr vielversprechende L sungen darstellen so zeigen die Technologien CDMA450 bei 450 MHz LTE bei 800 MHz und GSM bei 900 MHz die h chste Abdeckungsrate auf Bei CDMA kommt hinzu dass eine sehr robuste Modulationsart verwendet wird was die bertragung sehr stabil macht Auch GSM im 900 MHz Bereich arbeitet sehr robust wodurch eine hohe Reichweite erzielt werden kann Es ist aktuell noch unklar in welche Richtung sich der Ausbau des Netzes in den wei en Flecken der Inter netversorgung bewegt Aufgrund der Versorgungsverpflichtungen der Digitalen Dividende wird dies aber voraussichtlich auf der Basis von mobilen bertragungstechnologie
285. ei Siemens im Engineering Lab Die Kraft VVarme Kopplungsanlagen wurden mit einer Simulationssoftware von Viessmann in den Testaufbau F rderprogramm E Energy 196 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse eingebunden Analog dazu wurden die Wei en Ware Ger te von Miele mit einer Simulationssoftware in die Testszenarien integriert Raum 184 648 Smart Gateway WinXP Embedded a BPL gt Aranuka LGW200DR Smart Gateway R VVinXP Embedded BPL Aranuka LH200 DC 3410 FW Module mit schaltbarem Input AMIS AMIS Z hler Z hler TD 3511 TD 3511 mPrn lt gt Smart Gateways lt gt Home Display unun Protokoll HTTP HTTP S Ports Port 1503 secure 1501 unsecure 80 443 Zugriff f r PowerCC lt gt Smart Gateways SAG o Protokoll TCP IP IEC 61850 ber OpenVPN SAG CT Port 1194 SAG AMIS AMIS TS und PowerOC lt gt AMIS DC Protokol TCP IP 5 IEC 104 NTP Ports 2404 80 443 123 Browser gt mPRM Port 80 mConsole gt mPRM Port 11449 Abbildung B 69 E DeMa Testaufbau bei Siemens 2 5 2 Entwicklungslabor und Pr ffeld f r Haushaltstechnik der FH Dortmund Neben dem Testcenter in N rnberg welches vor allem dazu diente das IKT GW2 als eine der wichtigen Innovationen von E DeMa im Hinblick auf seine Wechselwirkung mit den Backend Systeme zu testen wur
286. ei der Verbrauchsreduktion in H he von durchschnittlich 165 kWh pro Jahr kann jedoch zum Teil darauf zur ckgef hrt werden dass bei den IKT GW2 Kunden neue und sehr effiziente Wei e Ware Ger te eingebaut wurden und somit ltere Ger te durch neue ersetzt vvurden 115 Legt man diesen Effekt zugrunde so ergibt sich kein nennens werter Unterschied zwischen der H he der Verbrauchsreduktion bei den IKT GW1 und IKT GW2 Kun den im Feldtest Eine gesicherte Aussage kann hier allerdings nur getroffen werden sofern die exakten Verbrauchswerte der ersetzten Ger te bekannt w ren 117 Es sei an dieser Stelle daran erinnert dass die seitens E DeMa im Bereich IKT GW2 zur Verf gung gestellte Wei e Ware die Ger te Waschmaschine W schetrockner und Geschirrsp ler beinhaltete wobei jeder teilnehmende Haushalt jeweils eine Waschmaschine und eines der beiden anderen Ger te erhalten hat 118 F r diese Absch tzung wurde anhand der Nutzungsh ufigkeit je WW Ger t in jedem Monat des Feldtests der Stromverbrauch von den Wei e Ware Ger ten der Firma Miele verglichen mit dem Stromverbrauch von blichen Wei e Ware Ger ten aus dem Jahr 2000 F rderprogramm E Energy 278 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Der Vollst ndigkeit halber ist in Abbildung B 133 die Verbrauchsreduktion aller E DeMa Kunden mit der durchschnittlichen Verbrauchsreduktion von 7 1 dargestellt 15 10 7 1 5 Verbrauchsreduktio
287. eiber einer Vielzahl von in Wettbewerb zueinander stehender Liefe ranten gegen ber sehen funktionieren k nnen Die stark steigende Durchdringung der Netze mit kleinen und kleinsten Einspeisern schreitet weiterhin schneller voran als prognostiziert bzw zu Beginn des Projekts durch die Konsortialpartner angenom men da das EEG und die Netzanschlussbedingungen dies erm glichen und f rdern Die sich so neu bildende Erzeugungsstruktur ist dabei nach berzeugung von E DeMa kein Ph nomen des bergangs Insofern besteht in der Marktintegration solcher dezentraler Erzeugungsanlagen eine wichtige Auf gabe nicht nur der ferneren sondern bereits der n heren Zukunft E DeMa ist diesbez glich davon aus gegangen dass eine verst rkte Durchdringung des Energiesystems und insbesondere des Energienet zes mit IKT geeignet ist Energieeinspeisungen kleiner Leistung zu einem handelbaren Gut werden zu lassen Trotz dieser Entwicklungen ist nach Ansicht von E DeMa davon auszugehen dass auch k nftig die Leis tungs Frequenz Regelung im Wesentlichen durch bertragungsnetzbetreiber 380 kV bewerkstelligt wird Dementsprechend adressieren die innerhalb von E DeMa entwickelten Ans tze im Wesentlichen nur die Probleme der Verteilnetzbetreiber wobei diese nat rlich nicht im Konflikt mit den Aufgaben und Funktionen der bertragungsnetzebene stehen d rfen Dar ber hinaus ist allerdings mit einer Er weiterung der Aufgaben der Verteilnetzbetreiber zu rechnen
288. eichend abgedeckt wird Daher bestand eine weitere Aufgabenstellung im Rahmen der Vorarbeiten in der Schu lung des Personals das beim Aufbau und der Betreuung des Feldversuchs zum Einsatz kommen sollte 3 3 3 1 Ert chtigung der Teilmodellregionen In einem ersten vorbereitenden Schritt sind die ben tigten Datenkonzentratoren und Hardware Kom ponenten in das als Teilmodellregion ausgew hlte Netz eingebracht worden In der TMR Krefeld kommt AMIS Z hlertechnik zum Einsatz um Strom und teilweise auch Gas und Wasserverbr uche und Z hlerst nde auszuweisen Um weitere Krefelder Teilnehmer zu gewinnen hat sich die SWK entschlossen zus tzliche ONS in Kre feld Kliedbruch mit Datenkonzentratoren auszustatten Somit sind statt drei Ortsnetzstationen die ur spr nglich f r das E DeMa Projekt eingesetzt werden sollten nun zw lf ONS integriert worden Davon wurden in sechs Ortsnetzstationen auch Power Quality Messger te eingebracht In der Modellregion M lheim Saarn war die vollst ndige messtechnische Erfassung niederspannungs seitiger Netzstr nge vorgesehen Hierzu waren drei Abgangsfelder der Umspannanlage in Saarn tech nisch zu ert chtigen Zur messtechnischen Erfassung der angeschlossenen Kunden wurden 28 Orts netzstationen mittels syM Z hlern und Fernwirkkomponenten f r den Projektbetrieb ert chtigt F rderprogramm E Energy 227 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Abbildung B 91 Z
289. eife HSR Fachhochschulreife FHR weiterbildende Schule oder Abitur Realschule Hauptschule HS Volksschule VS mit Lehre e die Anzahl der Kinder im Haushalt von 1 bis 4 Kindern die Personenanzahl im Haushalt 1 6 Personen Haushalte die Anzahl der Personen die im Haushalt Vollzeit arbeitet 4 Personen die Anzahl der Personen die im Haushalt Teilzeit arbeitet 2 Personen das monatliche Nettoeinkommen des Haushalts F rderprogramm E Energy 262 100 80 60 40 20 0 100 80 60 40 20 0 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse die Haushaltsart unterschieden in Single Haushalte Single HH alleinerziehend Alleinerz ohne Kind Einfachverdienerhaushalt O Kind Einf ohne Kind Doppelverdienerhaushalt O Kind Dopp mit Kind Einfachverdienerhaushalt M Kind Einf mit Kind Doppelverdienerhaus halt M Kind Dopp und sonstiges Hausart Passive Kunden Alle Kunden Aktive Kunden BEFH mZFH mMFH Anzahl Kinder Passive Kunden Alle Kunden Aktive Kunden HO Kinder MW1Kind W2Kinder M3Kinder W4 Kinder 100 80 60 40 20 0 100 80 60 40 20 0 Vollzeit ah m Passive Kunden Alle Kunden Aktive Kunden EH 0 Pers W1Pers W2Pers M3Pers W4Pers Einkommen xu ii Passive Kunden Alle Kunden Aktive Kunden El 900 1500
290. einer breiten ffentlichkeit vorgestellt Wesentliche Er gebnisse aus dem Projekt E DeMa sind in einer Vielzahl von Publikationen in den verschiedensten Fachzeitschriften erschienen und auf Tagungen sowie Konferenzen einer interessierten Fach ffentlich keit vorgestellt worden Dar ber hinaus pr sentierte das Konsortium seine Ergebnisse auf Fach mes sen und stellte seine Zwischenergebnisse regelm ig auf Meilensteintreffen vor von denen auch die ffentliche Presse regelm ig berichtete Die nachstehende Liste gibt einen berblick ber die Vielzahl von Ver ffentlichungen die w hrend der Laufzeit des Vorhabens bis zum jetzigen Zeitpunkt entstan den sind Ver ffentlichungen in Fachzeitschriften und Konferenzb nden Innovative Technologien f r k nftige C Rehtanz Stromnetze TU Dortmund A Smart Communication Infrastruc September C Wietfeld ture for Future Energy System Applica 2009 J Schmutzler und tions C M ller TU Dortmund Das Internet der Energie Oktober C Rehtanz und 2009 C Wietfeld TU Dortmund Anreize f r flexible Netznutzungsent Oktober A Ebert gelte aus dem Projekt E DeMa 2009 Siemens AG Bewertung des Einsatzpotentialseines Oktober C Rehtanz und assetbezogenen Virtuellen Kraftwerks 2009 B Gwisdorf TU Dortmund M Laskowski RWE AG Smart Metering Technologien f r den Oktober C Rehtanz fl chendeckenden Einsatz in Virtuellen 2009 A VVorgull und Kraftwerken W Horenkamp
291. eint aber nicht abwegig davon auszugehen dass h herwertige Energiedienstleistungen wie sie der Aggregator im Minutenreservefall zu erbringen w nscht auch zu h heren Informationsanforderungen f hren 34 Ergebnisse aus anderen Projekten u a RWE Smart Country die dem Konsortium bekannt sind zeigen dass auch in l ndlichen Regionen mit hohem EEG Anteil eine vglw geringe Anzahl von durch den VNB kontrollierten F rderprogramm E Energy 85 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Je nach Gestaltung des Netzentgeltregimes ben tigt der VNB zudem Mess und Z hlwerte um die Netzentgelte zu bestimmen die die Prosumer im Rahmen ihrer Energielieferung begleichen 1 7 3 Lieferanten bzw Bilanzkreisverantwortliche Lieferanten und Bilanzkreisverantwortliche haben ein Interesse an zus tzlichen Daten gegen ber dem heutigen Status Quo welche durch die Z hler und IKT Gateways der Prosumer zur Verf gung gestellt werden So sind sie schon heute verpflichtet den Konsumenten eine unterj hrige Abrechnung ihres Energieverbrauchs anzubieten EnWG 840 Abs 3 so diese dies w nschen und m ssen dar ber hinaus seit dem 30 12 2010 zeit und lastvariable Tarife anbieten EnWG 840 Abs 5 Hinzu kommt eine Ver pflichtung zu einer monatlichen Verbrauchsinformation des Konsumenten sofern die Messstelle mit einem Messsystem nach 88 21b i EnWG ausgestattet ist Diese und hnliche Verpflichtungen sind je doch offensichtlic
292. eldversuchs vollst ndig ber seine Rechte und Pflichten aufzukl ren den in diesem Zusammenhang erstellten Informationsdokumenten sowie der f r die beiden Teilmodellregionen entworfenen Teilnahmevereinbarung kam in diesem Zu sammenhang eine bedeutende Rolle zu Hierbei konnten die Erfahrungen die im Rahmen der Ma nahmen des Projekts M lheim z hlt und insbesondere der dort durchgef hrten Begleitforschung gewonnen werden konnten genutzt werden Das Projektkonsortium hat sich nach intensiver Konsultation mit den Datenschutzbeauftragten der SWK und des RWE Konzerns daher entschieden im Rahmen der Kundenakquise ein qualifiziertes Ein verst ndnis seitens der teilnehmenden Kunden zu erreichen D h die teilnehmenden Haushalten in den Teilmodellregionen M lheim und Krefeld wurden explizit auf ihre Rechte und Pflichten im Rahmen des E DeMa Projektes hingewiesen Hierzu wurde den potenziellen E DeMa Kunden eine Teilnahme vereinbarung differenziert nach dem m glichen Kundentypus IKT GW1 oder IKT GW2 vorgelegt und intensiv erl utert Diese Teilnahmevereinbarung war zuvor mit den zust ndigen Datenschutz beauftragten und den jeweiligen Rechtsabteilungen entwickelt worden um den Kunden vollst ndig 102 Hierzu wurden insbesondere die Mitarbeiter die in der Teilmodellregion M lheim die Hausbesuche durchf hrten entsprechend geschult F rderprogramm E Energy 211 und aus Sicht eines Teilnehmers nachvollziehbar ber die im Rahm
293. ellten 61 der Aggregatorkunden Kunden mit E DeMa Flex oder E DeMa Komplex ihre Wei e Ware Ger te dem Aggregator mindestens einmal bereit Die tarifoptimierte Steuerung ber das IKT GW2 wurde von den Kunden noch besser angenommen Sie wurde von 78 aller IKT GW2 Kunden mindestens einmal genutzt Die relativen H ufigkeiten der Bereitstellungszeit f r die SmartStart Funktion sind Abbildung B 128 zu entnehmen Die Bereitstel lungszeit f r den SmartStart ist definiert als die Zeit zwischen der SmartStart Aktivierung durch den Kunden und dem sp test m glichen Startzeitpunkt welcher der gew nschten Endzeit des Kunden ab z glich der Programmdauer entspricht 35 30 25 20 15 Relative H ufigkeit 10 5 0 lt 3 6 9 12 15 18 gt 21 Bereitstellungszeit f r SmartStart in Stunden Abbildung B 128 Histogramm der Bereitstellungszeit f r den SmartStart durch das IKT GW2 in Stun den Im Durchschnitt waren die Kunden bereit die Wei e Ware Ger te zwischen 3 und 6 Stunden f r eine tarifoptimierte Steuerung durch das IKT GW2 bereitzustellen Es zeigt sich dass die Kunden bei der Nutzung der SmartStart Funktion am h ufigsten eine Zeit von bis zu 3 Stunden gew hlt haben Bei diesen Bereitstellungen ist die Optimierungsm glichkeit des IKT GW2 im Hinblick auf die Tarifstruktur stark eingeschr nkt da die meisten Tarife f r eine Dauer von 3 Stunden g ltig sind 27 der Kunden haben eine Bereitstellungszeit
294. elnen Stufen nur solche F rderprogramm E Energy 91 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Teilfragen abgebildet und untersucht bei denen dies notwendig zielf hrend und auch im darauffol genden Projektabschnitt umfassend weiter analysiert werden konnte Grundlegend f r die weiteren berlegungen des Konsortiums waren die im Folgenden dargestellten fundamentalen Use Cases sowohl f r die B2C als auch f r die B2B Ebene des E DeMa Marktplatzes Diese fundamentalen Use Cases sind dabei in den einzelnen Arbeitsschritten weiter ausgearbeitet worden bzw mit Blick auf die spezifischen Fragestellungen des betroffenen Arbeitspakets analysiert worden Dem grundlegenden Ansatz von E DeMa der die Belieferung heute passiver Kleinkunden ins Zentrum der berlegungen r ckt stellen die fundamentalen Use Cases vor allem der B2C Ebene den Prosumer in den Mittelpunkt der Betrachtung und sind auch auf der B2B Ebene vor allem so angelegt worden dass neue prosumer bzw aggregator orientierte Gesch ftsmodelle m glich werden Tabelle B 3 Fundamentale Use Cases der B2C Ebene Lieferantengesch fte Lieferant Prosumer Energieliefervertrag mit variab lem fixem Energiepreis und Netz entgelt Messstellenbetreiber MSB MDL Prosumer Beauftragung zur Installation Be und Messdienstleister trieb und Wartung eines Z hlers und gesch fte ggf eines IKT Gateways Energiedienstleisterge EDL Prosumer Dienstleistungsvertrag ber
295. em Produkt geh renden monatlichen Erfolgsnachweis korrespondiert Es wurde dar ber hinaus ein Preissystem verwendet welche bewusst sehr hohe Tarifspreizungen ent h lt Haupttarifzeiten HT und Nebentarifzeiten NT innerhalb der einzelnen Musterprodukte spie geln die unterschiedlichen Beschaffungskosten im Sinne von Peak und Base wie sie zum Zeitpunkt der Produktgestaltung an der Stromb rse EEX ablesbar waren wider Insofern entspricht der NT Arbeits preis dem durchschnittlichen EEX Baseload B rsenpreis zuz glich einer festen Marge von 2 00 ct kWh F r die Modellregion wurde anstatt der tats chlichen B rsenpreisentwicklung von M rz bis November 2012 welche ex ante nicht bekannt sein konnte der historische Datensatz der B rsenpreise vom April 2008 bis Dezember 2008 verwendet da f r diesen Zeitraum die nderung der durchschnittlichen Dif ferenz zwischen dem Peakload und dem Baseload B rsenpreis signifikant war Die Preise f r die wei teren Tarifzonen setzen sich aus dem NT Preis und einem Zuschlag in Abh ngigkeit des B rsenspreads zusammen Unter Spread wird die durchschnittliche Differenz zwischen dem Peakload und dem Base load B rsenpreis in der jeweils betrachteten Periode verstanden Der Preisspread selbst wird mit ei nem Faktor von 5 multipliziert um die Auswirkungen des in der Regel kleinen Preisspread deutlicher werden zu lassen Insgesamt kann daher festgestellt werden dass die E DeMa Produkte in ihrer preis lichen G
296. em als zentrales Problem etwaige Datenvorratsspeicherungen ergeben Solche k nnten z B auftreten wenn zu Zwecken eines Netzqualit tsmonitorings an einzelnen Netzabg ngen Messdaten erhoben werden die ggf auch R ck schl sse auf das Verhalten einzelner Kunden zulassen Insgesamt besteht in dieser Hinsicht noch nicht unwesentlicher regulatorischer und gesetzlicher Handlungsbedarf darin die Anforderungen der Ener giepolitik mit denen des Datenschutzes soweit in Deckung zu bringen dass datenschutzrelevante Fra gestellungen nicht das k nftige Gesamtsystem in Frage stellen Hierbei sind die sch tzenswerten Inte ressen der Betroffenen gegen die tats chlichen Notwendigkeiten die ggf mit der Energiewende und bestimmten Teilsystemen die mit diese bef rdern k nnen bspw der Einsatz von Smart Metering in bestimmten kritischen F llen abzuw gen Neben den reinen vertriebsgetriebenen Applikationen des IKT GW2 lassen sich auch netzrelevante zu s tzliche Informationen aus dem im Haushalt verbauten IKT Gateway 1 f r die Zwecke der Kurzzeit Knotenlastprognose STLS Short Term Load Scheduler nutzen Diese ist wiederum Grundlage f r die Zustandssch tzung im Verteilnetz DSSE Distribution System State Estimator Weitere netzbetriebsrelevante Funktionen sind Fehlerortung FLOC Fault Localization sowie darauf aufbauend Fehlerisolierung und VViederversorgung FISR Fault Isolation and Service Restoration Die Applikation Fe
297. emverhalten ber Modelle Regeln Prozessmo delle nderbar sein So k nnen Verhaltensweisen ohne weiteren Programmieraufwand konfiguriert bzw ge ndert werden Eine essentielle Basis daf r ist ein Datenmodell das die Erweiterung mit zu k nftigen Funktionen erlaubt In der Abbildung B 43 sind die prinzipiellen Ebenen der Marktplatzarchitektur im Szenario 2012 dar gestellt In der Architektur wird klar getrennt zwischen der Visualisierungsebene im Sinne eines User Interface Ul f r die verschiedenen Akteure die das System nutzen der Funktionsebene Business Logic der Datenebene Database und der Ebene zur Anbindung externer Systeme External Systems la E DeMa Marktplatz A a a vorn man Zn ma BE Wu ssil p bel m v A Prozesse Ze External Systems ZDM EnereylP ZDM eCount m zi z amp Z 5 mPRM Gateway Aggregatorleit system Rules Wetterservice SSegejeg x Abbildung B 43 Ebenen der Mehrschichtarchitektur des Marktplatzes im Szenario 2012 Die Visualisierungsebene erlaubt die Unterst tzung unterschiedlicher User Interface Technologien unterschiedlicher Ger te Web Frontend Tablet PC unterschiedlicher Designs unterschiedlicher Ausgabeformate Excel PDF XML HTML sowie unterschiedliche Uls entsprechend der jeweiligen Markt Rolle die das System nutzt im Fall
298. en Neben dem Feldversuch wurde einer geeigneten Modellierung und Simulation zahlreicher zuvor er w hnter Zusammenh nge eine gro e Bedeutung zugemessen um dem Konsortium jederzeit die Vali dierung von Konzepten Systemen und Komponenten bereits im Entwurfsstadium zu erm glichen Fehlentwicklungen zu vermeiden und damit eine ziel und erfolgsgerichtete Entwicklungsarbeit zu ge w hrleisten Das folgende Kapitel 3 dieses Berichtsabschnitts ist der eigentlichen Durchf hrung des E DeMa Feld versuchs gewidmet und beschreibt elaboriert die Arbeiten und Aufgabenstellungen die das Konsor tium vor und w hrend des Feldversuchs wahrgenommen hat Neben der Auswahl der Teilmodellregi onen sind hier vor allem das Anwerben der Teilnehmer f r den Feldversuch bzw die hierbei ange wandten Strategien und gemachten Erfahrungen zu erw hnen Bez glich des technischen Aufbaus der Modellregion inkl deren Ausstattung kam vor allem der Systemintegration der initialen Parametrie rung und der Datenbereitstellung f r alle Beteiligten eine gro e Rolle zu Wichtige Erfahrungen hat E DeMa dar ber hinaus bei der Begleitung des Feldversuchs und der mit dieser verbundenen Betreuung der Teilnehmer machen k nnen Das Kapitel zeigt zudem wesentliche Ergebnisse des Feldversuchs in wirtschaftlicher und technischer Hinsicht in Bezug auf das Szenario 2020 auf die u a die Inhouse Kom munikation die Kundendisplays aber vor allem den Marktplatzbetrieb und die Komplexit
299. en denn je eher die Teilnehmer die Kontrolle im Haushalt nicht aus der Hand geben wol len umso eher bem hten sie sich selbst um selbst ndige Tarif Optimierung Gleichzeitig zeigte sich aber auch Je begeisterter die Teilnehmer von der Smart Start Funktion waren umso eher betreiben sie zus tzlich bei den T tigkeiten Waschen Trocknen und Geschirrsp len selbst ndige Tarif Optimie rung Die in der qualitativen Befragung aufgenommenen Kundenstimmen zur Lastverlagerung zeigen eine vglw elaborierte Auseinandersetzung der Teilnehmer mit ihrem tradierten Verhalten und den M g lichkeiten der Musterprodukte 128 Die Aussage der die Teilnehmer ggf zustimmen sollten lautete Der Unterschied zwischen den Tarifstufen motiviert mich meinen Verbrauch in die g nstigen Zeitzonen zu verschieben 129 Getestet wurden der Nutzen des Display r 0 17 N 334 der Nutzen des Marktplatzes r 0 24 N 315 die Anwendbarkeit des Marktplatzes r 0 26 N 317 und der Indikator Tarif r 0 46 N 405 wobei alle Korrelationskoeffizienten r als Ma f r den Grad des linearen Zusammenhangszwischen zwei Merkmalen hochsignifikant positiv korreliert waren 130 Vgl vgl hierzu auch Fraunhofer Konsortium E DeMa Kunden Akzeptanzforschung Ausgew hlte Ergebnisse aus den Befragungen IKT GW 1 und IKT GW 2 24 04 2013 5 19 F rderprogramm E Energy 289 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse e Manchmal habe
300. en tigt werden Marktplatz ZDM Aggregator Leitsystem usw 2 3 1 Musterprodukte Die f r den E DeMa Feldtest entwickelten Musterprodukte adressieren entsprechend der grunds tzli chen Ausrichtung des Projekts ausschlie lich Haushaltskunden Sie werden den Teilnehmern ber den E DeMa Marktplatz angeboten und setzen sich aus den zuvor definierten Musterproduktbausteinen zusammen D h das E DeMa Konsortium hat auf Grundlage der f r das Szenario 2020 entwickelten Musterproduktbausteine die grunds tzlich geeignet sind eine k nftige Produktumgebung mit breiter Variation abzubilden konkrete Produkte formuliert die im weiteren Projektverlauf im tats chlichen Kundenkontakt zum Einsatz kommen sollten Die Entwicklung dieser konkreten Musterprodukte fand dabei unter Beachtung der folgenden Pr missen statt So war zun chst und vor allem zu ber cksichtigen dass die potenziellen Teilnehmer heutige Stromprodukte gewohnt sind d h die Komplexit t der zu entwickelnden und f r den Feld versuch bereitzustellenden Produkte nicht zu hoch sein durfte um nicht an sich bereits ab schreckend zu wirken Trotz dieser Einschr nkung bestand seitens E DeMa das technische Interesse Produkte einer bestimmten Komplexit t bspw Schaltungen durch Dritte durch den Aggregator etc zu tes ten um einerseits herauszufinden ob sich Kunden auf komplexe Strukturen und die sich mit 67 C M ller C Levvandovvski C Wietfeld H
301. en welches in Verbindung mit einer Messeinrichtung ein intelligentes Messsystem bildet vgl 21b i EnWG 2013 Da die Arbeiten des BSI bis zum Start des Feldversuchs nicht beendet waren konnten die BSI Anforde rungen nicht umf nglich abgebildet werden sie sind aber grunds tzlich angelegt worden zu den im plementierten Sicherheitsfunktionen s u Daten concentrator PLC Mobi obil Zahlerdaten Zahler IKTGW 1 GPRS management E 3 system Mobil Wireless GPRS M Bus Z hler Z hler Z hler Gas Wasser W rme Abbildung B 16 Integration intelligenter Z hler ber verschiedene Kommunikationswege in die E DeMa Architektur 43 Hiermit verbindet sich keine Aussage ber eine seitens E DeMa vermutete Vorteilhaftigkeit eines Smart Meter Roll Outs vielmehr handelt es sich um eine Annahme die geeignet erscheint die berlegungen f r ein Szenario 2020 in einem wesentlichen Punkt zu vereinfachen 44 Ein Z hlpunkt bezeichnet im Netz die Stelle an der eine Versorgungsleistung Strom Gas W rme Wasser an einen Verbraucher bergeben wird bzw von einem Einspeiser bezogen wird Jeder Z hlpunkt wird durch einen eindeutigen Bezeichner identifiziert und ist im Allgemeinen mit einem Z hler ausgestattet physischer Z hlpunkt Dar ber hinaus k nnen auch mehrere Z hlpunkte zu einem virtuellen Z hlpunkt zusammengefasst werden F rderprogramm E Energy 108 Abschlussbericht E DeMa B Te
302. en Anreize gesetzt werden in teuren Hochlast zeiten weniger Energie zu verbrauchen und diesen Verbrauch in g nstige Schwachlastzeiten zu ver schieben Das Angebot zu vertraglich vereinbarten Festpreisen stellt nat rlich weiterhin eine Option dar werden konnten Diese beschr nken sich bisher aber h ufig auf gr ere Anlagen so dass dies seitens E DeMa formulierte Idee einer Aggregation kleiner und kleinster Erzeugungsmengen mithilfe eines E Energy Marktplatzes nach wie vor Wertsch pfungspotenzial birgt F rderprogramm E Energy 75 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 1 3 5 Verteilnetzbetreiber Da PuG Kunden aufgrund ihrer geringen Leistung an das Mittel und Niederspannungsnetz angeschlos sen werden 88 3 11 Abs 1 EnWG 2013 r ckt die Rolle des VNB in den Fokus der weiteren Betrach tungen Die Betreiber der bertragungsnetze nehmen aufgrund dieser technischen Gegebenheiten daher eher eine untergeordnete Rolle in Bezug auf den E Energy Marktplatz ein Verteilnetzbetreiber k nnen z B netztopologie spezifische Anreizmodelle f r erh hte oder verringerte Wirkleistung bzw Blindleistung auf dem Marktplatz platzieren deren Erf llung den Verteilnetzbetrieb unterst tzen w rde Daneben gewinnen sie durch die IKT erheblich verfeinerte Kenntnisse ber die Auslastung des Verteilnetzes und sind in der Lage Investitionsentscheidungen zum effizienten Ausbau ihres Netzes besser abzusichern Die Ve
303. en Anwendung im realen Gesch ft zentral f r die Markt platzplattformen sein denn auch k nftig ist davon auszugehen dass Daten nur an berechtigte Parteien im Sinne des 21g EnWG weitergegeben werden Der Operator konnte mit den im Vorfeld des Feldversuchs bereitgestellten Werkzeugen zudem Prob leme feststellen Es hat sich jedoch herausgestellt dass um die jeweilige Ursache zu finden in einigen F rderprogramm E Energy 248 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse F llen das Einbeziehen von Logdaten der beteiligten Komponenten und der verschiedenen Akteure in die Analyse erfordert um das Problem in seiner G nze zu verstehen Das E DeMa System integriert viele Komponenten zu einem Gesamtsystem Der Marktplatz hat wie oben beschrieben viele Schnittstellen mit anderen Komponenten und nimmt eine zentrale Rolle ein Als Datendrehscheibe f hrt er viele Daten zusammen die zuvor von ihrer Quelle bis zum Marktplatz viele Stationen durchwandert haben und von den einzelnen Komponenten bearbeitet worden sind Ein u erst plastisches Beispiel hierf r sind die Z hlerdaten Treten hier Fehler auf muss systematisch ber viele Komponenten und Akteure hinweg analysiert werden wo die Fehlerursache wirklich liegt Auch hierzu empfiehlt es sich entsprechende Werkzeuge und Routinen vorzuhalten Das gleiche gilt f r diejenigen Prozesse am Marktplatz bei deren Abarbeitung viele Komponenten be teiligt sind Der Proze
304. en Aufgabenstellung ab und haben die Arbeit innerhalb des Projekts E DeMa in Einzelf llen wesentlich beeinflusst sofern entsprechende Ergebnisse zu Zeitpunkten verf gbar waren die eine Ber cksichtigung in den Arbeiten ohne Verlet zung der gesetzten Zeitpl ne m glich machte Umgekehrt sind ber die Mitarbeit der Konsortialpart ner in verschiedenen Gremien aber auch Inhalte von E DeMa in die im Folgenden genannten Initiativen und Arbeiten eingeflossen F rderprogramm E Energy 48 U Q S S 1214 55 01 SSEp OS 4 550 05 8 156 1591 s p l qiy lp USJEM SU U U S14 5 1 WNZ S n n s 183 Hl sz3 u pun 21 101 U YJSIMZ SPJ UOJ 133 PIO Hews s p u ll3nz q 4 2 os 18161590 5 5 s p s q Jap il l 9ss uqa317 Sje 5 EV N Q 3 UOA 551 8 lp Any 181 lpnsz3 Ull 3 A LU P lq ey uadundallsanN Ja je Pyunds3ueSsny wnz 51 YEHWAIOFUONZUNPUNqUN rp lp 3unl nu LO u Selu s 8Sul py q 3 s l s lp USYIINU9SIM WI Sunau lisny 4 2 QA M Qn A 80 15 l 1811815944 15 ZUPA M UOA EV V q 4 AN 14 ep pun s3d zuoy 43 u4 3 s p
305. en F llen verpflichtet wurden sog intelligente Messsysteme einzubauen in Neubauten und nach gr eren Renovierungen bei Letztverbrauchern mit einem Jahresverbrauch gr er 6 000 kWh bei Anlagenbetreibern nach dem EEG oder KWKG bei Neuanlagen mit einer installierten Leis tung von mehr als 7 Kilowatt Allerdings gilt diese Verpflichtung zu einem begrenzten Roll out nicht unkonditioniert Vielmehr ist vorgesehen dass die gesetzliche Verpflichtung nur wirksam wird sofern der Einbau entsprechender Systeme technisch m glich ist Dies ist u a aufgrund der Arbeiten des BSI Bundesamt f r Sicherheit 5 vgl BK6 06 009 Festlegung einheitlicher Gesch ftsprozesse und Datenformate zur Abwicklung der Belieferung von Kunden mit Elektrizit t vom 11 07 2006 inkl der Anlage zur Festlegung BK6 06 009 vom 11 07 2006 in der Fassung der nderungen gem Anlage 2 zur Festlegung BK6 09 034 vom 09 09 2010 Mit den Festlegungen BK6 11 150 BK7 11 075 erfolgte eine erneute Anpassung zum 01 04 2012 F rderprogramm E Energy 24 Abschlussbericht E DeMa A Management und Informationstechnik bisher nicht der Fall da entsprechende Z hler die das BSI Schutzprofil er f llen noch nicht im Markt verf gbar sind Dar ber hinaus legt 21c EnWG fest dass so auch in allen anderen Messstellen entsprechendes Equipment zu verbauen ist sofern dies technisch m glich und wirtschaftlich vertretbar ist Dies bedeutet jedoch nicht zwingend dass ein vol
306. en Ger te realisiert werden kann Dabei konzentrierte sich ProSyst im Wesentli chen auf die Software Umgebung und koordinierte die Integration der Software Komponenten Dies beinhaltete die OSGi Middlevvare E Energy Mehrvvertdienste Protokolladapter zur Vernetzung der unterschiedlichen Ger te im Heim Basis Dienste Security User Management Logging etc sowie einen Management Agenten zur Fernadministration konfiguration und wartung der IKT Gateways Dar ber hinaus beteiligte sich ProSyst an der Erstellung der Software Architektur und achtete insbe sondere darauf dass offene erweiterbare und standardisierte Technologien verwendet werden Der Verbund von sieben Forschungseinrichtungen verschiedener Hochschulen des Ruhrgebietes TU Dortmund FH Dortmund Ruhr Universit t Bochum Universit t Duisburg Essen war in drei Berei chen der konsortialen Arbeit t tig So bernahmen die Forschungseinrichtunge mit Schwerpunkt im Bereich der Kommunikationstechnik die Modellierung und Optimierung der Kommunikationsarchitek tur f r die Teilnehmer am E Energy Markt bis hin zur Spezifikation eines konkreten IKT Gateways Der Entwurf der IKT L sungen basierte auf wissenschaftlichen L sungsans tzen Neue leistungsf hige Standards zur drahtlosen Vernetzung im lokalen und regionalen Bereich sowie der Einsatz internetba sierter Kommunikation bis hin zum Internet of Things bildeten eine technologische Plattform deren Einsatz und Konfiguration vo
307. en Zwischenst nde f r die Teilnehmer F rderprogramm E Energy 240 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse zu dokumentieren und so ggf zus tzliche Anstrengungen f r das Projektziel zu motivieren erhielten die Teilnehmer jeder Teilmodellregion ebenfalls monatlich einen Gemeinschaftserfolgsnachweis siehe Abbildung B 99 Dieser war ebenfalls am Marktplatz einzusehen und stellt eine Kumulation der Einzelerfolgsnachweise dar Der Gemeinschaftserfolgsnachweis ist insofern wesentlicher Ausdruck des Community Gedankens von E DeMa und dient zudem als motivierendes Feedback f ie DeMa haftserfol weis M rz E DeMa Gemeinschaftserfolgsnachweis f r den Monat M rz 2012 Die nachfolgende Graphik wird Ihnen in den kommenden Monsten den sktuellen Punktestand Ihrer Effizienzgemeinschaft ausweisen 3 000 Apr Ma Jn Ju Aug Sep Okt Nov 2012 2012 2012 2012 2012 212 2012 2012 Die Balken zeigen die sufsddierten Punkte der Effizienzgemeinschaft f r die bisherigen Monste Wenn die Effizlenzgemeinschaft M lheim Sasam 1 750 Effizienzpunkte erwirtschaftet ist die Erfolgsstufe 1 erreicht Mit 2 500 Effizienzpunkten wird die Erfolgsstufe 2 erreicht Die Erfolgsstufe 1 bedeutet dass die RWE ein Energieeffizienzprojekt in M lheim an der Ruhr mit 15 000 Euro f rdem wird Bei Erreichen der Erfolgsstufe 2 steigt die F rderung sogar suf 25 000 Euro Ihr E DeMs Tesm w nscht Ihnen und der Effizienzgemeinschaft
308. en als auch das Lasttal in den Nachtstunden deutlich erkennbar 87 Der Summenlastgang umfasst 116 041 Haushalte was der Anzahl der Haushalte der Stadt Krefeld entspricht Zur Validierung des erzeugten Summenlastprofils standen die durch das analytische Lastprofilverfahren bestimmten Lastprofile der Stadtwerke Krefeld aus dem Jahre 2008 zur Verf gung F rderprogramm E Energy 175 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 140 120 100 80 bb 60 40 20 0 un un n SHN nino 0 63 HN 00 1 HA N Zeit h Abbildung B 51 Unbeeinflusster Summenlastgang im Laufe eines Tages f r ca 115 000 Haushalte Simulation des Lastverhaltens der Kunden mit E DeMa Basis Die Tarifstruktur des Musterproduktes E DeMa Basis wurde bewusst einfach gew hlt um auch End kunden anzusprechen die keine gro e Komplexit t w nschen Zur Simulation der Lastverschiebung in Haushalten unter den Einfluss dieses Produktes wurden die Summenlastg nge entsprechend ver n dert Es wurden tarifentsprechende Wahrscheinlichkeitsfunktionen f r den manuellen Einsatz von Ge r ten der Wei en Ware definiert vgl Abbildung B 52 die anstelle der Wahrscheinlichkeitsfunktionen des blichen Ger teeinsatzes der Wei en W
309. en bzgl ihrer rechtlichen Durchf hrbarkeit im Marktplatzsystem gegen die Stamm und Bewegungsdaten des Kunden gepr ft werden da dieses ber alle erforderlichen Informationen verf gt Wird dann der entsprechende Prozess gestartet so werden alle am Prozess zu beteiligenden Akteure informiert und im weiteren Prozessverlauf die ent sprechenden neuen Zuordnungen im System vorgenommen Implizit damit verbunden ist eine ber arbeitung der Bilanzkreiszuordnungslisten die gem MaBiS58 mit den Bilanzkreisverantwortlichen und dem Bilanzkoordinator auszutauschen sind PuG Kunde Lieferrechnung inkl N NE Anschluss nutzer la qe bilanzierungs relevante Zeitreihen Mess Ablesung stelle Bilan zkreisabrechnung gestrichelte Linien kennzeichnen optionale Kommunikationsprozesse Zuordnung Kunde lt gt Lieferant Kunde lt gt MDL Meldung der Zuordnungslisten zyklisch bzw nach Zuordnungs nderung z B bei oder nach Lieferantenwechsel 2 Messwerte als Rohdaten 8 Plausibilisierte amp aufbereitete Messwerte 4 Einschlie lich abrechnungsrelevanter Zeitreihen Abbildung B 10 Fluss der Bewegungsdaten bei E DeMa 38 Marktregeln f r die Durchf hrung der Bilanzkreisabrechnung Strom MaBiS siehe auch Anlage 1 zum Beschluss BK6 07 002 der BNetzA vom 10 06 2009 MaBiS sowie Beschluss BK6 11 150 vom 28 10 2011 F rderprogramm E Energy 87 Abschlussbericht E
310. en des Feldversuches vorgenom menen Aktivit ten und vor allem die mit diesen einhergehenden Datenerhebungen und nutzungen zu unterrichten Hierzu war es notwendig die Teilnahmevereinbarungen nach dem jeweiligen Gate way Typ und den damit verbundenen unterschiedlichen L sungen zu differenzieren Um ein qualifi ziertes Einverst ndnis der Kunden einzuholen und um umfassend ber die im Rahmen von E DeMa vorgenommenen Datenfl sse zu informieren kann die Teilnahmevereinbarung in ihrer Komplexit t als abschreckender Faktor f r den Kunden wirken und die Teilnahmebereitschaft verringern Eine Fern Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse auslese von Smart Meter und Projektdaten ist aber nur mit dem Einverst ndnis des Kunden m glich Vereinbarung zum Projekt E DeMa ME me DeMa RWE Deutsihlend AG K upast 2 42 128 Esser fneshifoigend RWE genau und Hane Stre ale Angaben nachirigend Kunde Teilnahme anant vereinbaren f r de am E Dala nachfeigend Projekt was falg 1 Gegensiard VEgensteng Gaser verenoerun ist o etnanme oes surur ern Prehavl E Cwhia in d r Purhua gruppe 2 bil ei s n B mnl y i lin um gef rdenes Ferschungaprejckt des zum Zel hat dne Duich ringung der Strornotzo m Infomationg Ind si unters urban sollen Verlagenings
311. en sich hier sogar h here Abendspitzen durch die Anreize zur Verbrauchsverlagerung Bei den Balancekunden wurde die Abendspitze des HO Profils montags erreicht an den anderen Wochentagen aber deutlich verringert Zusammenfassend kann festgehalten werden dass vor allem die tariflichen Anreize zur Verbrauchs verlagerung bei den Effizienzkunden zu einer Verlagerung der Lastspitzen in die Morgenstunden 5 7 Uhr und sp ten Abendstunden 21 23 Uhr f hrten Die Lastspitzen lagen zum Teil deutlich ber den Lastspitzen des HO Profils Diese Beobachtung im Feldtest best tigt die Vorhersage aus den Simulatio nen zu den Wirkungen der Produkte die im Vorfeld der Kundenevaluation durchgef hrt worden wa ren Abbildung B 122 zeigt den Vergleich der simulierten gegen ber der gemessenen Lastkurve der Effizienzkunden den Balancekunden und dem HO Profil f r die Wochentage Montag bis Freitag F rderprogramm E Energy 270 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 0 020 Typtag Mo Fr 0 015 0 010 0 005 0 000 0 2 4 6 8 10 2 14 16 18 20 22 Stunde H0 E DeMa Balance Simulation Eff E DeMa Effizienz Abbildung B 122 Vergleich der normierten Lastg nge der Balancekunden mit den aktiven Effizienzkun den den simulierten Effizienzkunden und dem HO Profil f r die zusammengefassten Typtage Montag bis Freitag Bei den Balancekunden wurden diese Lastspitzen hingegen vermieden was durch d
312. en sind oder die Befragten sich an bestimmte Entscheidungen die sie im Rahmen des Feldversuchs getroffen hatten nicht mehr erinnern konnten Es k nnte aber auch sein dass genau diejenigen Kunden die die Option Sparfuchs gew hlt hatten nicht unter den 411 befrag ten Kunden waren Dar ber hinaus konnte grunds tzlich festgestellt werden dass verschiedene Nut zergruppen in Bezug auf ihre spezifischen Einstellungen und Wertorientierungen angesprochen wur den Dies l sst sich dahingehend interpretieren dass eine weitere zielgruppenspezifische Entwicklung von Lastverlagerungsinstrumenten erfolgreich sein kann 4 2 2 3 Bewertung der Visualisierung durch die Teilnehmer Die Visualisierung ber das Display und den Marktplatz war ein zentraler Bestandteil der Konzeptionen von E DeMa Insofern waren auch die Einsch tzungen der Teilnehmer zu diesen beiden Informations quellen im Bereich IKT GW1 zentral f r die Kundenakzeptanzforschung Dabei zeigte sich dass das Display welches in Relation zu einem PC der als Zugang zum Marktplatz in Betrieb zu nehmen war einen schnelleren und direkteren Zugang zu einem Gro teil der Feldtestinformationen bot insgesamt von der Mehrheit der Teilnehmer als n tzlicher und anwendbarer empfunden wurde Angaben in Prozent N 411 Display Nutzen 22 28 22 7 Display Anwendbarkeit 22 27 18 11 Marktplatz Nutzen 14 29 25 B Marktplatz Anwendbarkeit E stimme genau zu E stimme eher zu W teils teils 7 stimme eh
313. en und aus Effizienz gr nden nicht f r das Projekt zu erschlie en Me DeMa Ja ich m chte Erergie Pionier werceri Forsctungsprojekt E DeMa Auf dem Weg zum Energie Marktplatz der Zukunft talabi mr iv per sandan yita Ah zabarra orte m Tin Poss RWE s emens Mom ARTE AHLEN b iyn m n s z r dr ear Une Abbildung B 82 Interessensbekundungen der Kunden zur Teilnahme mit eingehaltenen Restriktionen Opt In E Unterschriebene Teilnahmevereinbarungen und technische Pr fung Die 925 potenziellen E DeMa Kunden die sich ber die entsprechenden Feedback Kan le gemeldet hatten wurden in einem Erstbesuch ber das Projekt informiert Hierbei wurden den potenziellen Teil nehmern insbesondere die Teilnahmebedingungen sowie die Rechte und Pflichten der Teilnehmer so wie der an dem Projekt beteiligten Unternehmen und Hochschulen erl utert als auch insbesondere ber das Datenschutzkonzept von E DeMa aufgekl rt Ein qualifiziertes Einverst ndnis zur Teilnahme im Projekt und der mit dieser Teilnahme einhergehenden Aufnahme von Daten wurde mit der Unter zeichnung der Teilnahmevereinbarung erzielt wie es im Datenschutzkonzept des Projekts vorgesehen war Im Rahmen des Erstkundenbesuchs wurden dar ber hinaus auch die technischen Rahmenbedin gungen der potenziellen Teilnehmer berpr ft Die technische berpr fung beinhaltete dabei die ak tuelle messtechnische Anbindung des Kunden sowie die M glichkeit einer Fern Date
314. en zwar nur mit zweiter Priorit t verfolgt jedoch auch ber cksichtigt wurden Da die Visualisierung sich an dem jeweils darzustellenden Produkt ausrichten muss sieht der Kunde nur die f r ihn relevanten Daten d h sein tats chliches Nachfrageverhalten im Hinblick auf sein aktuelles Mus terprodukt Es werden insofern keine hypothetischen Informationen bereitgestellt Aus dem zuvor Dargestellten ergibt sich zudem dass den Kunden je nach Tarif Musterprodukt unterschiedliche In formationen visualisiert werden m ssen Dabei ist es im Vergleich zu den zeitverz gerten Anzeigefunktionalit ten des E DeMa Marktplatzes ein wesentlicher Vorteil der E DeMa Display L sungen dass dem Kunden seine Verbrauchsdaten in Quasi Echtzeit angezeigt werden k nnen Die wichtigste technische Voraussetzung f r eine solche sehr aktuelle Anzeige ist daher eine Quasi Echtzeit Kommunikation des jeweiligen Displays mit der Da tenquelle sofern es sich um Z hlerdaten handelt also das bei allen Teilnehmern vorhandene IKT GVV1 Zus tzlich soll das Display jeweils nur diejenigen Sparten Elektrizit t Gas Wasser anzeigen die bei dem jeweiligen E DeMa Kunden auch tats chlich eingebunden sind die brigen werden aus geblendet Die Displaytechnik muss dar ber hinaus sicherstellen dass das Display die Tarife und die Tarifzonen des Kunden kennt Eine Anzeige des aktuellen Lastverlaufs ist zentral f r jede Displayl sung Alle historischen Lastv
315. enauere Netzlast Lastflussprognosen Massenevents aus Z hlpunkten filtern und aufbereiten zur Ent lastung von berwachungsanwendungen und zur genaueren Fehlerortung im Netz Plausibili sierung und Ersatzwertbildung f r abrechnungsrelevanten Z hlerdaten f r die Netznutzung und das Bilanzkreismanagement Messstellenbetriebs Messdienstleistungssysteme Rohmessdatenverarbeitung Prozessauto matisierung durch Bereitstellen und Aufbereiten von Statusinformationen aus den Z hlern f r F rderprogramm E Energy 121 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Lifecycle Management Rollout und Aktivierung St rungsmanagement Auftragsmanage ment Stichprobenmanagement f r Eichung Erhebung von Key Performance Indikatoren f r einen effizienteren Messstellenbetrieb und Messdienstleistung PIE I En Netzst rungsmanagement Abrechnungsmanagement ni R Service Service Mekledatenanalyse Statistik amp Reporling Kontroll amp NS Plausibilisierung amp Z hleradapier Transaktionsmanagement Prim rverarbeilung Ersatzwertbildung A r n SUBSCRIBE EREIGNIS_TYP NACHRICHTEN_TYP PUBLI
316. enheften zu hinterlegen die ge eignet sind durch die Herstellerfirmen umgesetzt zu werden DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE Die konzeptionelle berlegungen und Erkenntnisse aus E DeMa wurden in die Standardisie rungsarbeit verschiedener DKE Arbeitskreise aktiv eingebracht Der Informationsmodelle und Kommunikation f r dezentrale Energieversor gungs systeme Innerhalb des Arbeitskreises DKE AK 952 0 17 wurden die Fragestellungen wie und welche Kommunikationsstrukturen sind f r die Einbindung dezentraler Energieumwandlungsanlagen in ein zuk nftiges Smart Grid er forderlich sind behandelt Im Rahmen des DKE UK STD_1911 5 erfolgte eine Zusammenarbeit und Abstimmung mit dem Lenkungskreis EMOBILITY und dem Lenkungskreis Normung E Energy Smart Grid Es erfolgte eine Bearbeitung normungsrelevanten Themen und entspre chende Use Cases wurden entwickelt und beschrieben Dar ber hinaus hat das Konsortium mit den drei folgenden Unternehmen bzw Instituten in besonde rer Art und Weise zusammengearbeitet da diese f r eine erfolgreiche Aufgabenstellung von besonde rer Wichtigkeit waren Viessmann Viessmann als Hersteller von Heizungsanlagen wurde in das Projekt E DeMa eingebunden um nachhaltig auf die neuesten deutschen Entwicklungen aus dem Umfeld der stromerzeugenden Heizungen zur ckgreifen zu k nnen Viessmann hat dem Projekt insgesamt 14 uKWK Anlagen VitoTwin aus seiner Produk
317. enrahmens eingehalten werden k nnen Letzteres ist vor allem f r die Gesch ftsmodelle von Messdienstleistern Energie dienstleistern oder IKT GW Betreibern von gro er Bedeutung da diese eine Visualisierungsl sung am Endkundenmarkt absetzen m ssen F r den Einsatz in den Modellregionen wurden die in Abbildung B 38 dargestellten Konzepte verwirk licht um mit den zugrunde liegenden unterschiedlichen Datenhaltungs und Datenverarbeitungsphi losophien Erfahrungen zu sammeln Wesentliches Merkmal der Variante a ist die ausschlie liche Ver arbeitung der Verbrauchsdaten innerhalb eines Haushaltes Die softwaretechnische Realisierung der Visualisierung sowie der damit verbundene Datenabruf vom IKT Gateway innerhalb des Endger ts z B als App vorgenommen wird Demgegen ber findet bei der Variante b die Verarbeitung der Daten die vom IKT GW abgerufen werden auf einem Server statt der z B von einem Energiedienstleister betrie ben wird Die Auswertung und Visualisierung der Daten ist auf diesem Server als Webportall sung zu realisieren f r die Darstellung auf dem Kunden Display ist in diesem Fall ein einfacher Internetbrowser F rderprogramm E Energy 152 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse oder eine einfache Darstellungs App einsetzbar Wesentlicher Vorteil der Variante a ist der Verbleib der Daten innerhalb des Haushalts und damit eine gr ere Sicherheit im Hinblick auf den Datenschutz Demgegen ber lieg
318. enspezifischen Summenlastkurven vorliegen in der Differenz weiter verbleiben Diese tauchen dann aber bei allen Preisschemata gleicherma en auf F rderprogramm E Energy 182 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Das Ergebnis die Delta Leistungskurve ist mittelwertfrei und beschreibt die mittlere untert gige Last verschiebung eines Haushalts bezogen auf die jeweils zugeh rende haushaltsgr enspezifische Sum menlastkurve Positive Werte bedeuten eine relative Lasterh hung und negative Werte eine relative Lastreduktion Eine absolute Lastreduktion oder erh hung innerhalb eines Tages wird dabei nicht di rekt erfasst ist dann aber f r eine Verschiebung der Abszissenachse nach unten bzw nach oben ver antwortlich Das hei t eine Lastreduktion ohne untert giger Lastverschiebung w rde in der Delta Leis tungskurve als weniger ausgepr gte Lastreduktion um die Mittagszeit dargestellt werden bei ber den Rest des Tages gleichm ig vorliegender scheinbarer Lasterh hung Bei dieser Untersuchung liegt der Fokus jedoch auf der untert gigen Lastverschiebung Die Qualit t der Kurvenform h ngt dabei unmit telbar von der Anzahl der aggregierten Lastkurven ab Je geringer die Anzahl desto st rker berlagern stochastische Effekte den gesuchten Verlauf Die in Abbildung B 60 und Abbildung B 61 exemplarisch gegen bergestellten Delta Leistungskurven f r unterschiedliche Preisschemata zeigen sowohl die Reaktion auf
319. entag in 182 Delta Leistungskurven f r das Preisschema Basis werktags f r Haushalts gr en bis f nf Personen uueerssesnssnensnnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnsnnnnnnnnnenen nase 184 F rderprogramm E Energy 9 Abbildung B 61 Abbildung B 62 Abbildung B 63 Abbildung B 64 Abbildung B 65 Abbildung B 66 Abbildung B 67 Abbildung B 68 Abbildung B 69 Abbildung B 70 Abbildung B 71 Abbildung B 72 Abbildung B 73 Abbildung B 74 Abbildung B 75 Abbildung B 76 Abbildung B 77 Abbildung B 78 Abbildung B 79 Abbildung B 80 Abbildung B 81 Abbildung B 82 Abbildung B 83 Abbildung B 84 Abbildung B 85 Abbildung B 86 Abbildung B 87 Abbildung B 88 Abbildung B 89 Abbildung B 90 Abbildung B 91 Abbildung B 92 Abbildung B 93 Abbildung B 94 Abschlussbericht E DeMa Delta Leistungskurven f r das Preisschema Standard werktags f r Haushaltsgr en bis f nf Personen 184 Vier Tages bersicht der simulierten Einspeisung einer PV Anlage 186 Vier Tages bersicht der simulierten Einspeisung eines Windenergie KONVerters ne en en AT A ner 187 Einbindung der Simulation in das E DeMa Umfeld 188 Netzbeobachtungsrechner und seine Bedienoberfl che 189 Visualisierung d
320. ente im Rahmen der IKT GW2 Software implementiert und folgt ei nem Web basierten Ansatz Die Umsetzung wiederum ist funktional getrieben da wesentliches Ziel die Umsetzung der vorgegebenen Musterproduktlogiken war 2 3 3 E DeMa Marktplatz Der E DeMa Marktplatz stellt im Szenario 2012 ebenso das zentrale technische System des E DeMa Projekts dar wie im Szenario 2020 welches aber mit Blick auf den durchzuf hrenden Feldversuch vor allem in Bezug auf die tats chlich auszupr genden Schnittstellen und Funktionalit ten zu konkre tisieren war Hierbei wirkte sich vor allem aus dass im Szenario 2012 konkrete Bestands Systeme an den E DeMa Marktplatz anzubinden waren Umsetzung der Marktplatzarchitektur im Hinblick auf das Szenario 2012 Es wurde bereits dargestellt dass das E DeMa Konsortium den Marktplatz als eine sogenannte Da tendrehscheibe konzipiert hat D h das System ist so angelegt worden dass es die Stammdaten und Z hlerdaten Bewegungsdaten der angeschlossenen Endkunden speichert und verarbeitet Es erm g licht dar ber hinaus denjenigen Akteuren die mit den Endkunden in Gesch ftsbeziehungen treten wollen das Einstellen und Abwickeln von Produkten sowie die automatisierte Durchf hrung von Pro zessen unter Einbindung der Systeme dieser und anderer Akteure Marktteilnehmer Die Architektur wurde daher grunds tzlich und mit Blick auf das Szenario 2012 so angelegt dass der Marktplatz geeignet
321. entraler Stelle umfassende Informationen ber die einschl gigen Angebote und kann dort sowohl einen Tarif wechsel als auch einen Lieferantenwechsel ausl sen und sich jederzeit ber den Ablauf und den Stand dieser Wechselprozesse informieren Der Marktplatz bietet dar ber hinaus die M glichkeit auf Grund lage der zusammengef hrten Stammdaten Vertr ge etc aktuell g ltige aber auch in der Zukunft lie gende Aktionen mit entsprechenden Vermerken anzuzeigen Diese Funktion hat im Wesentlichen zum Ziel sicherzustellen dass der Kunde nur g ltige Wechsel ansto en kann d h solche f r die er die tech nischen Voraussetzungen erf llt und die aus vertraglicher Sicht m glich sind Die effiziente Realisierung der Standard GPKE und der WiM Prozesse am E Energy Marktplatz wird in den relevanten Prozessschritten durch automatisiertes Bereitstellen von ben tigten Informationen aus den Z hlerdatenmanagementsystemen in standardkonformer Weise gew hrleistet Konkret wurde im Projekt eine Vereinfachung des Lieferantenwechsel Prozesses selbst bei interaktiver Beteili gung konzipiert Somit kann ein kompletter Wechselprozess innerhalb von drei Werktagen abgeschlos sen werden Alle am Prozess beteiligten Akteure werden ber Systemschnittstellen fr hzeitig mit den erforderlichen Daten und Informationen versorgt um jederzeit in die automatisierten Prozesse ein greifen zu k nnen 2 1 4 E DeMa Marktplatzsystem Das E DeMa Marktplatzsystem ist eine d
322. er te k nnen ber das IKT GW2 ferngesteuert werden und stehen bestimmte Bereitstellungshandlungen des Teilnehmers vorausgesetzt dem Aggregator als flexible Lasten zur Verf gung Das IKT GW2 bezieht die f r die Fernsteuerung erforderlichen Informa tionen von den E DeMa Backendsystemen hier insb Aggregator Leitsystem vgl Kapitel 11 2 3 4 ber eine Internetverbindung Zum Aufbau dieser Internetverbindung wird im Feldversuch der Breitband Anschluss des Kunden im Wesentlichen DSL bzw der zugeh rige Router genutzt Zur Untersuchung der Einbindung von dezentralen Energieerzeugern wurden bei einigen Prosumern zus tzlich uKWK Anlagen installiert ber eine entsprechende Schnittstelle sind diese ebenfalls an das IKT GW2 ange bunden Die nachfolgende Tabelle B 16 fasst die Ausstattung der Prosumer gegliedert nach den Mo dellregionen zusammen Tabelle B 16 Ausstattung der Prosumer in den Modellregionen Modellregion Kunden mit IKT GW1 Ausstattung 115 Kunden mit zus tzlichem IKT GW2 und Haus haltsger ten uKWK a Ausstattung der IKT GW2 Kunden Moose sin sin sasn Waschmaschine Trockner und uKWK 3 3 1 1 Teilmodellregion M lheim an der Ruhr In Abbildung B 85 sind die Auspr gungen der Kommunikationsinfrastruktur in der Modellregion M l heim dargestellt Alle Prosumer erhalten als Grundausstattung ein IKT GW1 In M lheim wird als IKT 103 In der Teilmodellregion Krefeld wurde die Ausstattung mit einem Display v
323. er DEA der aus n Zeitfenstern T Ta und m Verg tungs preisen b Pm besteht Die Zeitintervalle und die zugeh ri gen Verg tungen werden im Vorfeld festgelegt und sind somit fix Der Produktbaustein beschreibt einen Tarif f r Kunden mit ei ner dezentralen Energieumwandlungsanlage der aus n Tarif zeiten T Ta und m Verg tungspreisen p Pm besteht W hrend die Zeitfenster vertraglich fix vereinbart sind k nnen die Verg tungspreise schwanken Der Produktbaustein beschreibt einen Tarif f r Kunden mit mindestens einer fernsteuerbaren Last auf Abruf Der Kunde h lt eine bestimmte Leistungsreserve mit mindestens einer fernsteuerbaren Last vor z B eine betriebsbereite Waschma schine und der Aggregator ist in der Lage diese Reserve abzu rufen Der Produktbaustein beschreibt einen Tarif f r Kunden mit mindestens einer fernsteuerbaren dezentralen Energieum wandlungsanlage ber eine Reduktion der Leistung auf Abruf Der Kunde ist bei diesem Baustein damit einverstanden dass die Leistung seiner Energieumwandlungsanlage f r eine be stimmte Zeit reduziert wird Der Produktbaustein beschreibt einen Tarif f r Endkunden mit mindestens einer fernsteuerbaren Last ber die Reduzierung einer Last auf Abruf Der Endkunde gibt dem Aggregator die M glichkeit seine fern steuerbare n Last en abzuschalten z B wird dem Aggregator die M glichkeit gegeben eine W rmepumpe abzustellen Der Endkunde beko
324. er Energie versorgt F rderprogramm E Energy 300 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 200 180 LAN Leistung KW Auslastung 20 052099 09600650888988 5 s 5 a x 2 SIJI ILES PSJ III IIIS IISI s e s s lt ds s Tageszeit Monatin 2012 Abbildung B 152 VVerktags Lastverlaufe einer ONS 9 f r KVV10 bis KVV48 ber die Haushalte und Klein Gewerbe versorgt werden links Verlauf der mittlere h Auslastung dieser ONS im selben Zeitraum rechts Die Auslastung dieser ONS in Abbildung B 152 zeigt nun einen eindeutigen Wochenrhythmus Werk tage und Wochenenden sowie Feiertage sind eindeutig erkennbar In den Werktags Lastverl ufen in Abbildung B 152 f llt der gleichbleibende Leistungsbedarf w hrend der typischen Kernarbeitszeiten im Tagesverlauf auf 4 4 1 2 Visualisierung von Messwerten zur Zustandserfassung Die Darstellung der in der Netzsimulationsumgebung vorliegenden aktuellen Messwerte erm glicht eine schnelle Zustandserfassung und bildet die Grundlage einer bisher nur aus der bertragungsnet zebene bekannten M glichkeit der weiteren Analyse und Simulation Die interaktive Bedienoberfl che erm glicht die Anzeige bzw das Monitoring von Spannungen Str men Belastungen Kurzschluss stromanzeigen usw aus der Niederspannungsseite oder auch von weiteren Informationen wie bei spielsweise der T
325. er Konsortium die folgende dreiteilige Untersuchungsstrategie entwickelt e Durchf hrung einer telefonischen Befragung bei allen IKT GW1 Kunden Diese Befragung ist aufgrund der gew hlten Befragungsmethode im Wesentlichen quantitativ orientiert Durchf hrung einer telefonischen Befragung bei allen IKT GW2 Kunden Diese Befragung ent spricht im allgemeinen Teil derjenigen der IKT GVV1 Kunden und ist aufgrund der gew hlten Befragungsmethode ebenfalls im Wesentlichen quantitativ orientiert Durchf hrung eines qualitativen Tiefeninterviews vor Ort bei ca 50 der IKT GW2 Kunden mit dem Ziel m glichst viele qualitative Informationen ber das Verhalten dieser mit zahlreichen technischen Neuerungen konfrontierten Kunden zu gewinnen F r jede dieser drei Befragungsformen hat das E DeMa Konsortium gemeinsam mit den Fraunhofer Instituten einen spezifischen Fragebogen bzw einen Interviewleitfaden gestaltet Hierbei wurde auf die in den Befragungen der Projekte Intelliekon und M lheim z hlt gemachten Erfahrungen ebenso zur ckgegriffen wie auf das auf Seiten der Auftragnehmer in den relevanten Fragestellungen vorhandene Know how Zus tzlich wurden die Datenerhebungsw nsche einzelner Konsortialpartner ebenso ber cksichtigt wie die Diskussionen zu sozio konomischen Erhebungen in der Fachgruppe Markt der Begleitforschung des E Energy Programms Zentrale Fragestellungen f r die E DeMa Kundenakzeptanz Forschung die in
326. er Laststeuerung und dezentraler Energieerzeugung im E Energy Projekt E DeMa Tagungsband des VDE Kongress 2012 Smart Grid Intelligente Energieversorgung der Zukunft Stuttgart Germany Nov 2012 pp 1 6 F rderprogramm E Energy 119 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse dene Vernetzungskonzepte f r die Anbindung der Smart Meter der intelligenten Lasten und der de zentralen Energieerzeugung evaluiert Neben vorhandenen Technologien z B Wireless M Bus wur den bei E DeMa auch alternative Vernetzungstechnologien z B B PLC oder ZigBee untersucht 2 1 7 Aggregator System Die in das E DeMa Konzept eingef hrte neue Marktrolle des Aggregators stellt eine der wesentli chen Innovationen des Konsortiums dar da von dieser neuen Rolle wesentliche Impulse f r das Auf finden und Nutzbarmachen zus tzlicher Flexibilit ten gerade auch im Bereich der Endkunden erwar tet werden Entsprechend gro e Aufmerksamkeit hat die Ausgestaltung der f r die Umsetzung des Produkts Aggregation notwendigen Systeme durch das E DeMa Konsortium erfahren Ein Aggregatorsystem besteht in seiner Zielkonzeption f r das Szenario 2020 aus zwei Teilkompo nenten dem Aggregator Handelssystem und dem Aggregator Leitsystem W hrend das Aggregator Leitsystem f r die technische Vertragsabwicklung verantwortlich ist bernimmt das Aggregator Handelssystem die abrechnungsrelevanten Aufgaben Vertragsabrechnung Das Han
327. er Logik des E DeMa Feldversuchs grunds tzlich alle bei Teilnehmern verbauten KWK Anlagen da eben angenommen wird diese st nden alle dem E DeMa Aggregator zur Verf gung bzw dieser habe die mit den uKWK einhergehenden Flexibilit ten alle an den VNB vermarktet F rderprogramm E Energy 170 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 2 3 8 Netzleitsystem In Bezug auf das Szenario 2012 und die Umsetzung der berlegungen des Konsortiums zu Netzleit systemen waren die folgenden Aspekte f r das weitere Vorgehen ausschlaggebend Ausgangspunkt einer Modellierung der physischen Netzinfrastruktur und der Simulation der VNB seitigen Anreizsys teme ist die Bereitstellung von realen Netzdaten f r das Leitsystem zwingend in Echtzeit um die Funktion der Auswerte und Anreizapplikationen zu gew hrleisten welche dem zu erprobenden Zu sammenspiel von VNB und Aggregator zugrunde liegen Im Projektverlauf hat sich gezeigt dass gerade in diesem Punkt sowohl die Datenschutzbelange des Netzbetreibers jetzt Westnetz selbst als auch diejenigen der Teilnehmer ber hrt sind Dementsprechend ist im gesamten Projektverlauf und auch gerade mit Blick auf das Szenario 2012 bzw den Feldversuch mit gr ter Vorsicht und Zur ckhaltung vorgegangen worden Die seitens E DeMa ber die Begleitforschung aber auch durch die Energiewirtschaft an sich gef hrten Diskussionen mit den zust ndigen Landesdatenschutzbeauftragen haben zud
328. er Referenzhaushalte welche sich f r die Frage der Lastverlagerung als u erst potent erwiesen hatte f r die Messung einer Verbrauchsreduktion ggf weniger geeignet gewesen zu sein Wie oben beschrieben wurden die Einsparungen in kWh auf Basis des HO Profils und des prognostizierten Jahresverbrauchs des E DeMa Kunden modelliert Das HO Profil ber cksichtigt jedoch keine Schulferien o d h das Profil ist auf den Jahresgesamtverbrauch orientiert und nimmt in seinem Verlauf auf die j hrlich wechselnden Ferienzeiten keine R cksicht Im Auswertungszeit raum des Projekts E DeMa von April bis November 2012 lagen jedoch die Osterferien 02 04 2012 14 04 2012 die Sommerferien 09 07 2012 21 08 2012 und die Herbstferien 08 10 2012 20 10 2012 des Bundeslandes Nordrhein VVestfalen insofern muss die hohe Verbrauchsreduktion die gerade in diesen Zeitr umen gemessen wurde relativiert werden Denn es ist mehr als wahrschein lich dass der seitens des HO Profils vorhergesagte kumulierte Verbrauchswert in einem Ferienmonat 119 Vgl Intelliekon 2011 Nachhaltiger Energiekonsum von Haushalten durch intelligente Z hler Kommunikations und Tarifsysteme ERGEBNISBERICHT S 6 120 Vgl RWE Deutschland AG 2013 Faktenblatt MHz F rderprogramm E Energy 279 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse h her liegt als der tats chliche Verbrauchswert insbesondere dann wenn einzelne Teilnehmer in den fragl
329. er Zeit von 17 21 Uhr der niedrigste Preis Die Tarifstruktur Happy Holiday gilt meistens an Sonn und Feiertagen und ist durch einen durchgehend niedrigen Preis ber den ganzen Tag charakterisiert Die Tarifstruktur Standard wird im Folgenden analysiert und aufgezeigt F rderprogramm E Energy 257 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 0 25 0 20 0 15 0 10 2 0 05 BIST Schwachlasttar if 0 00 ENT Nebentarif t 0 05 3 m HT Haupttarif 5040 0 15 HHT1 Hochtarif 1 0 20 BIHHT2 Hochtarif 2 0 25 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Stunde Abbildung B 107 Durchschnittlicher Deltalastgang der E DeMa Effizienz Kunden gegen ber den E DeMa Vergleichskunden f r den Typtag Samstag im Monat September Tarifstruk tur Standard Abh ngig von Monat Produkt Typtag und oder vorliegender Preisstruktur wurde somit jeweils die absolute und relative Verbrauchsverlagerung in die g nstigeren Tarifzeiten des Musterproduktes bzw aus den teureren Tarifzeiten des Musterproduktes berechnet Nachfolgend werden die Erkenntnisse zur Verbrauchsverlagerung der Kunden ohne Automatisierung IKT GW1 Kunden und der Kunden mit Automatisierung durch das IKT GW2 ermittelt und verglichen 4 1 1 1 Verbrauchsverlagerung der IKT GW1 Kunden ohne Automatisierung Die Verbrauchsverlagerung VV der Kunden ohne Automatisierung wurde f r alle IKT GW1 Kunden sowie f r die passiven und aktiven IKT GW1 Kunden
330. er die Netzlast im Verteilungsnetz Optimale Auslastung der vorhandenen Betriebsmittel e Zeitliche Optimierung neuer Netzinvestitionen Vereinfachung der Netzstruktur Netztopologie Detaillierte Informationen ber die Netzqualit t im Niederspannungsnetz wie z B Anzahl und Dauer von Stromausf llen Schnellere und effizientere Fehlerbehebung e M glichkeiten der Notabschaltung Lastabvvurf Vorteile f r Energieh ndler Steigerung der Prognosegenauigkeit und damit eine Verbesserung des Lastmanagements Anbieten von neuen Produkten z B flexible Echtzeittarife f r alle Kundenbindung durch kundenspezifische Tarife Automatische Z hlerfernauslesung Optimierung der Abrechnungsprozesse Exakte Ablesung des Z hlerstandes bei Umzug oder Wechsel des Stromanbieters e Verbesserung der Kundenzufriedenheit durch die Verf gbarkeit aktueller Kundeninformatio nen Anbieten neuer Systemdienstleistungen F rderprogramm E Energy 44 Abschlussbericht E DeMa A Management Einsch tzung der Verwertbarkeit durch die Hochschulen im Projekt Im Rahmen des Projekts E DeMa konnten die Hochschulen entsprechend ihrer besonderen Aufgabe im Konsortium eine umfassende Validierung der von ihnen erstellten Modelle und Simulationen durch f hren Damit ist eine wichtige Voraussetzung geschaffen worden weitere Forschungsvorhaben zu initiieren und daf r F rdergelder einzuwerben Zum Teil ist dies bereits w hrend der Projektla
331. er nicht zu stimme berhaupt nicht zu fehlend Abbildung B 137 Display und Marktplatz bei IKT GVV 1776 126 Die in der Grafik zu 100 fehlenden Werte weisen darauf hin dass ca 20 der Stichprobe den Gesamtumfang der Produkte nicht berblickten und m glicherweise Display und Marktplatz nicht verwendeten F rderprogramm E Energy 286 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Im Bereich IKT GW2 bestand keine Differenz zwischen Marktplatz und HECUI insofern als dass beide Systeme ber eine PC Oberfl che einzusehen waren Trotzdem zeigen die Ergebnisse der Befragung dass von ber 70 der Teilnehmer eines der beiden Systeme nutzen das HECUl aber insgesamt h u figer genutzt wird Wie oft nutzen Sie das Wie oft nutzen Sie den E HECUI DeMa Marktplatz 2 8 E immer E immer E h ufig m h ufig E gelegentlich u gelegentlich E selten selten nie nie n 72 n 72 Abbildung B 138 Nutzung des Marktplatzes bei IKT GW 2 Die Ergebnisse der quantitativen Analysen decken sich an dieser Stelle mit den Erkenntnissen aus der qualitativen Befragung insoweit als die Teilnehmer bspw folgendes berichtet haben Wir schauen meistens ins HECUI rein Die Informationen sind ja auch teilweise doppelt die Tarife kriegt man ja in beiden Foren HECUI und Marktplatz Das HECUI haben wir bevorzugt genutzt Da hab ich schon relativ h ufig reingeschaut In Marktplatz habe ich nur ab und zu mal reingeschaut
332. er zentralen System Komponenten die zur Umsetzung des E DeMa Konzepts ben tigt werden entsprechend gro e Aufmerksamkeit hat die Umsetzung und Aus gestaltung des Marktplatzes in allen Projektphasen erfahren Grunds tzlich und mit Blick auf das Szenario 2020 handelt es sich prim r um eine Plattform f r elektrischen Strom die als zentrale Informationsschnittstelle Informationsdrehscheibe f r alle Marktteilnehmer und Marktrollen dient und dadurch M glichkeiten f r vereinfachte schnellere Markt und Gesch ftsprozesse sowie erh hte Kunden Transparenz schafft um aus gesamtwirtschaft licher Perspektive eine h here Energieeffizienz und aus einzelwirtschaftlicher Perspektive verbesserte Wertsch pfungspotenziale f r die Marktteilnehmer zu erreichen Hierzu bedarf es eines Zusammen spiels des eigentlichen Marktplatzsystems mit anderen Teilen des E DeMa Konzepts Aktive Teilnahme aller Akteure inkl der heute passiven Endkunden am Markt und Einbin dung neuer Marktrollen z B Aggregatoren mit und ohne eigene Systemlandschaft Vereinfachte Gesch ftsprozesse durch Integration verschiedener Fremd und Drittsysteme z B ZDM e Unterst tzung neuer innovativer Produkte und Tarife Verbesserte Energieeffizienz und neue Steuerungsm glichkeiten z B durch Unterst tzung von zeit und leistungsvariablen Tarifen e Integration zus tzlicher externer Services zur Steigerung der Energieeffizienz 42 Z hlerdatenman
333. erbrauchssteuerung auf der Grundlage des IKT GVV1 Automatisierungsl sung autom Tarifoptimierte Last und Einspeisesteuerung auf der Grundlage des IKT GW2 legten die Anforderungen und Rahmenbedingungen an die Visualisierung eine Differenzie rung der technischen L sungen nahe 2 3 2 1 Anforderungen und Realisierung einer Visualisierung in der Basis L sung IKT GW1 Kunde Ausgehend von den Erkenntnissen die aus anderen Projekten heraus bekannt waren sind Feed Back Systeme eine wichtige Voraussetzung f r eine nachhaltige Verhaltens nderung bei Verbrauchern Consumer die eine der beiden Zielgruppen im E DeMa Konzept sind Die Einbindung einer Visulisie rungsl sung in die Basisausstattung der Haushalte IKT GW1 verbraucherseitige manuelle Laststeue rung ist in Abbildung B 36 dargestellt Display Tarifdaten Z hlwerte Verbrauchsdaten IKT GVV1 MUC Amis Messung Z hlung EDL21 Amis IKT Infrastruktur Abbildung B 36 Integration des Display in die Hausinfrastruktur Die Aufgabe der Visualisierung ist einerseits die Darstellung des aktuellen Verbrauchs eines Haushalts die vom IKT GW1 in Zusammenwirken mit dem Z hler als Zeitreihe zusammengestellt wird und ande rerseits die Einordnung dieser Verbrauchsverl ufe in die vom Haushalt gew hlte Tarifstruktur Strom produkte Produkte anderer Sparten wie Gas Wasser W rme Die Anforderungen an die Visualisie rungsl sung und ein Display als tech
334. erdeutlicht In der Tabelle sind wesentliche An teile am Ergebnis durch ein X partielle Beitr ge zum Ergebnis mit einem X gekennzeichnet Dar ber hinaus haben alle Partner regelm ig bei den Anforderungsspezifikationen Lastenhefte mitge wirkt F rderprogramm E Energy 56 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse beteiligte Partner RWE SWK Siemens ProSyst Miele TUDo Problemabgrenzung Rollenmodell Wertsch pfungskette Funktionsbeschreibung Systembeschreibung Spezifikation Referenzarchitektur Systemarchitektur Technologievergleich Inhouse Kommunikation Technologievergleich Zugangsnetze Sicherheitsarchitekturen Anforderungsdefinition Systemspezifikation Entwurf Realisierung Verifikation Test Dokumentation Betriebs und Anwenderanleitung IKT Infrastruktur IKT Gatevvay 1 Anforderungsdefinition Systemspezifikation Entwurf Realisierung Verifikation Test Dokumentation Betriebs und Anwenderanleitung Anforderungsdefinition Systemspezifikation Entwurf Realisierung Verifikation Test Dokumentation Betriebs und Anwenderanleitung IKT Gateway 2 Anforderungsdefinition Systemspezifikation Entwurf Realisierung Verifikation Test Dokumentation Betriebs und Anwenderanleitung Komm Module Wei e Ware Anforderungsdefinition Systemspezifikation Entwurf Realisierung Verifikation Test Dokumentation Betriebs und Anwenderanleitung Anforderungsdefi
335. ereitstellen dieser Vermittlungsdienstleistung wird den Nachfra gern das Auffinden ad quater Angebote bei deutlich verminderten Suchanstrengungen erm glicht Funktionell m ssen vom E DeMa Marktplatz eine Reihe von Diensten bereitgestellt werden um der oben beschriebenen Aufgabe gerecht zu werden Generell k nnen diese Dienste im Rahmen einer Front End Back End Architektur in Anspruch genommen werden Beim Front End handelt es sich um die Schnittstelle ber die sowohl die Nachfrager als auch die Anbieter mit der Marktplatzsoftware interagieren Die zum Front End geh rende Benutzeroberfl che ist ein Internet Browser mit denen die Benutzer auf die Dienste des Marktplatzportals zugreifen Das Back End wird durch die Abwicklung der jeweiligen Dienste auf Seiten des Marktplatzbetreibers gebildet Zu den Funktionen die durch den Marktplatz als Front End f r die Nachfrager bereitgestellt werden m ssen geh ren Die Kundenregistrierung bzw das Kundenkonto mit denen die Zugangsdaten des Kunden festgestellt und verwaltet werden 15 Heutige Intermedi re wie die im Internet zu findenden Strompreisvergleichsplattformen sind offensichtlich gerade nicht zur Neutralit t verpflichtet bzw garantieren den dort Informationen suchenden Kunden gerade kein level playing field f r alle Anbieter Dies unterscheidet sie stark von den Aufgaben der E DeMa Marktplatz Betreibers im Verst ndnis des Konsortiums F rderprogramm E Energy 68 Abschlu
336. erl ufe und weiteren Informationen soll der Kunde im Projekt E DeMa dagegen am Marktplatz einsehen k n nen Dies entspricht der Philosophie dass auf dem Display die aktuellen handlungsmotivierenden In formationen dargestellt werden w hrend auf dem Marktplatz die historischen Daten und deren Ana yse dargestellt werden Zielsetzung war eine einfache aussagekr ftige Anzeige Je nach gew hltem Musterprodukt muss die Visualisierung geeignet angepasst werden Dies betrifft vor allem Den angezeigten Produktnamen Es handelt sich hierbei um sechs Produktnamen Die Tarifzonen Tarifzeiten bei Basis und Effizienz bzw Leistungsb nder bei Balance mit den zugeh rigen Arbeitspreisen Die farbliche Darstellung der Tarifzonen des Tages Dar ber hinaus m ssen unabh ngig davon welches Produkt der Kunde gew hlt hat folgende dyna mische Aspekte angezeigt werden F rderprogramm E Energy 150 Der Lastverlauf Abschlussbericht E DeMa Die aktuelle Uhrzeit ber dem Pfeil Z hlerst nde Aktueller Verbrauchswert der jeweiligen Sparten B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Die folgende Abbildung zeigt beispielhaft f r das Produkt E DeMa Balance eine entsprechende Anzei gelogik wie sie einem Haushaltskunden mit der Basisausstattung IKT GW1 dargeboten werden soll Verbrauch in den letzten 15 Minuten 0 32 kWh min tliche Aktualisierung 13 10 Uhr Lastverlauf Heute Leistung kW Sehr Hoher Verbrauch 73
337. erlich sind DKE AK 373 0 9 Bidirektionale Netzschnittstelle Technische Einbindung von DEA insbeson dere PV Anlagen in das Verteilnetz im Hinblick auf Schutzeinrichtungen 50 2 Hz Problem etc DKEUKSTD_1911 5 Netzintegration Elektromobilit t Zusammenarbeit und Abstimmung mit dem Lenkungskreis EMOBILITY und dem Lenkungskreis Normung E Energy Smart Grid Be arbeitung normungsrelevanten Themen Entsprechende Use Cases werden entwickelt und be schrieben Die Mitwirkung in diesen Gremien transportiert einerseits die Projekterkenntnisse und schafft damit einen gesamtwirtschaftlichen Nutzen Andererseits erh ht dies auch die Sichbarkeit der beteiligten Hochschulinstitute und f rdert damit deren Akquisechancen im F rdermittelbereich Einsch tzung der Verwertbarkeit durch die ProSyst Software GmbH Die im Projekt erzielten Ergebnisse haben sich f r ProSyst als sehr wertvoll zur weiteren Verwertung in den bereits bestehenden Produkten herausgestellt Insbesondere vor dem Hintergrund dass die OSGi Technologie sich als modulare Software Architektur f r Home Gateways bei Telekommunikati ons und Kabelanbietern durchgesetzt hat AT amp T hat mit digitallife im April 2013 ein Home Security und Home Automation System auf den Markt gebracht dass mittlerweile in vielen amerikanischen Bundesstaaten erworben werden kann Eine internationale Vermarktung ist in Vorbereitung Deswei teren kommt im September 2013 QIVICON ein Smart Home
338. ern die zuvor nicht mit den entsprechenden Themen und Fragestellun gen konfrontiert waren Das Projekt E DeMa hat sich vor diesem Hintergrund entschieden den Kun den in den Fokus seiner Feldtestbem hungen zu stellen und hat daher umfangreiche Marketing und Kommunikationsma nahmen ergriffen um eine m glichst breite Verankerung des Feldtests zu errei chen 3 2 1 Planung des Marketing und der Kundenkommunikation Im Sinne der oben skizzierten Zielstellung wurde das Marketingkonzept darauf ausgelegt aus einer begrenzten Zielgruppe m glichst viele Teilnehmer zu generieren Das Interesse der Teilnehmer wurde dabei ber zwei Grundaussagen geweckt 1 E DeMa ist ein Forschungsprojekt mit einer Vielzahl von Unternehmen die dieses Projekt der Energiezukunft unter der Schirmherrschaft des Bundes betreiben Jeder Netzkunde der die re gionalen technischen Kriterien erf llt kann an dem Projekt teilnehmen Die Projektteilnahme ist f r den einzelnen Teilnehmer kostenfrei Die Ortsteile M lheim Saarn und Krefeld Kliedbruch sind die Zukunftsregionen f r das Gelingen der Energiewende 95 Da es sich bei den in einer potenziellen Modellregion existierenden Netzen um reale fixe Infrastrukturen handelt steht mit der Auswahl eines Netzgebiets automatisch auch die maximale Anzahl der adressierbaren potenziellen Teilnehmer fest da m glichst Kunden und damit Netzanschl sse an dem Feldtest teilnehmen sollen die in dem Gebiet liegen 36 F r die
339. ersorgungssystem mit niedrigen Verlusten und hoher Verf gbarkeit 13 Bundesministerium f r Wirtschaft und Technologie BMWi E Energy IKT basiertes Energiesystem der Zukunft Berlin 2009 F rderprogramm E Energy 65 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse dass Endkunden mit einem Verbrauch von weniger als 10 000 kWh a auch k nftig zumindest zu einem gro en Teil ein weitgehend stochastisches Lastverhalten zeigen werden Trotz dieser Entwicklungen ist nach Ansicht von E DeMa anzunehmen dass auch k nftig die Leistungs Frequenz Regelung im Wesentlichen durch bertragungsnetzbetreiber 380 kV bewerkstelligt wird E DeMa adressiert deshalb die zuk nftigen Herausforderungen der VNB wobei diese nat rlich nicht im Konflikt mit den Aufgaben und Funktionen der bertragungsnetzebene stehen sollten Dar ber hinaus ist allerdings mit einer Erweiterung der Aufgaben der Verteilnetzbetreiber zu rechnen So wer den sie mit zunehmender Substitution fossiler Kraftwerke durch dezentrale Energieumwandlungsan lagen aus regenerativen Energiequellen zur Erbringung von Systemdienstleistungen insbesondere Spannungshaltung und Kontrolle des Blindleistungshaushalts etc im Rahmen der Systemverantwor tung der bertragungsnetzbetreiber herangezogen werden Damit obliegt ihnen die Koordination der dezentralen Einspeiser und Lasten um im Rahmen neuer Betriebskonzepte den notwendigen Beitrag zur Systemstabilit t zu leisten
340. erstellte Modelle f r PV und Wind einspeiser W hrend die Modellierung der TU Dortmund bezogen auf das Verhalten und steuerbaren Einspeiser Lasten der PuG Kunden bilanzkreisorientiert also ohne Ber cksichtigung des Verteilnet zes ist findet in den Modellen der Ruhr Universit t Bochum eine topologische Differenzierung Ein gang Die Universit t Duisburg Essen erstellte eine Netzsimulationsumgebung mit deren Hilfe tech nische Fragestellungen im Verteilnetzbetrieb auf Basis von Lastfluss Simulation beantwortet wer den konnten Die Wechselwirkungen der Teilmodelle k nnen der Abbildung B 27 entnommen wer den 2 2 1 Simulation der Marktteilnehmer und ihres zu erwartenden Lastverhaltens Endkunde Der wichtigste Marktteilnehmer bei E DeMa ist der Endkunde der zum einen Konsument und zum anderen auch Produzent sein kann Bei dem entwickelten Endkundenmodell handelt es sich um ein sozio konomisches Modell welches soziale und wirtschaftliche Faktoren abbildet Die Simulation des Verhaltens der Endkunden erfolgte anhand von vier Komponenten Soziodemographische Datenbank Einspeisemodell Lastmodell Abrechnungsmodell In der soziodemographischen Kundendatenbank werden jedem Endkunden soziodemographische Ei genschaften zugewiesen F r die Simulation umfasste die Datenbank statistische Daten hinsichtlich des Ausstattungsgrads von Haushalten mit Haushaltsger ten sowie hinsichtlich des Haushaltstyps Hierbei wurden die folgenden
341. ert einer Viertelstunde F rderprogramm E Energy 243 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Tabelle B 17 Leistungsgrenzen in Abh ngigkeit der Zielgr en 2 Anteil an maximaler Last Da f r die Umsetzung im Marktplatzsystem und im Display s u die Bezugsstunden bei der Berech nung der Leistungsgrenzen f r alle Kunden identisch sein m ssen vvurde f r iede Grenze der Mittel wert der sich ergebenen Bezugsstunden ber alle Kunden gebildet Die angepassten Bezugsstunden sind in den o a Berechnungen f r die Leistungsgrenzen P aufgezeigt Beispielhaft ist nachfolgend ein Kunde mit einer maximalen Last ber eine Viertelstunde von 3 28 kW und damit einem maximalen Viertelstundenverbrauch von 0 82 kWh an einem Tag im April dargestellt Bei diesem Kunden ergaben sich bezogen auf die neu ermittelten Bezugsstunden die Leistungsgren zen P 0 12 kW P2 0 37 kW und 5 25 kW mit Viertelstundenverbr uchen von 0 03 kWh 0 09 kWh und 1 31 kWh Der Kunde hat gegen ber dem Vergleichskunden im April eine Kostenersparnis in H he von 6 09 Z 2 0 Energieverbrauch kWh wmBalance Kunde WWVergleichskunde Pl P2 P3 Abbildung B 100 Lastgang und Leistungsgrenzen des E DeMa und Vergleichskunden im Monat April mit den neu ermittelten Bezugsstunden In Abbildung B 100 sind die Leistungsgrenzen zur besseren bersichtlichkeit mit dem jeweils korres pondierenden Vie
342. ert ist und ber den PC des Teilnehmers eingesehen werden kann F rderprogramm E Energy 145 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Die Vermarktung der Leistungsflexibilit t positiv der Wei en Ware sowie die Verg tung des einge speisten Stroms und die Vermarktung der Leistungsflexibilit t negativ der uKWK Anlage werden in diesem Musterprodukt dem Aggregator berlassen Die Leistungsflexibilit t der Wei en Ware unter liegt dabei denselben Bedingungen wie bei dem Musterprodukt E DeMa Flex Mit der Vereinbarung der Leistungsflexibilit t der uKWK Anlage verpflichtet sich der Kunde diese durch den Aggregator fernsteuern zu lassen so dass dieser bei Bedarf die Einspeisung im Netz erh hen kann In der Modellregion ist nur die Zuschaltung der uKWK Anlagen vorgesehen nicht jedoch deren Abschaltung Hierdurch wird in jedem Fall sichergestellt dass der W rmebedarf des Kunden durch die Inhouse Steuerung der Anlage zu jedem Zeitpunkt gedeckt wird Die Zuschaltung durch den Aggrega tor bedeutet somit ein Vorziehen des Aufheizens des Speichers aber nie eine Verz gerung Die ent sprechende Steuerung der uKWK Anlagen wurde in Form eines Aggregatorfahrplans f r den Feldver such vordefiniert d h das Ziel war es vor allem herauszufinden ob eine solche Steuerung grunds tz lich durchf hrbar ist und ob sich die Kunden solchen Eingriffen in ihren Alltag unterwerfen solange diese weitgehend unmerklich sind 2 3
343. ert werden F r die verschiedenen metrologischen Ger te elektronische Elektrizit tsz hler innerhalb des Projektes wurden zwei unterschiedliche Kommunikationsschnittstellen genutzt eine TCP IP Ethernetverbindung f r den in M hlheim eingesetzten MUC und eine wMBus Wireless MBus Funkanbindung f r den in Krefeld genutzten AMIS so dass in jeder TMR jeweils eine L sung verbaut wurde Darauf aufgesetzt wurde die SML Kommunikation ber die jeder einzelne Z h ler angesprochen werden konnte Die Kommunikation zwischen der uKWK und dem IKT GW2 findet ber das Kundennetzwerk82 statt Hierf r wurden verschiedene XML Messages definiert welche die Ger te untereinander 82 Es war insofern f r eine Teilnahme am Feldversuch notwendig dass die Teilnehmer ber entsprechende Netzwerke verf gen Dies ist seitens E DeMa in Vor Ort Besuchen vor Beginn des Feldversuchs aufw ndig gecheckt erfasst und dokumentiert worden F rderprogramm E Energy 164 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse austauschen 83 Hierf r muss im Rahmen des Installationsvorgangs sichergestellt werden dass in den Einstellungen der beiden Ger te die jeweils andere IP Adresse erfasst wurde In der Praxis hat sich eine feste IP Vergabe84 f r diese beiden Einheiten als notwendig erwiesen um eine stabile Kommunikation sicherzustellen Das f r dieses Projekt neu entwickelte Ethernet SI System Interface Kommunikationsmodul welches das
344. erungsanalyse durchgef hrt Diese hat deutlich ge zeigt dass eine modulare Architektur f r ZDMS unabdingbar ist Nicht nur der technische Fortschritt im Bereich Smart Metering und Smart Grid sondern auch die rechtlichen Rahmenbedingungen durch die Liberalisierung des Messwesens resultieren in Anforderungen die sich in einem steten Wandel befinden Die ZDMS m ssen die unterschiedlichen Marktrollen in ihren energiewirtschaftlichen Aufga ben als Teilnehmer am E Energy Marktplatz unterst tzen und dabei so gestaltet sein dass nderungen oder Erweiterungen der Aufgabenzuweisung schnell und ohne wesentliches Risiko f r die laufenden Prozesse umgesetzt werden k nnen Abbildung B 22 zeigt eine solche f r das Szenario 2020 unabdingbare modulare komponentenba sierte ZDM Architektur welche die folgenden Anwendungen und Systeme durch die Bereitstellung von handlungsrelevanten Informationen unterst tzt Marktplatzsystem Lieferantensysteme Aggregatorsysteme Bildung der Abrechnungsdeter minanten bei flexibilisiertem Verbrauch bzw dezentraler Einspeisung auf Basis von plausibili sierten und ggf ersatzwertgebildeten Z hlerdaten Bereitstellung von Verbrauchsinformatio nen f r genauere Beschaffungs Absatzprognosen Lieferant und h here Energieeffizienz beim Verbraucher bzw Einspeiseinformationen f r Absatzprognose Aggregator und Prosu mer Verteilnetzleitsysteme Verbrauchs und Erzeugungsinformationen bereitstellen f r g
345. es Messequipment in die bestehenden ONS Kompaktstationen einzubringen und es wurden entsprechende Zusatzgeh use errichtet um die zus tzlichen Ger tschaften aufzunehmen Dies stellt f r einen Roll out entsprecheder Technik keine Option dar insofern steht die hier vorgestellte Technik perspektivisch erst bei Ersatz der heutigen F rderprogramm E Energy 302 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Auch die aktuelle Belastung der Mittelspannungs Str nge kann an Hand der Leistungen der einzelnen Ortsnetztransformatoren ermittelt und visualisiert werden wie Abbildung B 154 zeigt 10 8 kV Anwahl Ortsnetzstation gt Details Kurzschlussanzeiger Ups aus Uys und Abbildung B 154 Visualisierung des Spannungsprofils und der Belastung der Kabelabschnitte im Mit telspannungsnetz Das Spannungsprofil im Mittelspannungsnetz l sst sich ohne Einbau zus tzlicher Wandler in ausrei chender Genauigkeit aus den bertragenen Spannungen der Niederspannungs Sammelschienen der aktuellen Transformator Belastung und seiner relativen Kurzschlussspannung sowie dem berset zungsverh ltnis ermitteln 4 4 2 Funktionalit ten der IKT GW1 im Szenario 2020 Wie die Netzsimulationsumgebung eindrucksvoll zeigt ergibt sich im Szenario 2020 in der Verteil netzebene bis hinein in die Abg nge der Niederspannungsnetze eine Transparenz die von erheblichem Nutzen f r die Netzbetreiber sein kann da diese e unter
346. es Spannungsprofils im Niederspannungsstrang in der 189 Verteilte E DeMa Simulationsumgebune 192 Beispiel f r die Vernetzung der Komponenten 193 E DeMa Testaufbau bei Siemens ss s sssi s sssi s si s s ii s is iii s l 197 Schaltbare Last mit selbsttatiger Abschaltung aufgezeichnetes Lastprofil f r einen Waschvorgang mit Lastverschiebunel 198 Schaltbare Lasten mit Grenzvvertsensor aufgezeichneter Temperaturverlauf mit Tarif optimierter Regelung f r einen VVarmvvasserspeicher 199 CNI Radio Testing Site Standort Campus TU Dortmund 1 Detailansicht r 200 Ausrichtung der Sektorisierung sv sss 8s v 200 Laboraufbau zur Evaluation der Inhouse Funktechnologien 201 Laboraufbau zur PLC Koexistenzuntersuchung 202 Modellregionen im Feldversuch E DeMa s s s 203 Schematische Darstellung der Mittelspannungsversorgung und der Ortsnetzstationen im s dlichen 205 Ausgew hlte Te
347. es entwickelten E DeMa Modells in einer Modellre gion bestehend aus drei verschiedenen Teilmodellregionen in den Verteilnetzen M lheim und Krefeld Hierbei werden zwei Teilmodellregionen mit Standard IKT ausger stet AP9 ffentlichkeitsarbeit um das Projekt vor dem Hintergrund des energiepolitischen Ziel Drei ecks in der ffentlichkeit bekannt zu machen und nach Projektende die bestm gliche Ver wertung sowohl Einzel als auch Gesamtverwertung der Projektergebnisse zu erzielen AP10 Sicherstellung des Projekterfolges durch die Erm glichung eines reibungslosen Projektmana gements unter Beteiligung aller Projektpartner und Leitung des Koordinators RWE Die durch die Aufgabenstellung bedingte enge Wechselwirkung zwischen den Arbeitsbereichen wurde durch eine intensive Zusammenarbeit der entsprechenden Arbeitspakete sicher gestellt Abbildung A 4 Rechtliche und konomische Rahmenbedingungen AP1 smart Market Gesch ftsmodelle und Tarifsysteme IKT Infrastruktur AP2 IKT Gateway 177 Spezifikation Technologien AP3 1 AP6 IKT Gateway Kleinserie AP4 Testbetriebii Modellregi Abbildung A 4 Projektstruktur und Interdependenzen zwischen den Arbeitspaketen von E DeMa Das AP1 gab als grundlegendes Arbeitspaket die Definition der Rahmenbedingungen und Festlegung der Paradigmen vor denen die Ziele des Projekts unterlagen Durch die Spezifikation von Marktfunk tionen Marktregeln und Produkten w
348. estaltung eine Umgebung mit stark volatilen Strompreisen simulieren wie sie f r eine weit gehend dargebots getriebene Erzeugungslandschaft der Zukunft zumindest wahrscheinlich sind 2 3 1 1 Musterprodukte f r IKT GW1 Kunden Insgesamt wurden sechs Musterprodukte f r die IKT GW1 Kunden bei E DeMa definiert welche die Kunden ber den E DeMa Marktplatz w hlen k nnen Die Teilnehmer k nnen ber den Marktplatz zudem zwischen diesen Produkten wechseln vgl unten zum Marktplatz Alle IKT GW1 Kunden erhal ten ein IKT Gateway 1 und eine Visualisierung des gew hlten Tarifs bzw des Verbrauchsverhaltens ber den E DeMa Marktplatz und zus tzlich ggf ein Inhouse Display Erg nzt wird diese Ausstattung durch den monatlichen Erfolgsnachweis den der Kunde ber den Marktplatz erh lt Die IKT GW1 Kun den starten den Feldversuch im Musterprodukt E DeMa Basis und k nnen danach frei entscheiden mit welchen Musterprodukten sie den Feldversuch gestalten wollen Das Musterprodukt E DeMa Basis besitzt die nachfolgende Tarifstruktur HT 00 00 h 07 00 h NT Nebentarif Preis x NT NT 07 00 h 21 00 h HT Haupttarif Preis x2 21 00 h 24 00 h NT Nebentarif Preis x 7557 3 Dieses Produkt ist von der Tarifstruktur her be wusst einfach gew hlt um auch Kunden anzusprechen die keine gro e Komplexit t w nschen Die Tarifierung erfolgt auf Monatsbasis d h die Preise f r die Tarifzeiten werden monatlich angepasst F rderpro
349. estellt d Lastgang Sparte Strom als Std Werte der letzten 24 Std historische st ndliche Messwerte die lter als 24 Std sind werden dem Kunden ber den Marktplatz MP zur Verf gung gestellt 7 69 Energy bisplay 4 a Historie Einstellungen Ihre aktuellen Verbrauchsinformationen 0 100 Leistung 45 00 Aktuelle Leistung f r die Sparte Strom Z hlerstand 34924 00 Aktueller Z hlerstand f r die Sparte Strom wh Letzte Aktualisierung Be DeMa di Alin t a Energy Display Aktuell Einstellungen Ihre Verbrauchsinformationen 24 Stunden 0 181 Ihr fortlatif ender Stromverbrauch der letzten 24 Stunder kWh 7 Tage 1 214 Ihr fortisufender Stromverbrauch der letzten 7 Tage kWh 30 Tage 2 912 Ihr fortlaufender Stromverbrauch der letzten 30 Tage kwh 365 Tage 2 912 Ihr fortiaufender Stromverbrauch der letzten 365 Tage kwh Letzte Aktualisierung Hinweis ye hier ja Marktplat Me DeMa Ty lt Qh EEG Aktuell Historie Enstetungen Ihre Tarifinformationen t ber die Dropdownliste aus vdukten E DeMa Bas E DeMa Balance v Leistung 6 00 Aktuelle Leistung f r die Sparte Strom w Letzte Aktualisierung 312 14 13 51 Me DeMa Abbildung B 40 Beispiel f r die Anzeige von Tarif und Verbrauchsinformation bei der Visualisierungs l sung in der Modellregion M lheim F rderprogramm E Energy
350. et sein dass pro grammgesteuerte Verbraucher nach Zuschaltung der Versorgungsspannung automatisch ihren letzten Systemstatus wieder aufnehmen Schaltbare Lasten mit Grenzwertsensor Ger te dieser Kategorie beinhalten einen Mechanismus zur Regelung ihrer Betriebsparameter innerhalb eines vom Benutzer vorgegebenen Temperaturbereichs wie z B K hl Gefrierschr nke W rmepumpen mit Speicher F rderprogramm E Energy 198 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Tarif optimierte Steuerung Ger te optimierte Ger te optimierte Steuerung Steuerung Temperature C Hochtarif 2 Hochtarif 1 Haupttarif Nebentarif Schwachlasttarif 00 00 02 00 04 00 06 00 08 00 10 00 12 00 14 00 16 00 18 00 20 00 22 00 00 00 02 00 04 00 06 00 Time h Abbildung B 71 Schaltbare Lasten mit Grenzvvertsensor aufgezeichneter Temperaturverlauf mit Ta rif optimierter Regelung f r einen VVarmvvasserspeicher Bei der Steuerung Schaltbarer Lasten mit Grenzwertsensor werden durch den Controller tarifopti miert konventionelle und thermische Speicher Heiz und K hlger te gesteuert Diese unterliegen ei ner Temperatur berwachung und werden bei einer Grenzwert berschreitung unabh ngig vom aktu ellen Tarifprofil wieder zugeschaltet sodass die ger teeigenen Regelmechanismen wieder aktiviert werden Die prototypischen Implementierungen der Use Cases zeigten nach einer Erprobungsphase die in der Labortest
351. ete zudem die Schaffung des E Energy Marktplatzes f r dessen Implementierung eine von Siemens entwickelte Applikationsbibliothek SOA Architektur JAVA JBOS Applikationsserver herangezogen wurde um somit die Entwicklungsschwerpunkte auf die E DeMa spezifischen Anforde rungen aus fokussieren zu k nnen In diesem Zuge stellte Siemens auch die Integration von Z hlerda tenmanagementsystemen in bestehende und neue IT Systeme sicher Zudem wurde seitens Siemens die Integration der abgeleiteten Gesch ftsprozesse in den E Energy Marktplatz und die Z hlerdatenmanagementsysteme erarbeitet und eine methodische Anforderungs analyse f r Anreizsysteme und Handelsprodukte sowie f r m gliche Betreibermodelle vorgenommen Die Miele amp Cie KG war im Projekt vor allem in ihrer Rolle als Hersteller von Wei er Ware beteiligt insbesondere im Hinblick auf die Ausgestaltung k nftiger Modelle von Haushaltsger ten sowie die Zur verf gungstellung von Ger ten f r die Demonstrationsphase Dabei konnte Miele sein Know how vor allem bei der Formulierung der besonderen Anforderungen an kommunikationsf hige Haushaltsger te sowie an das IKT Gateway 2 als auch bei der Definition der Protokolle und bertragungswege im Inhousebereich sowie die R ckkopplung und Optimierung der Haushaltsger te einbringen Dar ber hinaus stellte Miele mit dem Einbau der Miele home Ger te sowie den erforderlichen In standhaltungsarbeiten die Betreuung des Probebetriebs so
352. ett vollzogen und wird durch die bermittlung der Z hlwerte an den Alt Liefe ranten zwecks Endabrechnung sowie der erforderlichen Profildaten z B Jahresenergieverbrauch und Standardlastprofil oder ggf Z hlerstandsgang an den Neu Lieferanten zwecks Belieferungsprofilie rung abgeschlossen Prozess Anforderung und Bereitstellung von 70 Messwerten Prozess Netznutzungs abrechnung m Prozess bermittlung z sleuerungsrelevanter 5 E Taritdaton go Prozess mit E Eneray Marktplatzbeteil gure Prozose E Energy Marziplatzbeteiligung Verteilnetzbetreiser Kunde a a U m TE ae Tr E sex E Pr fung ber lluny ver Z hlnerle E Yatay 12 Best tigung der An und Anmeldung 12 b rmitllung der Z hlwerle Neue Lefaranl Marktplatzbetreiber Frozsss Jbermiitlurg K ndigung 18 as Liefer 32733 a ar p El M lcung das Lieferantenwaanaals sleuerurgerelevanter Terifdaler 1 Fmrzess E Are Lisfersteh B c 2 Masssiellenbetreiber yolluq ee Rest tigung der Meldung Netznutzungsanrachnung j M ssdier stleister 21 Prozess Anforderung unei d niz as rstsss B r l st lung vor Messwerten Abbildung B 11 Ablauf des Gesch ftsprozesses Lieferantenvvechsel am E DeMa Marktplatz F rderprogramm E Energy 88 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 1 3
353. euerbare Energien vom passiven zum aktiven Kunden Smart Meter und MUC in Anwendung bei E DeMa Vom Smart Metering zum E Energy Implementierungs und Entvvick lungs projekt bei RWE Erste Praxiserfahrungen in Deutsch land Das E Energy Projekt E DeMa Abschlussbericht E DeMa Anhang Datum 28 April 2009 07 08 Mai 2009 27 Mai 2009 03 04 Juni 2009 03 04 Juni 2009 24 Juni 2009 SWK z hlt intelligent 22 Septem J Funk SWK BV Hauptversammlung in ber 2009 Dortmund 23 Septem ber 2009 30 Septem ber 01 Ok tober 2009 Oktober 2009 07 08 Ok tober 2009 28 Oktober 2009 04 Novem ber 2009 09 10 No vember 2009 F rderprogramm E Energy J Funk SWK Veranstaltung Prof Dr M Las kovvski RVVE EUROFORUM K ln Prof Dr M Las kovvski RVVE Focus Symposium Energie Mix der Zukunft Berlin S Rusitschka Sie mens Greentech Media Konferenz M nchen Prof Dr M Las kovvski RVVE 2 BDEVV Forum IT f r die Energie vvirtschaft D ssel dorf Prof Dr M Las kovvski RVVE 5th Annual European Utilities Intelligent Metering Berlin Prof Dr M Las kovvski RVVE VVorkshop im Rahmen der IQPC Konferenz Liberalisie rung Messstellenbetrieb und Messvvesen Frankfurt Siemens Kundentage in Leipzig Prof Dr M Las kovvski RVVE Siemens EA Infotag M rfel den Walldorf A Heidenreich Sie men
354. eunigen womit zwangsl ufig eine Effizienz steigerung der einzelnen Gesch ftsmodelle aber auch ein erh hter Kundennutzen verbunden ist An passungen der existierenden Prozesse die bereits aufgrund der konzeptionellen berlegungen des Szenarios 2020 vorgenommen wurden sind in den folgenden Abschnitten dargestellt Sowohl die Simulation als auch der Feldversuch zielen auf eine berpr fung der Prozessmodifikationen und Pro zesserg nzungenhin F r die weitere Analyse wurden die heutigen und k nftigen Gesch ftsprozesse im Rahmen des E DeMa Projekts in drei Gruppen eingeteilt Kunden und Lieferantenwechselprozesse Prozesse zum Messwesen Neue E DeMa Prozesse Bei jedem Gesch ftsprozess wurden die einzelnen Prozessschritte mit einer tabellarischen Auflistung sowie mit einem Ablaufdiagramm beschrieben Die Veranschaulichung der Gesch ftsprozesse orien tiert sich dabei an den Ablaufdiagrammen wie sie im Anhang zur GPKE zur Beschreibung der GPKE F rderprogramm E Energy 102 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Prozesse verwendet werden In den E DeMa Darstellungen wird jedoch auf eine Festlegung der Zeit achse bzw Vorgaben zu Fristen und Perioden verzichtet Bei jedem Prozess wird in der Regel nur der Regelfall beschrieben demnach werden Ausnahmen Problem oder Spezialf lle zun chst nicht be trachtet was vor dem Hintergrund der grunds tzlich angestrebten Neugestaltung und der erstmali
355. ewirtschaftlichen Rahmenbedin gungen sowie der voranschreitenden Liberalisierung der Energiem rkte in Deutschland und Europa waren vor Projektstart Technologieanpassungen durch Systeminnovationen sowie eine Optimierung der Organisationsstrukturen erforderlich Zus tzliche Treiber waren die Einbeziehung dezentraler elektrischer Energieerzeuger in den Energiemarkt sowie die zunehmende Notwendigkeit zu einer spar sameren Energienutzung durch die Erh hung der Umweltbelastungen Brennstoffverknappung und Preiserh hungen begr ndet Hierzu war es vor Projektbeginn erforderlich zur beschleunigten Einbeziehung und Aussch pfung der Modernisierungspotenziale neben der Energietechnik und Energiewirtschaft fortgeschrittene Infor mations und Kommunikationstechnologien IKT sowie darauf basierende Anwendungen und Dienste in der gesamten Wertsch pfungskette der Energieversorgung von der Erzeugung ber Transport und Verteilung bis hin zum Verbrauch einzubeziehen 2 1 Entwicklung und Stand der IKT Technologien Entsprechend der grunds tzlichen Ausrichtung des F rderprogramms auf eine st rkere Durchdringung des Energiesystems mit IKT war f r die Durchf hrung des Projekts vor allem die Entwicklung und der Stand der IKT von gro er Bedeutung und wurden durch E DeMa entsprechend gew rdigt Allerdings war hierzu zun chst festzustellen dass bestehende technologische L sungen die innerhalb der IKT verf gbar waren meist nur Insell sungen und nich
356. ewpeoy s lp p nm UayDs edoAna s p s l s u9 dazuoy 1 u p nz yan ds 1ap mM W 4214 4494S pun 4 84519 U9Jd3ZUOY pu 14eWIS UOA Suni ISIp4epue s Anz deuipeoy s lp ap nm 1 858 U9YISIedOANZ Jap su ll s ass uqa3 j swnI10SUoY s p 3 qiy lp zne ssnyjulg uswageuey V A33 u4 34 Sunl ls p AEpUE3S ayas edoAn3 Sunl lsip Jepuelg ayas edoAn3 Sunl ls p AEpUE3S ayas edoAn3 Sunl lsip A8pueE3S ay9s edon3 Sunl ls p ABpUE3S ayas edoAng Sunl lsip Jepuels ayas edon3 2 q s3unpu Muy Eyy q 3 3uoH qssniuosqy Cc10C ON 2102 ON 2102 ON 1102 TTOZ IN Asend eyep pue Aqlin s 10 5 5 8115 UOHEUlp 002 pl Hews 1513 9313N39 N39 SISSOI 0 4 Sjqeulejsns dnog uoneulp 1002 pl Hews 1513 3313N39 N39 in2 IU V 39U 1 4 4 0 01 UOHEUIp 002 pD Hews 1S13 2313N32 N32 am n seul p ze posse pue S M A pEol 10 UODEZIp EPUE S n d q 22314N32 N32 5 1 0 Hews 40 5 uo od M 601 dno19 u10f 1S13 I9313N3I N3I SPJEePUEIS 1491515 UOD 195 45114 0 1 uoneulp 002 pl Hews 18114 2314N32 N32 s u31913 8 IS A33 u4 34 a
357. ezentralem Verbrauch Lastfluss nach Kirchhoff Regelbare Erzeugung richtet sich nach Leistungsnachfrage Manueller Reaktion auf kritische Netzsituationen Starren Schwellwerten zur ber lastabschaltung Zentraler und dezentraler Erzeugung Lastflussumkehr m glich Gezielte Steuerung des Lastflusses mittels Leistungselektronik Regelbare Erzeugung fluktuierende Einspeisung und Leistungsnachfrage im dynamischen Gleichgewicht Vorausschauender Vermeidung kriti scher Situationen automatischer Ab wehrhandlungen Kontrollierter berlastung zur Erh hung der bertragungskapazit ten Periodischer Wartung Zustandsbasierter Instandhaltung Die zunehmende Einbindung heute eher inaktiver Kunden als Prosumer in die marktliche Interaktion in der Energieversorgung durch die Installation bidirektionaler Kommunikationseinheiten intelligen ter Ger te und steuerbarer Mikroerzeugungssysteme wird einen deutlichen Einfluss auf das Netz ha ben Der Kunde nimmt k nftig zunehmend aktiver am Markt teil z B durch angebotene flexible Tarife Durch innovative Entwicklungen wie z B der Netzintegration der Elektromobilit t mit ihrem Speicher medium kann eine Abstimmung und Flexibilisierung von Erzeugung und Verbrauch erm glicht wer den Der sich abzeichnende Wechsel in das Zeitalter elektronischer Messtechnik und Technologien f r die Erfassung von Versorgungsgr en beim Prosumer Wasser W rmemengen Elektrizit t und Gas e
358. ezhnologe eingesetzt werden 2 Definitionen 21 Inallgenter Mazcoyesan im elektrische Nascey t m diz in Kombination mit einer integrierten Kommurikzti d m Teiln hm r iret lli rt aird und f r d Daver dez Projekts zum Einsatz kommt De Kommunikstioxst hgkeit dient dezu eine zetts die durch de Mezzeinnichtung erhobenen Destesi f r die zur Verf gung teles u k nnen und ardererseks dazu ausgew hte Werte 5WK zu it eine uber Hunk oder Netzwertstre chen argedundene Vorrchzurg zur Vizualiserung von Werten insbesandsre Messwerten aus oem inteligenten Messsystem Das speziell f r EDeMz entwickelte Display dient dazu dem Teilnshmer ausgew hlte Daten aus dem ntelligertes Messsys tem ancuzsigen 2 3 Fanicm ck it eins zur Sender und Empf rger to zt h nd Kommunikztionzeisrichtung die ein bestehender Frzqacazib ni 868 MHz nutzt um diz Daten aus der Kommu nietiorsenheit an das DeMs Disalay zu bertragen 2 4 Neizwerksirsche bi sie Kunnnnihalionweinidung die ulardin Auunbeitungen inne hidlo Liegenmucheft mez und de eingesetzt wird um Ge Jaten aus der Kommun kztionzeimett insbesondere an cas b VeM Uisplay zu uberta gen 25 Lastgeng ist die im Laufe eines Tages 24h durch das imeligente Messsystem aufgezechnete Menge Strom in Kio wattstunden kWh pro 15 Mnuen de der Kunde verbraucht hat d h eine Reihe
359. f gbarkeit und Zuverl ssigkeit zu erm glichen b einen abh rsicheren Datenverkehr zwischen Display und IKT Gateway gew hrleisten Strom LAN PLC z PLC WLAN Multi Utility Devolo dLAN Communication 2UU Avpro Controller DINrail Z hler nach EDL21 Devolo dLAN Energy Display 200 AV Wireless App EDA Abbildung B 39 Kommunikationsarchitektur und eingesetzte Komponenten f r die Visualisierungsl sung in der Teilmodellregion M lheim Die rtliche Lage des Gateways in der Z hlertafel mit dem elektronischen Z hler in einem Geh use ist vorwiegend im Keller oder im Eingangsbereich einer Wohneinheit und kann von Haushalt zu Haus halt stark variieren Daher wurde f r die Realisierung des Kommunikationsweges zwischen IKT Gate way und Display die bertragungstechnologie PLC ausgew hlt Hierf r sprach einerseits die Verf g barkeit von Standard Komponenten am Markt LAN PLC Konverter PLC WLAN Konverter der Firma Devolo und andererseits vorhandene Betriebserfahrungen bzgl der Zuverl ssigkeit Zudem kann der gatewaynahe LAN PLC Adapter aufgrund seiner Bauform in einem Verteilerkasten auf einer Hut schiene neben dem Gateway montiert werden und verteilt die Daten ber jede Phase des Stromnetzes F rderprogramm E Energy 153 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse f r eine Wohneinheit Somit besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit dass das PLC Signal in der Wohneinheit ber einen PLC
360. f r Versorgungssicherheit sorgen zu den relevanten Akteuren Au erdem bilden Messstellenbe treiber MSB bzw Messdienstleister MDL eigenst ndige Marktrollen die ebenfalls ber den Markt platz agieren k nnen sollen Dienstleistungen die ber den reinen Messstellenbetrieb hinausgehen z B Energiemanagement und hnliche Angebote werden allgemein unter der Marktrolle des Energie dienstleisters zusammengefasst Im Folgenden werden die einzelnen Marktrollen und ihre Funktion am E Energy Marktplatz detailliert dargestellt 1 3 1 Prosumer Privat und Gewerbekunden sollen nach den seitens des E DeMa Konsortium entwickelten Konzeptio nen durch ihre Teilnahme am Marktplatzgeschehen zum Prosumer transformieren Unter dem Begriff Prosumer wird im Allgemeinen ein aktiver Kunde verstanden der sowohl Energie erzeugt und in das Netz einspeist producer als auch konsumiert consumer 17 Zus tzlich wird k nftig ein neues Belieferungskonzept ben tigt werden um die heutigen Standardlastprofile dort zu ersetzen wo diese einer vorteilhaften und kosteng nstigen Flexibilisierung von Energienachfrage im Weg stehen 18 Im Zusammenhang mit der Strombelieferung von Kunden aber auch den Stromlieferungen von Kleineinspeisern geben die Stammdaten die charakteristischen unver nderlichen Daten der Anschlussnehmer wie Name Anschrift Anlagendaten Vertragsdaten etc an w hrend die Bewegungsdaten die zeitabh ngigen Daten ber Art und Umfang des Bez
361. f r einen festgelegten Zeitraum Vertragslauf zeit Bei berschreitung dieses Volumens f llt ein vorher fest gelegter h herer Arbeitspreis an Der Preis f r das festgelegte Volumen liegt unter dem Preis bei dem Produktbaustein Strombezug Daf r liegt der Preis f r jede weitere Kilowattstunde ber dem Preis des Produktbau steins Strombezug Dieser Produktbaustein bietet dem Lieferanten keine bessere Planungssicherheit und dem VNB keine Netzvorteile Aufgrund von kologischen Gr nden wird dieser Baustein jedoch vveiter hin f r das Szenario 2020 betrachtet F rderprogramm E Energy 97 Tabelle B 7 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse B2C Aggregator Produktbausteine Produktbaustein Kurzbeschreibung Relevant f r Feldversuch Vermarktung Ener gie fix Vermarktung Ener gie zeitvariabel fix Vermarktung Ener gie zeitvariabel flex Leistungsflexibilit t positiv fernsteuerbare Last Leistungsflexibilit t positiv fernsteuerbare Einspeisung Leistungsflexibilit t negativ fernsteuerbare Last Leistungsflexibilitat negativ fernsteuerbare Einspeisung Der Produktbaustein beschreibt den niederschwelligsten Tarif f r Kunden mit einer DEA Bei diesem Tarif wird die einge speiste Energie unabh ngig vom Zeitpunkt der Einspeisung zu einem vertraglich vereinbarten Preis verg tet Der Produktbaustein beschreibt einen Tarif f r Endkunden mit ein
362. g Smart Grids Lastmanagsmert und Steusrung Erfassung von spartancbargreilenden v n Haushaltsger ten Z hlwerten Smart Metering Abbildung B 18 Funktionen des Smart Gateway IKT GW2 Zur Umsetzung des IKT GW2 hat sich das E DeMa Konsortium f r eine modulare OSGi Softwarearchi tektur entschieden da so eine hardwareunabh ngige Realisierung erm glicht und ebenfalls die mo dulare Erweiterbarkeit w hrend des laufenden Betriebs gew hrleistet wird Dazu wurde eine auf dem Markt verf gbar Standardhardware ausgew hlt die den Anforderungen an ein Embedded System bzgl CPU Power ausreichendem Arbeitsspeicher niedrigem Stromverbrauch Temperaturrobustheit sowie eine Vielfalt an unterschiedlichen Interfaces in einem vern nftigen Preis Leistungsverh ltnis gen gt Diesbez glich wurde explizit nicht eine in allen Belangen optimierte kos teneffiziente Hardware in Betracht gezogen sondern aus dem Blickwinkel eines Feldversuches der kompakte Industrie PC MPC20 L der Fa Kontron ausgew hlt der sich mit einer hohen Flexibilit t im Form von unterschiedlichen Interfaces einem kleinen Ger teformfaktur und vor allem durch einen l fterlosen Betrieb auszeichnet Die gew hlte Plattform erf llt somit alle Anforderungen f r die im Feldversuch spezifizierten Komponenten und bietet im Hinblick auf zuk nftige dedizierte und inte grierte Systemauspr gungen eine Evaluierungsplattform Auf Basis eines Windows embedded XP wurde dabei der f r E De
363. g auf den Zeitraum von 9 bis 18 Uhr wobei die Endzeit so definiert ist dass dann der angeforderte Vor gang Waschen Sp len beendet sein soll Das hier betrachtete B2B Produkt Abruf von Leistungsfle xibilit t durch den VNB wird deshalb auf den Zeitraum von 9 bis 15 Uhr beschr nkt wobei hier die Leistungsbereitstellung und nicht das Ende des Vorgangs Waschen Sp len betrachtet werden da dieses im B2B Bereich nicht relevant ist Bez glich der Erh hung der Einspeiseleistung der uKWK Anlagen durch den Aggregator ist anzumer ken dass das Potenzial jahreszeitlich stark schwankt W hrend im Winter die Anlage aus Effizienzgr n den durchg ngig in Betrieb ist und somit kein Zuschaltpotential zur Verf gung stehen d rfte ist der W rmebedarf in den Sommermonaten auf die Wassererw rmung beschr nkt und damit recht gering Entsprechend lange dauert es bis der Speicher wieder soweit geleert ist dass die Anlage erneut zuge schaltet werden kann Ein m glicher Bedarf f r eine Erh hung der Einspeiseleistung im Sommer ergibt sich zunehmend durch den Betrieb von Klimaanlagen aber auch durch K hlmaschinen etc Durch den fehlenden W rmebedarf erh ht sich jedoch die Zeit der Speicherentleerung der uKWK deutlich so dass im Mittel gerade in den voraussichtlich nachfragest rksten Zeiten relativ wenig Leistung f r einen ausreichend langen Zeitraum zur Verf gung steht Im Umkehrschluss bedeutet dies dass in den ber gangsmonaten die h chste m
364. g einer Lastreduktion des Haushalts im Ausgangszustand d h ohne zugeschaltete Wei e Ware mit der gewollten Lasterh hung durch das Zuschalten der Wei en Ware Mit Blick auf die Modellregion wurde 40 vgl Deliverable 5 2 des E DeMa Konsortiums F rderprogramm E Energy 99 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse daher fr hzeitig entschieden dass der Nachweis allein ber das bermittelte Signal der Maschine dass sie zugeschaltet wurde erfolgt Die Daten der Zuschaltungen und Lastverl ufe werden am Marktplatz verwaltet und dem einzelnen Abruf des Aggregator zugeordnet so dass sich aus den am Marktplatz verf gbaren Daten die auf Grundlage der vorstehenden Annahmen erzielten Lasterh hungen an den Verteilnetzbetreiber ermitteln lassen die dann auch die Basis der Abrechnung zwischen Aggregator und Netzbetreiber bilden k nnen Bez glich der Darstellung und Abwicklung des Aggregator Gesch ftsmodells hat das Konsortium sich dar ber hinaus von folgenden berlegungen leiten lassen Ein Bedarf an zus tzlicher Leistung im Nie derspannungsnetz besteht im Wesentlichen tags ber da insbesondere zur Mittags und fr hen Nach mittagszeit die Einspeisungen aus Solar und ggf auch Windanlagen am h chsten sind Das korrespon dierende B2C Produkt Leistungsflexibilit t positiv orientiert sich neben diesem Dargebotsaspekt auch am Akzeptanzverhalten der Endkunden und beschr nkt die Verg tung f r die Bereitschaftsmeldun
365. g kann ein Internet der Energie entstehen das eine voll st ndige nahtlose Kommunikation zwischen allen Interessensvertretern des Strommarktes er m glichen wird Innerhalb des Projektes erfolgte aufbauend auf einem elaborierten Konzept und dessen tech nischer Umsetzung eine Simulation der technologischen Annahmen mit einer anschlie enden Testphase in zwei Teilmodellregionen in welcher die Pilotanlagen technologisch getestet und innerhalb eines neu zu entwerfenden rechtlichen und politischen Rahmens auf ihre organisa torische Machbarkeit hin berpr ft wurden Die in der Simulation gewonnenen Daten flossen direkt in den Aufbau der Modellregion mit ein und wurden dort auf ihre Machbarkeit und Implementierungsf higkeit hin berpr ft W h rend des Feldversuchs wurden die realen Daten aus der Modellregion kontinuierlich zur Opti mierung der virtuellen Darstellung herangezogen Auf diese Weise konnte ein iterativer Pro zess zur Optimierung der Konfiguration und Abstimmung bzgl der technischen Komponenten und des organisatorischen Rahmens zwischen den Partnern etabliert werden Technikbetrieb und wartung Im Rahmen des Projektes wurden auf aktuellen Daten bertragungsstandards neue Applikati onen aufgesetzt welche die innerhalb eines Haushalts generierten Daten ber ein IKT Gate way auf den E Energy Marktplatz weiterleiten Dies diente der Erreichung eines diskriminie rungsfreien E Energy Marktplatzes und der gleichzeitigen Einh
366. g nicht mit realen Marktpreisen korrespondiert Bei zuneh mender Preisdynamik d h bei kurzfristigen Preisanpassungen kann jedoch eine solche Preisreaktion des Kunden kaum noch festgestellt werden Nicht zuletzt die Aussagen der Kundenakzeptanzmessun gen lassen vermuten dass der Kunde durch die kurzfristigen Preissignale eher berfordert war und daher an seinem gewohnten Verhalten festhielt Die Elastizit t muss daher im Allgemeinen weiterhin als klein angenommen werden sie kann ggf durch preisabh ngige Automatisierungen erh ht werden und ist kurzfristig vor allem auch davon abh ngig ob die Kunden das Preisereignis auch in einer Um gebung mit Displays und anderen Kan len die grds zur Verf gung stehen berhaupt wahrnehmen bzw dazu in der Lage sind ihre t glichen und ggf einge bten Routinen kurzfristig anzupassen F rderprogramm E Energy 268 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 4 1 3 Lastverlagerung der E DeMa Balance Kunden Im Gegensatz zu der Verbrauchsverlagerung die bei den bisher analysierten E DeMa Produkten im Fokus stand besteht der Anreiz bei dem E DeMa Balance Produkt darin die Last m glich gleichm ig auf den Tag zu verteilen um somit Lastspitzen zu verringern Wie in Kapitel 2 3 1 beschrieben wird dies im E DeMa Balance Produkt durch gestaffelte Preise f r die in Anspruch genommene Leistung in einer Viertelstunde umgesetzt Die Grenzen f r den bergang von einem Leistungsband
367. g von Energieeinspar und Energieeffizienz ma nahmen gemeint Andererseits k nnen sich die Zusatzdienste der EDL aber auch an Marktrollen wie den VNB den Lieferanten den Aggregatoren und den MSB MDL richten Eine klare Abgrenzung zu Lieferanten und Aggregatoren ergibt sich daraus dass EDL keinen eigenen Handel mit Energie vornehmen 1 3 4 Lieferanten Lieferanten nehmen die Marktrolle mit dem prim ren Kundenkontakt ein da PuG Kunden auch in Zu kunft vorrangig sogenannte All inclusive Vertr ge abschlie en werden Der E Energy Marktplatz stellt f r die Lieferanten eine Plattform f r den Vertrieb ihrer Leistungen dar Die Herstellung des Kunden kontaktes und die Kundenbindung wird vereinfacht und eine effiziente Kundenadministration gew hr leistet ber den E Energy Marktplatz sollen Lieferanten gezielt an bestimmte Kundengruppen Ange bote adressieren k nnen Dabei beschr nken sich die Angebote nicht nur auf ein Verteilnetz sowie m gliche Angebote seitens der VNB sondern k nnen in allen Verteilnetzen in denen der jeweilige Lieferant einen Lieferantenrahmenvertrag geschlossen hat gerichtet werden Dabei kann der Lieferant auch verschiedene Produkte je Verteilnetz platzieren Durch Einf hrung des E Energy Marktplatzes und der neuen Z hlertechnologie k nnen Lieferanten zu s tzlich zeit oder lastvariable Tarife entwickeln um so volatile Einkaufspreise im Tagesverlauf zum Teil an den Kunden weiterzugeben Auf diese Weise k nnt
368. gen Ber cksichtigung der Marktplatzfunktionalit ten sinnvoll erscheint Die Prozesse zwischen den jewei ligen Marktpartnern wurden nur dann ber cksichtigt wenn dies f r die Prozessdarstellung notwendig war F r die Ausgangssituation zur Beschreibung der Gesch ftsprozesse wurden mit Blick auf das Szenario 2020 die folgenden Annahmen getroffen 1 Alle PuG Kunden besitzen die n tige Infrastruktur um am E DeMa Marktplatz teilzunehmen d h wenigstens einen elektronischen Z hler mit einem physisch abgesetzten Gateway wel ches dazu in der Lage ist die Einbindung des Z hlers in ein oder mehrere Kommunikations netze sicherzustellen bestimmte Sicherheitsfunktionen auszu ben usw diese grundst ndi gen Funktionalit ten eines Smart Meter Gateways bzw deren Realisation werden im E DeMa Kontext als IKT GW1 bezeichnet Dar ber hinaus steht eine Internetanbindung zur Verf gung 2 Alle potentiellen E DeMa Marktplatzteilnehmer die mit Endkunden in Gesch ftsbeziehung treten m chten m ssen sich am E DeMa Marktplatz akkreditieren und diesen zur Kommuni kation mit dem Endkunden nutzen Dies bedeutet insbesondere dass es langfristig keine B2C Beziehungen auf heutigem traditionellem Weg mehr gibt 3 Alle PuG Kunden die in einem bestimmten Verteilnetz angebunden sind haben ein Kunden konto am E DeMa Marktplatz Au erhalb des E DeMa Marktplatzes werden keine Stromlie fervertr ge abgeschlossen Kun
369. gen an die E DeMa Kommunikationsinfrastruktur E DeMa AP2 Projektbericht D2 1 August 2009 AP6 Interfaces Projektdokumentation E DeMa Juni 2009 Coexistence Analysis of Access and Indoor Powerline Communication Systems for Smart Grid ICT Networks C M ller C Lewandowski C Wietfeld H Kellerbauer H Hirsch 16th IEEE Interna tional Symposium on Power Line Communications and Its Applications ISPLC Peking M rz 2012 Datenschutz in Smart Grids Berlin 2011 Raabe et al Hrsg E Energy IKT basiertes Energiesystem der Zukunft Bundesministerium f r Wirtschaft und Tech nologie BMWi Berlin 2009 Energiewirtschaftsgesetz EnWG 2005 Enhanced Frequency Hopping for Reliable Interconnection of Low Power Smart Home Devices N Langhammer R Kays International Wireless Communications and Mobile Computing Conference IWCMC 12 Limassol August 2012 Entwurf der Kommunikationsnetzarchitektur E DeMa AP2 Projektbericht D2 2 April 2010 Erneuerbare Energien Gesetz EEG 2012 European Network of Transmission System Operators for Electricity entsoe Network Code De velopment Requirements for Generators Electricity Balancing Demand Connection Operational Security 2013 Evaluation of Wireless Smart Metering Technologies in Realistic Indoor Channels N Langhammer R Kays IEEE International Symposium on Wireless Communication Systems 2011 ISWCS 11 Aa chen November 2011 Gesch ftsprozesse zur Kundenbelieferung mit Elektrizit
370. gen im Verbrauch im Hinblick auf bestehende Vertr ge bzw gegebene Anreize abbilden Das gesamte Netzmodell verf gt ber eine interaktive Benutzer Schnittstelle ber welche die Daten ein gegeben und gepflegt die zu simulierenden Szenarien vorgegeben betriebliche Eingriffe oder Anreize eingebracht sowie die Ergebnisse bersichtlich dargestellt und schlie lich mit bermittelten aktuellen Betriebswerten aus dem Feldversuch verglichen werden k nnen Insbesondere aus dem letztgenannten Grund ist die Simulationsumgebung auf dem aus Projektmitteln beschafften Netzbeobachtungsrechner implementiert im Antrag noch als Netz berwachungsrech ner tituliert sodass auf diesem Rechner sowohl der aktuelle Netzzustand als Abbild aus dem vom Projektpartner Siemens erstellten E DeMa Netzleitsystem direkt dargestellt dieser Netzzustand mit historischen Daten verglichen e wahlweise auch in der Simulation nachgebildet und beliebig variiert werden kann oder aber von der aktuellen Situation v llig unabh ngige Simulationsrechnungen ausgef hrt werden k nnen F rderprogramm E Energy 135 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Die letztgenannte Funktion bietet u a auch die M glichkeit bestimmte Verh ltnisse f r das Szenario 2020 hochzuskalieren Der bersicht halber sind die Datenpfade f r die oben genannten Funktionen in Abbildung B 30 noch einmal grafisch dargestellt EDeMa NLS AGG L
371. gesetzlichen Messwesens in Deutschland die in E DeMa durchgef hrten Ar beiten zu einem Protection Profile f r ein IKT Gateway sowie Erkenntnisse des Projekts zu technischen Detailfragen des Smart Metering Ernst amp Young als Auftragnehmer der Kosten Nutzen Analyse des BMWi Mit Ernst amp Young als Auftragnehmer der Kosten Nutzen Analyse des BMWi sind seitens des Konsortialpartners RWE Diskussionen zu den Kosten und Nutzen der eingesetzten Smart Me ter L sungen gef hrt worden F rderprogramm E Energy 39 Abschlussbericht E DeMa A Management BDEW Im Rahmen der Zuarbeit innerhalb von Arbeitsgruppen des BDEW konnte ein Gro teil des E DeMa Gedankengutes platziert werden Der BDEW eignet sich sehr gut daf r innerhalb der Branche der Energieversorgungsunternehmen neue Aspekte die mit E DeMa umgesetzt wur den zu diskutieren sie als Verbandsmeinung in der Branche zu verallgemeinern und zu ver breiten Als Meinungsf hrer f hrt der BDEW intensive Informationsarbeit bei allen politischen Parteien durch FNN Mit dem Forum Netztechnik Netzbetrieb im VDE FNN als zust ndigem Ausschuss f r die Er arbeitung von VDE Anwendungsregeln und technischen Hinweisen f r den sicheren und zu verl ssigen Betrieb der elektrischen bertragungs und Verteilungsnetze hat das Konsortium vor allem im Hinblick auf das Projekt MessSystem 2020 zusammengearbeitet Dieses Projekt hat zur Aufgabe die Arbeiten des BSI mit Lasten und Pflicht
372. geyded in n nseul A3 9UJ y 3X 2U02 y S lds S p y q 3 uon u ss u uoge ljsdunJg Ul s sAjeuy 11 1502 q 343 s qnu s S U pINM 4421 7U 4J QJ A SIS3JP 94 s p ssnlu sqy 1513 y m NJ ETOZ UETf 01 21do 1 Moday YNIHL SUH 3s4AS Ad au3 lqEule3sns 15207 SPIEMOL UOINISUEAL YOIND uode jsdunJg e SuLH 1so4 s ni MEWS u ad zuoy US4UaISIje34 eyYJaq 3 ul u p nz y n ds1 p M WI 1214 u y 5S 5510 8 IIn3 g y m N4 TTOZ uer 11 21401 Yoday YNIHL U v lls Sqe u eqins y folq U p 114 puls usyagqJe uoneylunululoy l r 4050 NZ EVN Q 4 Ul Ayaw 1214 SYINSJ Ap 4 8 S P MZq 51114 2051 0 4 1 1192 5 102020 14 pH HeWS 2102 uef 00 100 950 59 1513 uoleyunulul y l r Sunl lsip 12 jeuoipun4 An y nu lez l y U Y APMJU Jap Aw 21 80 iepue s ayss edong 1102 290 21 1102 069 ZOT SLISL3 uo eyiunwwoya L PUIS Sunl ls p S SE ST HeWws Ilq 3qe sAemaJe9 191 2 l pu v l M lp MeWs ajje sdunpusmuy Jepuels Syas edon 4493 20 0102 T69 201 UL 1513 U q S S s p 8 pun d zuoys3unl lsile y Jod yunynz uoneylunululoy l k
373. gien notwendig Die Anforderungen an eine fl chendeckende IKT Infrastruktur zur Anbindung der Prosumer Producer und Consumer an den Energiemarktplatz sind aufgrund der zeit und sicherheitskritischen Anwendun gen weit h her als f r bliche IKT Infrastrukturen wie beispielswiese zur Nutzung des Internet So m ssen Schaltaufforderungen f r steuerbare Lasten und lokale Energieerzeugung in Echtzeit und si cher transportiert abrechungsrelevante Energiez hlerdaten manipulations und abh rsicher bermit telt und Preis und Tarifinformation dem Nutzer bereitgestellt werden Dieser Zusammenhang wurde mittels der im E DeMa Projekt entworfenen Referenzarchitektur vgl 2 1 5 verdeutlicht Die Dienst g te f r die einzelnen Anwendungen stellt hier einen zentralen Aspekt dar der aufgrund der vorge stellten Gateway Ans tze ber mehrere heterogene Kommunikationsentit ten bereitgestellt werden muss Die beiden hieraus resultierenden Problemfelder im Zugangsbereich und im Inhouse Bereich k nnen daher nur zusammenh ngend betrachtet werden um eine zuverl ssige Absch tzung der zu erwartenden Dienstg te wie bertragungsverz gerungen und Fehlerraten bei der Verwendung ver schiedener Kommunikationstechnologien zu erm glichen Die Implementierung der Spezialsimulatio nen wurde separat durchgef hrt und abstrahierte Simulationsmodelle innerhalb der verteilten Simu lationsumgebung bereitgestellt Der Fokus der Untersuchung der Technologien
374. glichen es neue Applikationen und Dienste auf beispielsweise Home Gateways zu installieren Insell sungen die nur eine oder wenige Aufgaben bernehmen und nicht erweiterbar sind werden am Markt nicht bestehen k nnen Zu den wichtigsten Kernaufgaben des mPRM im Feldversuch z hlen Die sichere Verbindung zum IKT GW2 ber SSL oder VPN Wichtig ist hierbei dass die Verbin dung zum mPRM immer vom IKT GW2 ausgeht und dadurch nicht im Internet sichtbar ist Der mPRM ist verantwortlich f r die Adressierung der IKT GW2 unabh ngig vom Betriebsmo dell Der Marktplatz vergibt f r seinen Verantwortungsbereich f r jedes IKT GW2 eine eindeu tige ID unter der die Ger te f r die verschiedenen Funktionen bspw Preissignal senden zu erreichen sind ohne dabei direkt wissen zu m ssen in welchem Netz die Ger te eingebunden sind und wie diese adressiert werden m ssen Der mPRM ber den die Kommunikation zwi schen Marktplatz und IKT GW2 abgewickelt wird routet dann die Nachrichten ber den mes sage orientierten Kommunikationskanal auf die tats chliche physikalische Adresse weiter Die F rderprogramm E Energy 166 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Zuordnung der logischen IKT GW2 ID auf die physikalische Adresse wird w hrend des Regist rierungsprozess des Gateways an den Marktplatz durchgef hrt Das Zusammenspiel der Komponenten zeigt Abbildung B 45 Das Markplatzsystem sendet JMS ber den mPRM a
375. gr er als 3 Stunden und bis zu 6 Stunden gew hlt und weitere 27 eine Bereitstellungszeit gr er als 6 Stunden und bis zu 9 Stunden Hier berdeckt die Bereitstellungs zeit grunds tzlich immer zwei oder mehr Tarifstufen sodass eine Tarifoptimierung des IKT GW2 m g lich wird Bei 15 der Bereitstellungen wurden sogar Zeiten bis hin zu 24 Stunden gew hrt Dies ist hinsichtlich einer Optimierung nat rlich w nschenswert allerdings k nnte dies je nach Wei e Ware Ger t bedeuten dass z B nasse W sche ber viele Stunden in der Trommel liegt was auf Grund des F rderprogramm E Energy 275 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse u U unangenehmen Geruchs und sonstiger negativer Begleiterscheinungen von den Kunden nur sel ten akzeptiert wird 4 1 5 Verbrauchsreduktion der E DeMa Kunden Schlie lich hat das E DeMa Konsortium auch analysiert inwiefern die E DeMa Kunden ihren Strom verbrauch durch die h here Transparenz ber ihr eigenes Verbrauchsverhalten und in deren Folge den bewussteren Umgang mit Energie reduziert haben Wie bereits erw hnt lag das Anreizen einer Ver brauchsreduktion insofern nicht im Fokus von E DeMa als es das eigentliche Ziel des Projekts war Lastverlagerungspotenziale zu quantifizieren Lediglich in der Option Sparfuchs vgl Kapitel 2 3 1 wurden die IKT GW1 Teilnehmer mit einem eigenst ndigen Anreiz zur Verbrauchsreduktion konfron tiert Hier bestand das Erkenntniszie
376. gr er sein wird als heute und zunehmend mehr Anlagen zwar noch bevorzugt einspeisen aber nicht mehr der F rderung unterliegen Das hat zur Folge dass diese Ein speisungen somit in die Direktvermarktung fallen F r die Nutzung der Kleinerzeuger als flexible Leistung m ssen einige Randbedingungen ber cksichtigt werden Da Kleinerzeuger bevorzugt und unabh ngig von der jeweiligen Netzsituation einspeisen wer den sie auch als Must run Anlagen bezeichnet die nur bedingt auf Preissignale reagieren Erst nega tive Preise f r erzeugte Kilowattstunden w rden zu einer geringeren Einspeisung f hren Eine andere M glichkeit Kleinerzeuger als Flexibilit t zu nutzen w re ein Handel mit Schaltoptionen wobei ex ante die Zustimmung f r Schalthandlungen erkauft wird Um grunds tzlich ein Steuerpotential darzu stellen ist es wichtig dass die Anlagen disaggregiert beobachtbar und in ihrem zu erwartenden Ver halten determiniert sind Au erdem ist es von Bedeutung dass die Anlagen regelbar sind und sie nicht bei Ausf hrung einer Schalthandlung automatisch vollst ndig vom Netz getrennt werden Zur Zeit sind Anlagenbetreiber nach 86 Abs 1 EEG verpflichtet Anlagen deren Leistung 100 kW bersteigt mit einer technischen oder betrieblichen Einrichtung auszustatten auf die der Netzbetreiber zugreifen darf und die zur fern gesteuerten Reduzierung der Einspeiseleistung bei Netz berlastung und zur Abrufung der jeweiligen Ist Einspeisung f
377. gramm E Energy 142 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Das Musterprodukt E DeMa Effizienz besitzt grunds tzlich die nachfolgende Tarifstruktur 00 00 h 06 00 h ST Schwachlasttarif Preis xs 06 00 h 07 00 h NT Nebentarif Preis x 07 00 h 10 00 h HT Haupttarif Preis x 10 00 h 13 00 h HHT1 Hochtarif 1 Preis x3 13 00 h 17 00 h HT Haupttarif Preis x2 17 00 h 21 00 h HHT2 Hochtarif 2 Preis x4 21 00 h 22 00 h HT Haupttarif Preis x2 0 00 4 00 8 00 12 00 16 00 20 00 24 00 22 00 h 24 00 h NT Nebentarif Preis x HHT2 Dieses Musterprodukt adressiert zus tzlich die Schwachlastregelung in der Konzessions abgabenver ordnung W hrend bei der herk mmlichen Messtechnik eine aufwendige Tarifschaltung mit Zweita rifz hler zur Nutzung einer Schwachlastregelung notwendig war die sich f r den Kunden erst bei gr erer Verbrauchsverlagerung in die Schwachlastzeit rechnen konnte erm glichen die elektronischen Z hler die Nutzung entsprechender Regelungen ohne gr eren Zusatzaufwand Hierdurch k nnen auch kleinere Energiemengen je Kunde nutzbringend in die Schwachlastzeit verschoben werden um in Summe ber alle Kunden eine sp rbare Lastverlagerung zu erreichen Die Tarifierung erfolgt nach einer Eingew hnungsphase f r die Teilnehmer am Feldversuch auf Tagesbasis d h die Preise f r die Tarifzeiten werden t glich angepasst Hierzu werden die oben beschriebenen Tarife in
378. gy 47 Abschlussbericht E DeMa A Management Die Erkenntnisse bez glich der Verf gbarkeit von Flexibilit ten bilden jedenfalls einen Hinter grund f r die weiteren Diskussionen zu 14a EnWG und f r die hier auszubildenden Gesch fts modelle ber die Mitarbeit in den relevanten Institutionen BDEW EURELECTRIC flie en die Ergeb nisse auch in die nationale und internationale Verbandsarbeit ein damit wird u a auch die Verwertbarkeitswahrscheinlichkeit erh ht 7 Bekannt gewordener Fortschritt auf dem Gebiet des Vorhabens bei ande ren Stellen w hrend der Durchf hrung des Vorhabens W hrend der Projektlaufzeit hat sich die nationale und internationale Diskussion um die Energienetze der Zukunft Smart Grids deutlich intensiviert Dies zeigt sich nicht zuletzt in den zahlreichen Initiati ven und Arbeiten dritter Stellen bzw Institutionen die im Lauf des Projekts publiziert wurden Diese betreffen im Wesentlichen die folgenden Themenfelder bzw Anwendungsbereiche Allgemeine nationale Regulierung Internationale bzw EU weite Regulierung Messstellenbetrieb und Messdienstleistung Nationale und internationale Standardisierung in den Bereichen o Telekommunikation o Informationstechnik und Kommunikationstechnologien o Energietechnik Schutz und Leittechnik Nationale untergesetzliche Vorgaben zur technischen und physischen Gestaltung von Mess systemen Sie decken damit weite Teile der durch das Konsortium bearbeitet
379. h ein Erfolg des E DeMa Projekts ein Erfolg aller Teilnehmer Auch dieser Gedanke spielte in der Projektvermarktung eine wesentliche Rolle und wurde klar kommuniziert Es war also nicht das Ziel am Ende des Projekts einen einzelnen Gewinner zu k ren Dennoch sollte die Teilnahme belohnt werden um eine entsprechende Motivation der potenziellen Teilnehmer zu erreichen Hierbei war der Ansatz wiederum auf die Teilmodellregionen zugeschnitten d h in MH wurde die energetische Opti mierung eines Objekts im teilnehmenden Ortsteil f r den Fall ausgelobt dass m glichst viele Teilneh mer ber den Versuchszeitraum ihr Verbrauchsverhalten dem Projekt entsprechend gestalteten 179 F r die Teilmodellregion Krefeld wurden bereits im Vorfeld Geldspenden an die Bisch fliche Maria Montessori Grundschule Einsatz im sonderp dagogischen Sinne und Anschaffung von Musikinstru menten und an das Familienzentrum Dreik sehoch Einsatz f r ein neues Au enspielger t zum Klet tern und Balancieren f r die Kinder angek ndigt Produktwelten f r die Kunden Den Teilnehmern wurden unterschiedliche Produkte angeboten vgl hierzu die Ausf hrungen zu den Musterprodukten in Kapitel 1 2 3 1 Es wurde in der Kommunikation deutlich vermittelt dass es sich bei diesen Musterprodukten um fiktive Produkte handelt die mit den seitens der potenziellen Teilneh mer von ihrem jeweiligen Energielieferanten real bezogen Produkten nicht verbunden sind F r die Teilnehmer
380. h nur zu erf llen wenn den Lieferanten mehr Daten zur Verf gung stehen als dies heute der Fall ist hierzu bedarf es in der zu novellierenden MessZV und anderen untergesetzlichen Regelwerken entsprechender Konkretisierungen Es ist dar ber hinaus davon auszugehen dass die Lieferanten mittelfristig ein Interesse haben selbst bestimmen zu k nnen wie sie ihre Tarifzeiten ge stalten Incentivieren die Lieferanten daher die Prosumer Energie zu bestimmten Zeiten zu verbrau chen so sollte sichergestellt sein dass diese Energie auch zu diesen Zeitpunkten geliefert wird F r bestimmte denkbare Gesch ftsmodelle die neue massengesch ftstaugliche Belieferungskon zepte voraussetzen ergibt sich ein Interesse der weitaus meisten Beteiligten wenn ein Prosumer im Regelfall ber ein Messger t verf gt dass neben der Arbeit auch die Leistung innerhalb eines bestimm ten Intervalls eichrechtlich verwertbar bzw abrechenbar erfasst und ggf speichert Eine Messung der Blindleistung oder anderer Werte wie sie bei einer registrierenden Lastgangmessung erfasst werden 56 wird i d R nicht notwendig sein bzw wird durch die sich zunehmend durchsetzenden Vorgaben bspw zu den cosphi Werten mit denen einzelnen PV Anlagen genauer deren Wechselrichter einspeisen obsolet Es handelt sich mithin um eine rLM artige Messung 1 kWh Wert pro 15 min und in deren Folge ggf auch Bilanzierung wobei jedoch weiterhin bedeutsame technische Unterschiede zwischen die
381. h zu machen dass es sich um ein Projekt mit vielen unterschiedlichen Partnern handelt Um dabei in der Zielgruppe verst rkt zu dokumentieren dass es sich um ein Forschungsprojekt mit ffentlichem Interesse handelt kam den beteiligten Hochschulen auch in der Kommunikation eine gro e Bedeutung zu 1 Kernaussage E DeMa ist ein mit ffentlichen Mitteln finanziertes Forschungsprojekt verschiede ner Unternehmen dass von den Hochschulen der Region wissenschaftlich begleitet wird Die Teilnahme am Forschungsprojekt Bez glich der Teilnahme am Forschungsprojekt wurde f r die beiden Teilmodellregionen ein differen ziertes Vorgehen gew hlt Da in der gr eren Teilmodellregion M lheim die Frage des Erreichens der geplanten umfangreichen Teilnehmerzahl als besonders kritisch anzusehen war wurde hier der neutrale Kundenzugang des zust ndigen Verteilnetzbetreibers in den Fokus gestellt was zudem gut zu der im Projekt durchgehaltenen gesetzlich geforderten Rollenteilung Netz Vertrieb passt So wurde in MH deutlich gemacht dass der Verteilnetzbetreiber und nicht der RWE Vertrieb das Projekt durch f hrt So wurde den Kunden gezeigt dass unabh ngig vom Stromlieferanten grunds tzlich jeder Haushalt teilnehmen kann Dies war eine kommunikative Herausforderung hat sich aber in der spezi fischen Situation als zielf hrend erwiesen In der Teilmodellregion Krefeld wurde nicht zuletzt aus kommunikativen Gr nden ein anderer
382. he Ergebnisdimensionen des Kundenverhaltens die jeweils unterschiedliche Projektziele bzw Ziele des Gesamtprogramms E Energy adressieren Dies sind im Folgenden mit Blick auf die Projektziele von E DeMa selbst die Verbrauchsverlagerung e die Lastverlagerung die Nutzung der automatisierten Ausstattung Wei e Ware sowie die Bereitstellung der intelligenten Wei en Ware an das IKT GW2 und den Aggregator sowie mit Blick auf die seitens E DeMa realisierte Option Sparfuchs und das E Energy Gesamtpro gramm die seitens der Teilnehmer realisierte Verbrauchsreduktion Der Fokus liegt dabei nicht auf der technischen Evaluierung der Systeme sondern vielmehr auf den Reaktionen der Kunden auf die unterschiedlichen Anreizsysteme E DeMa Produkte inkl Preissignale als Anreiz Verbrauch zu verlagern Aggregatorprodukte Visualisierungskan le Der Auswertungszeitraum des Feldversuchs umfasst dabei die Monate April bis November 2012 In diesem Zeitraum wurden mit Einverst ndnis der Teilnehmer t glich h Lastg nge durch die E DeMa Systeme erhoben verarbeitet gespeichert und zur weiteren Auswertung an die Konsortialpartner bertragen Der Feldtestmonat M rz wurde wegen seiner Eigenschaft als vorab deklarierter Testmo nat von der weiteren Auswertung ausgeschlossen Es wurden zudem nur vollst ndige Tageslastg nge 96 1 Ah Werte der Teilnehmer mit einer maximal zul ssigen Anzahl von 20 Ersatzwerten bei der Aus wertung ber cksic
383. he Kundenreaktionen auf vertraglich fixe Laufzeiten und Preise bereits au erhalb des E DeMa Projektes ermittelt wurden Aus diesem Grunde wurden alle Musterprodukte f r die Modell region flexibel gestaltet d h insbesondere mit flexiblen Arbeitspreisen angeboten F r die gesamte Laufzeit der Modellregion wurden pro E DeMa Musterprodukt folglich ex ante Arbeitspreisverl ufe bestimmt Die hierbei verwendeten Arbeitspreise sind stets als reine Arbeitspreise exklusive sonstiger Zuschl ge wie Steuern Netznutzungsentgelte Abgaben etc zu verstehen und werden von EEX B r senpreisen abgeleitet Die so ermittelten t glichen Preisprofile umfassen immer den Zeitraum von 0 24 Probanden aufzuzeichnen um dann in einem zweiten Jahr tarifliche Experimente durchzuf hren und ggf in einem dritten Jahr zu messen wie nachhaltig Verhaltens nderungen sind Einen solchen langwierigen Versuchsaufbau mit Privatpersonen die bspw umziehen und deren Lebenssituation sich auch sonst h ufig ndert Kinder werden geboren ziehen aus usw und insofern das Ergebnis verf lscht zu unterhalten ist bisher keinem dem E DeMa Konsortium bekannten Projekt gelungen F rderprogramm E Energy 141 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Uhr und werden mindestens 18 Stunden vor Beginn des neuen Preisprofils erster Tag des Monats t g lich versendet Grunds tzlich betr gt die Vertragslaufzeit mindestens 1 Monat was mit dem ebenfalls zu jed
384. herheizung Die beiden hier gezeigten ONS sind zwei geographisch sehr nah beieinander liegende Netzstationen in einer Mehrfamilienhaussiedlung Abweichend zu den beiden bisher betrachteten ONS werden die Haushalte dieser beiden Netzstationen ausschlie lich mit elektrischer Energie beheizt Bei den Heizun gen handelt es sich um Nachtspeicherheizungen deren Netzanschl sse ber Rundsteuersignale in den Schwachlastzeiten zugeschaltet werden so dass die elektrische Energie dann in Abh ngigkeit der ein gestellten Ladesteuerung die einzelnen W rmespeicher aufheizt Abbildung B 149 zeigt die typisierten Werktags Lastverl ufe der ersten ONS f r KW10 bis KW48 sowie den Verlauf der mittleren h Aus lastung 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 Leistung KW Auslastung 96 5 s 5 50 a s 53 s lt s S di Okt Noy Tageszeit Monat in 2012 Abbildung B 149 Werktags Lastverl ufe einer ONS f r KVV10 bis KVV48 ber die Haushalte mit NSH versorgt werden links Verlauf der mittleren h Auslastung dieser ONS im selben Zeitraum rechts Abbildung B 149 macht deutlich wie sehr die elektrisch betriebenen Nachtspeicherheizungen die Leis tungsverl ufe und die Auslastung in der ONS bestimmen Da die Rundsteuersignale durch den Netzbe treiber selber ausgesandt werden ist di
385. higt der Aggregator das Leit system unter Ber cksichtigung vertraglicher Randbedingungen z B Art der Anlage max Anzahl von Schalthandlungen etc so dass das Produkt vom VNB abgerufen und durch das Leitsystem umgesetzt werden kann Um die zu einem B2B Vertrag geh renden B2C Vertr ge und dessen Rahmenbedingungen dem Aggre gatorleistsystem mitzuteilen generiert der Marktplatz speziell die Komponente Aggregator Handels system auf Basis der B2C Vertragsdaten f r jeden B2B Vertrag eine Liste zugeh riger verf gbarer Leis tungsflexibilit ten Der VNB kann nun die im Rahmen des B2B Vertrages vereinbarte Leistungsflexibi lit t abrufen ohne B2C Vertr ge zwischen dem Aggregator und seinen Kunden zu verletzen denn in der dynamisch aktualisierbaren Liste ist das gewichtete Potenzial kW an Flexibilit ten der einzelnen Kunden referenziert ber deren jeweiligen IKT GW2 ID gespeichert Die Gewichtung bestimmt die 56 Dies w ren aus Sicht der im Feldversuch zum Einsatz kommenden Musterprodukte z B E DeMa Komplex oder E DeMa Flex 57 Wiederum ist dieses Vorgehen f r das Szenario 2012 als Regelfall angenommen worden F rderprogramm E Energy 120 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Reihenfolge in der das Leitsystem die kontrahierten Lasten abrufen soll Dies kann f r eine gleichm Bige Verteilung Abrufe werden verg tet in F llen sorgen in denen in Summe mehr Flexibilit t zur Verf gung steh
386. hlerortung wertet die St rungsmeldungen von Schutzger ten und Kurzschlussan zeigern aus Bisher standen diese Informationen erst nach der manuellen Ablesung vor Ort zur Verf gung Durch die bertragung der St rungsmeldungen aus den SWK Ortnetzstationen ber die durch E DeMa neu geschaffene Infrastruktur erh lt das Wartenpersonal schneller ein umfassendes Bild der Situation Die verbesserten Kenntnisse aus dem Netzzustand lassen eine schnelle Fehlerisolierung zu und erleichtern eine Wiederversorgung durch eine gezielte Zuschaltung von Einzelkomponenten auf den Erkenntnissen der Fehlerortung Ein weiterer wesentlicher Aspekt bezieht sich auf die Untersuchung und Implementierung von An reizapplikationen im Netz Diese wurden in zwei unterschiedlichen Auspr gungen entsprechend der Art der Beeinflussungsteuerung entwickelt F rderprogramm E Energy 171 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Bei Tag voraus Preissignalen wird dem Prosumer sp testen am Vortag der g ltige Netz Preisfahrplan um lokale Grenzwertverletzungen zu vermeiden Diese werden mit einer voraus bekanntgegeben schauenden Lastflussrechnung ermittelt und daraus basierend auf Preissensitivit tsmodellen ein pas sender Preisfahrplan ermittelt Um auch kurzfristig untert gig auf nderungen der Netzsituationen reagieren zu k nnen wurden zudem Leistungsflexibilit tspakete definiert die ber ein Aggregatorsystem angesteuert we
387. hlichen Nutzungszeit wurde seitens des FNN Kombination eines EDL 21 und eines MUC Multi Utility Controllers vorgeschlagen der im Allgemeinen als EDL 40 bezeichnet wurde Im Herbst 2008 wurde seitens der Bundesregierung zur weiteren Konkretisierung des EnWG weiterhin die Messzugangsverordnung MessZV erlassen die eine Erm chtigungsgrundlage f r die im Weiteren folgenden Festlegungen der Bundesnetzagentur BNetzA schaffte und die wesentliche Grundlage f r den gesetzlich gewollten Wettbewerb im Messwesen darstellt 3 In der EnEV Energie Einspar Verordnung und an anderer Stelle wird auf Grenzwerte verzichtet I d R wird in der Praxis auf die maximalen W rmedurchgangskoeffizienten neuer Fenster in einem alten Geb ude abgezielt 4 Das Forum Netztechnik Netzbetrieb im VDE FNN ist der zust ndige Ausschuss f r die Erarbeitung von VDE Anwendungsregeln und technischen Hinweisen f r den sicheren und zuverl ssigen Betrieb der elektrischen bertragungs und Verteilungsnetze F rderprogramm E Energy 23 Abschlussbericht E DeMa A Management Durchf hrung einer 800 installierte Z hler ge Einbau von neuen EnWG Kosten Nutzenanalyse Envarteter Beginn ma EU Anforderungen Liberalisierung Z hlem in Neubauten Novelle f r einen weitergehen bundesweiter m wesen optional T T den Rollout dan n 2005 22 2007 2 2010 2011 12012 2013 2014 2015 2016 2017 2016 2019 2020 EnWG MessZV Einbau von Inkraftreten Novellierung Verpflichtender
388. hoben sei an dieser Stelle dass alle ZDMS in der Modellregion eine Schnittstelle f r die Netzleitstelle NLS Schnittstelle zur Abfrage von Lastprofilen implementieren die von der Netzleitstelle zur Verbes serung ihrer Lastmodelle verwendet werden Au erdem erm glicht diese Schnittstelle die Bereitstel lung der Lastprofile f r die Forschungszwecke der Universit ten Dazu holt ein auf dem NLS Rechner laufender Client t glich die Lastprofile und pseudonymisiert die Z hlpunktbezeichnungen mit einer si cheren One Way Hashfunktion spezifisch f r die einzelnen Universit ten wodurch den Anforderun gen des Datenschutzes Rechnung getragen wird F rderprogramm E Energy 230 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse F r den realen Produktivbetrieb in der Modellregion ben tigen die E DeMa Systeme Stammdaten wie die Kunden IP Z hlernummern Ger teausstattung usw blicherweise werden solche Informationen von diversen stammdatenf hrenden Systemen wie z B einem SAP CIM Customer Information Ma nagement oder einer Ger teverwaltung bereitgestellt die zu diesem Zweck an die jeweiligen Systeme angebunden werden Eine solche Anbindung ist jedoch in der Praxis nur im Rahmen zeit und kosten intensiver Integrationsprojekte m glich Daher wurde f r den E DeMa Modellversuch ein einfacherer auf einem Excel Template basierender Ansatz zum initialen Stammdatenimport in das Marktplatzsys tem als auch die ZDMs gew hlt Zu
389. hohe Akzeptanz der Technologie Allerdings zeigt sich wiederum dass die Konstitution des Nutzer einen Einfluss auf die Nutzung hat Wird keine Erleichterung wahrgenommen so verursacht dies ggf negative Emotionen welche wiederum die Nutzungsh ufigkeit nachteilig beeinflussen Ent stehen solche negativen Emotionen jedoch nicht ist die Wahrscheinlichkeit wiederum h her dass die Smart Start Funktion als n tzlich erachtet wird Dies wiederum erh ht die Wahrscheinlichkeit dass der Smart Start genutzt wird Die positive Gef hlslage einiger Teilnehmer zeigen auch die Kundenstimmen zum Smart Start Es hat mir Arbeit erspart ich musste mich nicht erst am PC ber Tarife informieren und man kann sagen es war eine positive Erleichterung im Alltagsablauf F rderprogramm E Energy 292 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Der Smart Start ist praktisch wenn man berufst tig ist kann man die Maschine einfach nach dem billigsten Tarif laufen lassen Man kommt nach Hause und die W sche ist fertig Aber bei Dingen die man halt schnell haben m chte da ist der Smart Start nicht so praktisch Der billigste Tarif fing immer um Mitternacht an Und um zwei Uhr nachts war die Maschine durch und dann lag die W sche da und hat gestunken 4 2 2 6 Interpretation und Schlussfolgerungen des Fraunhofer Konsortiums aus den Befragungen im Feldtest Zusammenfassend hat das Fraunhofer Konso
390. hrbar ist Insofern sind alle E DeMa L sungen und Konzepte grunds tzlich wettbe werbskonform angelegt worden d h so konzipiert worden dass sie in einer Umgebung in der sich die Netzbetreiber einer Vielzahl von in Wettbewerb zueinander stehender Lieferanten gegen ber sehen funktionieren k nnen Die starke steigende Durchdringung der Netze mit Kleineinspeisern schreitet weiterhin schneller voran als prognostiziert bzw zu Beginn des Projekts durch die Konsortialpartner angenommen da das EEG und die Netzanschlussbedingungen dies erm glichen und f rdern Die sich so neu bildende Erzeu gungsstruktur ist dabei kein Ph nomen des bergangs sondern stellt nach berzeugung von E DeMa einen unumkehrbaren Paradigmenwechsel dar Insofern besteht in der Marktintegration solcher de zentraler Erzeugungsanlagen eine wichtige Aufgabe nicht nur der ferneren sondern bereits der n he ren Zukunft E DeMa ist diesbez glich davon ausgegangen dass eine verst rkte Durchdringung des Energiesystem und insbesondere des Energienetzes mit IKT geeignet ist Energieeinspeisungen kleiner Leistung zu einem handelbaren Gut werden zu lassen Schlie lich hat das Konsortium angenommen 12 In der Definition des BDEW welche E DeMa f r im Prinzip zutreffend erachtet ist Ein Smart Grid ein Energienetzwerk das das Verbrauchs und Einspeiseverhalten aller Marktteilnehmer die mit ihm verbunden sind integriert Es sichert ein konomisch effizientes nachhaltiges V
391. hren dass die Bilanzierungskosten im Einzelfall steigen die Gesamtkosten dieser L sung k nnten aber ggf niedriger sein als diejenigen die sich bspw ergeben w rden wenn eine dritte Bilanzierungsgruppe zwischen rLM und SLP eingef hrt werden w rde denn f r diese neue Fallkonstellation w ren alle Prozesse neu aufzusetzen Daneben gilt es die sich notwendigerweise ndernde Risikoallokation zwischen VNB und Lieferanten zu betrachten die mit ei ner solchen L sung gg dem heutigen System der Lastprofile einhergeht Eine v llig neue Aufgabenstellung ergibt sich auch im Zusammenhang mit der Bilanzierung der Flexibi lit tsnutzung durch den VNB die dieser bei einem Aggregator kontrahiert hat Denn ohne weitere Pro zesse zu etablieren ist davon auszugehen dass der NB Bilanzkoordinator Regelzonenf hrer nicht automatisch davon in Kenntnis gesetzt ist dass entsprechende Vertr ge geschlossen wurden bzw in einem bestimmten Moment ausgef hrt werden Dies nicht zuletzt weil der NB BIKO nicht selbst der Besteller dieser Flexibilit t ist Dies hat potenziell Auswirkungen sowohl auf die NB seitige Steuerung in Echtzeit f lschliche Korrektur vermeintlicher Abweichungen durch weitere SDL als auch auf die Abrechnung im Nachgang Den zuvor skizzierten Zusammenhang zeigt Abbildung B 12 Administration Datenaustausch Abbildung B 12 Bilanzierungsfolgen von Systemdienstleistungen f r den VNB F rderprogramm E Energy 89
392. hrt Zudem sind Betreiber von PV Anlagen ebenfalls dazu verpflichtet den Netzbe treibern diese M glichkeiten zur Verf gung zu stellen sofern ihre Anlagen gr er sind als 30 KW 8 6 F rderprogramm E Energy 73 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Abs 2 EEG F r alle Kleinerzeuger ab einer bestimmten Gr e sind also unabh ngig von der Erzeu gungstechnologie die technischen M glichkeiten zu schaffen um diese in das Einspeisemanagement mit einzubeziehen W ren kleine und kleinste Erzeuger k nftig an einen Marktplatz angeschlossen wie er hier beschrieben wird so w rde dieser auch die M glichkeiten bieten eine dem Einspeisemanage ment hnliche Steuerung in Leistungsbereichen anzustreben die heute nicht erschlossen sind was der Stabilit t und Steuerbarkeit der Verteilnetze dienen sollte Grunds tzlich sind f r eine Zusammen fassung der Anlagenleistungen zu Portfolien bessere Zustands und Prognosedaten als heute erforder lich Steuerbare Lasten die als Flexibilit ten genutzt werden sollen k nnen gr ere Verbraucher wie z B Waschmaschinen Geschirrsp ler und k nftig evtl auch Elektrofahrzeuge sein Werden Prosumer mit intelligenter Haushaltstechnik ausgestattet dann sind Senken in Haushalten ebenfalls disaggregiert beobachtbar in ihrem zu erwartenden Verhalten determiniert aber im Volumen ihres Auftretens ge f llte Waschmaschinen ladende Autos stochastisch 1 3 2 Aggregat
393. ht werden F rderprogramm E Energy 83 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Mit Blick auf die Aggregationsebenen zeigt Abbildung B 9 dass die MSB MDL hier Erf llungsgehilfen der Gesch ftsinteressen der anderen Akteure sind da sie je Netzanschluss unterschiedliche Frequen zen von Daten darstellen m ssen Im Folgenden kann argumentiert werden dass bestimmte Akteure gerade in k rzeren Fristen nur Aggregate von Messwerten ben tigen Es ist zumindest denkbar dass diese Aggregationsaufgabe z B je Lieferant von den MSB MDL wahrgenommen wird Allerdings be d rfte es hierzu einer expliziten Zustimmung Beauftragung durch die Prosumer die die vertragliche Beziehung zu ihrem jeweiligen MSB MDL unterhalten 1 6 2 Inhouse Daten f r Prosumer und Outhouse Daten Zur besseren Information der Prosumer und um die Folgen des Verbrauchsverhaltens erlebbar zu ma chen ist Inhouse die M glichkeit vorzusehen in untermin tlichem Takt Leistungs und Arbeitswerte anzeigen zu k nnen Ggf gilt dies sogar f r die Leistungs und Arbeitswerte einzelner Verbraucher aber das tats chliche Interesse der Prosumer an solchen feingranularen Daten ist ex ante nur schwer abzusch tzen ersch pft sich ggf eher in einer Funktion die Stromfresser auffindet und derartige hochaufl sende Informationen k nnen auch Teil einer Energiedienstleistung im Sinne eines Smart Home u a sein Durch das IKT Gateway erfasste Messwerte werden daher
394. ht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse komplexen Umbau der Elektrizit tsversorgung voranzutreiben Eine solche Transformation kann wie die folgende Tabelle zeigt durch eine Reihe von unterschiedlichen Ans tzen bef rdert werden die im Rahmen des Projekts in unterschiedlichem Umfang eine Rolle spielen Tabelle B 1 Transformation von Eigenschaften der Endabnahme von Elektrizit t Kundenseitig bestimmtem Ver gt Anreizsystemen individueller Tarife De brauch mand Response Erm igten Netzentgelten die eine gt Steuerung erm glichen vgl 14a EnWG Always on Verbraucher mit starren Netzentgelten Standardlastprofilen nicht ge Neuen ggf individuelleren Beliefe messenen Verbr uchen rungskonzepten Keine Steuerung bzw Messung Gemessene Einspeiseprofilen und virtu dezentraler Einspeiser ellen Kraftwerken Passiven Kundenlasten gt Netzseitig steuerbaren Kundenlasten Modulierbaren kundenseitigen Lasten Starrem Last Einpeiseverhalten gt i und Einspeisungen Ausgehend von der Idee dass die heutigen Privat und Gewerbekunden PuG Kunden k nftig ihre Lieferbeziehungen ber diese Plattform abwickeln sollen sind neben den PuG Kunden selbst alle Ak teure mit einer direkten Kundenbeziehung f r den E Energy Marktplatz von Bedeutung Dies ist vor allem der jeweilige Verteilnetzbetreiber sowie Akteure die am Energiebelieferungsprozess beteiligt sind Lieferanten sogenannte Aggregatoren
395. htigt Die gesamte auswertbare Stichprobe auf die sich die folgenden Analysen be ziehen sofern nicht andere Angaben gemacht werden belief sich somit auf insgesamt 652 Kunden davon 545 IKT Gateway 1 und 107 IKT Gateway 2 Kunden Vorab sei darauf hingewiesen dass die Erhebung einer Referenzmessung die den Verbrauch der E DeMa Kunden in einem ungest rten Zustand d h ohne IKT GW abbildete im Rahmen des Projektes F rderprogramm E Energy 253 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse schon aus zeitlichen Restriktionen nicht m glich war Alle im Feldtest erhobenen Messungen unter lagen den Einfl ssen der in E DeMa entwickelten Anreizsysteme F r die im Folgenden dargestellten Auswertungen musste daher innerhalb des E DeMa Projekts ein Vorgehen entwickelt werden dass dem Problem der mangelnden Kenntnis der Ausgangslinie bzw des ungest rten Zustands Rechnung tr gt Das E DeMa Konsortium hat sich nach ausf hrlicher Diskussion und Abw gung der praktischen und wissenschaftstheoretischen Konsequenzen mit Blick auf seine urspr nglichen Projektziele ent schieden den ungest rten Verbrauch als Referenzverbrauch zu modellieren Hierzu wurde folgen des Vorgehen gew hlt F r jeden E DeMa Haushalt wurde eine Referenz auf Basis des Standardlast profils f r Haushaltskunden HO Profil realisiert Allerdings unterscheidet sich das gew hlte Vorgehen bez glich des jeweiligen Erkenntnisziels noch mals F r d
396. i der Modellregion am n chsten liegenden Windmesspunkte in Arnsberg und D sseldorf Als Ergebnis werden die charak teristischen Unterschiede zwischen Tag und Nacht sowie des Wechsels der Jahreszeiten der beiden Standorte im Modell nachgebildet F r den Standort der Anlage wird offenes Gel nde angenommen Die H ufigkeitsverteilung der 10 min tigen Mittelwerte der Windgeschwindigkeit entspricht im Jah resverlauf der Weibull Verteilung Das Windangebot wird dabei mit einer mittleren Windgeschwindig keit von 6 4 m s und einem Weibull Parameter von C 2 2 charakterisiert Die mechanisch elektrische Energieumvvandlungskette des Windenergiekonverters ist als lineares Mo dell realisiert F r die Einbindung in die Mittelspannungsebene wird eine Anlage mit 80 m Rotordurch messer und 2 MW Nennleistung verwendet Die Betriebsf hrung schaltet die Anlage ab einer Windge schwindigkeit von 4 m s ein und oberhalb von 25 m s wieder ab wobei im oberen Windgeschwindig keitsbereich die Leistung auf die Nennleistung begrenzt wird Die Anlage wurde so ausgelegt dass sie an diesem Standort 2063 Volllaststunden aufweist Das Modell liefert Leistungswerte in Minutenauf l sung F rderprogramm E Energy 186 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 2 IA 15 0 4 Listung 02 o l lfir ikii earra ill Li 1 11 s s 06 CS 12 13 16 21 24 03 06 03 12 1 16 21 22 C3 06 09 12 15 16 21 24 0
397. ich das Waschen auch auf den n chsten Tag verschoben wenn es da g nsti ger war Beispielsweise habe ich vorher selten sonntags gewaschen was ich im Rahmen des Projekts jetzt tue Fr hestens habe ich um 21 Uhr gewaschen damit ich die W sche nachher um ca 22 Uhr in den Trockner stecken kann Ich habe es eingestellt oder dann gewaschen wenn der Tarif billig war Das Trocknen fiel aber dann eher schon in einen mittleren Tarif e Die Sp lmaschine kann man schon auch mal sp ter anmachen je nach Tarif 4 2 2 5 Kundenakzeptanz der Smart Start Funktion Neben der Frage in welchem Umfang IKT GW2 Kunden generell bereit waren Lastverlagerungen vor zunehmen spielte aus Sicht des E DeMa Konsortiums vor allem die Frage ob und inwieweit die Teil nehmer bereit sein w rden eine solche Lastverlagerung an eine Automatisierungsfunktion zu delegie ren eine wesentliche Rolle Hierbei herrschte die Erwartung vor dass die Teilnehmer den Smart Start als n tzlich und hilfreich erfahren w rden und dementsprechend h ufig Lasten der Wei en Ware ver lagern w rden Wie die folgende Grafik zeigt hat sich diese Erwartung jedenfalls bez glich der wahr genommenen und berichteten Erleichterung erf llt auch eine Nutzenempfinden wird berichtet Der Ergebnisunterschied in den beiden Fragen die den relativen Kontrollverlust der Teilnehmer bei der Delegation des Einsatzzeitpunkts der Wei en Ware an den Smart Start adressieren zeigt dass
398. ichen Zeitr umen tats chlich Urlaub gemacht haben und nicht zu Hause waren 27 In den obigen Abbildungen ist deutlich erkennbar dass die hohen Verbrauchsreduktionen pro Monat mit den Mona ten mit Schulferien koinzidieren speziell im April und in den Sommermonaten W re auch eine Ver brauchsreduktion f r die Monate von Dezember bis M rz gemessen worden so w rde diese die durch schnittliche Verbrauchsreduktion ber einen Zeitraum von 12 Monaten verringern da zu erwarten ist dass bspw im Februar h here Verbrauchswerte als durch das H Profil prognostiziert aufgetreten w ren Des Weiteren sind im zeitlichen Verlauf Erm dungserscheinungen bez glich der Verbrauchsre duktion erkennbar was ebenfalls darauf schlie en l sst dass die durchschnittliche Verbrauchsreduk tion ber einen Betrachtungszeitraum von 12 Monaten geringer ausfallen w rde 4 1 6 Nutzung der Produktwechselm glichkeit ber den Marktplatz Bei den IKT GW1 Kunden bestand die M glichkeit des Produktwechsels w hrend des Feldtestzeit raums Dadurch dass die Produktwechsel am E DeMa Marktplatz registriert wurden war es m glich diese nachzuvollziehen und hieraus Hinweise auf die Attraktivit t der einzelnen Produkte f r den Kun den zu gewinnen Zu Beginn des Feldtests wurden alle IKT GW1 Kunden aufgefordert sich in das E DeMa Marktplatzsystem einzuloggen und ein Musterprodukt auszuw hlen Hatte ein Kunde dies nicht gemacht bekam er das E DeMa Basis Produkt zugewie
399. icht entf llt die Grundpr mie Sofern die Statusabfrage des Aggregators vor der beabsichtigten Schalthandlung ergibt dass entgegen der vor herigen Bereitschaftsmeldung das Ger t nicht schaltbereit ist so wird eine Straf Geb hr in H he des f nffachen Entgelts je Leistungsbereitstellung f llig Diese Struktur soll den Teilnehmern verdeutli chen dass der Aggregator seinerseits ein Gesch ftsmodell verfolgt welches ohne eine gewisse Sicher heit ber die zur Verf gung stehende Flexibilit t nicht funktionieren kann Es erfolgt kein Arbeitspreisausgleich f r eine ggf in ung nstigen Tarifzeiten erfolgende Zuschaltung Sollte das Ger t vom Aggregator also zu einer Zeit angestellt werden zu der ein hoher Preis gilt be deutet dies f r den Kunden dass er den hohen Bezugspreis f r den Stromverbrauch des Ger tes zu zahlen hat der jedoch durch die vom Aggregator gezahlte Bereitstellungsverg tung in der Regel kom pensiert wird Bei dem Musterprodukt E DeMa Komplex wird jeder Kunde au er mit zwei Ger ten der Wei en Ware zus tzlich mit einer uKWK Anlage ausgestattet Die Tarifstruktur und die Preise f r den Strombezug des Kunden entsprechen dem Musterprodukt E DeMa Variabel Auch wenn die Anlagen real unter be stimmten F rderlogiken betrieben werden ist f r den Feldversuch ein Musterprodukt erstellt worden welches eine Tarifstruktur f r die Einspeisung vorgibt 72 Das HECUI l uft auf einem Webserver der in das IKT GW2 integri
400. icht erreicht Die Ergebnisse der Verbrauchsreduktion bei den IKT GW1 Kunden sindein starker Hinweis darauf dass bereits die Auseinandersetzung mit dem eigenen elektrischen Energieverbrauch und die Visualisie rungsm glichkeiten durch Display und den E DeMa Marktplatz die Kunden zu einer Verbrauchsreduk tion bewegen k nnen Dies wird durch die Auswertung der Kundenbefragung best tigt Der Vergleich der IKT GW1 Kunden mit und ohne Sparoption zeigt dass der zus tzliche Anreiz der Sparoption bei den Kunden nicht nachhaltig sondern nur kurzfristig wirkt Die Verbrauchsreduktion der IKT GW2 Kunden ist in Abbildung B 131 dargestellt Die Ergebnisse zei gen eine durchschnittliche Verbrauchsreduktion in H he von 4 9 Vor allem der negative Wert also die Verbrauchserh hung im November ist auff llig 15 10 5 4 9 0 Verbrauchsreduktion Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt 5 Abbildung B 131 Verbrauchsreduktion aller IKT GW2 Kunden 99 Kunden F rderprogramm E Energy 277 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Bei der Plausibilisierung der Ergebnisse ist jedoch zu beachten dass grunds tzlich Ger te zur Automa tisierung f r einen energetischen Mehrverbrauch sorgen der den Einsparzielen des Kunden entgegen wirkt Insbesondere die Infrastruktur zur Steuerung der Wei e VVare 17 Ger te bzw der uKWK Anlage weist einen nicht unerheblichen Eigenbedarf auf und wirkt einer Verbrauchsreduktion entgege
401. icklung eines schnittstellenkonvergenten Systems im Hinblick auf die hohen Anforde rungen des E Energy Ansatzes unterst tzt und gesichert werden Die sich anschlie ende Phase 3 diente der Demonstration der neuen innovativen Technologien aus den vorangegangenen Phasen im Rahmen der E DeMa Modellregion Die hierbei gewonnen Daten und Informationen wurden ausgewertet und validiert Mithilfe der validierten Modellierung von Energie netz und Energiehandel im Kontext des neuen E Energy Marktes wurde eine abschlie ende berpr fung des Projekterfolges sowohl in konomischer Hinsicht f r die Marktakteure als auch im Hinblick auf die Hebungspotentiale von Energieeinsparungen wie sie in diesem Abschlussbericht dargestellt sind durchgef hrt Basierend auf der oben dargelegten Projektstruktur wurde ein detaillierter Arbeits und Zeitplan ent worfen welcher bis auf geringf gige Anpassungen die w hrend der Projektlaufzeit notwendig wur den eingehalten werden konnte So wurde im Projektverlauf im AP8 festgestellt dass mit den Messungen in den Modellregionen bzw bei den teilnehmenden E DeMa Kunden nicht wie urspr nglich geplant bereits ab Beginn des Feldtests begonnen werden konnte Vielmehr ben tigten die Teilnehmer Zeit um sich mit den neuen Kompo nenten vertraut zu machen Nach einer Anlaufphase von einem Monat konnte mit der Erfassung von Messdaten im geplanten Umfang begonnen werden Diese geringf gige Verz gerung hatte jedoch kei nen
402. ie wie bereits beschrieben ber keine Messwerterfassung ber die Energiewerte hinaus verf gen er m glichen keine der unter 4 4 1 dargestellten Ergebnisse Erst mit Hilfe einer Netzsimulation in der das elektrische Netz exakt nachgebildet sein muss sind alle die unter 4 4 1 gezeigten Ergebnisse er zielbar Aus rein netztechnischer Perspektive sollten die Funktionalit ten k nftige elektronische Haushaltsz h ler vor einem gro fl chigen Roll out einen gr eren aber dennoch bedarfsgerechten d h f r das Gesamtsystem n tzlichen Funktionsumfang aufweisen Dieser Funktionsumfang ist dann mit den Er gebnissen der Kosten Nutzen Analyse des BMWi zu vergleichen und etwaige Unterschiede festzustel len Die M glichkeiten der Bundesregierung zur Vorgabe der bundesweit einheitlichen technischen Mindestanforderungen sowie Eigenschaften Ausstattungsumfang und Funktionalit ten von Messsys temen und Messeinrichtungen unter Beachtung der eichrechtlichen Vorgaben sind gesetzlich im EnWG in 821i geregelt in dem die Bundesregierung dazu erm chtigt wird solche Festlegungen zu treffen Dar ber hinaus ist die Bundesregierung durch weitere Rechtsverordnungen in diesem Paragraphen dazu erm chtigt die Nutzung der Messsysteme f r operative Ma nahmen der Netz oder Messstel lenbetreiber freizugeben und alle weiteren dieses Thema umfassenden Bestimmungen festzulegen Aufgrund der in der Netzsimulationsumgebung im Szenario 2020 gewonnenen Erkenntn
403. ie Anzahl der eingesetzten Ger te minimiert wird Als Nebenbedingungen gelten die Anzahl der steuerbaren Ger te die durch das Kundenportfolio des Aggregators bestimmt wird und die durch den Gesch ftspartner vorgegebenen Toleranzen und Abweichungen sowie Vorlaufzeiten Das Modell der Ger teeinsatzplanung umfasst mehrere Funktionen In einem ersten Schritt kann mit dem Modell der Ger teeinsatzplanung gepr ft werden ob mit dem aktuellen Kundenportfolio des Ag gregators und mit den Randbedingungen des Gesch ftspartners ein Fahrplan zur Leistungs bereitstel lung erstellt werden kann und die Anforderungen somit erf llt werden k nnen Zu den variablen Parametern bei der Ger teeinsatzplanung geh ren e H he der Soll Leistung Toleranz der H he der Soll Leistung pos neg Anforderungszeitraum F rderprogramm E Energy 133 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Max Abweichung vor w hrend und nach dem Anforderungszeitraum Anzahl Haushalte mit jeweiliger Art und Anzahl steuerbarer Ger te Auf diese Weise kann insbesondere bestimmt werden welche Anforderungen mit einem gegebenen Kundenportfolio erf llt werden k nnen Aus der Ger teeinsatzplanung geht ein Fahrplan f r den Ger teeinsatz hervor welcher an das Endkun denmodell bermittelt wird Dort wird anhand des simulierten Kundenverhaltens festgestellt ob die vom Aggregator eingeplanten steuerbaren Ger te zum Lieferzeitpunkt au
404. ie Auswertungen bez glich der Verbrauchsverlagerung d h im Wesentlichen bez glich der Kernprojektziele wurde die Referenz durch Skalierung des dynamisierten HO Profils des Verteilnetz betreibers Westnetz GmbH mit dem gemessenen Tagesverbrauch des jeweiligen E DeMa Haushalts gebildet Der Stromverbrauch des E DeMa Kunden und des hypothetischen Vergleichskunden war somit f r jeden Tag identisch Durch Vergleich der beiden Tageslastg nge miteinander konnten die Effekte der Verbrauchsverlagerung bestimmt werden 27 F r die Auswertungen zur Verbrauchsreduktion die im Wesentlichen vorgenommen wurden um die Option Sparfuchs zu bewerten und die Ziele des E Energy Gesamtprogramms zu unterst tzen wurde das Vorgehen leicht modifiziert sodass die Referenz durch Skalierung des HO Profils mit dem prognos tizierten Jahresverbrauch des jeweiligen E DeMa Haushalts gebildet wurde Das bedeutet dass basie rend auf dem Vorjahresverbrauch f r jeden Tag des Feldversuchs ein laut HO Profil heruntergebroche ner Verbrauch angenommen wurde 4 1 1 Verbrauchsverlagerung der E DeMa Kunden Die zeitvariablen Tarifstrukturen der Musterprodukte E DeMa Basis E DeMa Effizienz E DeMa Varia bel E DeMa Flex und E DeMa Komplex sollten das zeitliche Verbrauchsverhalten der Kunden zielge richtet und nachhaltig ver ndern Inwiefern die Produkte im Zusammenspiel mit den Visualisie rungsoptionen zu einer Verbrauchsverlagerung gef hrt haben wird im Folgenden darge
405. ie H he der dabei von den Anlagen lieferbaren elektrischen Energiemenge ist auf kurze Sicht abh ngig von der Speicher tiefe und wird auf lange Sicht bedingt durch die im Haushalt bestehende Nachfrage nach W rme Den F rderprogramm E Energy 184 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse gr ten Anteil macht dabei der Heizenergiebedarf aus der durch die im Jahreszyklus schwankende Au entemperatur bedingt wird Die H he der elektrischen Einspeisung unterliegt somit parallel zum W rmebedarf starken saisonalen Schwankungen Die eigentliche Flexibilit t von uKVVK Anlagen liegt somit weniger bei der Energiemenge als vielmehr bei der zeitlichen Positionierung der Einschaltzeiten im Tagesverlauf da der Pufferspeicher im Rahmen seiner Speichertiefe eine zeitliche Entkopplung von W rmebereitstellung und W rmenutzung erm glicht Dabei bietet ein leerer Speicher zwar die gr te Flexibilit t hinsichtlich des Abrufs elektrischer Energie dieser Zustand f hrt aber bei akutem W rme bedarf automatisch zu einem w rmegef hrten Betrieb Zu h ufige Schaltzyklen w hrend des Tages sollten aber in Hinblick auf die Lebensdauer der Anlage vermieden werden weshalb auch hier Grenzen vorliegen Im Fokus der Betrachtung liegen uKWK Anlagen mit Stirlingmotor die eine elektrische Leistung von 1 kW aufweisen Die Anlagen besitzen ein Zusatzheizger t f r W rmelastspitzen und einen 700 1 fassen den W rmespeicher Die dem Modell
406. ie Modellregion M lheim Saarn ber diese Schnittstelle werden zyklisch Vor sch be und Z hlerst nde sowie Tarifwechselinformationen zur Konfiguration ausgetauscht Der Marktplatz bindet eCount ber den Marktplatz Adapter an Dieser stellt einen Protokolladapter dar der die allgemeinen E DeMa Marktplatzprotokolle in EDIFACT Nachrichten MSCONS konvertiert sodass die beiden Systeme in die Lage versetzt werden miteinander zu kommunizieren MP AggHS Funktionen Wie bereits in 2 1 8 dargelegt wurde besteht das Aggregatorsystem prinzipiell aus zwei Teilen Aggre gator Handelssystem AggHS und Aggregator Leitsystem AggLS Mit Blick auf das Szenario 2012 und die Umsetzung in den Modellregionen steht die technische Vertragsabwicklung im Vordergrund der Analysen Das bedeutet dass die Vertr ge zwischen VNB und Aggregator dem AggLS bereits be kannt und vorkonfiguriert sind was im Rahmen der Umsetzung in der Modellregion sinnvoll ist da es zun chst nur einen Aggregator gibt und dieser mit dem VNB auch nur einen Kunden f r sein Flexibi lit tsangebot hat Damit sollen andere und drittmarktliche Anwendungen bspw Bereitstellung von Regelenergie der Aggregator Idee nicht ausgeschlossen werden Insofern ist auch das Aggregator Pro dukt im Szenario 2012 noch als virtuell zu betrachten denn der VNB fordert die entsprechende Dienstleistung nicht tats chlich an da vom Vorliegen eines echten Netzengpasses nicht auszugehen ist
407. ie Softwareentwicklung des IKT GW1 sowie der Backend Sys teme Marktplatz Aggregator Leitsystem Netzleitsystem ZDM und mPRM Diese Entwicklungslabore und Pr ffelder unterscheiden sich von ihrer Aufgabenstellung grunds tzlich von den Testlaboren und Schulungsanlagen die im Vorfeld des Feldversuchs von den Konsortialpart nern RWE und SWK aufgebaut wurden siehe hierzu Kapitel 3 3 2 Dieser Testlabore und Schulungs anlagen diente in erster Linie der Musterabnahme der E DeMa Komponenten sowie der abschlie en den Kl rung von Fragestellungen bzgl der Wechselwirkung mit der Bestandstechnik in den jeweiligen Verteilnetzen Dar ber hinaus wurden sie bei der Mitarbeiterschulung bei Installation und Inbetrieb nahme der E DeMa Technik und f r den Service eingesetzt Weiterhin waren diese Anlagen ein wich tiger Baustein der ffentlichkeitsarbeit und Kundenkommunikation Um die Einsatzf higkeit und reife der verschiedenen seitens E DeMa entwickelten Technologien und Ger te vor Beginn des Feldversuchs und insofern mit Blick auf ihre massenmarkttaugliche Anwen dungsf higkeit testen zu k nnen hat das E DeMa Konsortium mehrere Entwicklungslabore und Pr f felder errichtet Diese dienten einerseits dazu die Funktionalit ten des IKT GW2 welches mit zahlrei chen Drittsystemen kommunizieren musste zu testen andererseits wurden an der FH Dortmund und an der Universit t Duisburg Essen vollst ndige Testinstallationen errichtet die es erlauben im La
408. ie das System belasten Diese Module bilden alle Schichten des ISO OSI Modells oberhalb des MAC Layers nach wobei die Schichten oberhalb von TCP IP zusammengefasst und durch eine reduzierte Implementierung verein facht werden Der Grad der Vereinfachung h ngt vom Umfang der Eckdaten ab die aus Messungen und von Konsortialpartnern gewonnen werden konnten Man kann sich so ein Modul wie folgt vorstel len In einer bestimmten Frequenz werden Nachrichten bestimmter ggf variabler Gr e auf einer Schnittstelle versendet F r die meisten Schnittstellen ist ein einfacher Verbindungsaufbau TCP IP dem Nutzdatenversand vorgeschaltet Die Gr e der Nachrichten ist virtuell d h es gibt keine ech ten Nutzdaten oder eine Adressierung innerhalb einer Nachricht Hierbei wurde im Rahmen der ver teilten Simulationsumgebung eine Abstraktionsbibliothek erstellt die die Protokolle auf den Schichten 3 und 4 des ISO OSI Referenzmodelles abbildet Bereitstellung und Betrieb der verteilten Simulationsumgebung Durch die Bereitstellung der verteilten Simulationsumgebung wie Sie im Projekt zur Simulation der Kommunikationsinfrastruktur genutzt wird erhalten alle Projektpartner die M glichkeit die eigenen Modelle und die der anderen Partner auf einer zentralen Ausf hrungsplattform zu nutzen Die Simu lation basiert auf der ereignisbasierten diskreten Simulationsumgebung OMNeT welche die Grund lage der durchzuf hrenden Simulationen bildet und sowohl
409. ie durch einen tarifoptimier ten Einsatz der Wei en Ware zustande kamen ber cksichtigt worden Da alle drei IKT GW2 Produkte hinsichtlich der Anreize auf der Verbrauchsseite somit bez glich der erwartbaren VV gleich waren werden die Ergebnisse nicht produktspezifisch dargestellt Die VV der IKT GW2 Kunden je Stunde ist in Abbildung B 115 dargestellt o 2 D 5 0 d gt o i i s 1 q 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 gt Stunde BpassiveKunden Malle Kunden Haktive Kunden Abbildung B 115 Verbrauchsverlagerung der IKT GW2 Kunden je Stunde Die Automatisierung unterst tzt die Kunden bei der VV in die Tarifzeit ST in der Nacht Hier wird durch schnittlich ber 1 VV erzielt w hrend sie bei den E DeMa Effizienz Kunden noch weit unter 1 lag Zudem kann mithilfe der automatisierten VV in die Nachtstunden die bei den Effizienz Kunden sicht bare starke VV in der Tarifzeit NT am Morgen 5 6 Uhr vermieden werden In Tabelle B 19 sind diese Ergebnisse zusammengefasst F rderprogramm E Energy 264 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Tabelle B 19 Verbrauchsverlagerung der IKT GW2 Kunden mit Automatisierung BE IKT GW2 Kunden VV in bez auf GV ST 3 3 4 2 6 8 NT 0 3 0 996 2 196 HHT1 3 1 3 6 4 3 HHT2 0 3 0 2 1 1 Im Durchschnitt erreichen die aktiven Kunden mit Automati
410. ie hohen Preise f r h here Verbr uche erreicht wurde Der Feldversuch best tigt daher dass sich Tarifstrukturen wie sie das E DeMa Balance Produkt pr gen dazu eignen die Last ber den Tag zu vergleichm igen Die Lastspitzen werden verringert und das Nachmittagstal daf r weiter gef llt Der Unterschied zwischen den Produkten mit dem Ziel der Verbrauchsverlagerung und E DeMa Ba lance ist bei Betrachtung der Samstage und Sonntage nicht mehr so signifikant wie unter der Woche An Samstagen vgl Abbildung B 123 hneln sich alle E DeMa Produkte vom Verlauf her 0 020 Typtag Sa 0 015 0 010 0 005 0 000 Stunde H0 E DeMa Balance E De Ma Basis E De Ma Effizienz Abbildung B 123 Vergleich der normierten Lastgange der Balancekunden mit den aktiven Basis und Effizienzkunden und dem H0 Profil f r den Typtag Samstag Die Tendenz dass Balancekunden das Nachmittagstal f llen best tigte sich auch an den Samstagen Die Mittags und Abendspitze des HO Profils wurde bei allen Kunden nicht erreicht Im Gegensatz zu den Balancekunden bleibt der Verbrauch bei den Basis und Effizienzkunden in den g nstigeren Zeiten nach 21 Uhr noch ein paar Stunden hoch Dies zeigt dass die Kunden ihre Last auch an Samstagen in diese Zeiten verlagert haben F rderprogramm E Energy 271 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Die normierten durchschnittlichen Lastg nge an den Sonnt
411. ie zur Verf gung zu stellenden Daten in diesem Fall weniger durch den Aggregator selbst sondern vielmehr durch die seitens der BNetzA festgelegten Regeln der einzelnen Reservem rkte getrieben werden 1 7 2 Verteilnetzbetreiber Die Verteilnetzbetreiber haben grds ein Interesse an einer besseren Kenntnis des Netzzustandes der Belastung unterlagerter Netzebenen als diese heute gegeben ist Hierbei gilt ihr Interesse von Aus nahmen abgesehen jedoch nicht einzelnen Kunden sondern der Belastung einzelner Netzabschnitte oder knoten In einer E DeMa Welt ist es grunds tzlich denkbar derartige Informationen auf zwei Wegen zu erzeugen Einerseits k nnten die Messwerte einzelner Prosumer auf kritischen Netzab schnitten geeignet aggregiert werden um hierzu die Belastung des Abschnitts zu ermitteln Anderer seits ist aber auch vorstellbar dass die Netzbetreiber an kritischen Punkten eigene Messungen inkl IKT Gateways installieren um entsprechende Zustands und Belastungskennziffern zu erheben Je h ufiger bestimmte Daten ben tigt werden und je spezieller diese ausfallen Blindleistung Ober schwingungen usw desto sinnvoller d rfte der Einsatz eigener Messger te durch den VNB und deren Einbindung in die Netzleittechnik sein 33 Ob und inwieweit die in diesem Fall deutlich h here Informationsanforderung des Aggregators geeignet ist dessen Business Case kostenm ig zu berlasten l sst sich derzeit nicht absch tzen Es ersch
412. iederspannungsebene nicht abrechnungsrelevant ist und die Angabe der Blindenergie als h Angabe f r jeden der 4 Quadranten nicht eindeutig zu einer mittleren h Blindleistung umrechenbar ist wenn der cos phi zwischen kapazitiv und induktiv variiert F rderprogramm E Energy 306 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Zus tzlich ist festzustellen dass die Bedeutung der Blindenergie bei nicht sinusf rmigen Gr en starker Anteil leistungselektronischer Verbraucher einer detaillierteren Betrachtung bedarf und sich nicht allein auf die Grundschwingungswertebeschr nkt 4 4 4 Technologieempfehlungen Zugangsnetze Die in Deutschland zur Verf gung stehenden kabelgebundenen Zugangstechnologien DSL DOCSIS FTTx k nnen generell die Anforderungen erf llen die f r ein Smart Grid von Bedeutung sind Die Pa rameter Latenz und Datenrate sind nicht nur f r die Smart Grid Kommunikation ausreichend dimensi oniert sondern erm glichen auch die gleichzeitige Nutzung von Verschl sselung VPN und Mainte nance Funktionen Bauartbedingt haben kabelgebundene Zugangstechnologien kein Problem bei der Geb udedurchdringung und bieten auch eine hohe Reichweite Je nach Abschirmung sind sie gegen ber u eren St reinfl ssen unempfindlicher Durch den teilweise fl chendeckenden Ausbau in Deutschland technologieabh ngig k nnte somit der Gro teil der Haushalte f r ein Smart Grid er schlossen werden Im S
413. ierf r vorgenommene prototypische Modulimplementierung basiert auf der Pro grammiersprache Java und bietet daf r entsprechende Standardfunktionen an die zun chst in 2 Ka tegorien unterschieden werden Schaltbare Lasten mit selbstt tiger Abschaltung Ger te dieser Kategorie besitzen eine feste Pro grammauswahl und erreichen nach Ablauf des aktiven Programms einen definierten Endzustand Haushaltsger te wie z B Wasch Sp lmaschinen Trockner Schwachlasttarif Nebentarif Haupttarif Hochtarif 1 Hochtarif 2 Programmierbare Gerateparameter Benutzer Neu Modus L uft erkennen aktuelle aktiviert z B berechnete Leistungsaufnahme des Ger tes gt z B 5 W Waschmaschine Startzeit f r Modus Fertig erkennen aktuelle Tarif HT Leistungsaufnahme des Ger tes lt z B W g ber vorgebbare Dauer von N sec Lsmartstart Programmdauer 2 5 Std 08 00 tena Abbildung B 70 Schaltbare Last mit selbstt tiger Abschaltung aufgezeichnetes Lastprofil f r einen Waschvorgang mit Lastverschiebung Hierzu wird anhand hinterlegter ger tespezifischer Parameter z B Leistungsaufnahme Betriebs dauer Startzeitpunkt sp testes Ende Vorgabe vom Benutzer Ger te Priorit t und Tarifinformatio nen derzeit mehrstufiger Zeittarif der optimale Startzeitpunkt der daraus resultierende Energiebe darf und die Kosten f r den Endkunden berechnet Hierbei muss nur gew hrleist
414. ierten Schnittstellen unter st tzen F rderprogramm E Energy 107 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 2 1 5 E DeMa Gateways Im Rahmen der berlegungen des Konsortiums wurde es fr hzeitig als sinnvoll erkannt bestimmte kommunikative Funktionalit ten die die Anbindung der Prosumer an die E DeMa Systeme erreichen sollen ber sog Gateways darzustellen D h das E DeMa Konsortium geht insbesondere bez glich des Szenarios 2020 davon aus dass alle Z hlpunkte mit einer im Vergleich zum Status quo deutlich aufger steten Infrastruktur versehen sind die eine Teilnahme am E DeMa Marktplatz grunds tzlich erm glicht 2 1 5 1 IKT GVV1 Mit einer im Vergleich zum Status quo deutlich aufger steten Infrastruktur verf gen alle Z hlpunkte wenigstens ber einen elektronischen Stromz hler oder sofern mehrere Medien ausgelesen werden sollen auch weitere elektronische Messger te der mit einem physisch abgesetzten Smart Meter Gateway verbunden ist oder als integriertes System Z hler und Gateway als One Solution Box betrie ben wird Dieses Gateway wird im Kontext von E DeMa als IKT GW1 bezeichnet und ist geeignet die Einbindung des Z hlers in ein oder mehrere Kommunikationsnetze sicherzustellen bestimmte Sicher heitsfunktionen auszu ben usw siehe Abbildung B 16 Das IKT GW1 entspricht damit weitgehend den Aufgaben Funktionalit ten die seitens des BSI f r ein Gateway beschrieben wurd
415. iese neuen politischen Anforderungen auch mit Leben zu erf llen So sind die entwickelten Technologien grunds tzlich technisch geeignet eine Integration von zu und abschaltbaren Lasten zu f rdern und hier eine weitgehend technische Standardisierung und damit ggf auch halbautomatisierte Pr qualifikation voranzutreiben Zus tzlich ist aus heutiger Sicht zu erwar ten dass die Einrichtung eines Energieinformationsnetzes unter Netzbetreibern zus tzlich neue Infor mationsbedarfe auf Seiten der VNB erzeugen wird Um diese neuen Anforderungen zu erf llen k n nen Technologien wie der E DeMa Marktplatz im Sinne einer Informationsdrehscheibe wirken d h sie k nnen den Verteilnetzbetreibern helfen die k nftig ben tigten Informationen bzw auch unter hohen Echtzeitanforderungen zu beschaffen zu konsolidieren und geordnet weiter zu geben 7 vgl zum Folgenden Bundesministerium f r Wirtschaft und Technologie 2011 Rahmenbedingungen und Zielsetzungen von Smart Metering in Deutschland Pr sentation durch Alexander Kleemann Berlin 05 Oktober 2011 8 vgl hierzu die ausf hrlichen Darstellungen im vorherigen Abschnitt F rderprogramm E Energy 26 Abschlussbericht E DeMa A Management Bez glich der Regelungen der Smart Grid Klauseln findet sich eine relativ gro e bereinstimmung zwi schen den seitens E DeMa formulierten L sungsans tzen insbesondere in Bezug auf den Datenschutz und das Protection Profile Auch die seitens E DeM
416. ile der Messsysteme Datenschutz und Datensicherheit m ssen bei den Messsystemen nat rlich grunds tzlich gew hrleistet sein ein geeignetes Schutzprofil sollte die operativen Handlungsm glichkeiten des Netzbetreibers aber auch nicht grunds tzlich behindern So muss die Zuordnungsbarkeit der durch ein Messsystem erfassten Daten zu einem Netzknoten eindeutig sein um berhaupt den aus Sicht des Netzes minima len Nutzen aus den erfassten Information ziehen zu k nnen In der Auswertung des Feldtests war diese Zuordenbarkeit der Daten zum exakten Netzknoten auf Grund der in 3 2 2 erw hnten Daten schutzproblematik nicht gegeben was starke Einschr nkungen der Analysen bzw des nutzbaren Funk tionsangebotes der entwickelten Netzsimulationsumgebung mit sich brachte Neue M glichkeiten f r die Instandhaltungsstrategien In Verteilnetzen ohne echte Zustandsermittlung sind als Instandhaltungsarten bisher ausschlie lich er eignisorientierte Instandhaltung nach Eintritt von Fehlfunktionen oder nach Ausfall sowie vorbeu gende Instandhaltung zyklisch und nach au ergew hnlichem Betriebszustand vor Aufgebrauch des Abnutzungsvorrats unabh ngig vom Zustand auf Erfahrung basierend blich Mit Blick auf das Szenario 2020 wird hingegen k nftig auch eine h chstwahrscheinlich effizientere zustandsorientierte Instandhaltung m glich sein Zeitpunkt und Umfang der zu ergreifenden Ma nah men in Abh ngigkeit vom Zustand ausgerichtet auf die
417. im Vorfeld des E DeMa Projekts durch den Konsortialpartner Miele entwickelte EHS UDP Protokoll unterst tzt verbindet sich ber das Kundennetzwerk mit dem IKT GW2 Hierf r wurde die ebenfalls OSGi basierte Basis Software des Miele home Gateways in das IKT GW2 integriert um die Anzahl der genutzten Gateways im Haus gering zu halten Durch ein eigenes Discovery Protokoll werden die Wei e Ware und das IKT GW2 miteinander ver bunden so dass nach einem Neustart oder Stromausfall die Verbindung wieder aufgenommen werden kann Diese Verbindung wird auf den Miele Ger ten auch persistent gespeichert Hausadressen Zugeh rigkeit Anbindung mPRM IKT GW2 Um eine Remote Konfiguration vvie auch Softvvare Updates des IKT GVV2 zu erm zglichen vvurde im E DeMa Profekt der von ProSyst entvvickelte mPRM mPovver Remote Manager als Kernbestandteil der Backend Architektur von E DeMa eingesetzt Hierbei registriert sich der OSGi basierte mBS emBed ded Server der auf dem IKT GW2 installiert ist beim mPRM ber eine TLS verschl sselte Verbindung Hierbei tauschen beide Kommunikationsteilnehmer die jeweiligen Zertifikate aus um einen Fremdzu griff Dritter zu verhindern Aufgrund des f r den Kunden angelegten ICT2Keys kann das jeweilige End ger t d h IKT GW2 im mPRM immer genau identifiziert werden und somit auch f r weitere Kommu nikation mit anderen Komponenten der E DeMa Backend Architektur vgl bspw Anbindung IKT GW2 Marktplatz genutzt wer
418. in den Blick zu nehmen vgl http www eui eu Projects THINK Documents Thinktopic Topic11digital pdf F rderprogramm E Energy 60 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse konzeptionellen Vorarbeiten weiterverfolgt und einer Umsetzung zugef hrt hat Hierbei waren unter schiedlichste Aufgaben zu bew ltigen die es zudem zu jeder Zeit aufeinander abzustimmen galt In diesem Zusammenhang hat sich die breite Aufstellung des Konsortiums in dem viele unterschiedliche Qualifikationen und Hintergr nde vereint waren besonders bew hrt Pr gend f r die Umsetzung des Konzepts ist vor allem die Unterscheidung in ein Szenario 2020 welches das Bild einer k nftigen Ener gieversorgung in einer E DeMa Welt zeichnet und ein Szenario 2012 Letzteres fokussiert sich im We sentlichen auf den Feldversuch welcher das naheliegende Ziel der konsortialen Arbeit war um die Realisierbarkeit des E DeMa Konzeptes nachzuweisen Das Entwicklungskonzept des vorliegenden Projektes stellt dabei das Ergebnis einer Reihe von Abw gungsentscheidungen in Bezug auf die Um setzung einzelner Teilkonzepte dar Wichtige Teilschritte der konsortialen Arbeit umfassen die vertiefte Auseinandersetzung mit den Markt und Handelsmechanismen aus denen Musterproduktbausteine entwickelt werden sowie die hierzu passenden Gesch ftsprozesse und Marktkommunikationsmodelle Diese beeinflussen wesent lich das zu entwerfende und aufzubauende E DeMa Marktplatzsystem
419. in w rde die entsprechend ben tigten kommunikativen Systeme zu Kosten bereitzustellen die die neuen Produkte nicht von vornherein unwirtschaftlich stellen hnlich erfolgte das Design und die Entwicklung von Hardwarekomponenten mit Blick auf das E DeMa Konzept 2020 unter der Annahme dass f r bestimmte Produktumgebungen und das Adressieren von Flexibilit ten notwendige Funktionalit ten beschrieben werden die 2020 aufgrund weiterer Kosten und Effizienzgewinne der IKT Wirtschaft tats chlich umsetzbar sein w rden F rderprogramm E Energy 93 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Ausstattung Kunde Technisches Interesse Umweltbewusstsein Risikobewertung Produktbausteine Zeitvariabel Zeitvariabel Energiemix fix flex Leistungsvariabel Leistungsvariabel Leistungs flex Vermarktung Vermarktung Leistungs Energie fix Energie flex flexibilit t negativ Abbildung B 14 Zielgruppenorientierte Produktbausteinentwicklung fix flexibilit t positiv Die Entwicklung st tzte sich dabei auf die sechs definierten idealtypischen Kundenprofile im E DeMa Kontext in wobei diese sechs Kundenprofile tendenziell auch in B ndelung Verbraucher Einspeiser auftraten Prosumer Ansatz Tabelle B 5 Idealtypische Kundenprofile im E DeMa Kontext Zur ck hal Aktiver Aktiver Ga Zur ck Aktiver H chst ak tender Con Gateway 1 teway 2 haltender
420. ine m glichst hohe Antwortquote zu erreichen F rderprogramm E Energy 284 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse erfolgreich gef hrten Interviews erreicht werden Aus sozialwissenschaftlicher Sicht bemerkenswert im Hinblick auf die Zusammensetzung der Stichprobe sind der hohe Anteil an Frauen im Bereich IKT GW2 sowie die vglw hohe Quote an Teilnehmer die als erreichten Bildungsabschluss ein Studium an gegeben haben Schlie lich lassen auch die wenn auch nicht von allen Teilnehmern gemachten An gaben zum Haushaltseinkommen auf eine Teilnehmergruppe von guter bis besser Aus Bildung und eher hohem Einkommen schlie en Tabelle B 22 Stichprobenumf nge und Soziodemographie IKT GW1 und IKT GW2 Variable IKT GW 1 IKTGW2 IKT GW 2 Quantitativ Qualitativ N 411 106 45 Anteil Frauen 28 34 Anteil Zwei Personen 41 32 26 Haushalte Anteil Vier Personen 27 32 31 Haushalte Mittleres Alter 56 Jahre 56 zwischen 44 49 Jahre und 58 Jahre alt Bildung 56 Studium 47 Studium 47 Studium H ufigste 34 3500 5000 35 2500 3500 Mittelwert 2500 Einkommenskategorie 31 gt 5000 3500 Euro monatlich 4 2 2 2 Einsch tzung des Produktangebots unbefriedigend befriedigend langweilig interessant kompliziert einfach unverst ndlich verst ndlich 2 1 E 2 Basis Effizienz Balance Energiesparoption N 411 N 232 N 2331 N 230 Abbildung B 136 Einsch tzung
421. infach werden wie das t gliche Z hneputzen Neben allen technischen L sungen im Projekt konnte E DeMa erreichen dass die projekteigenen Ideen und das Gedankengut zu Fragen der Energiewende in Gremien Verb nden politischen Institutionen und sogar in der breiten ffentlichkeit weit diskutiert wurden Seit E DeMa ist die Flexibilisierung von Lastg ngen und die besondere Bedeutung von Prosumern Kunden die Energie verbrauchen und er zeugen ein fester Bestandteil der Energiewende Neue Projekte und Ableitungen besch ftigen sich derzeit mit der Ausgestaltung der Gesch ftsmodelle denen die Flexibilit ten zugrunde liegen seien sie eher vertrieblich oder netztechnisch orientiert Dieses Projekt hat viele Kinder also weiterge F rderprogramm E Energy 4 Abschlussbericht E DeMa hende Projekte die das im Projekt gewonnene Know how nutzen darauf aufbauen und es weiterent wickeln In seinem Verlauf konnte E DeMa eine Vielzahl von wissenschaftlichen Ver ffentlichungen Vortr gen Bachelor und Masterarbeiten sowie Dissertationen hervorbringen Der Erkenntnisgewinn durch E DeMa ist bedeutsam Als das Projekt vor gut vier Jahren startete war keinem der Projektteil nehmer klar was ihn erwarten w rde Umso mehr k nnen nun zum Ende der Projektlaufzeit alle Pro jektmitarbeiterinnen und Projektmitarbeiter stolz ber die erreichten Ergebnisse sein die dieses Pro jekt hervorgebracht hat Abschlie end m chte ich mich beim F
422. ins n chste wurden individuell je Kunde in Abh ngigkeit seines Jahresnormverbrauchs festgelegt F r die Analyse des Kundenverhaltens wurde der durchschnittliche Lastgang der E DeMa Balance Kun den je Typtag normiert und dem normierten HO Profil sowie dem normierten Lastg nge der aktiven E DeMa Basis und E DeMa Effizienz Kunden gegen bergestellt So konnte die Wirkung der Produkte mit Anreizen zur Verbrauchslagerung mit der Wirkung des Anreizes der Lastvergleichm igung und dem HO Profil verglichen werden Der Abbildung B 119 Abbildung B 120 bis Abbildung B 121 sind die nor mierten Lastg nge f r die Typtage Montag Dienstag bis Donnerstag und Freitag zu entnehmen 0 020 Typtag Mo 0 015 0 010 0 005 0 000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Stunde 0 F DeMa Balance E DeMa Basis E DeMa Effizienz Abbildung B 119 Vergleich der normierten Lastgange der Balancekunden mit den aktiven Basis und Effizienzkunden und dem H0 Profil f r den Typtag Montag 0 020 Typtag Die Do n 4 z m N 2 N 0 010 X zad 7 0 005 0 000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Stunde H0 E De Ma Balance E DeMa Basis E DeMa Effizienz Abbildung B 120 Vergleich der normierten Lastg nge der Balancekunden mit den aktiven Basis und Effizienzkunden und dem HO Profil f r den Typtag Dienstag bis Donnerstag F rderprogramm E Energy 269 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebni
423. instellen und Abwickeln von Produkten sowie die automatisierte Durchf hrung von Prozessen unter Einbindung der Systeme dieser und anderer Akteure Marktteilnehmer Insofern muss der Marktplatz offene Schnittstellen zur Verf gung stellen die e die Integration existierender Systeme und Services die Unterst tzung marktkonformer Kommunikation erm glichen Der Markplatz ist insofern die zentrale integrative Komponente des E DeMa Konzepts Die Architektur ist daher so anzulegen dass der Marktplatz geeignet ist mit hohem Datenaufkommen hohen Zugriffs raten und datenschutzrechtlicher Verantwortung umzugehen Der Marktplatz bedarf hierzu einer ho hen Funktionsvielfalt denn er unterst tzt energiewirtschaftliche Prozesse wie sie heute durch die BNetzA festgelegt sind Dabei ist dieser ist in seiner grunds tzlichen Architektur die alle heute bekann ten Marktrollen einschlie t aber so flexibel aufgebaut dass er auch sehr schnell und komfortabel an andere neue Prozesse oder Fristen angepasst werden kann Dies bedeutet zugleich dass besondere Anforderungen an die Skalierbarkeit Ausfallsicherheit und Datensicherheit bestehen e Die Umsetzung des Marktplatzes als Mehrschichtarchitektur mit klarer Trennung zwischen Pr sentationsschicht Business Logik und Datenhaltung sowie Eline sichere und robuste Kommunikation Der Marktplatz muss dar ber hinaus der Integration sowie Umsetzung von neuen Services neuartigen sich st ndig ndernden
424. intensiveren GW2 Bereich in M lheim und Krefeld waren dies durchschnittlich bis zu 5 Tickets pro Kunde Im IKT GW1 Bereich dominierten sowohl in M lheim als auch Krefeld Anfragen zum E DeMa Markt platz hier auch Fragen zu Zugangsdaten sowie in M lheim zum Display Die meisten Tickets im Be reich IKT GW2 beinhalteten Fragestellungen zum HECUl und der Wei en Ware w hrend der E DeMa Marktplatz hier im Vergleich weniger Gegenstand der Anfragen war 3 3 5 3 Benutzerhandb cher Um den E DeMa Kunden w hrend des Feldtests Orientierung und Motivation zu geben bzw die Teil nehmer in die Lage zu versetzen einfache Fragen und Probleme selbst zu kl ren wurden E DeMa Benutzerhandb cher konzipiert Diese Handb cher hatten dar ber hinaus die Aufgabe die in der kon sortialen Arbeit entstandenen technischen Dokumentationen und Beschreibungen so aufzubereiten dass sie f r die Teilnehmer verst ndlich waren bzw das jedem Teilnehmer eine Gesamtdokumentation des Projektes vorlag Dabei waren die Benutzerhandb cher die jeweils ca 30 Seiten hatten zielgrup penspezifisch ausgerichtet d h es wurden in Zusammenarbeit mit den f r den Feldversuch in den bei den Teilmodellregionen verantwortenden Konsortialpartnern insgesamt vier Handb cher entworfen und durch das Konsortium abgenommen IKT GVV1 Kunden in M lheim IKT GVV1 Kunden in Krefeld IKT GVV2 Kunden in M lheim IKT GVV2 Kunden in Krefeld Die Handb cher beschreiben
425. ion Development Abbildung B 67 Verteilte E DeMa Simulationsumgebung Die verteilte Simulationsumgebung wie sie Abbildung B 67 zeigt dient der Evaluation verschiedener Kommunikationstechnologien auf den unterschiedlichen Inhouse und Weitverkehrsschnittstellen die basierend auf der zuvor beschriebenen Systemarchitektur ausgepr gt sind Hierbei kommen sowohl Simulationsmodelle zur verkehrstechnischen Modellierung der Inhouse Komponenten in Form von Verkehrsgeneratoren als auch die Modellierung der entsprechenden Gegenstellen z B der E DeMa Marktplatzrollen zum Einsatz F r die Anbindung der entsprechenden Smart Metering und Demand Side Management Komponenten stehen weiterhin verschiedene Kommunikationsmodelle zur Verf gung mit denen sich die verschiedenen Entit ten verbinden lassen Mittels dynamischem Generie rungs und Konfigurationsprozess werden gro fl chigen Szenarien erstellt welche die geographischen Positionen der H user als Grundlage zur realit tsnahen Beschreibung der Szenarien nutzen vgl Abbil dung B 68 Die verteilte Simulationsumgebung besteht aus folgenden zwei Kernkomponenten Generator for Network Simulation Scenarios in OMNeT GeNeSiS Das GeNeSiS Framework dient zur Generierung gro fl chiger geobasierter Simulationssze narien f r unterschiedliche Anwendungsf lle und erm glicht die Modellierung unterschiedli cher Infrastrukturvarianten Das Framework ist im Rahmen der Arbeiten des E DeMa Ar
426. ionst chtige Auspr gungen k nftiger Smart Grid und Smart Market Umgebungen Ein Res mee beschlie t im f nften Kapitel die eingehende Darstellung der seitens des E DeMa Projekts erzielten Ergebnisse E DeMa hat sich entschieden hier eine weitere Verdichtung der erzielten Ergeb nisse und Erkenntnisse dadurch zu erreichen dass f nf zentrale Thesen des Projekts E DeMa im Kon text des Gesamtprogramms E Energy vorgestellt und erl utert werden Diese zeigen zum einen auf was erreicht wurde und insofern als Grundlage weiterer Arbeiten dienen kann versuchen aber zu gleich deutlich zu machen in welchen Bereichen auch weiterhin Kl rungsbedarf bzw die Notwendig keit gesetzgeberischen Handelns besteht F rderprogramm E Energy 62 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 1 1 Einleitung und Motivation Die Strukturen der Energieversorgung in Deutschland Europa und der Welt werden sich innerhalb der n chsten Jahrzehnte stark ver ndern Als Treiber lassen sich steigende Energiepreise der wachsende internationale Wettbewerb um zunehmend knappere und teurere Energierohstoffe sowie der Klima wandel durch Emission von Treibhausgasen auff hren Zudem werden die technischen Entwicklungen hinsichtlich der Elektromobilit t und die Zunahme der dezentralen Stromerzeugungsanlagen die Um strukturierung des Stromsektors beschleunigen wie die Entwicklungen der j ngeren Vergangenheit belegen Vor allem die in Deutschland einge
427. is statistischer Verteilung der Anlagenzust nde Ziel ist es alle verf gbaren Anlagen im Intervall zu starten und so lange wie m glich zu betreiben Betriebszeiten unter Aggregatorkontrolle sind gem der Versuchsreihen der Universit ten vorab frei gew hlt aber auf das im Elektrizit tsmarkt bliche Viertelstundenraster festgelegt worden Zu ber ck sichtigen sind die bzgl aktueller energetischer Speicherkapazit t je Haushalt stark voneinander abwei chenden Rahmenbedingungen welche nat rlich eine R ckkopplung auf prognostizierte bzw aktuelle Laufzeiten darstellen Empirische Belege dazu sind in Kapitel 3 4 6 angegeben Die Wei e Ware wurde zu Beginn des Feldversuchs auf 10 verschiedene Gruppen aufgeteilt nach M glichkeit sollten sich keine topologisch benachbarten Anlagen in einer Gruppe befinden stattdes sen sollten die Anlagen einer Gruppe m glichst weit gestreut sein um die lokale Gleichzeitigkeit m g lichst gering zu halten Diese Gruppenzuordnung bleibt ber den Zeitraum des Feldversuchs bestehen Ger te einer Gruppe erhalten alle die gleichen Aggregator Anfragen und starten gleichzeitig sofern Sie sich im Smart Start Modus befinden Betriebsstartzeitpunkte liegen zwischen 9 00 und 16 00 Uhr sind auf das Viertelstundenraster festgelegt und von Tag zu Tag beliebig w hlbar Generell ist vorgesehen dass pro Gruppe und Tag maximal ein durch den Aggregator initiiertes Be triebsintervall stattfindet 85 Dies sind in d
428. isch implementiert 3 4 4 Erkenntnisse im Hinblick auf das Kundendisplay Der Einsatz von mobilen Endger ten f r das Szenario 2012 zeigte sich als sinnvolle Entscheidung da der Einsatzort innerhalb des Haushaltes frei gew hlt werden konnte K che Wohnzimmer usw Die Entwicklung im Smartphone und Tablet Markt wird sowohl bei den Ger te als auch bei den Betriebs system Herstellern weiter voranschreiten Die Relevanz mobiler Endger te ist bereits heute unbestrit ten wie sich den steigenden Absatzzahlen entnehmen l sst Sie wird in dem Ma e weiter zunehmen wie die Zahl der verf gbaren Applikationen steigt und vor allem die Preise f r Endger te g nstiger werden Vor diesem Hintergrund wird auch f r das E DeMa Szenario 2020 das mobile Endger t eine wichtige Rolle einnehmen F rderprogramm E Energy 247 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Insbesondere mit einer weiteren Entwicklung und Ausbreitung von Home Automation L sungen l sst sich der relativ hohe Aufwand f r die spezifische Visualisierungsl sung bei den IKT GW1 Kunden der im Feldversuch des E DeMa Projektes betrieben werden musste rapide verringern In einer Home Automation Umgebung wird die Visualisierung des Energieverbrauchs nur eine Applikation sein die neben anderen Funktionen der Haus Automatisierung sowohl durch die Kommunikationsinfrastruktur des Haushaltes als auch einer vorhandenen Ger tetechnik ortsfeste oder ortsver nderlich
429. ischenstand bereits einem Fachpublikum pr sentiert Erste Messergebnisse des Laboraufbaus wurden zudem f r die Parametrierung der verteilten Simulationsumgebung verwen det Bei der Konzipierung des Laboraufbaus wurde insbesondere darauf geachtet dass f r die Vernet zung nach M glichkeit die gleichen Funkmodule z B f r Wireless M Bus zum Einsatz kommen die in der Modellregion AP8 verwendet werden So ist sichergestellt dass die physikalische Schnittstelle des Laboraufbaus mit der Realit t in der Modellregion bereinstimmt DSL Technologien F r die Modellierung von DSL wurden die aktuell in Deutschland verwendeten DSL Technologien ADSL ADSL2 und VDSL2 ber cksichtigt Grundlegende Verfahren wie zum Beispiel UPBO DPBO und PSD Shaping bilden die Grundlage der Simulation und erm glichen die einfache Erweiterung um k nftige Standards Mittels Simulation wurde ein Vergleich existierender DSL Technologien f r das Betreiben von Smart Metering und Demand Side Management Systemen im Zugangsnetz am besten durchge f hrt Durch die exemplarische Implementation Konfiguration der Lastgeneratoren konnten Auf schl sse ber den zu erwartenden Datenverkehr und der daraus resultierenden Kanalauslastung er zielt werden Die Validierung der Simulation erfolgt anhand der Performance Test Pl ne des Broad band Forums PLC Technologien Im Bereich der Powerline Communications PLC Simulationsmodelle wurden diversen PLC Technolo gien z
430. isse dass operatives Handeln im Betrieb von Verteilnetzen eine geeignete Ma nahme zur Erhaltung der Netzsi cherheitin deutlich komplexeren Versorgungsaufgaben sein kann w re eine solche Freigabe jedenfalls in F llen mit positivem Gesamtnutzen zu bef rworten Aus technischer Sicht und unter Vernachl ssigung der zuvor skizzierten berlegungen zu Kosten und Nutzen zahlreicher Zusatzfunktionen und der bisher unklaren Frage auf welchem Wege der VNB an bestimmte Daten gelangt wenn dritte MSB an den Z hlpunkten aktiv sind k nnen aus technischer Sicht folgende Hinweise zur funktionalen Ausstattung der Z hler abgeleitet werden F r Z hler in Haushalten mit ausschlie lich Energiebezug sollte das Messsystem k nftig ber einen geringen Eigenstromverbrauch verf gen der Energiebedarf eines IKT GW inkl Kommunikation ist derzeit noch deutlich h her als der eines Ferraris Z hlers in Bezug auf die Kommunikation bidirektional ausgelegt sein Tarif und Steuersignale verar beiten k nnen ber eine definierte Schnittstelle intelligente ansteuerbare Haushaltsger te steuern und offen f r weitere Dienste sein143 ein fernschaltbares Relais f r besondere Lasten bieten Ersatz f r Rundsteueranlagen f r Nachtspeicherheizungen Spannungs und Stromwerte sowie Phasenwinkel zeitnah zur Verf gung stellen k nnen Messwerte grunds tzlich geeignet sein Protokolle ber Spannungsausf lle mit Datum und Zeit zu lie fer
431. it Ablauf des F rderzeit raums aus EEG an Bedeutung gewinnen Demnach stellt sich k nftig die Frage wer die Marktge genseite der weiterhin bevorzugt in das Netz einspeisenden Kleinerzeuger sein soll d h es ist zum jetzigen Zeitpunkt unklar wer entsprechende Strommengen in Zukunft kaufen wird 19 Zus tzlich gilt seit dem EEG 2012 dass nach 6 Abs 2 Nr 2 auch Anlagenbetreiber deren Anlagen eine installierte Leistung von h chstens 30 Kilowatt haben entweder ebenfalls am Einspeisemanagement teilnehmen m ssen die Pflicht nach Absatz 1 Nummer 1 erf llen oder am Verkn pfungspunkt ihrer Anlage mit dem Netz die maximale Wirkleistungseinspeisung auf 70 Prozent der installierten Leistung begrenzen vereinfachtes Einspeisemanagement 20 Festzustellen ist dass innerhalb der Projektlaufzeit zahlreiche Aktivit ten in dieser Hinsicht entwickelt worden sind die das Potenzial der entwickelten Konstruktion aufzeigen So sind bspw bereits einige Aggregatoren entelios buzzn und andere im Markt aktiv daneben hat auch die Einf hrung der Direktvermarktung mit Marktpr mienmodell nach 33 EEG f r zahlreiche Aktivit ten gesorgt die zu Projektbeginn noch nicht erwartet F rderprogramm E Energy 74 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 2 Ebenso wird die Einf hrung eines Bonussystems zur Direktvermarktung so dass Marktpreis und Bonus mindestens der EEG Verg tung entsprechen nur dann zum Erfolg also gr
432. iteren technischen Arbeitspaketen bzw mit Blick auf den Feldversuch differenziert zu betrachten Dabei unterscheidet das E DeMa Konsortium einerseits zwischen dem sog Szenario 2020 welches eine vertiefte und technisch ausgearbeitete Umsetzung des Konzepts darstellt und dem Szenario Feldversuch welches die tats chliche Umset zung des Konzepts f r den Feldversuch beschreibt Gegenstand des zweiten Kapitels ist die Beschrei bung der entwickelten technischen L sungen die f r die Realisierung des Feldversuchs erforderlich waren Zus tzlich finden bez glich einer Reihe von Fragen bspw vergleichende Analyse von Kommu nikationsmedien f r den fl chendeckenden Einsatz Auswirkungen von Laststeuerma nahmen auf das Bilanzkreismanagement von Regelzonen die f r das Konzept von grundlegender Bedeutung sind aber im Feldversuch aus praktischen oder budget ren Gr nden nicht darstellbar sind Simulationen statt Hierf r wurden zun chst entsprechende Simulationsumgebungen aufgesetzt und entsprechend kalib riert Mithilfe der Simulation konnten wichtige Erkenntnisse zur Entwicklung der E DeMa Komponen ten und deren Systemintegration gewonnen werden um den eigentlichen Feldversuch zu konfektio nieren Die Beschreibung von Aufbau und Durchf hrung des Feldversuchs ist Gegenstand von Kapitel 3 Neben der Auswahl der Testkunden und der Ausstattung der Haushalte dieser Kunden war der Aufbau der IKT Infrastruktur ein wesentlicher Aspekt der k
433. jeweiligen Markt Rolle zu unterst tzen Die Funktionsebene erlaubt die Definition von Zugriffen Systemverhalten etc ber Regeln die von einer Rule Engine interpretiert werden Zur Abbildung aller ben tigten Prozesse wird das Business Rules Management Framework verwendet das es durch seine grafische Darstellung der Prozesse er m zlicht mit Fachexperten zusammenzuarbeiten um die Prozesse zu gestalten oder zu ndern Auf der Datenebene wurden auf Basis eines generischen Datenmodels die Daten strukturiert und ste hen zur Verwendung f r die Marktplatzfunktionen bereit Im Datenmodell wurden z B die unter schiedlichen energiewirtschaftlichen Markt Rollen die unterschiedlichen Produktbausteine siehe Kapitel 2 1 1 Stammdaten etc abgebildet und zueinander in Beziehung gesetzt Als notwendige Erg nzung der Marktplatzarchitektur hat sich fr hzeitig auch eine Ebene zur Integra tion von Fremdsystemen External Systems erwiesen da eine Konfrontation mit existierenden Syste men absehbar ist Der Marktplatz ist insofern so anzulegen dass dieser f r die Anbindung dritter Sys teme geeignet ist die die einzelnen Parteien unterhalten die mit dem Marktplatz interagieren Hierzu hat das Konsortium auf bestehenden Standards wie z B JMS XML zur ckgegriffen Dar ber hinaus wurde die Entwicklung von Marktplatz Adaptoren Protokoll Umwandler angesto en die es grund s tzlich erm glichen Systeme einzubinden die nicht die im Projekt defin
434. kbau betraf den elektronischen Z hler das IKT Gateway sowie die Ankopplung der steuerbaren Wei en Ware der uKWK Anlage an die E DeMa Infrastruktur Die Anlagen der Kunden die an einer Weiterf hrung des Feldversuchs teilnehmen Modellregion M l heim mussten geeignet konditioniert werden Die Konditionierung betraf vor allem das IKT Gateway und die Ankopplung der Wei en Ware so dass ein eigensicherer Betrieb sowohl im Betriebsmodus nach den E DeMa Spezifikationen als auch den Anforderungen der klassischen Netzanschluss und Netznutzungsbedingungen m glich werden konnte Zudem mussten entsprechende Kundenvertr ge F rderprogramm E Energy 34 Abschlussbericht E DeMa A Management ausgefertigt beworben und abgeschlossen werden Schlussendlich k nnen die Erkenntnisse aus dem Umbau der Kundenanlagen den Erkenntnishorizont des E DeMa Projekts wertvoll erweitern Datenauswertung Die Datenerfassung zeigte dass Akzeptanz und Anwendungsverhalten einem gewissen Einschwingver halten unterliegen Daraus konnte die Erkenntnis gewonnen werden dass erst bei Vorliegen aller Da ten aus den Modellregionen eine zuverl ssige Validierung der Simulationsergebnisse m glich sein w rde Weiterhin konnte erst in der zweiten H lfte der Testbetriebsphase eine Marktforschungserhe bung bei den teilnehmenden Haushalten durchgef hrt werden Abschlussbefragung deren Ergeb nisse f r die Einordnung der messtechnisch in den Haushalten erfassten Energieverb
435. konnte F rderprogramm E Energy 143 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Jahresnormverbrauch des Privatkunden De z2 Bgadene Teo Jahresnormverbrauch des Privatkunden 3 In einer ersten Parametrierung orientierten sich die Leistungsgrenzen an den Jahresbenutzungsstun den der Grund Mittel und Spitzenlast des deutschen Kraftwerksparks Daher wurden bei der Berech nung f r P P2 und P3 urspr nglich abh ngig von den Jahresbenutzungsstunden der Kraftwerke d h f r Ta galten 8 760 Stunden f r Taz 5 500 Stunden und f r Ta 2 500 Stunden Modelltheoretische berlegungen gaben keinen Anhalt f r eine genaue Wahl der Bezugsstunden da zu einem solchen lastvariablen Produkt bisher noch keine Erfahrungen vorlagen Die abschlie ende Wahl der Bezugsstunden konnte daher erst im laufenden Feldversuch erfolgen siehe Kapitel 3 4 1 Sparfuchs Option Die drei Musterprodukte E DeMa Basis Spar E DeMa Effizienz Spar und E DeMa Balance Spar ent halten neben den vorherigen Beschreibungen noch die Zusatzkomponente Sparfuchs Durch diese Zusatzkomponente wird der Kunde mit gezielten Preisnachl ssen zum Energiesparen angeregt Diese drei Musterprodukte konnten innerhalb der ersten drei Monate des Feldversuchs von den Haushalten gew hlt werden Die Zusatzkomponente gilt ab Vereinbarung f r die gesamte Restlaufzeit des Feld versuchs um unterj hrige Optimierungen zu unterbinden und eine
436. ktwechsels vgl 4 1 6 Gebrauch gemacht haben Dies muss aber nicht notwendigerweise bedeu ten dass ein gro er Teil dieser Kunden die M glichkeiten des Projekts nicht wahrgenommen hat viel mehr kann ein Nicht Wechsel eine bewusste Entscheidung des einzelnen Teilnehmers f r das weniger komplexe Musterprodukt E DeMa Basis darstellen Wie die Ergebnisse der Kundenakzeptanzfor schung vgl 4 2 2 zeigen ist dies auch teilweise der Fall gewesen Dar ber hinaus ist aber zu konsta tieren dass die Teilnehmer insgesamt im Projektverlauf eine gewisse Erm dung gezeigt haben Denn w hrend zu Beginn des Projekts der Marktplatz noch relativ h ufig aufgesucht wurde hat das Interesse an diesem Informationsmedium welches immerhin mit den Erfolgsnachweisen Zugang zu einem zent ralen Projektelement bot deutlich nachgelassen F rderprogramm E Energy 281 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 4 000 3 500 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500 Anzahl Login am E DeMa Marktplatz M r Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Abbildung B 134 Monatliche Anzahl der Log ins am E DeMa Marktplatz im Lauf des Feldversuchs ber alle Teilnehmer Insofern ist die in 4 1 1 getroffene Unterscheidung in aktive und passive Kunden nicht nur zum Zweck der weiteren Analyse zutreffend sondern es muss auch dar ber hinaus festgestellt werden dass es zumindest Indizien daf r gibt dass nicht alle Kunden
437. l aber nicht zuletzt darin herauszufinden wie viele Teilnehmer ein solches auf eine Einsparung von Energie ausgerichtetes Produkt berhaupt w hlen w rden und ob es den Teilnehmern gelingen w rde dass vergleichsweise hohe Einsparziel 7 gg Vorjahr auf das das Musterprodukt ausgelegt war auch tats chlich zu erreichen Wie bereits erw hnt wurde hierzu das in den vorherigen Abschnitten dargestellte Vorgehen bei der Analyse leicht modifiziert Als Verbrauchsreduktion VR wird innerhalb der E DeMa Auswertungen die Reduzierung des absoluten Verbrauchs im Feldversuch April bis November 2012 Vr gegen ber dem auf Basis des Vorjahresverbrauchs prognostizierten Referenzverbrauch Vp im Feldversuchszeitraum bezogen auf den Referenzverbrauch verstanden VR ergibt sich somit durch Vp VR Um den erwarteten Referenzverbrauch eines Teilnehmers zu bestimmen wird f r jeden Tag des Feld tests das normierte HO Lastprofil mit dem f r das Jahr 2012 prognostizierten Verbrauch des Kunden skaliert Die Messmethode zeigt also immer dann Verbrauchseinsparungen an wenn der tats chliche Verbrauch eines bestimmten Tages unter demjenigen desselben Tages der mit dem Vorjahresver brauch skaliert wurde liegt In Abbildung B 129 ist zun chst die Verbrauchsreduktion f r die IKT GW1 Kunden ohne Sparoption dargestellt Die Auswertung ergab eine durchschnittliche Verbrauchsreduktion in H he von 7 4 ob wohl die Kunden keinen zus
438. l umf nglicher Roll out bevorsteht sobald Ger te die allen gesetzlichen Anforderungen entsprechen angeboten werden Vielmehr hat der Gesetzgeber alle vorgenannten Bestimmungen wiederum konditioniert sodass ein Einbau als technisch m glich gilt sobald Messsysteme am Markt verf gbar sind Dar ber hinaus ist ein Einbau wirtschaftlich vertretbar wenn dem Anschlussnutzer f r Einbau und Betrieb keine Mehr kosten entstehen oder wenn eine wirtschaftliche Bewertung des BMWi die alle langfristigen gesamt wirtschaftlichen und individuellen Kosten und Vorteile pr ft d h eine Kosten Nutzen Analyse KNA zu einem positiven Ergebnis kommt und in deren Folge eine Rechtsverordnung einen erweiterten Roll out anordnet Die derzeit in Erstellung befindliche Kosten Nutzen Analyse wird daher f r den Umfang des tats chli chen Rollouts intelligenter Messsysteme mitentscheidend sein Mit dem Gutachter Ernst amp Young ist seitens des Projekts E DeMa und anderer Projekte der Konsortialpartner die sich mit Fragestellungen im Umfeld von Smart Metering befassen ein Informationsaustausch durchgef hrt worden Weiterhin wurde im 21d EnWG festgelegt dass ein intelligentes Messsystem sich mindestens aus einer Messeinrichtung elektronischer Z hler und einem Gateway Kommunikationseinrichtung zu sammensetzt Der seitens des Projekts E DeMa grunds tzlich verfolgte modulare Ansatz hat sich in sofern als richtig und zielf hrend erwiesen Mit
439. l_smart_meter_gateway_node html 51 Sichere Betriebsprozesse E DeMa Projektbericht D3 3 November 2009 F rderprogramm E Energy 113 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Die wichtigsten aus der vorliegenden Sicherheitsanalyse abgeleiteten Ma nahmen betreffen die Sicherung der Daten bertragung insbesondere f r Steuerungsdaten e eine umfassende H rtung der Gateways die Zertifizierung von Softwarekomponenten Dritter sichere Updateprozesse ein Rechte und Zugriffsmanagement f r die einzelnen Softwarekomponenten e die Sicherung der WAN Schnittstelle sowie e die Etablierung von Sicherheitskonzepten f r den Betrieb der Gateways sowie f r die WAN Infrastruktur und die zentralen Systeme 2 1 6 E DeMa Referenzarchitektur Parallel zur Architektur des Marktplatzes hat das Konsortium eine Gesamtarchitektur f r das Projekt E DeMa entwickelt die zun chst wieder das Szenario 2020 in den Blick genommen hat und ausge hend vom grundlegenden Konzept und dem Gedanken einer Datendrehscheibe die E DeMa Welt vor allem in informationstechnischer Hinsicht vollst ndig beschreibt Ausgehend von den im Szenario 2020 zu erwartenden Kommunikationsanforderungen ist daher das E DeMa Referenzarchitekturbild siehe Abbildung B 20 abgeleitet worden Ziel dieser abstrakten Dar stellung ist eine Definition eindeutiger Bezugspunkte zwischen einzelnen Komponenten um anhand der Schnittstel
440. lassen k nnen wird sondern vielmehr eigene dar ber hinaus auch andere Daten d h solche deren Quelle nicht Endkunden sind vorhalten wird Diese k nnen bei Bedarf auch ande ren Interessenten zur Verf gung gestellt werden Alle diese Daten nutzt der VNB um in einem zuneh mend dynamischeren System mithilfe eines Lastflussprogramms laufend und ereignis getrieben Last flussrechnungen vornehmen zu k nnen um so die derzeitigen aber auch absehbaren Belastungen der Netzinfrastruktur ex ante analysieren zu k nnen und bspw absehbare Grenzwertverletzungen durch geeignete technische und marktliche Ma nahmen verhindern zu k nnen Zu unterscheiden sind VNB Archivdaten werden einmal abgespeichert naturgem bis zur L schung gar nicht mehr ge ndert Der VNB hinterlegt in seinem eigenen Archivsystem nur Z hlwerte aus den Ortnetzstationen und aus Umspannwerken Z hlwerte der IKT GW werden annahmegem ber ein ZDM archiviert und werden nur bei Bedarf abgeholt VNB Stammdaten Konnektivit t geben wieder wie die Netzelemente z B Trafo Leitung miteinander verkn pft sind Hierbei wird von wechselnden Schalterzust nden dynamische Topologie abstrahiert Netzanschlussvertragsdaten bilden die Bedingungen ab zu denen ein Netzanschlussnehmer und in dessen Folge auch die Nutzer des entsprechenden Anschlusses an das Versorgungsgebiet des VNB angebunden wurde Z hlpunktbezeichnungen sind eindeu tige Identifikationen die vo
441. ldung B 125 Abbildung B 126 Abbildung B 127 Abbildung B 128 Abbildung B 129 Abbildung B 130 Abbildung B 131 Abbildung B 132 Abbildung B 133 Abbildung B 134 Abbildung B 135 Abbildung B 136 Abbildung B 137 Abbildung B 138 Abbildung B 139 Abbildung B 140 Abbildung B 141 Abbildung B 142 Abbildung B 143 Abbildung B 144 Abbildung B 145 Abbildung B 146 Abbildung B 147 Abbildung B 148 Abbildung B 149 Abbildung B 150 Abschlussbericht E DeMa Vergleich der normierten Lastg nge der Balancekunden mit den aktiven Basis und Effizienzkunden und dem HO Profil f r den Typtag Samstag 271 Vergleich der normierten Lastg nge der Balancekunden mit den aktiven Basis und Effizienzkunden und dem HO Profil f r den Typtag Sonntag 272 Start der VVeifSe VVare Ger ite durch den Nutzer IKT GW2 oder Bereitstellung f r den 273 Bereitstellung der Wei e Ware Ger te f r das IKT GW2 im Feldversuch wurden 107 Waschmaschinen 86 W schetrockner und 21 Geschirrsp ler eingesetzt us nmel nein 274 Bereitstellung der Wei e Ware Ger te f r den AGG im Feldversuch wurden das 107 Waschmaschinen 86 W schetrockner und 21 Geschirrsp ler eingesetzt 274 Histogramm der Bereitstellungszeit f r den SmartStart durch das IKT GW2 in Stunden asian kein Hi RRaihn 275 Verbrauchsreduktion aller
442. ldung B 153 zu sehen die Visualisierung des Spannungsprofils im Niederspannungsnetz Weitergehend kann durch entsprechende Summierung der Leistungen auch die Belastung von Kabeln oder Kabelabschnitten fest gestellt und dargestellt werden ohne dass zus tzliche Messungen im Netz erforderlich sind Die visu elle Darstellung der Belastung erfolgt dann durch Einf rbung der entsprechenden Kabelabschnitte nach einer sinnvollen Colormap hier unter Verwendung der Ampelfarben ebenfalls zu sehen in Ab bildung B 153 n ui 408 7 V S Anwahl Strang gt Details 369 3 V gt Belastung der Kabel Abschnitte gt Spannungsprofil Strang Abbildung B 153 Visualisierung des Spannungsprofils und der Belastung der Kabelabschnitte im Nie derspannungsnetz Diese z B f r Planungszwecke sehr n tzliche Option erfordert nicht notwendigerweise eine kontinu ierliche bertragung gro er Datenmengen Die ben tigte Datenmenge zur Darstellung des aktuellen Zustands einer kompletten ONS liegt dabei deutlich unter 1MB und als minimaler Zyklus der Daten abfrage gen gt die Informations bertragung im Bedarfsfalle auf Abruf z B zur Zeit der Lastspitze f r das Gesamtnetz oder auch selektiv nur f r bestimmte Netzteile oder Str nge Entsprechend ist auch die bertragung von betriebsrelevanten Informationen aus den einzelnen Ortsnetzstationen m glich 142 Im Feldtest wurde allerdings festgestellt dass es h ufig nicht m glich war entsprechend
443. lein Gewerbesektor mit elektri scher Energie Abbildung B 151 zeigt die typisierten Werktags Lastverl ufe dieser ONS f r KW10 bis KW48 sowie den Verlauf der mittleren h Auslastung 240 220 200 180 z 160 SZ m 120 100 Bu m m 80 T z z 60 4 4 40 20 5 0022220 5 Seo 039339 25 amp 5 3 s s F gt SIISLSSSELESSIISSSSIISTSNNN 5 v 5 2 s 2 Tageszeit Monat in 2012 Abbildung B 151 Werktags Lastverl ufe einer ONS f r KW10 bis KW48 ber die Haushalte und Klein Gewerbe versorgt werden links Verlauf der mittlere h Auslastung dieser ONS im selben Zeitraum rechts Die Auslastung der ONS in Abbildung B 151 ist an den Werktagen im betrachteten Zeitraum nahezu gleichbleibend quasi Jahreszeit und Wetterunabh ngig und der Verlauf l sst die Sonn und Feier tage erkennen Die Werktags Lastverl ufe in Abbildung B 151 zeigen entsprechend der gleichbleiben den Auslastung ber den betrachteten Zeitraum auch gleichbleibende Leistungsverl ufe und unab h ngig davon ist der Leistungsbedarf tags ber ebenso nahezu unver ndert Erg nzend dazu zeigt Ab bildung B 152 die typisierten Werktags Lastverl ufe einer weiteren ONS f r KW10 bis KW48 sowie den Verlauf der mittleren h Auslastung die im Gegensatz zu vorherigen ONS aber anteilsm ig mehr Klein Gevverbe und weniger Haushalte mit elektrisch
444. leitete Energiewende und der dadurch stetig steigende Anteil erneuerbarer Energien im Energiesystem forcieren diese Ver nderungen W hrend die heutige Strategie f r eine ausgeglichene Leistungsbilanz in der Elektrizit tsversorgung darin besteht eine entsprechend hohe gesicherte Einspeiseleistung f r die erwartete Nachfrage be reitzustellen wird k nftig die Systemstabilit t auch durch eine Flexibilisierung der Nachfrage erreicht werden m ssen Dies zeigt u a ein Blick auf den Netzentwicklungsplan 2012 der eine der aktuellsten Prognosen zum weiteren Voranschreiten der Energiewende darstellt Installierte regnerative Erzeugungsleistung GW 2010 2022 2032 El Laufvvasser E Wind onshore El Wind offshore E Photovoltaik E Biomasse E Sonstige Reg Quelle Netzentwicklungsplan Strom 2012 Abbildung B 1 Installierte regenerative Erzeugungsleistung in Deutschland In Abbildung B 1 wird die installierte regenerative Erzeugungsleistung in Deutschland f r die Jahre 2022 und 2032 prognostiziert und in Bezug zum Status quo des Jahres 2010 gesetzt Dabei steigt die installierte Gesamtleistung von Windenergieanlagen onshore von 27 1 GW 2010 auf 47 5 GW im Jahre 2022 bzw 64 5 GW im Jahre 2032 Auch offshore ist ein hoher Zuwachs von ca 13 GW installier ter Leistung pro Dekade auf 28 GW im Jahre 2032 prognostiziert Weiterhin ist von einem starken Aus bau von Photovoltaik Anlagen auszugehen Die installierte
445. len die Informationsfl sse zwischen den Systemkomponenten z B zwischen IKT Gate way und einem Marktplatzsystem zu identifizieren Die dargestellten Beziehungen zwischen den Komponenten spiegeln jedoch keine layer spezifische Zu ordnung wider sondern umfassen regelm ig eine layer bergreifende Beziehung Die Schnittstellen k nnen somit in unterschiedlicher Auspr gung vorliegen z B kann f r ein Interface IF X Y als physika lische bertragungstechnologie eine Funktechnologie zum Einsatz kommen die Transportschicht nutzt z B TCP IP und auf Applikationsebene werden spezifische E DeMa Web Services eingesetzt F rderprogramm E Energy 114 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse IF 6 4 IF 6 5 IF 6 6 Messstellenbetreiber Verteilnetz Messdienstleister Betreiber Z hlerdatenmgmt Leittechnik Energie Wei e Ware Liefe Aggre Dienstleister Hersteller ranten gatoren IF 4 4 IF 4 6 i r i i 1 1 i 4 1 1 2 121 3 IF 7 1 IF 7 2 IF val IF 8 1 1 ei N Lokale Energie Wei e G erzeugung Lasien Ware i i Z hler A i mine Steuerbare lokale Systeme Prosumer i Abbildung B 20 Referenzarchitektur E DeMa Hierbei ist zu beachten dass das Architekturbild mit Blick auf das Szenario 2020 keine konkrete Re alisierung beschreibt d h Schnittstellen und Teilsysteme k nnen gegebenenfalls zusammengefasst werden oder entfallen Weiterhin sind a
446. liegt hierbei auf der Variation der Topologie und der Kanaleigenschaften sowie der detaillierten Modellierung der Netzkomponenten Welche Informatio nen in welcher Form bertragen werden m ssen beeinflusst die Wahl der eingesetzten Kommunika tionsprotokolle Im Hinblick auf die Skalierbarkeit der Kommunikationsinfrastrukturen stellt sich ab schlie end die Frage wie viele Nutzer lassen sich mittels der vorgestellten IKT Infrastruktur unter Si cherstellung einer garantierten Dienstg te und der Nutzung der entsprechenden Kommunikations technologien an den Energiemarktplatz anbinden F r die Analyse der Kommunikationsinfrastruktur von intelligenten Energieversorgungsnetzen m ssen einzelne Komponenten des Kommunikationsnet zes modelliert werden Dabei l sst sich das zu betrachtende Kommunikationsnetz in drei Komponen ten unterteilen und besteht aus bertragungstechnologien Netzkomponenten und Protokollen 88 Entwurf der Kommunikationsnetzarchitektur E DeMa AP2 Projektbericht D2 2 April 2010 F rderprogramm E Energy 191 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Network Network Simulation Module System Model Generation Description Environment Library Directory Register GeNeSiS NED File OMNeT SMDR Web Service Configuration Execution amp amp Preview Analysis Module Development Web Browser User Interface Web Browser GWT Website Scenario Local Remote Module GWT Website Creat
447. lten h tten d h f r ihre nicht ausreichende Lastverschiebung bestraft worden w ren Diese Erkenntnis aus dem Feldversuch hat dann zu einer Anpassung der Bezugsstunden gef hrt welche zum Ziel hatten das Musterprodukt realistischer zu gestalten Bei dieser Anpassung wurden sowohl der resultierende Erfolgsnachweis des Einzelkunden als auch der energiewirtschaftlich im Vordergrund stehende Gesamteffekt gleicher ma en ber cksichtigt Um sinnvolle individuelle Bezugsstunden zu definieren wurden zun chst die Leistungsgrenzen solange variiert bis sich ein homogenes Kostenverh ltnis zwischen E DeMa und Vergleichskunden einstellte Dazu wurde als Zielgr e die maximale im betrachteten Zeitraum definiert in Abh ngigkeit derer die Leistungsgrenzen gew hlt wurden Diese Zielgr e passt gut zum Charakter des Produktes das ja gerade die 1 4h Leistungswerte im Fokus hat Die Variation der Leistungsgrenzen zur Ermittlung neuer Bezugsgr en wurde bei drei charakteristi schen Kunden durchgef hrt Ein Kunde mit hohen Mehrkosten ein Kunde mit Kosteneinsparungen gegen ber dem Vergleichskunden und ein Kunde der ungef hr dieselben Kosten wie der Vergleichs kunde hatte Die Verwendung der Leistungsgrenzen die sich durch die prozentualen Angaben in Ta belle B 17 ergeben f hrte schlie lich zu einer Minimierung der Kostenabweichungen der drei Kunden gegen ber dem Vergleichskunden 106 Gemessener maximaler Leistungsmittelw
448. lternative Auspr gungen einer Schnittstelle denkbar z B IF X 0 IF X 1 etc Um eine Gruppierung der Teilsysteme zu erm glichen wurde folgendes Farbschema eingef hrt Energiemarktplatzsysteme orange Umfasst die Energiemarktplatzsysteme und die Energie marktplatzbetreiber Nutzer des Energiemarktplatzes blau Systeme die sich an den Energie Handelsgesch ften auf dem Marktplatz beteiligen und ber das IKT Gateway Dienste nutzen z B Z hlersystem lokale Systeme Wei e Ware Lokale Energieerzeugung Verteilnetzbetreiber VNB Aggrega toren etc IKT Gatevvay Betreibersysteme gr n IKT Gateway Betreibersysteme stellen die Kommuni kationsinfrastruktur zu den IKT Gateway Systemen zur Verf gung und k nnen Firmware Up dates sowie Administration und Parametrisierung eines IKT Gateways durchf hren Benutzerinteraktionssysteme gelb Benutzerinteraktionssysteme auf Prosumerseite erm g lichen dem Prosumer den Zugang zum E DeMa Energiemarktplatz Zur Vermeidung einer Inflation von Schnittstellen werden konzeptionell mehrere Schnittstellen zwi schen Komponentengruppen zusammengefasst z B werden alle Schnittstellen zwischen Z hlern und dem IKT Gateway mit IF 1 N bezeichnet Zus tzlich werden alle Schnittstellen zwischen den lokalen Systemen und dem IKT Gateway mit IF 7 N bezeichnet Hieraus resultieren die 10 E DeMa Schnittstel len gruppen die in Tabelle B 9 dargestellt sind Im Rahmen der detaillierte
449. ltsger te Waschmaschine Sp lmaschine oder Trockner dem Aggregator als steuerbare Last zur Verf gung stellen so muss er diese nach erfolgreicher Beladung in einen auto matischen Startmodus versetzen und angeben bis zu welcher Zeit die Maschine sp testens durchge laufen sein muss In diesem Zustand warten die Ger te auf das entsprechende Startsignal das vom IKT GW2 bermittelt wird Das Gateway erh lt den jeweiligen Startbefehl wiederum vom Aggregator Die Anbindung der uKWK Anlagen an das E DeMa Gateway erfolgt ber das gleiche BPLC Netz ber das die Wei e Ware angesteuert wird 3 3 1 2 Teilmodellregion Krefeld In der Modellregion Krefeld wird eine etwas modifizierte Kommunikationsinfrastruktur verwendet um eine alternative Realisierung zu untersuchen Die nachfolgende Abbildung B 86 zeigt den Aufbau der Inhouse Infrastruktur in der Modellregion Krefeld Die Unterschiede liegen in der Smart Metering Aus stattung bzw in dem Teil der an das IKT GW1 angebunden ist r Display Modem IKT Gateway 2 P7 Stromz hler AMIS integr IKT GW1 L sung MY nn 2 P1 2 dam VVasser Gas Elinspeis zahler zahler zahler 8 Abbildung B 86 Auspr gungen der Inhouse Kommunikationsinfrastruktur in der Modellregion Kre feld In Krefeld wird als IKT GW1 das AMIS System des Projektpartners Siemens verwendet Das eigentliche Gateway bzw dessen Funktionalit ten sind hier in den Stromz hler integ
450. luiert werden sollte Zu dem sollte ein Modell eines E Enery Marktplatzes entstehen welches validiert und parametrisiert wer den sollte um das Zusammenspiel des E Energy Marktes und der IKT Infrastruktur darzustellen ber den E Energy Marktplatz wurden Prosumer vormals passive Stromkunden agieren als Strompro duzenten und konsumenten auf einem offenen elektronischen Marktplatz mittels IKT Gateways mit Energieh ndlern Verteilnetzbetreibern und weiteren Akteuren innerhalb einer Modellregion im Rhein Ruhr Gebiet verbunden Die Modellregion setzte sich aus zwei Teilmodellregionen TMR in zwei verschiedenen Verteilnetzen Verteilnetz der RWE Deutschland AG in M lheim a d Ruhr Verteilnetz der Stadtwerke Krefeld zusammen Hierdurch wurden die Voraussetzungen f r eine aktive Marktteilnahme der Akteure und damit f r neue Gesch ftsmodelle sowie einen effizienteren Umgang mit Energie geschaffen Im Kern sollten As pekte von Netzbetriebsf hrung Inhouse Anwendungen sowie zeitnaher Energiedatenerfassung und bereitstellung evaluiert werden Hierzu galt es Energie und IKT zu E Energy zu verkn pfen Technische Herausforderung war insbesondere eine Vernetzung der Bereiche Smart Grid Smart Metering und Smart Home ber sog IKT Gateways und eine IKT Infrastruktur Demnach bestand das technische Projektziel in der Ausr stung der Modellregion mit einer bidirektio nalen IKT Infrastruktur zur intelligenten Erfassung von Verbrauchs und Einspeise
451. lussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Abbildung B 65 zeigt ein Foto des Netzbeobachtungsrechners und seiner Bedienoberfl che Abbildung B 65 Netzbeobachtungsrechner und seine Bedienoberfl che Das Leitsystem der Netzsimulationsumgebung beinhaltet die Visualisierung aller Daten der Mittelspan nungs sowie der Niederspannungsebene Die Bedienoberfl che erlaubt nun beispielsweise die Visua lisierung des Spannungsprofils im Niederspannungsnetz wie in Abbildung B 66 zu sehen nm T 408 7 V 5 1 Anwahl Strang gt Details 10 8 kV Anwahl Ortsnetzstalion gt Details gt Belastung der Kabel Abschnitte 6 Kurzsehlussanzaiger gt Spannungsprofil Strang Ups aus Urs und u Abbildung B 66 Visualisierung des Spannungsprofils im Niederspannungsstrang in der Netzsimulati onsumgebung links Mittelspannungsnetz nach Anwahl der ONS und des Niederspannungsstrangs rechts Spannungsprofil Nach Erstellung der Netzsimulationsumgebung und Durchf hrung aller zur Validierung der Umgebung n tigen Tests auf Basis fiktiver Netzdaten wurden die Netzbereiche des Feldversuches und die angren zenden Bereiche auf Basis der relevanten Netzdaten modelliert welche von der Verteilnetzbetreibern ber den E DeMa Sharepoint zur Verf gung gestellt wurden Nach berpr fung der Konsistenz und in einigen F llen erforderlichen Korrekturen und Anpassungen wurden sie sodann in die entspre chenden Dateien einget
452. lussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse sondern sind gehalten nur solche Ger te oder Ger tekombinationen einzusetzen die gesetzlichen Mindestanforderungen nach 88 21b i EnWG sowie denjenigen Mindestanforderungen gen gen die sich aus der Teilnahme am Marktplatz ergeben 1 4 Marktplatzorganisation Ziel des Aufbaus der Marktplatzinfrastruktur ist es zus tzliche Wertsch pfungspotenziale zu erschlie en die in der heutigen Marktverfassung und aufgrund nicht vorhandener technischer M glichkeiten nicht oder nur sp rlich adressiert werden k nnen Der E Energy Marktplatz ist damit ein wesentliches Tool um eine Transformation des Energiemarktes zu erreichen Eine geeignete Prozessunterst tzung durch den Marktplatzbetreiber MPB gestattet den Marktakteuren eine erhebliche Effizienzsteige rung in ihren Gesch ftsprozessen und damit ein Wertsch pfungspotential das zu einer Verbesserung der wettbewerblichen Situation genutzt werden kann Bei der Organisation der Plattform werden drei Ebenen unterschieden e Die Business to Customer Ebene Die Business to Business Ebene Die Administrationsebene Die Business to Customer Ebene B2C Ebene ist auf die PuG Kunden ausgerichtet und erm glicht ihnen Zugang zu Dienstleistungen und Services Zentraler Zweck dieser Ebene ist die Unterst tzung der Informations und Anbahnungsphase der Gesch ftsvorf lle zwischen PuG Kunden und deren Dienst leistern urspr nglich ging
453. m Aufbau der Simulationsumgebungen der Universit ten und der weiteren E DeMa Systemland schaften wurden die ben tigten Daten und Informationen ber die Netztopologie in Krefeld und M l heim sowie die Z hlpunkte in anonymisierter Form zur Verf gung gestellt Um den Datenschutzanfor derungen zu entsprechen und eine Nicht Zusammenf hrbarkeit der Datens tze unterschiedlicher Da tennutzer zu gew hrleisten wurde zur Datenbereitstellung der E DeMa Sharepoint eingerichtet siehe Abbildung B 92 Der E DeMa Sharepoint stellt die statische Datenbereitstellung der Netztopologien und Daten zur Er richtung der Simulationsumgebungen der Hochschulen im Vorfeld und der Startbasis des E DeMa Marktplatzes dar Die Datenlieferungen gem Forschungsinteressen und Verarbeitung am E DeMa Marktplatz zur Visualisierung von verbrauchs und kundenspezifischen Daten werden in die IT Land schaft eingebettet und die notwendigen Schutzma nahmen errichtet um einen Fremdzugriff auf sen sible Daten zu unterbinden In das Forschungsvorhaben sind unterschiedliche Lehrst hle mit unter schiedlichen Forschungsinteressen involviert Aufgrund des unterschiedlichen Forschungsschwer punktes sind nicht alle und nicht zwingend die identischen Datens tze f r die beteiligten Lehrst hle von Interesse Dieser Umstand erm glicht grunds tzlich eine differenzierte Datenweitergabe durch die Rhein Ruhr Verteilnetz GmbH heute Westnetz GmbH Beginn der Datenbereitstellung N
454. m E Energy ETG Fachtagung bertragung elektrischer Energie Mann heim IEEE EnergyTech 2011 Cleve land Ohio USA IFAC VVorld Congress 2011 Mailand Italien IEEE IDAACS 2010 Intelligent Data Acquisition and Ad vanced Computing Systems Technology and Applications Prag Second IEEE International Conference on Smart Grid Communications SmartGrid Comm 2011 Br ssel Belgien Smart Energy 2011 Fachta gung Smart Grid oder die Zu kunft der Energiewirtschaft Dortmund Verlag Werner H lsbuch Seiten 104 118 IEEE International Symposium on Wireless Communication Systems 2011 ISWCS 11 Aa chen 327 Aus dem E DeMa Projekt Anreizsys teme beim Kunden f r eine aktive Teilnahme am Strommarkt Stromnetze und kunden vor dem Hin tergrund europ ischer Herausforde rungen A system for energy analysis and con trol in one and tvvo family houses us ing smart metering devices Data traffic analysis of a high scaled smart grid netvvork on the basis of DSL Lattice vvave digital filters vvith mini mized complexity for audio equaliza tion in IP telecommunication applica tions Study on ICT System Engineering Trends for Regional Energy Market places supporting Electric Mobility Modeling demand response of con sumers to incentives using fuzzy sys tems Assessment Method for Incentives and their Optimization considering De mand Response of Consumers A Modularized and Distributed Simula
455. m E Energy 224 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse gestellt sodass Fehlfunktionen direkt mit den zust ndigen Partnern diskutiert und zeitnah Prozesse zur Korrektur eingeleitet werden konnten Weiterhin wurden Schulungen f r Techniker Hotline Mitarbeiter und andere am Projekt Beteiligte er arbeitet und innerhalb der Testcenter durchgef hrt um die genannten Gruppen im Umgang mit der E DeMa Technik und den Fragestellungen aus Kundensicht zu schulen Hierzu wurden auch verschie dene Anleitungen FAQs auf Basis der in den Testcentern gesammelten Erfahrungen erstellt und den Beteiligten zur Verf gung gestellt Neben ihrer Funktion als Testumgebung wurden die eingerichteten Testcenter auch mehrfach erfolg reich zur Pr sentation der Projektinhalte gegen ber der ffentlichkeit genutzt da hier live das Zusam menwirken aller Systemkomponenten bersichtlich und verst ndlich veranschaulicht werden konnte Abbildung B 89 zeigt die Demo Wand der SWK mit elektronischem Gas und Wasserz hler sowie einer Simulation der Wei en Ware F rderprogramm E Energy 225 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse ki ee Ansicht auf aaa Schaltbare Last 7 U intelligente Messsysteme Waschmaschine Gas Wasserz hler Abbildung B 89 Demo VVand mit in Krefeld eingesetzten Multimetering Komponenten LiveRoom Zus tzlich wurde im Jahr 2011 in Krefeld ein
456. m Feldversuch in M lheim nur Energiez hlwerte im h Raster erfasst 9 Mangels der Daten aus den ONS in Krefeld in denen neben den Z hlwerten auch zus tzlich direkt technische Messwerte erfasst wurden sind die im Folgenden dargestellten Ergebnisse in ihrer G nze nur auf Basis der von der Universit t Duisburg Essen erstellten Netzsimulation m glich Bevor sich aus den im Feldversuch erfassten Daten Z hlwerten operative Ma nahmen ableiten las sen m ssen sie zun chst weiter aufgearbeitet und Netzberechnungen durchgef hrt werden Die Auf arbeitung der erfassten Daten von Z hlwerten hin zu Messvverten die auch eine Qualit tssicherung beinhaltet sowie die Berechnung des Lastflusses in der Netzsimulationsumgebung auf Basis der ge wonnenen Messwerte sind in ihren Grundz gen in 2 4 3 beschrieben Erst die Ergebnisse der Netzsi mulation f hren dann letztlich zu den Werten die in der Simulationsumgebung visuell in hnlicher Form wie sie von Netzleitsystemen in der bertragungsnetzebene bekannt sind dargestellt werden k nnen das Visualisierungskonzept der Netzsimulationsumgebung mit seiner interaktiven Bedien oberfl che ist in seinen Grundz gen ebenfalls in 2 4 3 beschrieben 4 4 1 Visualisierung der Mittel und Niederspannungsnetzebene Im Folgenden werden zun chst diejenigen Ergebnisse dargestellt welche mithilfe der aufgesetzten Netzsimulationsumgebung im Hinblick auf eine Visualisierung der Leistungsverl ufe
457. m IKT GW2 an die KWK oder uKWK Daten ans IKT GW2 f r den IEC 61850 Stack und auf diesem Weg dann an das Aggregatorleitsystem 84 die auch per DHCP verteilt werden kann F rderprogramm E Energy 165 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse durch die verwendete Softvvareplattform JBoss als Provider Hierf r wurden alle f r die Kommunika tion wichtigen Meldungen bereits im Vorfeld im Pflichtenheft vordefiniert und w hrend der Imple mentierungsphase mit Details der jeweiligen Endpunkte erg nzt Als Informationsmittler genauer Nachrichtenvermittler zwischen den Endpunkten dient der im E DeMa Backend lokalisierte mPRM welcher f r jedes angesprochene Endger t IKT GW2 die Nachrichten in der entsprechenden Message Queue vorhielt aus welcher diese dann bei erneutem Erreichen des Online Status an die einzelnen IKT GW2 verteilt werden k nnen So kann sichergestellt werden dass Nachrichten an Endger te nicht verloren gehen obwohl diese ggf zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht erreichbar sind zudem ist der Betrieb des Marktplatzes von der Frage ob bestimmte Endger te erreichbar sind oder nicht unabh n gig ber die jeweiligen ReplyMessages als Antwort werden die gesandten Nachrichten quittiert wo bei in den meisten F llen eine entsprechende Antwortinformation mit bermittelt wird d h es ist grunds tzlich erkennbar ob eine bestimmte Nachricht ein IKT GW2 erreicht hat und dort umgesetzt wurde Die vo
458. m Marktplatz an die Gateways gesendeten Nachrichten beinhalten u a die initialen Re gistrierungsinformationen des Kundengateways mit dem Marktplatz t gliche Tarifinformationen und Preissignale Bonusgutschriften Credits des Aggregatorleitsystems und Wettervorhersagen f r die bei E DeMa Komplex Kunden installierten uKWK Anlagen 2 3 5 Remotemanagement System mPRM Im Szenario 2012 und mit Blick auf den Feldtest wurde seitens des E DeMa Projekts entschieden die Anbindung der IKT GW2 an den Marktplatz ber ein Remotemanagementsystem den sogenannten mPower Remote Manager mPRM der Firma ProSyst vorzunehmen wof r nicht zuletzt sicherheits technische berlegungen sprachen Der ebenso auf der OSGi Technologie aufsetzende mPRM stellt die Serveranbindung eines OSGi be triebenen Clients hier das IKT GW2 zur Verf gung Das ber Jahre entwickelte Produkt erm glicht die Einbindung das Management und die Synchronisation von OSGi basierten Ger ten deren Konfi guration Wartung sowie Softwareaktualisierungen Des Weiteren bietet der mPRM verschiedene Kommunikationsschnittstellen f r weitere Serveranbindungen wie im E DeMa Projekt der Marktplatz der ber die JMS Java Message Service Schnittstelle Nachrichten ber den mPRM an die jeweiligen IKT GW2 senden kann Der Einsatz des mPRM ist berall dort sinnvoll wo insbesondere das Manage ment von Software Komponenten notwendig ist Innovative Smart Home Smart Energy L sungen erm
459. m VNB einmalig bei Inbetriebnahme eines Netzanschlusses verge ben werden Der VNB stellt diese Bezeichnungen allen interessierten Parteien mit Berechti gung zur Verf gung VNB Bevvegungsdaten wie Messwerte und Schaltzust nde werden vom Netzleitsystem des VNB bermittelt Das erm glicht die Berechnung der Lastfl sse in den verschiedenen Zweigen und somit die Ermittlung von Strom und Spannungswerten auch an den Netzpunkten die nicht gemessen werden So k nnen Engp sse ermittelt werden denen dann z B durch Abruf von Aggregatorprodukten entgegengewirkt werden kann Die in Tabelle B 10 dargestellten Anwendungsf lle Use Cases AWF wurden auf Basis dieser Be trachtungen identifiziert priorisiert und bez glich der Modellierungstiefe bzw des Erhebungsortes in Ortsnetzstation ONS bzw IKT Gateways d h potenziell netzanschluss scharf kategorisiert F rderprogramm E Energy 123 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Tabelle B 10 Anforderungen der AWF an die Modellierung AWF Bezeichnung des Anwendungsfalles Geforderte Modellierungstiefe der Nr IKT GWs im NS Netz beim VNB 1 Beeinflussungssteuerung durch den VNB Gesch ft abschlie en 3 lm Mittelspannungsnetz aufgetretene Grenzwert ONS genau verletzung beheben 4 Grenzwertverletzung durch dynamisches Preissignal ONS genau vermeiden Beeinflussungssteuerung durch den VNB ONS genau Betrachtungen zur Kostenoptimierung ONS genau 7
460. m die Auswirkungen des in der Regel kleinen Preisspreads deutlicher werden zu lassen Die Preise f r die Tarife ST HT HHT1 HHT2 HHTmax ergeben sich demnach wie in der nachfolgenden beschrieben Tabelle B 12 Tarife und Preise f r die Lastseite der Musterprodukte so me ST Schwachlasttarif NT Preis 1 00 ct kWh HT Haupttarif NT Preis 5 x Spread HHT1 Hochtarif 1 NT Preis 5 x 2 00 ct kWh Spread HHT2 Hochtarif 2 NT Preis 5 x 3 00 ct kWh Spread HHTmax Hochtarif max NT Preis 5 x 8 00 ct kVVh Spread Die Tarifstruktur f r die Einspeiseseite ist analog zur Lastseite aus f nf Tarifzonen in acht Zeitzonen zusammengesetzt und der NT Arbeitspreis entspricht 75 des durchschnittlichen EEX Baseload B r senpreises jeweils zwei Monate vor G ltigkeit was einer Direktvermarktung des eigenerzeugten Stroms ber den Aggregator entspricht Die Tarife und Preise f r die Einspeiseseite der Musterpro dukte sind Tabelle B 13 zu entnehmen Tabelle B 13 Tarife und Preise f r die Einspeiseseite der Musterprodukte Tarifzeit ST Schwachlasttarif NT Preis 1 00 ct kWh HT Haupttarif NT Preis Spread HHT1 Hochtarif 1 NT Preis 2 x Spread HHT2 Hochtarif 2 NT Preis 3 x Spread 2 3 2 Visualisierungsl sungen In den obigen Beschreibungen der Musterprodukte ist das E DeMa Konsortium regelm ig davon aus gegangen dass die unter dem Einfluss dieser Produkte agierenden Teilnehmer sich an der virtuellen Tarifgestaltu
461. m und IKT GW2 Smart Gateway F rderprogramm E Energy 162 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Hardware Das Pflichtenheft Prototypische Realisierung des IKT Gateway2 beschreibt in ausf hrlicher Weise die Anforderungen an die im Feldversuch einzusetzende Hardware Auf Basis dieser Beschreibung wurden unterschiedliche Hardware Komponenten evaluiert u a Siemens Microbox MPC20 ConceptBox CB752 und als Ergebnis dieser Evaluierung schlie lich auf die Microspace MPC20 von Kont ron zur ckgegriffen Das auf Grundlage dieser Entscheidung im E DeMa Feldversuch eingesetzte embedded Gateway MPC20 bietet mit den Standard Interfaces USB LAN VGA sowie Audio f r den Feldversuch sowohl im produktiven Einsatzbereich wie auch in den Wartungsszenarios die ben tigten Schnittstellen Der AMD Geode LX800 Prozessor ist bzgl seiner Leistungsf higkeit den Anforderung im Feld v llig gewachsen Das l fterlose System mit einer f r ein Standardger t geringen Leistungsaufnahme hat sich vor allem in den Szenarien bew hrt als es bei Kunden im Wohnbereich installiert wurde und durch die ger usch lose Arbeitsweise nicht als st rend empfunden wurde Ebenso zeigten die eingesetzten Industrial Com pact Flash Speicherkarten keine Schw chen w hrend des Feldversuchs Die beiden Ethernet Interfaces wurde zum einen f r den Service Dienst vor Ort beim Kunden genutzt bzw zum anderen als Verbin dung in das Kundennetz Software
462. ma geblich beeinflus sen vgl hierzu die Arbeiten des BSI und die im Rahmen der Projektlaufzeit neu in das EnWG eingef g ten Regelungen der 88 21b i EnWG insbesondere die 88 21e 21g und 21h EnVVG Dabei existieren die ZDM Systeme k nftig in einem Spannungsverh ltnis zum regulatorischen Rahmen Denn einerseits sind f r unterschiedliche Marktpartner verschiedene ZDM Auspr gungen mit unter schiedlichen Funktionalit ten Mandantenf higkeit vorzuhalten Andererseits f hren laufende nde rungen der regulatorischen Rahmenbedingungen zu neuen Anforderungen an die Systeme D h die ZDM Infrastrukturen die heute ins Feld gebracht werden m ssen modular sein und offene Schnitt stellen bieten um m glichst einfach an neue regulatorische Rahmenbedingungen angepasst werden zu k nnen Mit Blick auf die Systeme selbst ist festzustellen dass ZDMs gute Supportfunktionalit ten f r Rollout und Monitoring bieten m ssen um die Inbetriebnahme Fehlererkennung und behebung so transpa rent und effizient wie m glich zu gestalten und so die Betriebskosten der entsprechenden Systeme niedrig zu halten hnlich wie dies in anderen Sektoren der Wirtschaft in denen gro e Datenvolumina zu Abrechnungszwecken bewegt werden muss es das Ziel sein zu einem weitgehenden through pro cessing zu gelangen d h nur in absoluten Ausnahmef llen zu h ndischen Eingriffen in einzelne Da tens tze gezwungen zu sein Schlie lich ist eine performante
463. miert werden und in seinen Systemgrenzen auch reoptimierbar sein um aus Sicht einer systemischen Perspektive m glichst effektiv arbeiten zu k nnen F rderprogramm E Energy 250 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse tung einen m glichst leeren W rmespeicher vorhalten zu k nnen was einer m glichst gro en Flexibi lit t Leistungsf higkeit ohne W rmeverlust entspricht ist im Vorlauf eines solchen Events der Stir lingmotor stets abgeschaltet geblieben Stattdessen ist bei Bedarf zur berbr ckung eventueller W r mebedarfe ausschlie lich die Zusatzheizung betrieben worden In weiterer Folge ist dann bei allen An lagen der Stirlingmotor nahezu zeitgleich angesprungen und mit Erreichen des maximalen Speicher f llstandes wieder abgestellt worden Das zuvor geschilderte Verhalten der KWK bei Aggregatorsteuerung zeigen exemplarisch die Zeitrei hen der folgenden Abbildung 9 October 2012 9000 B 240 11 00 14 00 1001 9 1 10 October 2012 9000 C 240 6 30 10 30 1001 11 October 2012 9000 c 240 6 30 10 30 1001 12 October 2012 9000 B 240 18 30 21 30 1001 13 October 2012 9000 B 240 18 30 21 30 1001 14 October 2012 9000 B 60 6 30 10 30 1001 Abbildung B 101 Versuchsfahrplan einer uKWK Anlage Betrachtet sei der Versuchsfahrplan am 10 11 10 2012 Anfrage und Abruf erfolgen zwischen 06 30 und 10 30 bei 240 Min Vorlaufzeit d h um 02 30 wurde der Request des Aggregators an die beteiligten uKWK ausgeg
464. misierte Kunden von einer Ortsnetzstation be kannt Somit ist nat rlich keine sinnvolle Simulation m glich aus welcher klar wird wie Kunden auf Anreize reagieren Daher wurde f r die Berechnung eines Szenario 2020 bei dem alle Kunden einer Ortsnetzstation als bekannt vorausgesetzt werden zus tzlich eine fiktive virtuelle Ortsnetzstation erstellt die ausschlie lich diejenigen Kunden zusammenfasst von denen die h Energien vollst ndig bertragen wurden und zu denen au erdem der jeweils gew hlte Tarif bekannt ist Da diese virtuelle Ortsnetzstation somit vollst ndig transparent ist k nnen damit sinnvolle Untersuchungen und die Hochskalierungen in der Simulation f r 2020 durchgef hrt werden 2 4 4 Simulation der Kommunikationsinfrastruktur Verschiedene IKT Systemarchitekturen f r Smart Metering und Demand Side Management werden derzeit in zahlreichen Modellversuchen evaluiert welche die Einsetzbarkeit von kabellosen gebun denen und gef hrten Technologien f r prototypische Anwendungsf lle erproben Die Skalierbarkeit und Interoperabilit t dieser Systeme steht allerdings aufgrund der rtlich begrenzten Anwendung der Pilotinstallationen nicht im Fokus der Betrachtungen weshalb nur unzureichende Annahmen ber eine fl chendeckende Einf hrung der Systeme getroffen werden k nnen Mit Hilfe einer Simulation der IKT Infrastrukturen hat das E DeMa Projekt eine Skalierbarkeitsuntersuchung bez glich der zu erwarten de
465. mmenen elektri schen Arbeit in den einzelnen Leistungsb ndern die im Vorfeld vertraglich festgelegt sind Die Preise f r die Leistungsb nder werden monatlich angepasst Die Festlegung der Leistungsgrenzen P er folgt kundenspezifisch unter Ber cksichtigung des jeweiligen Jahresnormverbrauches und einer festgelegten Bezugsdauer in Stunden 105 ber eine entsprechende Einverst ndniserkl rung der Teilnehmer waren dem Konsortium die Jahresnormverbr uche der Vergangenheit bekannt sodass f r jeden tats chlich rekrutierten Teilnehmer im Bereich IKT GW1 ein entsprechendes E DeMa Balance Produkt berechnet werden konnte F rderprogramm E Energy 242 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Jahresnormverbrauch des Privatkunden Er True Tz Jahresnormverbrauch des Privatkunden 27 Jahresnormverbrauch des Privatkunden 3 Die Wahl der Bezugsstunden konnte jedoch erst im laufenden Feldversuch final erfolgen da zu einem solchen lastvariablen Produkt bisher noch keine Erfahrungen vorlagen Auch modelltheoretische ber legungen gaben keinen Anhalt f r eine genaue Wahl der Bezugsstunden So wurde offenbar dass die ex ante definierten Leistungsb nder bzw die mit diesen einhergehenden Preise die M glichkeiten der Teilnehmer zur Lastanpassung offenbar bersch tzt hatten so dass die Teilnehmer mit hoher Wahrscheinlichkeit negative Erfolgsnachweise erha
466. mmt eine Leistungsvorhaltungsverg tung Der Produktbaustein beschreibt einen Tarif f r Kunden mit mindestens einer fernsteuerbaren dezentralen Energieum wandlungsanlage ber eine zus tzliche Leistung auf Abruf Bez glich der Produktbausteine und den aus diesen Produktbausteinen zu bildenden Produkten herrscht dabei folgendes Verst ndnis Ein Lieferant bzw Aggregator kann durch Kombination von Pro duktbausteinen seine Musterprodukte bilden die er am Marktplatz anbietet Die Vielfalt der m gli chen Musterprodukte ergibt sich nicht nur aus der Anzahl der m glichen Kombinationen sondern vor allem auch daraus dass die einzelnen Produktbausteine bei der Erstellung eines Musterproduktes F rderprogramm E Energy 98 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse noch durch den Lieferanten bzw Aggregator zu parametrieren sind Beispielsweise definiert der Pro duktbaustein Zeitvariabel fix nur dass es verschiedene Zeitfenster gibt Aber es liegt am Lieferanten f r sein Musterprodukt zu definieren wie viele unterschiedliche Zeitfenster es gibt zu welchen Zeit punkten die Umschaltung erfolgt und wie die Preise f r das jeweilige Zeitfenster sind Damit hat jeder Lieferant bzw Aggregator eine praktisch unbeschr nkte M glichkeit Musterprodukte zu gestalten die sich von den Mitbewerbern unterscheiden und die in seine eigene Portfoliostrategie passen Die einzelnen Produktbausteine sind seitens des Ko
467. n geeignet sein in kritischen Netzinfrastrukturen zu einer Schwellenwert berwachung beizu tragen wie sie unter 4 4 1 2 demonstriert wurde 143 Damit soll nicht ausgeschlossen werden dass eine Tarifierung im Back end wie sie innerhalb des E DeMa Feldversuchs bspw f r die Erfolgsnachweise genutzt wurde eine sinnvolle Option darstellen kann F rderprogramm E Energy 304 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Hinzuweisen ist schlie lich darauf dass die in der Teilmodellregion Krefeld eingesetzten IKT GW1 die eine Weiterentwicklung des AMIS Systems von Siemens darstellen bereits heute ber eine Reihe die ser Funktionen verf gen Erg nzend sollte das Messsystem in Haushalten mit zus tzlicher Energieeinspeisung ber die F higkeit zur Zweirichtungsz hlung verf gen e f r die Anbindung von h uslichen EEG und KWKG Anlagen geeignet sind die aktuelle Frequenz zur Verf gung stellen k nnen e eine standardisierte Schnittstelle zum Anschluss eines PQ Messger tes bieten 4 4 3 Weitergehende Erkenntnisse aus der Netzsimulation Der gro fl chige Roll out der neuen Messsysteme sollte priorisiert erfolgen d h zun chst dort wo besonders gro e Nutzeneffekte zu erwarten sind Hierf r spricht zun chst dass sich w hrend des Feld versuchs in keiner der beiden Testregionen Situationen zeigten die eine Entscheidung f r einen m g lichst schnellen Roll out aus Netzsicht rechtfertigen w r
468. n Bei den IKT GW1 Kunden machte die eingebaute Infrastruktur bestehend aus einem Z hler mit Kom munikationsmodul MUC oder AMIS nur 0 6 des Gesamtstromverbrauchs aus und f llt nicht weiter ins Gewicht Neben den IKT Komponenten die auch bei den IKT GW1 Kunden eingebaut wurden be stand die IKT Infrastruktur bei den IKT GW2 Kunden zus tzlich aus den Kommunikationsmodulen f r die Inhouse Netze den Kommunikationsmodulen f r die Wei e Ware Ger te und dem IKT GW2 Die Kunden mit uKWK Anlage ben tigten au erdem noch einen zus tzlichen Einspeisez hler und einen HKWK Controller Die um den Eigenverbrauch der eingebauten IKT Komponenten bereinigte Abbil dung B 132 verdeutlicht dies Daher wird die Verbrauchsreduktion der IKT GW2 Kunden durch den Mehrverbrauch der IKT Komponenten abgeschw cht Geht man davon aus dass sich der Energiever brauch bei Kommunikationsger ten in weiteren Evolutionsschritten verringern wird wird sich dieses tempor re Problem mittelfristig erledigt haben 15 10 5 Verbrauchsreduktion 0 Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Abbildung B 132 Verbrauchsreduktion aller IKT GW2 Kunden bereinigt um den Eigenverbrauch der eingebauten IKT Infrastruktur 99 Kunden Ein Vergleich der bereinigten Verbrauchsreduktion der IKT GW2 Kunden gegen ber den IKT GW1 Kunden legt die Vermutung nahe dass die IKT GW2 Kunden im Durchschnitt 2 3 mehr Verbrauch als die IKT GW1 Kunden reduzieren konnten Diese Differenz b
469. n 076 Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Abbildung B 133 Verbrauchsreduktion aller E DeMa Kunden 643 Kunden Zusammenfassend bleibt festzuhalten dass die w hrend des Feldtests erhobenen Daten eine Ver brauchsreduktion gegen ber den prognostizierten Verbr uchen zeigen Dies ist bemerkenswert da bei der Auswertung der soziodemographischen Daten festgestellt wurde dass es sich bei den E DeMa Kunden nicht um Kunden handelt von denen anzunehmen ist dass die aus finanziellen Gr nden ein starkes Interesse haben k nnten ihren Verbrauch zu reduzieren Das insoweit erfreuliche Resultat bleibt nichtsdestotrotz berraschend und zeigt gerade auch im Ver gleich zu den Ergebnissen anderer Forschungsprojekte in Deutschland mit klarem Smart Meter Fokus sehr hohe relative Verbrauchsreduktionen So haben die seitens der Konsortialpartner SWK bzw RWE durchgef hrten Projekte Intelliekon und M lheim z hlt mit 3 7 9611 und 2 8 1 nur ca halb so hohe Einsparwerte ermittelt Es ist darauf hinzuweisen dass diese Ergebnisse zwar auf Basis einer kleineren Gruppe aber unter Einbezug einer ungest rten Vergleichsgruppe Kontrollgruppe und tats chlicher Verbrauchswerte in den Vergleichsjahren ermittelt wurde Vor diesem Hintergrund hat das E DeMa Konsortium einige grunds tzliche berlegungen zu der Frage angestellt welche Effekte urs chlich f r das ermittelte Ergebnis gewesen sein k nnten Hier erscheint insbesondere die Modellierung d
470. n berfliegt eine Wolke auf ihrem Weg verschiedene Anlagen zu unter schiedlichen Zeitpunkten Der durch eine sich bewegende Wolke resultierende Einbruch der Leistungs einspeisung findet bei mehreren voneinander entfernten Anlagen also mit zeitlichem Versatz statt Dadurch k nnensich die Unterbrechungen der Leistungseinspeisung je nach Windrichtung und Netzto pologie teilweise lokal ausgleichen so dass sie auf h heren Netzebenen nicht mehr komplett sichtbar sein m ssen Die diffuse Strahlung h ngt hingegen von der Bew lkung auf der gesamten sichtbaren Himmelsfl che ab und folgt hier eher einem Mittelwert weshalb sich dieser Anteil bei benachbarten Anlagen nicht so sehr unterscheidet Wegen des gemeinsamen r umlichen Kontextes erlaubt das Modell die Parametrierung mehrerer ber einer Ebene verteilter PV Anlagen wobei sich das Modell auf kleine Anlagen ohne Nachf hrung be schr nkt Die erforderlichen Informationen ber den jeweiligen Standort und die installierte Leistung der Anlagen im Versuchsgebiet wurden durch den Verteilnetzbetreiber bereitgestellt Die Anlagenaus richtung und neigung Azimut und H henwinkel wurde n herungsweise anhand der Ausrichtung und Neigung der Dachfl chen am jeweiligen Standort durch Auswertung von Satellitenbildern bestimmt F rderprogramm E Energy 185 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Der ideale Jahresverlauf des Sonnengangs wird gem DIN 5034 2 f r den jeweilige
471. n geflossen sind bereits zu gro en Teilen mit innovativer Z hlertechnik ausgestattet und insofern grund s tzlich bef higt eine Basis f r die weitergehenden Pl ne des Projekts E DeMa zu bilden Insbesondere zu erw hnen sind die r umliche N he zum RWE Z hlerzentrum in Essen Kettwig die bereits vorhan dene Erfahrung mit der Installation gro er Mengen an intelligenten Z hlern sowie deren kommunika tiver Anbindung via PLC und GPRS sowie insbesondere die im Rahmen des Projekts Begleitforschung MHz gewonnenen Erfahrungen mit L sungen zur Inhouse Kommunikation bzw deren derzeit noch beschr nkter Einsatzm glichkeit aufgrund baulicher Restriktionen Die folgende Abbildung B 77 Bildausschnitt unten zeigt welche Vor berlegungen in technischer Hin sicht f r das Projekt E DeMa angestellt wurden F r die Teilmodellregion M lheim wurden 3 Umspann anlagen hellblaue Punkte UA M lheim UA Saarn und UA Rosenblumendelle und die an diese Um spannanlagen angeschlossenen Ortsnetzstationen ONS im s dlichen M lheim in eine Voruntersu chung einbezogen f r die seitens des zust ndigen Verteilnetzbetreibers RWE Rhein Ruhr Verteilnetz heute Westnetz entsprechende Daten bereit gestellt wurden Dabei wurde insbesondere unter sucht ob und inwieweit an die einzelnen ONS eine ausreichende Anzahl an Haushaltskunden d h po tenziellen Teilnehmern vorlag und den zuvor theoretisch abgeleiteten Vorgaben an die notwendigen Haushaltstrukt
472. n Die in der Realit t Feldversuch auftretenden Messwerte Spannungen Str me liegen alle als Ergebnisse aus der Lastflussberechnung vor wie im Konzept der Netzsimulationsumgebung unter 2 2 3 bereits beschrie ben Die Reaktion von Schutzger ten z B berstrom ergibt sich aus dem Vergleich der zuvor genann ten Ergebnisse mit dem im jeweiligen Schutzger t eingestellten Grenzwert Die Bedienoberfl che der Netzsimulation wurde wiederum in Matlab mit Anbindung an die Netzbe rechnung umgesetzt so dass damit auch die Visualisierung der mit dem Netzsimulationsmodell be rechneten Ergebnisse m glich ist F r die Erstellung dieser interaktiven Bedienoberfl che wurde zun chst ein sinnvolles Konzept f r ein Leitsystem entworfen welches innovative Funktionen zur Informationsverdichtung und selektion der bersichtlichkeit dienend sowie die Visualisierung beinhaltet Dieses Konzept wurde umgesetzt in dem e Der Netzbeobachtungsrechner mit drei Touch Screen Monitoren ausgestattet wurde die Zu griff auf in der Netzleittechnik bliche Darstellungen auch mehrere Ebenen oder Informati onskan le gleichzeitig erlauben Die angezeigten Informationen auf ein Minimum reduziert werden solange alle Parameter im zul ssigen Bereich liegen also kein kritischer oder gest rter Zustand im Netz vorliegt In selbsterkl render Bedienung eine Navigation bis an die gew nschten Stellen m glich ist F rderprogramm E Energy 188 Absch
473. n bertragung der Messeinrichtung auf Basis von GPRS sowie der Inhouse Kommunikation mittels PLC vom Z hler platz zum Router des Kunden bzw vom Router zu einer potenziell zu steuernden Verbrauchseinrich tung Wei e Ware uKWK Aufgrund von in diesem Sinne fehlenden oder unzureichenden technischen Voraussetzungen und fehlender Zustimmung zur E DeMa Teilnahmevereinbarung konnten nicht alle der urspr nglichen Interessenten f r das Projekt gewonnen werden so dass insgesamt 715 unter schriebene Teilnahmevereinbarungen erreicht wurden F Ergebnis der technischen Pr fung und technische Einbindung in die Modellregion Die so erzielten Teilnahmevereinbarungen wurden sodann einer weiteren technischen Sichtung an hand einer elaborierten Checkliste unterzogen die die infrastrukturellen Voraussetzungen der Kun deninfrastruktur Z hlerplatz max Leistung der Hausanschlusssicherung usw pr ft Hierbei wurde F rderprogramm E Energy 216 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse auch die Frage der f r das Feld erwarteten nicht integrierbaren Infrastrukturen wie Doppeltarifzahler 100 A Z hler usw adressiert Auf dieser Basis konnten schlie lich bei 531 Kunden in einem Zweitbesuch f r IKT GW1 Ausstattung 426 Kunden IKT GW2 Ausstattung 86 sowie 11 uKWK Kunden die Komponenten technisch erfolg reich installiert werden Hierbei wurden nur noch wenige technische Probleme in den Kundenanlagen angetroffen die eine Inst
474. n der wettbewerblichen Akteure zu stehen und ein heute weitgehend individuell und mit hoher Arbeits intensit t bearbeitetes Aufgabenfeld effizienter zu gestalten F rderprogramm E Energy 315 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse These 4 Smart Grids und Lieferantenwettbewerb sind kein Gegensatz Das E DeMa Konsortium hat sich von Anbeginn seiner Arbeit den Prinzipien Unbundlingkonformit t Diskriminierungsfreiheit und Transparenz verschrieben E DeMa ist als Ergebnis seiner T tigkeiten in seiner berzeugung best tigt worden dass smartere Strukturen auch in wettbewerblichen bzw ent b ndelten Energiem rkten zu schaffen sind und h lt beide Welten daher nicht f r Gegens tze Je doch ist festzustellen dass innerhalb des E Energy Ansatzes wie er bspw durch E DeMa entwickelt und vertreten wurde zus tzliche Aufgaben und Notwendigkeiten bestehen bspw in Bezug auf das notwendige Datenclearing zwischen allen Beteiligten sowie die Bilanzierung gt These 5 die in einer integrierten Umgebung so nicht zu leisten w ren und insofern Mehrkosten verursachen Dar ber hin aus ist festzustellen dass die Durchdringung der Erzeugungsm rkte mit EEG gef rderten und zu ext rem niedrigen variablen Kosten produzierenden Anlagen die Marktverfassung des Erzeugungsmarktes selbst zunehmend infrage stellt es wird nach berzeugung von E DeMa aber mittelfristig unm glich sein die Fragen einer geeigneten wettbewe
475. n Anlagenort be rechnet Das Wettermodell unterscheidet verschiedene Bew lkungsarten die durch die Dauer und Ab folge von Tr bungsgraden charakterisiert werden Dabei kommt der Windrichtung eine besondere Be deutung zu da sich die Abschattungsfronten in dieser Richtung ber die Erdoberfl che bewegen Da ten von benachbarten Windmessstationen des DWD wurden hinsichtlich der statistischen Eigenschaf ten des Verlaufs der Windrichtung analysiert und daraus ein Modell abgeleitet Das Modell sieht somit in Windrichtung verlaufende Wolkenkorridore vor auf denen sich die Wolken bewegen Parallele Windkorridore weisen jeweils eine andere aber hnliche Bew lkung auf 5000 4000 35nn 3000 2500 2000 1500 1000 n fi MAA fB 1 15 TF 1 4 NA NA 1 154 IA 21 3 MM m fB 1 15 TE 1 34 NA NA 1 15 IA 21 24 Jhrzeit H Abbildung B 62 Vier Tages bersicht der simulierten Einspeisung einer PV Anlage L stung VM VVindenergiekonverter Modell Der die Leistungsbereitstellung eines VVindenergiekonverters dominierende Effekt sind die Fluktuatio nen der Windgeschwindigkeit am jeweiligen Standort Somit liegt der Schwerpunkt des Modells f r die Netzsimulation auf der Nachbildung des Verlaufs der Windgeschwindigkeit Als Grundlage dient die Analyse von gemessenen Stundenmittelwerten der Windgeschwindigkeit die als Jahresverl ufe durch den DWD bereitgestellt wurden Die Betrachtung beschr nkt sich dabei auf die zwe
476. n IKT Systemarchitektur durchgef hrt um bspw Aussagen f r einen im Szenario 2020 notwendi gen Roll Out generieren zu k nnen F rderprogramm E Energy 190 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Derzeitige Ans tze f r den Zugangsbereich diskutieren die Verwendung von kabelgebundenen Tech nologien z B DSL und DOCSIS kabellosen Technologien z B GPRS UMTS WiMAX LTE und kabelge f hrten Technologien PLC und BPLC die sowohl zur exklusiven Nutzung bereitstehen k nnen oder aber mittels Mehrdiensteverfahren Multi Play genutzt werden Die topologiespezifischen Einfl sse auf die zu nutzenden Technologien sind hier unterschiedlich ausgepr gt so ist der Einfluss der gege benen Infrastruktur auf die Planung des Funknetzes und die damit verbundene Auswahl von Basissta tionsstandorten ebenso topologieabh ngig wie die Planung der kabelgebundenen Zugangsnetze Bei der Verwendung von PLC wird das Energieverteilnetz genutzt daher ist die Kommunikationsinfrastruk tur vorgegeben allerdings kann eine Aussage ber die zu erwartenden Kapazit ten nur in Abh ngigkeit der tats chlichen Netz Topologie erfolgen Um die Abbildung dieser Einfl sse in der gro fl chigen Simulation zu erm glichen ist daher zun chst eine m glichst realit tsnahe Modellierung der Basisinf rastruktur und anschlie end eine detaillierte Modellierung der Kommunikationsinfrastrukturen unter Ber cksichtigung verschiedener Technolo
477. n Stromverteilnetzen anhand zwei alternativer Aus bauszenarien f r die erneuerbaren Energien detailliert untersucht Bei der Erstellung der Un tersuchungsergebnisse an denen das Institut von Prof Dr Rehtanz beteiligt war ist die Mo dellierung des Flexibilit tspotentials bei Haushalten mit eingeflossen Das Projekt Die Stadt als Speicher behandelt die energietechnische und wirtschaftliche B ndelung vielf ltiger lokaler Speicherkapazit ten innerhalb st dtischer Lastzentren zum Aus gleich der Fluktuation erneuerbarer Einspeiser In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Insti tut f r Umwelt Sicherheits und Energietechnik UMSICHT der Universit t Duisburg Essen der Robert Bosch GmbH und EVB Energy Solutions wird ein Konzept zum koordinierten Betrieb von Energiespeichern dezentralen Erzeugern und verschiebbaren Lasten entwickelt und in mehreren St dten des Ruhrgebiets in die Praxis umgesetzt Dieses Forschungs und Entwick lungsvorhaben mit einer Laufzeit von 4 Jahren befindet sich z Zt in der Antragsphase und soll vom Bund gef rdert werden Weitere aussichtsreiche Forschungsvorhaben die u a die pr zise Ausgestaltung von Gesch ftsmodel len f r IKT Provider im Energieversorgungsbereich Demand Side Management Strategien als Dienst leistung f r Privathaushalte Gewerbe und Industrie aber auch eine systemtechnische Abgrenzung von Smart Grid und Smart Market zur Zielsetzung haben sind f r 2013 und folgend in Vorbereitung
478. n Systemspezifikation 52 Eine weiterf hrende Beschreibung der Schnittstellen ist im E DeMa AP2 Projektbericht Anforderungen an die Kommunikationsinfrastruktur zu finden F rderprogramm E Energy 115 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse wird eine Detaillierung der Schnittstellen mit z B IF1 1 IF1 2 angestrebt um eine spezifische Auspr gung zu kennzeichnen Tabelle B 9 E DeMa Schnittstellen Schnittstelle Kurzbeschreibung IF1 N Schnittstellen zwischen E VV G Z hlern und IKT GW Schnittstelle zwischen IKT GWs und IKT GW Betreibersystemen f r administra tive Aufgaben IF 4 N Schnittstellen zwischen IKT GVVs und Infrastruktursystemen Schnittstelle lokal zwischen IKT GWs IF6 N Schnittstellen zwischen den Infrastruktursystemen und dem E Energy Markt platz IF7 N Schnittstellen zwischen IKT GWs und steuerbaren Energiesystemen des Prosu mers Schnittstelle zwischen Benutzerinteraktionssystemen und dem IKT Gateway Schnittstelle zwischen IKT GWs und E Energy Marktplatz IF10 Schnittstelle zwischen Benutzerinteraktionssystemen und E Energy Marktplatz f r die Teilnahme am Marktplatz Die Kommunikationskan le zwischen Infrastruktur und Prosumer bzw IKT Gateway k nnen ber f fentlich zug ngliche Kommunikationsnetze z B GPRS LTE ISDN DSL Glasfaser etc oder ber spezi fische IKT Betreiberkommunikationsnetze z B B PLC CDMA450 betrieben werden F r die Kommu nikation im
479. n aktuellen Tag geltenden Preisverlaufs und der Randbedingungen den optimalen Zeitpunkt zum Start der Ger te Bei dem Musterprodukt E DeMa Flex entsprechen die Tarifstruktur und die Preise f r den Strombezug des Kunden dem Musterprodukt E DeMa Variabel Dar ber hinaus beinhaltet das Musterprodukt eine positive Leistungsflexibilitat der Wei en Ware die dem Aggregator in der Modellregion zur Verf gung gestellt wird Der Kunde aktiviert vor 9 Uhr morgens die Smart Start Funktion seiner Wei en Ware und w hlt eine gew nschte Endzeit nach 18 Uhr zu dem das Waschprogramm sp testens beendet sein soll Umfasst die Bereitstellungsdauer den Zeitraum 9 18 Uhr erh lt der Kunde ein Entgelt vom Aggre gator in H he von 0 35 Die Anzahl der Bereitmeldungen ist nicht vorab vertraglich vereinbart sodass der Kunde frei entscheiden kann ob und wie h ufig er dem Aggregator eine Flexibilit t gew hrt W hlt der Kunde einen Endzeitpunkt nach 18 Uhr und es erfolgt kein Aggregatorzugriff wird die jeweilige Maschine r ckw rtsgesteuert tarifoptimiert zugeschaltet Dies bedeutet dass die Maschine so zuge schaltet wird dass sie im verbleibenden Zeitraum zum g nstigsten Tarif l uft und definitiv zur ge w nschten Endzeit des Kunden fertig ist F r die Bereitschaft mindestens 40 Mal im Jahr die Wei e Ware vorzuhalten wird dem Kunden zudem eine einmalige Grundpr mie in H he von 20 00 pro Jahr gezahlt Wird der Wert von 40 Bereitstellungen nicht erre
480. n das IKT GW2 Dieser Kommunikationskanal wird auch f r r ckl ufige Nachrichten ein gesetzt ber das Kundennetzwerk werden die verschiedenen hausinternen Ger te an das IKT GW2 angeschlossen z B IKT GW1 oder die Wei e Ware Marktplatz System MP ProSyst mPower Remote Manager mPRM 10000 00 Pi Anbindung per Ethernet SSL Tunnel WLAN oder wirelessM Bus Kunden LAN IKT Gatevvay 2 OSGi basiert Abbildung B 45 Anbindung der IKT GW2 an den Marktplatz ber den mPower Remote Manager mPRM 2 3 6 Z hlerdatenmanagementsysteme W hrend f r das Szenario 2020 in den seitens des Konsortiums erstellten Lasten und Pflichtenhef ten die Funktionalit ten eines ZDM detailliert beschrieben sind musste f r das Szenario 2012 ent sprechend der Gegebenheiten der Modellregionen ein anderes Vorgehen gew hlt werden bzw es hat sich als notwendig erwiesen ausgew hlte Komponenten und Funktionalit ten zu realisieren Denn es war beabsichtigt in der Teilmodellregion M lheim Saarn mit dem System eCount eCollect des RWE f r 50 der Z hlpunkte ein existierendes Bestandsystem einzusetzen wogegen f r die anderen 50 sowie in der Teilmodellregion Krefeld mit EnereylP ein neues und insofern f r die Verwendung im Szeanrio 2012 optimierbares System zum Einsatz kommen sollte Abbildung B 46 zeigt diesen Einsatz der unterschiedlichen ZDM Technologien in den beiden Teilmo dellregionen
481. n der Lasten und Pflichtenhefte im Feldversuch umzusetzen mussten eine Reihe von differenzierten Vorgaben und Funktionen so miteinander in Einklang gebrachten werden dass eine im Feldversuch einsetzbare Gesamtl sung resultiert Umsetzungsvorgaben f r das IKT GW2 be standen insbesondere hinsichtlich der einzusetzenden Hardware der auf dieser Plattform zu imple mentierenden Software sowie der Auspr gung physischer und logischer Schnittstellen hier insbeson dere zum Aggregator Leitsystem zum mPRM zum Marktplatz zur Wei en Ware und den uKWK An lagen Im Rahmen des E DeMa Projektes wurden die Schnittstellen zwischen IKT GW2 und Markt platz Aggregator Leitsystem sowie zwischen IEC 61850 Stack OSGi lmplementierung uKWK Anlage und der Wei en Ware definiert implementiert und im Feldversuch erprobt hierzu waren im Einzel nen die folgenden Implementierungsschritte notwendig 7 Dabei ist die Pseudonymisierungsfunktion so angelegt worden dass f r jeden akademischen oder anderweitig mit Auswertungsaufgaben betrauten Projektpartner und Kunden ein eineindeutiges Pseudonym zur Anwendung kommt ein Austausch oder Abgleich von Daten zwischen den Partner welcher auf datenschutzrechtliche Bedenken sto en w rde wird hierdurch massiv erschwert 80 AP4 Pflichtenheft Schnittstellendefinition zwischen IEC61850 Stack OSGi Implementierung und Mikro KWK Anlage AP4 AP6 Pflichtenheft Schnittstellendefinition zwischen E DeMa Aggregatorleitsyste
482. n einem Dienstleister bereitgestellt wird e Zur tats chlichen Versendung wird die Umsetzung von der technischen auf die physikalische Adresse ben tigt der Aggregator w rde sich beim IKT GW Betreiber die n tigen Credentials holen und dann zur Versendung berechtigt und in der Lage sein Wie Schritt 5 l sst sich auch diese Aufgabe auslagern z B k nnte sie der MSB MDL als Dienstleistung f r den Aggregator erbringen e Falls der Aggregator einen Fahrplan versendet hat ist dieser im IKT GW2 in Sollwerte umzu wandeln Hierbei muss das IKT GW2 in der Lage sein Fahrpl ne f r bis zu drei angeschlossene dezentrale Einspeiser gleichzeitig zu verarbeiten und zuzuordnen Die dezentrale Erzeugungseinheit wandelt den externen Sollwert in einen internen Sollwert um Dies geschieht insbesondere unter Ber cksichtigung nur lokal verf gbarer Informationen Der Wirk und Blindleistungsverlauf sowie die Spannung werden phasengenau im Minuten takt aufgezeichnet und im Ringpuffer gespeichert Der Sollwert Verlauf wird unter Ber cksichtigung zul ssiger Toleranzen und Zeitkonstanten mit dem tats chlich gemessenen Verlauf verglichen Etwaige unerlaubte Abweichungen wer den spontan dem Aggregator und dem MSB MDL gemeldet Der Aggregator wertet die Berichte aus und zieht ggf Konsequenzen f r Abrechnung Rekla mation Ver nderung der aktuellen und ggf zuk nftiger Sollwertaufteilungen Benachrichti gung betroffener Parteien je
483. n entscheidender Bedeutung f r eine ebenso wirtschaftliche wie zukunfts sichere L sung sind Ausschlie lich herstellerunabh ngige Ans tze insbesondere Konzepte auf der Basis international akzeptierter Standards standen im Mittelpunkt der Arbeiten Dar ber hinaus wurde durch die energiewirtschaftlichen Institute die Entwicklung des Konzeptes E DeMa in seinen theoretischen Dimensionen vorangetrieben Die Ausgestaltung des elektrizit tswirt schaftlichen Rollenmodells die Spezifikation von Handelsgesch ftsprozessen und die Gestaltung von Anzeizmechanismen im Hinblick auf Produktdefinitionen f r einen E Energy Marktplatz wurde we sentlich von ihnen vorangetrieben Der dritte Schwerpunkt der Hochschularbeiten umfasste die Modellbildung und Simulation zur Unter suchung der Auswirkungen von Netzanreizen durch den Verteilnetzbetreiber sowie des Nutzens der IKT Gateways und der besseren Informationsstruktur f r den Betrieb des Energienetzes F rderprogramm E Energy 29 Abschlussbericht E DeMa A Management Als zentrale Aufgabe innerhalb des Konsortiums bernahmen die Hochschulinstitute die Dokumenta tion und Auswertung des Feldversuchs und trugen damit ganz wesentlich zum Erfolg des Projekts bei E DeMa gliederte sich in insgesamt zehn Arbeitspakete Hiervon hatten acht Arbeitspakete einen wis senschaftlich technischen Fokus AP 1 8 AP9 ffentlichkeitsarbeit und Verwertung und AP10 Pro jektmanagement waren demgegen ber
484. n etc einer solchen Dienst leistung zu ermitteln Das Aggregator Leitsystem wie das ebenfalls aufgebaute Leitstellensystem konnten im Feldtest eine hohe Verf gbarkeit und Funktionszuverl ssigkeit entlang des Versuchsfahrplans nachweisen Anf ng liche Probleme der Aggregatorsteuerung f r die uKWK Anlagen die haupts chlich die Prozessanbin dung IEC 61850 und das Reporting der Flexibilit tsabrufe Credit Vergabe betroffen haben wurden in der Anfangsphase des Feldversuchs gel st Im weiteren Verlauf des Feldversuchs erfolgte die An steuerung der Viessmann Ger te durch das Aggregatorleitsystem dann in technischer Hinsicht zuver l ssig Wie allerdings Archivauswertungen ergeben haben ist das Verhalten der lokalen Steuerung der HKVVKs problematisch f r einen m glichen massenweisen Einsatz im Sinne eines 2020 Szenarios116 Um zu Beginn eines zuvor seitens des Aggregators angek ndigten Abrufintervalls f r positive Leis 110 Aus Sicht des Konsortiums stellt dieses Ph nomen mit hoher Wahrscheinlichkeit keinen Einzelfall dar Vielmehr sind zahlreiche Systeme die zum Heben zus tzlicher Flexibilit ten bei kleinen und kleinsten Nachfrager miteinander und aufeinander optimiert betrieben werden m ssen bereits in sich optimiert d h sind bspw so eingestellt dass sei im singul ren Betrieb eine m glichst hohe Energieausbeute erreichen Das jeweilige System u a PV Anlage Batteriespeicher usw muss k nftig geeignet reopti
485. n realisiert LTE Datenraten theoretisch 160 Mb s im Down und 54 Mb s im Upstream wird zurzeit als Weiterentwicklung von UMTS in Ballungszentren und durch die digitale Dividende in l ndlichen Gebieten installiert Erst die Weiterentwicklung LTE Advanced Datenraten theoretisch 1 Gb s im Down und 500 Mb s im Up stream erf llt die Anforderungen der ITU R an die zuk nftigen 4G Standards wodurch auch eine er h hte Dienstg te garantiert werden kann 4 5 Hauptbefunde und Erkenntnisse mit Blick auf das Z hlerdatenmanagement und die in einer E DeMa Welt bereitzustellenden Informationen Die innovativen Produkte die auf dem E Energy Marktplatz auf der B2C und B2B Ebene angeboten werden ben tigen eine Datengrundlage die detaillierter ist und eine h here zeitliche Aufl sung hat als dies bislang in der Energiewirtschaft blich war Hierbei sprechen Transaktionskosten berlegungen daf r Produktinnovationen mit h Lastg ngen zu hinterlegen so wie dies der Gesetzgeber bereits mit der weitestgehend rLM analogen Z hlerstandsgangmessung vorgesehen hat Gegen dieses Vorgehen spricht aus heutiger Sicht vor allem dass die Kosten einer rLM Netzabrechnung aus Sicht eines Liefe ranten der Haushaltskunden versorgt als prohibitiv hoch gelten m ssen Hier bleibt abzuwarten wel che Entwicklung diese Kosten nehmen wenn sich die Zahl der rLM artigen Netzabrechnungen erh ht Ein drittes Verfahren zwischen SLP und rLM einzuf hren d rfte dagegen
486. n wurde wird vernichtet Da der Pseudonymisierungsalgorithmus von vornherein unumkehrbar gestaltet wurde d h die pseu donymisierte Teilnehmer ID des Kunden ist nicht in den Ausgangswert zur ck berf hrbar liegen ab diesem Zeitpunkt vollst ndig anonymisierte Datens tze zum Verlauf des Feldversuchs vor 3 2 3 Durchf hrung der Kundenakquise und Bef higung der Teilnehmer zur Teilnahme an E DeMa Aus Sicht der Projektpartner stellte der Kundenakquiseprozess f r den Feldtest eine der gr ten Her ausforderungen des ganzen Projekts dar Die Durchf hrung der Akquise hat aus Sicht der Projekt partner zudem wichtige Erkenntnisse ber Kundenkontaktma nahmen in Forschungsprojekten bzw F rderprogramm E Energy 213 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Feldtest erbracht Im Folgenden wird daher der Akquiseprozess f r die beiden Teilmodellregionen kurz dargestellt bevor die Erkenntnisse aus diesem Prozess kurz zusammengefasst werden 3 2 3 1 Teilmodellregion M lheim Abbildung B 81 zeigt die Entwicklung der Akquise und der mit dieser einhergehenden E DeMa Kun denanzahl zun chst f r die Teilmodellregion M lheim Ausgangspunkt ist hierbei das theoretisch heb bare Kundenpotenzial aus welchem sich die letztlich aktiven E DeMa Teilnehmer die technisch f r den Projektbetrieb ert chtigt und auf dem E DeMa Marktplatz integriert wurden entwickeln Die ein zelnen Stufen der Kundenakquise sollen im Folgenden e
487. nach Relevanz der Abweichung Abbildung B 24 stellt die Informationsfl sse des AWF Grenzwertverletzung beheben dar Er wird ohne Benutzerinteraktion automatisch durch einen Alarm ausgel st Dieser repr sentiert eine Grenz wertverletzung Spannung Strom oder abgeleitete Gr en im elektrischen Netz F rderprogramm E Energy 126 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse VNB 2 Aggregator Graphische Teil des Marktplatzes Oberfl che 4 Aktuell g ltige aalan d Vertr ge Elektrisches Netz Prosumer IKT GW Abbildung 24 AWF Grenzwertverletzung beheben Informationsfl sse Der AWF Beeinflussungssteuerung durch den VNB hat zwei unterschiedliche Auspr gungen Abruf von Schaltflexibilit ten Preissignale Der Informationsfluss f r den Abruf von Schaltflexibilit ten ist hnlich zur AWF Steuerung dezentraler Einspeiser Abbildung B 23 denn auch hier ist vom Aggregator ein Summen Signal f r eine IKT GVV Liste in einzelne Signale an Elemente dieser Liste umzusetzen Die Variante der Beeinflussungssteue rung ber Preissignale verl uft hingegen analog zum vorgeschalteten Kontrahieren dieser Sys temdienstleistungen Obwohl es sich dabei vorwiegend um konventionelles Verwalten von Vertr gen handelt soll dieser Vorgang hier daher n her vorgestellt werden auch wegen des exemplarischen Aufzeigens der Unterschie
488. nahme h chstwahrscheinlich entt uscht worden w ren Insgesamt wurden im Rahmen der breiten und ausgefeilten Ma nahmen zur Kundenakquise daher zun chst bei 5 000 Haushalten die den obigen Kriterien nach der Voranalyse entsprachen Postwurf sendungen zum Projekt E DeMa verteilt Zweck der Postwurfsendung die aus eigens zu diesem Zweck hergestellten Unterlagen bestand war es den potenziellen Teilnehmern die generellen Ziele und Vor haben des Projektes zu erl utern und ein generelles Interesse der so angesprochen Haushalte zu einer Teilnahme an dem Projekt abzufragen es wurden drei Wege der R ckmeldung angeboten postalisch telefonisch und per Email C Eingegangene Interessensbekundungen Von den so informierten Haushalten haben 1 010 Haushalte ihr grunds tzliches Interesse an der Teil nahme am Projekt E DeMa signalisiert D Interessensbekundungen der Kunden und Kundenbesuche Weitere Restriktionen zur Teilnahme am E DeMa Feldversuch in der Teilmodellregion M lheim die den potenziellen Teilnehmern im Rahmen der Postwurfsendung kommuniziert wurden waren die Not wendigkeit dass ein DSL Internetanschluss vorhanden sein musste und dass der Messstellenbetrieb des Z hlpunktes durch die Rhein Ruhr Verteilnetz GmbH heute Westnetz als grundzust ndigem Messbetreiber erfolgte Kunden mit einem dritten Messstellenbetreiber nach 21b EnWG konnten nicht an E DeMa teilnehmen da dies bedeutet h tte in das wirtschaftliche Verh ltnis zwis
489. nbedingungen im Bereich Messwesen Tats chlich hat sich die Gesetzgebung zum Thema Smart Metering in den vergangenen Jahren mehr fach ge ndert und zeitlich verschoben Es sei hier daher zun chst kurz auf die Rahmenbedingungen im Vorfeld der konsortialen Arbeit 2007 2008 sowie ausf hrlicher auf deren Weiterentwicklung in der Projektlaufzeit 2009 2012 eingegangen F rderprogramm E Energy 22 Abschlussbericht E DeMa A Management Entwicklung der gesetzlichen Rahmenbedingungen vor dem Projektstart 2007 2008 Die erste Stufe der Liberalisierung des Messwesens im deutschen Energiewirtschaftsrecht begann mit der Novellierung des Energiewirtschaftsgesetzes EnWG im Jahr 2005 bzw mit der Aufnahme des 21b in das EnWG Der wesentliche Unterschied zum Vorg ngergesetz hinsichtlich der Regeln zum Messwesen bestand in der Liberalisierung des Messstellenbetriebs sowie der Messdienstleistung d h qualifizierte Dritte waren grunds tzlich berechtigt die entsprechenden Dienstleistungen im Wettbe werb anzubieten In der Praxis entstand jedoch in den unmittelbaren Folgejahren zun chst keine we sentliche Bewegung im Markt f r Messstellenbetrieb und Messdienstleistung In dieser zweiten Stufe der Liberalisierung des Messwesens 2008 in der die Vorgaben der EU Richt linie Energieeffizienz und Energiedienstleistungen sowie das 3 EU Binnenmarktpaket in deutsches Recht umgesetzt wurde wurde der f r das Messwesen zentrale 21 b EnW
490. nd IKT zu E Energy bildete die Grundlage f r das technische Projektziel des Projektkonsortiums den E Energy Marktplatz 2020 Stromkunden Prosumer wurden auf einem offenen elektronischen Marktplatz mittels IKT Gateways mit Energieh ndlern Verteilnetzbetreibern und weiteren Akteuren innerhalb einer Modellregion im Rhein Ruhr Gebiet verbunden wodurch sich neue Gesch ftsmodelle f r eine aktivere Marktteilnahme der Akteure ergeben Durch die systemische Entwicklungsarbeit des Projektkonsortiums wurden Aspekte der Netzbetriebsf hrung Inhouse An wendungen zeitnahe Verbrauchsdatenerfassung und bereitstellung ber cksichtigt und es wurde ein innovatives Modell f r die intelligente Integration der Akteure im Markt f r elektrische Energie entwi ckelt um den zuk nftigen Anspr chen der dezentralen Einspeiser in einem st rker fragmentierten Markt begegnen zu k nnen Dieser E Energy Marktplatz wurde im Rhein Ruhr Gebiet in einem gro angelegten Modellversuch demonstriert und evaluiert Der vorliegende Abschlussbericht fasst die Ergebnisse der vierj hrigen Entwicklungsarbeit des E DeMa Konsortiums zusammen Er gliedert sich dabei in einen Managementteil A und einen Berichts teil B der die erzielten technisch wissenschaftlichen Ergebnisse des Vorhabens detailliert wiedergibt Im Management Teil des E DeMa Abschlussberichts erfolgt eine kurze Darstellung im Sinne eines Sachberichts zu den folgenden Aspekten des F rdervorhabens bzw seiner
491. nd die Komplexit t der Fehleranalyse F r den Marktplatzbetrieb wurde die Rolle des Marktplatzbetreibers Operators geschaffen was sich als absolut notwendig erwiesen hat um das System im Feldversuch betreuen und unterhalten zu k n nen Dieser Operator erh lt beim Einloggen ins System eine umfassende bersicht ber Probleme beim Betrieb des Marktplatzsystems und entsprechendes Werkzeug um die Probleme zu analysieren und zu l sen Der Marktplatzbetreiber kann so au erdem Prozesse berwachen zur cksetzen und starten Ein solcher Prozess der sich im Rahmen des Feldversuchs als unbedingt notwendig erwiesen hat ist beispielsweise die De Registrierung eines neuen Gateways am Marktplatz Ein weiterer wich tiger Prozess im Feldversuch aber auch dar ber hinaus ist der Datenexport denn die Erhebung der Daten und deren zentrale Speicherung am Marktplatz ist nicht Selbstzweck sondern dient perspekti visch der besseren Ausgestaltung der Gesch ftsinteressen dritter an den Marktplatz angebundener Parteien Im Feldversuch stand jedoch zun chst das Forschungsinteresse im Mittelpunkt der Bem hungen d h ausgew hlte Daten zu Forschungszwecken werden pseudonymisiert und an die berechtigten Konsor tialpartner zu Auswertungszwecken verteilt Auch hierzu wurde f r den Operator ein entsprechender Prozess definiert der automatisiert zu gewissen Zeiten abl uft oder manuell angesto en werden kann Auch diese Funktionalit t wird in einer k nftig
492. ndler und Ener gieerzeuger aber auch Hersteller von Anlagen Die erwarteten Projektergebnisse lassen die vorstehend genannten E Energy Markteilnehmer bzw Akteure sowie die IKT Branche allgemein profitieren und haben zus tzlich positive Auswirkungen auf die Volkswirtschaft in Deutschland und die Umwelt Es kann erwartet werden dass mit der Anwendung respektive mit der Weiterentwicklung der im E DeMa Projekt gewonnenen Erkenntnisse Produkt und Dienstleistungsinnovationen sowie neue Marktmo delle verbunden sein werden Hiermit einhergehend kann davon ausgegangen werden dass die An wendung und Fortentwicklung der E DeMa Projektergebnisse positiv zur internationalen Wettbe werbsf higkeit Deutschlands bei IKT basierten Energiesystemen beitragen wird Vorteile f r Volkswirtschaft und Umwelt Erh hung der Versorgungssicherheit durch gro fl chigen Einsatz von IKT in der Elektrizit ts wirtschaft um k nftige Entwicklungen antizipieren zu k nnen Vorreiterrolle im Bereich E Energy in Deutschland Europa mit attraktiven Exportm glichkei ten der Standards Verbesserte organisatorische und regulatorische Rahmenbedingungen im Energiesektor in Deutschland e Schaffung zus tzlicher Anreize f r dezentrale EEG Erzeugereinheiten zur Einspeisung von Elektrizit t in das Netz durch die Integration dezentraler Erzeugereinheiten Flexibleres Elektrizit tsangebot Entwicklung neuer umfassender Gesch ftsmodelle f r alle Partner durch
493. ndlungsbedarf und TU Dortmund elektrischer Energie Mann Roadmap heim E Energy Project E DeMa 18 Mai S Kreutz TU Dort IEA DSM Task XVII Workshop 2011 mund Valbonne Frankreich Neue Konzepte dezentral vernetzter 18 Mai Prof Dr M Las smart meter smart grid Energiesysteme Bestandsaufnahme 2011 kovvski RVVE smart energy 2 0 figavva Es und Ausblick sen Smart Grids Die Zukunft der Netze 24 Mai 2011 Prof Dr Rehtanz Fachtagung Firma Diehl He und des Gesamtsystems der elektri TU Dortmund mer schen Energieversorgung Introduction of System Service Mecha Juni 2011 A Ebert Siemens Poster Session bei CIRED 2011 nisms for DNOs in Frankfurt Main A Plug amp Play concept for IEC 61850 in a Juni 2011 K Eger Siemens 21st nternational Conference Smart Grid and Exhibition on Electricity Distribution CIRED 2011 Frankfurt Netzst tzung und Systemdienstleis 07 luni Prof Dr Rehtanz DLR Fachtagung Versor tung durch dezentrale Erzeuger und 2011 TU Dortmund gungssicherheit im Stromsek Lasten tor Stuttgart Die Stromnetze in NRW vor dem Hin 16 Juni Prof Dr Rehtanz Lenkungskreis Netzwerk Kraft tergrund europ ischer Anforderungen 2011 TU Dortmund werkstechnik D sseldorf Marktpl tze und neue Rollen des 04 05 luli D K nig TU Dort Forum Energieinformations Energiehandels 2011 mund netz der E ON IT Hannover A System Concept of an Energy Infor September Prof Dr Kunold IEEE IDAACS
494. ne bestm gliche Stichprobe zu erhalten Insgesamt wurden drei Musterprodukte f r die IKT GW2 Kunden bei E DeMa definiert Alle IKT GW 2 Kunden erhalten ein IKT Gateway 2 und eine Visualisierung des Tarifes sowie des Verbrauchsverhal ten ber den E DeMa Marktplatz Dem Kunden steht dar ber hinaus ein sogenanntes Home Energy F rderprogramm E Energy 144 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Control User Interface HECUI zur Verf gung auf dem dieser seinen Lastgang verfolgen seine aktu ellen Preisinformationen einsehen und Informationen zu dem aktuellen Zustand seiner Ger te sowie zu historischen Ger teeins tzen erhalten kann Erg nzt wird diese Ausstattung durch den monatlichen Erfolgsnachweis den der Kunde ber den Marktplatz erh lt Bei dem Musterprodukt E DeMa Variabel entsprechen die Tarifstruktur und die Preise f r den Strom bezug des Kunden dem Musterprodukt E DeMa Effizienz f r IKT GW1 Kunden Die Tarifierung erfolgt auf Tagesbasis d h die Preise f r die Tarifzeiten werden t glich angepasst Da der Kunde mit einem IKT GW2 ausgestattet ist kann er die ihm zur Verf gung gestellte Wei e Ware zwecks Stromkosten optimierung ber das IKT GW2 automatisch inhouse d h ohne Zugriff von au en durch den Aggrega tor ansteuern lassen Die Bereithaltung der Wei en Ware das gew hlte Programm sowie die sp teste Endzeit werden an das IKT GW2 bermittelt und dieses bestimmt aufgrund des f r de
495. nen Modelle und die der anderen Partner auf einer zentralen Ausf hrungsplattform zu nutzen Die Simu lation basiert auf der ereignisbasierten diskreten Simulationsumgebung OMNeT welche die Grund lage der durchzuf hrenden Simulationen bildet und sowohl Basiskomponenten f r die Kommunikation bereitstellt als auch eine Entwicklungsumgebung zur Modellierung der zu untersuchenden Techniken 60 Neben dem E DeMa Netzleitsystem vgl hierzu u a die Ausf hrungen in 2 1 8 ist in der Abbildung ein Aggregator Leitsystem AGG_LS vorgesehen Dies stellt eine f r die Realisierung der Konzepte und insbesondere das Gesch ftsmodell des Aggregators notwendige Komponente dar die u a in 2 3 5 beschrieben wird F rderprogramm E Energy 136 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse bietet Weiterhin wird die Verkn pfung und Bedienung mit der verteilten Simulationsumgebung auf gezeigt Die Web Oberfl che der verteilten Simulationsumgebung stellt das zentrale Tool zur Generie rung verschiedener Szenarien dar Hierzu meldet sich der Benutzer auf der Web Oberfl che an und hat anschlie end die M glichkeit neue Modelle in die verteilte Simulationsumgebung hochzuladen vorhandene Modelle zu administrieren sowie neue Simulationsszenarien zu generieren Eine Anlei tung zur Bedienung der Simulationsumgebung wurde seitens des Konsortiums erstellt und geeignet dokumentiert Funktechnologien Die Modellierung der Funktechnologien im
496. nen wie z B die Provisionierung der AMIS Z hler und die Z hlerrohdatenverarbeitung als auch VNB Funktionen wie die Plausibilisierung und Ersatzwertbildung Es stellt die Intervalldaten ber eine JMS basierte Schnitt stelle t glich f r den Markplatz bereit und bietet eine Schnittstelle f r den Tarif und Lieferantenwech selprozess Bei RWE in der Teilmodellregion M lheim kommt als Z hlertechnologie MUC EHZ zum Einsatz Die Rolle des MSB MDL ZDMs wird hier von eCount eCollect bernommen Um im Modellversuch auch eine dezidierte VNB Auspr gung eines ZDMs zeigen und die EDIFACT basierte Marktkommunikation zwischen ZDMs unterschiedlicher Marktrollen demonstrieren zu k nnen wurde in der Teilmodellre gion M lheim ein Setup mit einem Parallelbetrieb von eCount und EnereylP als VNB ZDM gew hlt Die Z hlerdaten von 50 der Z hler in M lheim werden direkt von eCount weiterverarbeitet der Plausi bilisierung und Ersatzwertbildung innerhalb von eCount zugef hrt und schlie lich ber einen Markt platzadapter an den Marktplatz bereitgestellt Der Marktplatzadapter bildet dabei die MSCONS ba sierte Marktkommunikation auf die JMS basierte Marktplatzschnittstelle ab Die Z hlerdaten der an deren 50 der Modellversuchsteilnehmer in M lheim werden von eCount mittels standardisierter Marktkommunikation MSCONS Nachrichten an das Marktgateway B2B by Practice der Next Level Integration GmbH geschickt das diese in eine VNB Auspr gung von EnergylP imp
497. nergy 231 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse eHZ MUC in M lheim AMIS in Krefeld sowie die Anbindung der Visualisierung Bei Kunden mit Automatisierungsausstattung sind neben dem intelligenten Messsystem das IKT GW2 und die anzu steuernde Wei e Ware Waschmaschine und W schetrockner oder Geschirrsp lmaschine und bei insgesamt 13 Kunden die die uKWK Anlage einzubringen Der Aufbau und die Integration der E DeMa Ger te in beiden Modellregionen sowie die Ert chtigung der Haushalte mit Kommunikationsinfrastruktur zeigten sich in der Regel als Individuall sungen Ort des Z hlerplatzes Aufbau und Ausf hrung des Z hlerschranks sowie zu berbr ckende Inhouse Stre cke sind von Liegenschaft zu Liegenschaft unterschiedlich Eine technische Vorab Pr fung der Bedin gungen des Haushaltes GPRS Empfang und Inhouse Kommunikationsstrecke vom Z hlerplatz zum Kundennetzwerk waren zur Ert chtigung von Haushalten unumg nglich So schieden eine Reihe von Testhaushalten bei der Vorabpr fung aus dem Feldversuch aus da technische Anforderungen nicht erf llt werden konnten Wesentliche Gr nde hierf r waren GPRS Erreichbarkeit des Gateways nicht gegeben Beispiel Z hlerschr nke befanden sich in einer Tiefgarage Konnektivit t zwischen Z hlerschrank und Wohneinheit ber BPLC nicht herstellbar D mp fungs Reflexionsproblematik der Haus Installation kein Hutschienenplatz im Z hlerschrank vorhanden us
498. ng orientieren und ihren Stromverbrauch entsprechend optimieren Im Rahmen dieser Annahme kam daher der Entwicklung eines entsprechenden Instrumentariums welches es den Teil 73 reiner Arbeitspreis ohne gesetzliche und sonstige Zuschl ge F rderprogramm E Energy 148 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse nehmern erlauben sollte sowohl ihre tats chlichen Verbr uche und deren tarifliche Bewertung einzu sehen als auch mit wenigstens 18h Vorlauf etwaige neue Preise wahrnehmen zu k nnen eine gro e Bedeutung zu Die zentrale Rolle einer direkten Visualisierung der Verbr uche und Musterprodukte ber m glichst alle beteiligten Sparten f r die Teilnehmer im E DeMa Feldversuch war bereits in der Vorhabensbeschreibung angelegt worden da zus tzlich die Hypothese bestand dass sich das Verhal ten der Verbraucher vor allem auch durch eine verbesserte Verbrauchs Transparenz beeinflussen l sst Demzufolge ist die Entwicklung und Bereitstellung von Visualisierungsl sungen ein zentraler Be standteil von E DeMa bzw des Feldversuchs Dabei wird die Philosophie verfolgt dass auf einem ge sonderten Anzeigeger t Display die aktuellen handlungsmotivierenden Informationen dargestellt werden w hrend auf dem Marktplatz s u vor allem die historischen Daten und deren Analyse ein zusehen sind Entsprechend der sehr unterschiedlichen technischen Auspr gungen der Haushalte und deren Zielsetzungen Basis L sung manuelle V
499. ng der Mobilfunkkommunikation aus da die Herausforderung zur Beschrei bung der physikalischen Ausbreitungscharakteristiken f r den zuvor genannten Anwendungsfall in der zus tzlichen D mpfung und Reflexion bedingt durch die Au en und Innenw nde der Geb ude be steht Im Allgemeinen sind im Bereich der Planung und Optimierung von Kommunikationsnetzen di verse Methoden zur Bestimmung der Eigenschaften von Funkkan len bekannt die die wesentlichen physikalischen Effekte ber cksichtigen Der zun chst durchgef hrte Systementwurf der Modellbildung f r die Funktechnologien wurde im zweiten Schritt durch die Modellierung mittels geeigneter analyti scher Kanalmodelle realisiert wobei insbesondere auf die Eignung der beschriebenen Modelle f r den zuvor genannten Anwendungsfall diskutiert wurde Zugangstechnologien Kabel F r die Modellierung von DSL wurden die aktuell in Deutschland ver wendeten DSL Technologien ADSL ADSL2 und VDSL2 ber cksichtigt Grundlegende Verfahren wie zum Beispiel UPBO DPBO und PSD Shaping bilden die Grundlage der Simulation und erm glichen die einfache Erweiterung durch zuk nftige Standards Die Simulation ermittelt welche DSL Technologie f r das Betreiben von Smart Metering und Demand Side Management im Zugangsnetz am besten ge eignet ist Durch die exemplarische Implementation Konfiguration der Lastgeneratoren sind Auf schl sse ber den zu erwartenden Datenverkehr und der daraus resultierenden Kanalauslastung
500. ngeboten werden soll diese Unternehmen auf uns zukommen da sie technische Probleme selbst nicht in Griff bekommen Eine erfolgreiche Verwertung der Ergebnisse ist an den Erfolg der OSGi Middleware in Home Gateways gebunden derzeit gibt es kaum einen Zweifel dass dies nicht geschehen wird Einsch tzung der Verwertbarkeit durch die SWK Die Erkenntnisse aus dem E DeMa Projekt sind speziell hinsichtlich der Marketingergebnisse und einer kundenad quaten Produktgestaltung wichtig So sind die E DeMa Befunde in die SWK Aktivit ten zur Visualisierung von Verbrauchsverhalten eingeflossen d h in die Entvvicklung des SVVK Portals Energie Controlling Online ECO Portal Mittels des Portals k nnen SWK Gesch ftskunden wesentliche Energieverbraucher deren Effizienz so wie m gliche Kosten Optimierungspotenziale visualisieren Auch f r eine transparente Energiebe schaffung leistet das ECO Portal einen entscheidenden Beitrag Das ECO Portal der SWK hat im Wettbewerb um den Stadtwerke Award 2013 den dritten Platz er reicht Dieser Erfolg fu t auch auf der E DeMa Erkenntnis dass die Energiewende nicht nur die Ent wicklung von neuen Gesch ftsfeldern und Strategien erfordert sondern auch Ideen wie die Kunden aktiv in die neue Energiewelt einbezogen werden sollen In diesem Sinne arbeitet die SWK kontinuierlich an smarten Produktentwicklungen f r Endkunden vor allem f r Gewerbekunden die auf dem Multimetering Ansatz aufbauen Hier wird de
501. ngsvarianten unterscheiden sich in der technologischen Auspr gungen Funk Kabel PLC etc die wiederum starken Einfluss auf die zu realisierende Kommunikationsinfrastruktur haben Hierbei liegt der Schwerpunkt auf der Realisierung der physikalischen Schnittstellen bzw der verwendeten Technologien Die praktischen Gegebenheiten in den beiden Modellregionen ber cksichtigend wurden m gliche Realisierungsszenarien gezeigt und deren Einsetzbarkeit f r das Szenario 2020 analysiert Im Rahmen der durchgef hrten Leistungsbewer tung der Kommunikationskonzepte wurden die Bereiche Inhouse Netze und Zugangsnetze auf ihre Eignung f r den Anwendungsfall untersucht und Optimierungspotentiale f r zuk nftige Szenarien ab geleitet F r die zuverl ssige Anbindung der Gateways an den E DeMa Marktplatz wurden verschiedene Ver netzungskonzepte diskutiert und im Rahmen des Projektes analysiert Insbesondere die funktechni sche Anbindung der Komponenten die sich meist in den Untergeschossen der Haushalte in Reichweite der Haus und Z hlerinstallation befinden stellt eine besondere Herausforderung aufgrund der zus tz lichen D mpfungscharakteristiken dar Diese erfordert einen Kompromiss zwischen Reichweite bzw Durchdringung und m glicher Dienstg te und Datenraten Die Ergebnisse der Untersuchungen zei gen den Einfluss der Baumaterialen und Installationsorte der Komponenten bei der Verwendung un terschiedlicher Technologien in verschiedenen Frequen
502. nische Realisierung ergeben sich dabei zum einen aus der funkti onellen Perspektive des E DeMa Konzeptes und zum anderen aus technischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingen die die Umsetzbarkeit und Akzeptanz einer technischen L sung sicherstellen sollen 74 Intelliekon Projekt Nachhaltiger Energiekonsum von Haushalten durch intelligente Z hler Kommunikations und Tarifsysteme Ergebnisbericht November 2011 Fraunhofer Institut f r Solare Energiesysteme ISE Herausgeber Gef rdert durch das Bundesministerium f r Bildung und Forschung F rderprogramm E Energy 149 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Visualisierungskonzept Inhalt Verbr uche Zeitreihen Tarifinformationen Meldungen Umfang Detailtiefe Ergonomie Gestaltung im Hinblick auf Verst ndlichkeit Auspr gung und Architektur Auspr gung der inhouse Infrastruktur und Konnektivit t mit IKT GVV1 Fehlertoleranz und Anwenderfreundlichkeit Bedienbarkeit Technische Realisierbarkeit und Produktionskosten Mit Blick auf den Feldversuch ist das seitens des E DeMa Konsortiums bez glich der angestrebten Vi sualisierung im Szenario 2012 entwickelte Verst ndnis strikt funktional gepr gt d h die unbedingt musterproduktseitig geforderten Funktionalit ten standen im Vordergrund der Entwicklungsarbei ten wogegen modernes Design bzw Look and Feel Ergonomie nicht zuletzt aufgrund der budgeta ren Begrenzung
503. nition Systemspezifikation Entwurf Realisierung Verifikation Test Dokumentation Betriebs und Anwenderanleitung Systemintegration Anfor F rderprogramm E Energy 57 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse beteiligte Partner RWE SWK Siemens uu Miele TU Do FHDo Anforderungsdefinition x Systemspezifikation Entwurf Realisierung Verifikation Test Dokumentation Betriebs und Anwenderanleitung Systemintegration Anfor Anforderungsdefinition Systemspezifikation Entwurf Realisierung Verifikation Test Dokumentation Betriebs und Anwenderanleitung Systemintegration Anfor Anforderungsdefinition Systemspezifikation m Entwurf Realisierung Verifikation Test Dokumentation Betriebs und Anwenderanleitung Aggregator Leitsystem Systemintegration Anfor Anforderungsdefinition Systemspezifikation Entvvurf Realisierung Verifikation Test Dokumentation Betriebs und Anvvenderanleitung Systemintegration Anfor derungsprofil an Feldtest Netz Leitsystem Zielgruppenbeschreibung Spezifikation Produktbausteine Produktentvvicklung Anforderungsprofil an Feldtest Produkt Fahrplan VVirkungsnachvveis Erfolgsnachvveis Musterprodukte Prozessanalyse status quo Prozesssynthese Prozessvalidierung Wirkungsnachweis Gesch fts prozesse F rderprogramm E Energy 58 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse beteiligte Partner RWE SWK Siemens P
504. nschaftliche Ergebnisse Neue E DeMa Prozesse Zur Gruppe der neuen E DeMa Prozesse geh ren Prozesse die f r E DeMa notwendig werden und oftmals eine Interaktion ber das Marktplatzsystem erst erm glichen Sie werden in Tabelle B 8 zu sammengefasst Tabelle B 8 Neue E DeMa Prozesse Nr Prozessbezeichnung Akkreditierung eines PuG Kunden am E Energy Marktplatz Akkreditierung eines Businesskunden am E Energy Marktplatz Gatewayeinbau wechsel 3 2 Die obige Tabelle zeigt in welchen Bereichen durch die Einf hrung des Marktplatz Systems Ver nde rungen zu erwarten sind Zun chst ist es notwendig dass die B2B und B2C Teilnehmer sich an dem neuen System akkreditieren k nnen Daneben ist sicherzustellen dass die vor Ort Technik sofern diese ver ndert wird immer korrekt dokumentiert wird da nur dann sicherzustellen ist dass die zwi schen dem Marktplatz und dem Gateway auszutauschenden Daten Preisprofile etc die richtigen Adressaten auch erreichen Sodann wird eine Reihe von neuen Prozessen ben tigt um die zentrale Anwendung von E DeMa die externe Steuerung von Haushaltsger ten und k nftig auch sonstigen Ver brauchern zu erm glichen Dar ber hinaus muss unter Ber cksichtigung der k nftig deutlich komple xeren Strom Produkte eine Abrechnung erstellt werden und es bedarf einer Reihe von Verwaltungs prozessen die die Interaktion der Nutzer mit dem System betreffen 2 1 3 Automatisierung
505. nsortiums detailliert beschrieben und in ihren not wendigen technischen Voraussetzungen dargestellt worden Zudem wurden die Handlungsoptionen der Endkunden sowie der Nutzen und die Motivation der Anbieter der Produktbausteine sowie der Netzbetreiber analysiert Darauf basierend wurden die Abwicklung der Produktbausteine nur kunden relevante Abl ufe und die Datenmodellierung erl utert Ebenso sind die spezifischen f r den jeweils aufgef hrten Musterproduktbaustein erforderlichen Abrechnungsdaten beschrieben worden Das Konsortium ist dabei davon ausgegangen dass in der Abrechnung eines Lieferanten bzw Aggre gators gg Endkunden zus tzlich zu den Preisen der einzelnen Produktbausteine je nach Vertragsan gebot auch noch ein fester Grundpreis pro Monat Preisbestandteil sein kann Die Abrechnung eines fixen Grundpreises ist generell bei jedem Musterprodukt m glich muss aber nicht in jedem Fall zwi schen Lieferanten bzw Aggregatoren und Endkunden vertraglich vereinbart sein Dar ber hinaus ist darauf hinzuweisen dass flexible Produktbausteine wie sie seitens E DeMa entwi ckelt wurden f r Lieferanten nur dann wertsch pfend sind wenn nicht die heute blicherweise ver wendeten Standardlastprofilverfahren zur Anwendung kommen sondern der tats chliche Lastverlauf des Einzelkunden oder ein an seine Abnahmeverh ltnisse gen gend angepasstes Lastprofil zur Abrech nung verwendet werden kann 2 1 1 2 Musterproduktbausteine B2B Di
506. nstellung 23 a a A 17 2 Voraussetzungen unter denen das Vorhaben durchgef hrt vvurde 20 2 1 Entwicklung und Stand der IKT Technologien 20 2 2 Entwicklungen der gesetzlichen Rahmenbedingungen unter denen das Projekt entwickelt und durchgef hrt wurde 22 3 Planung und Ablauf des Vorhabens s 3888882232 ennennsnennennnn 27 4 Wissenschaftlicher und technischer Stand an den angekn pft wurde 35 5 Zusammenarbeit mit anderen Stellen 2 39 6 Darstellung des voraussichtlichen Nutzens insbesondere der Verwertbarkeit des Ergebnisses un ns ie een IRRE EI 43 7 Bekannt gevvordener Fortschritt auf dem Gebiet des Vorhabens bei anderen Stellen w hrend der Durchf hrung des Vorhabens 48 B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse des Vorhabens 56 1 Das Konzept E DeMa 2 222 22a 60 1 1 Einleitung und Motivation 63 1 2 nn 2 ERBE Ra 66 1 3 Zu den Rollen und Funktionen use ae 71 1 4 Marktplatzorganisation s sss 8 s sss 3332338382 77 1 5 Der Marktplatzbetrieb 2 nennen a a 81 1 6
507. ntersuchungen zur Bewertung der Netzvertr glichkeit und des System verhaltens durchgef hrt Automatisierungsstruktur in dezentralen Energieversorgungssystemen mit stochastisch fluk tuierendem Energieangebot Software to Design Autonomous Power Supply Systems Based on Renewable Energies with a Mathematic Optimisation Algorithm Tool e Qualification of Control Methods for Wind Energy Converters by Output Power Quality Das Fachgebiet Elektrische Anlagen und Netze EAN der Universit t Duisburg Essen besch ftigt sich mit Analyse Messung Simulation Betrieb und Regelung sowohl von gro en Verbundnetzen als auch von dezentralen lokalen Energieversorgungsnetzen auch mit Kraft W rmekopplung Zu den aktuellen Forschungsgebieten geh rt die Netzeinbindung regenerativer und innovativer Energiequellen die in telligente Netzbetriebsf hrung unter Einschluss von Energie und Lastmanagement sowie die Optimie rung u a mit Methoden der Computational Intelligence Das Fachgebiet Energietransport und speicherung k mmert sich um Fragen der Hochspannungstech nik Hochstromtechnik und der Elektromagnetischen Vertr glichkeit Neben der Auslegung energie technischer Einrichtungen wie Energiekabel und Wandler werden L sungen f r deren Monitoring ent wickelt Seit vielen Jahren ist der Lehrstuhl im Bereich der Powerline Communications d h der Symbi ose aus Energie und Informationstechnik engagiert In dieses Umfeld fallen Beteiligungen an dem e
508. nusuuunununununununununununnununununmunuuumuuum 1 bedingungen 2 DEA Standortdaten auunusunununnununnununununnununnununununuunununununuuunununl nmanunnununnunmunuanu B Abbildung B 29 Konzept der Modellierung von Prosumern und dezentralen Energieerzeugungsanla gen 2 2 3 Simulation des Netzbetriebs Die Simulation des Netzbetriebs sieht vor dass ber eine interaktive Bedienoberfl che Simulationen der Netzsituation sowohl im gegenw rtigen Zustand im Szenario 2012 als auch prospektiv f r das Szenario 2020 durchgef hrt werden k nnen Die Simulationsumgebung soll dabei im Kern auf einem detaillierten Netzmodell basieren welches die relevanten Netzteile Mittel und Niederspannung je weils in M lheim und Krefeld realistisch abbildet und damit entsprechende Studien im Hinblick auf den Lastzustand z B als Reaktion auf gegebene Anreize als auch bez glich sich ergebender innovati ver Betriebsfunktionen z B Monitoring von Ortsnetztransformatoren erm glicht Um eine m glichst getreue Simulation des realen Betriebsverhaltens zu erreichen sieht das realisierte Konzept vor dass zun chst die relevanten Netzteile auf Basis der von den Netzbetreibern verf gbar gemachten Daten Betriebsmitteldaten Topologie abgebildet werden Danach sollen an den Lastan schlusspunkten jeweils Modelle hinterlegt werden welche das Lastverhalten der Kunden und die Ver nderun
509. o logien werden simuliert um hier Datenraten zu ermitteln die eine BPLC Verbindung mindestens be reitstellen muss um das Datenaufkommen bew ltigen zu k nnen hinzu kommt die Bestimmung von Latenzzeiten die f r kritische Daten zu erwarten sind F r die Auswahl der zu modellierenden Power line Technologien wurde ein Mix aus aktuellen und k nftigen Varianten gew hlt Im Inhouse Bereich liegt der Fokus systembedingt auf breitbandigen PLC Technologien wobei Ans tze aus verschiedenen Standardisierungs Vorhaben und mit verschiedenen Kanalzugriffmechanismen ausgew hlt wurden Im Access Bereich kommen sowohl schmalbandige als auch breitbandige Technologien zum Einsatz wobei hier der Fokus auf dem f r das Fernauslesen der Verbrauchsz hler verwendetem Schmalband PLC liegt das Kanalzugriffsverfahren ist bis auf PRIME zumeist als TDMA realisiert Zugangstechnologien Funk Die Modellierung der Funktechnologien im Accessbereich stellt durch die beschriebenen Anwendungsf lle eine besondere Herausforderung dar Es ergeben sich zus tzliche Anforderungen an die diskutierten Funktechnologien da die anzubindenden Komponenten wie Smart Meter IKT Gateway oder Datenkonzentrator sich entweder innerhalb der Geb ude oder sogar im Kellergeschoss der Haushalte befinden k nnen Hierzu wurden verschieden Installationsszenarien der Inhouse Komponenten f r die Weitverkehrsmodeliierung spezifiziert Dieser Umstand wirkt sich erschwerend f r die Planu
510. och die Beantwortung von z B Koexis tenzfragen in kleinen Szenarien Hierbei spielen insbesondere die Wechselwirkungen der neuen Sys teme auf vorhandene Bestandssysteme eine entscheidende Rolle die im Rahmen des Projektes durch Koexistenzmessungen von Schmalband und Breitband PLC Systemen in Zugangs und Inhouse Netzen untersucht und publiziert wurden 2 3 Realisierung des Konzepts Szenario 2012 Der Idee des Projekt Trichters entsprechend hat das Konsortium im folgenden Schritt die Ergebnisse und Erkenntnisse die im Rahmen des Szenarios 2020 ebenso wie bei der Erstellung der Simulationen gewonnen worden sind eingesetzt um mit Blick auf den durchzuf hrenden Feldversuch zu entschei den welche Funktionen tats chlich implementiert und unter realen Bedingungen getestet werden sol len Die insofern weiter entwickelten Ans tze werden im Folgenden gesamthaft als Szenario 2012 bezeichnet Auch bez glich des Szenarios 2012 stand zun chst wieder die Frage im Fokus welche Interaktion der Endkunden mit den E DeMa Systemen im Rahmen des Feldversuchs angestrebt wurde mithin welche Produkte Informationen und Anreize auf die Teilnehmer wirken sollen vgl die folgen den Abschnitte 2 3 1 Musterprodukte und 2 3 2 Visualisierungsl sungen Daneben wurden f r das Szenario 2012 die technischen L sungen weiterentwickelt und in Produktivsystemen implemen tiert die zur technischen Darstellung des Feldversuchs b
511. oder zu nutzen ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an die zur Verf gung zu stellenden Daten Ist es lediglich das Ziel des Aggregators seinen eigenen oder dritte Bilanzkreise im untert gigen Aus gleich von Abweichungen zu unterst tzen so ist eine Datenfrequenz von 15 min hinreichend wobei Daten dieser Frequenz grds pro kontrahiertem Z hlpunkt Erzeugungsanlage zur Verf gung stehen sollten D h die mit dem IKT Gateway verbundenen Z hler m ssen Messwerte in der geforderten Fre quenz zur Verf gung stellen k nnen um nachvollziehbar zu machen inwieweit der einzelne Prosumer einer Anforderung Folge geleistet hat und die erbrachten Dienstleistungen so abrechenbar zu machen Sinnvoll erscheint es auch jedenfalls f r den Feldversuch die Z hler und IKT Gateways so zu gestal ten dass ex post feststellbar ist ob Schaltoperationen resp Flexibilit tsanforderungen ihr Ziel erreicht haben Beabsichtigt der Aggregator in bereits heute existierenden regulierten Reservem rkten zu agieren Minutenreserve etc so werden die Daten pro Z hlpunkt Erzeugungsanlage in h herer Frequenz ggf min tlich ben tigt D h die mit dem IKT Gateway verbundenen Z hler m ssen Messwerte in der ge forderten Frequenz erzeugen k nnen Dar ber hinaus unterscheidet sich der weitere Vorgang jedoch nicht von der obigen Schilderung da sich im Wesentlichen dieselben Fragen der Abrechenbarkeit etc stellen Zu beachten ist die die Anforderungen an d
512. oexistence Analysis of Access and In M rz 2012 C M ller TU Dort 16th IEEE International Sym door Povverline Communication Sys mund posium on Povver Line Com tems for Smart Grid ICT Netvvorks munications and Its Applica tions ISPLC Peking China Erste Ergebnisse aus dem E Energy Prof Dr M Las ZzmfokuS Marien feld Projekt E DeMa kowski RWE Wie der Verbraucher das Internet der 13 Noveme Prof Dr M Las RWE Vertrieb AG Dortmund Dinge mitgestaltet Erfahrungen aus ber 2012 kowski RWE dem Projekt E DeMa Treffen Begleitforschung 20 Novem Prof Dr M Las Treffen Begleitforschung ber 2012 kowski RWE Dortmund F rderprogramm E Energy 339 Titel Thema Smart City das intelligente Netz in der Stadt Verteilte Architektur f r eine ausglei chende Aggregati on von Verbrauch und Erzeugung von Energie in Privat haushalten Smart Grids The future challenges for distribution grids Results of the E DeMa Smart Grid project Entwicklung und Demonstration de zentral vernetzter Energiesysteme hin zum E Energy Marktplatz der Zukunft Abschlussbericht E DeMa Anhang 22 Novem ber 2012 23 Novem ber 2012 15 16 De zember 2012 06 Juli 2010 Prof Dr M Las kowski RWE K Henneb hle FH Dortmund Prof Dr M Las kowski RWE J Funck SWK F rderprogramm E Energy Veranstaltung Smart Energy 2012 Dortmund Smart Energy 2012 Dortmund Malm Schweden Sitzung
513. offen ob die Funktionsbaugruppen Stromz hler und IKT GW1 in einem Geh use integriert oder in getrennten Geh usen aufgebaut werden Damit wird den Auspr gungen am Markt Rechnung getragen auf dem heute bereits hnliche L sungen sowohl integriert als auch getrennt erh ltlich sind F r eine integrierte L sung sprechen da bei installationstechnische Gr nde so wird eine integrierte L sung wesentlich einfacher in einen Z h lerplatz einzubauen sein und bei entsprechender Integrationsdichte weniger Platz in Anspruch neh men F r eine getrennte L sung spricht eine bessere Update und Upgrade F higkeit des Gateways die z B durch Entwicklungen im Zusammenhang mit Datenschutz und Datensicherheit siehe BSI Schutzprofil eine gro e Bedeutung gewonnen hat 2 1 5 2 IKT GW2 Dar ber hinaus wurde im Rahmen des E DeMa Projekts ein weiteres Gateway konzipiert und im wei teren Vorgehen auch im Feldversuch erprobt das sich an der Informations und Kommunikations schnittstelle zwischen den vorhandenen Inhouse Kommunikationsnetzwerk und komponenten so wie extern steuernden und verwaltenden Systemkomponenten befindet IKT GW2 Dieses IKT GW2 wird seitens E DeMa als integraler Bestandteil eines k nftigen Smart Home Netzwerkes verstanden und ist daher immer in ein bestehendes Kundennetzwerk einzubinden Seine Hauptaufgabe besteht darin Kommunikation und Steuerungseingriffe zu erm glichen die weit ber die M glichkeiten des Messsy
514. ollst ndige Anwendung der B2B Musterprodukte hat insofern nicht stattgefunden Dieser Umstand ist aus Sicht von E DeMa jedoch kein Mangel da sich die relevanten Eingangsgr en f r den B2B Bereich die sich aus dem Haushaltskundenverhalten ergeben und dar ber hinaus im Wesentlichen durch die T tigkeiten des Aggregators gepr gt werden rechne risch ermitteln lassen gt Simulationen 2 1 2 Gesch ftsprozesse und Marktkommunikation in der E DeMa Welt Ausgehend von den fundamentalen Use Cases und den auf diesen beruhenden Musterproduktkatalo gen hat das E DeMa Konsortium eine vollst ndige Beschreibung der Marktmechanismen innerhalb von E DeMa erstellt Hierbei ist der E DeMa Marktplatz und die hier ben tigte Prozessumgebung in die bereits bekannten Gesch ftsprozesse laut GPKE die mit der Belieferung elektrischer Energie zu sammenh ngen einbezogen worden Zus tzlich sind neue Prozesse die f r eine erfolgreiche Umset zung von E DeMa ben tigt werden entwickelt und beschrieben worden Grunds tzlich und mit Blick auf die Prozesse die zur Abwicklung des Feldversuchs in der Modellregion ben tigt wurden ist seitens des Konsortiums die Weiterf hrung der bereits existierenden Prozesse der realen Welt unterstellt worden Durch die Einf hrung des Marktplatzsystems mit seiner zentralen Datenhaltung lassen sich eine Reihe der Gesch ftsprozesse insbesondere solche mit mehr als 2 betei ligten Akteuren vereinfachen mindestens jedoch beschl
515. on Ziel Hardware und Software vorge nommen und das Systemverhalten unter nahezu realen Bedingungen untersucht werden Hierzu wur den umfassende Testabl ufe spezifiziert welche jeden Bereich des Systemverhaltens abdecken und eine zuverl ssige Reproduktion von Systemzust nden erm glichen Im Testcenter Duisburg wurden die verschiedenen Komponenten der einzelnen Projektpartner einschlie lich einer uKWK Anlage der Firma Viessmann erstmals vollst ndig zusammengef hrt Im Testcenter Duisburg und im Pr ffeld der FH Dortmund wurden alle Systeme des Kundenhaushaltes auf ihre Interoperabilit t getestet Aufgrund der realit tsnahen Struktur bei gleichzeitig umfassenden Analysem glichkeiten konnten somit verschiedene Systemverhalten herbeigef hrt untersucht und bei Optimierungsbedarf mit dem jeweiligen Projektpartner diskutiert werden Somit lie sich bereits vor Beginn der Feldversuchsphase eine sehr hohe Stabilit t innerhalb des Gesamtsystems erreichen Diese Testprozedur wurde vor und w hrend dem Betrieb der Modellregion auf jedes Release der Con troller Software angewendet um eine stetig steigende Qualit t des Gesamtsystems zu gew hrleisten Fehlfunktionen im Systemverhalten wurden unter Verwendung von Analysewerkzeugen Netzwerk Tracer Software Logging identifiziert untersucht und innerhalb eines Defekt Management Systems dokumentiert Den Projektpartnern wurde jeweils ein Online Zugang zu diesem System zur Verf gung F rderprogram
516. on einem expliziten Kundenwunsch abh ngig gemacht in der Teilmodellregion Krefeld erhielten dementsprechend alle Kunden die einen entsprechenden Auslieferungstermin vereinbarten ein Display F rderprogramm E Energy 220 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse GW1 ein modifizierter MUC Controller Multi Utility Communication verwendet An diesen ist ber eine serielle Verbindung physikalische Schnittstelle P1 1 ein eHZ EDL21 Stromz hler angeschlossen Zus tzlich ist ein Einspeisez hler angebunden falls der Prosumer ber eine uKWK Anlage verf gt Das IKT GW1 bermittelt die gemessenen Daten ber die Schnittstelle P2 an die E DeMa Backendsysteme Die Schnittstelle P2 wird ber eine GPRS Mobilfunkverbindung realisiert P8 1 mas IKT Gateway 1 m a en P1 1 P2 zum P1 2 Stromzahler Einspeise eHZ EDL21 z hler Abbildung B 85 Auspr gungen der Inhouse Kommunikationsinfrastruktur in der Modellregion M l heima d R Die physikalische Schnittstelle P8 1 verbindet entweder das IKT GW2 oder das individuelle Kunden Display mit dem IKT GW1 Die Kunden die nur ber Ausstattung mit einem intelligenten Messsystem Smart Meter verf gen erhielten in M lheim zum Zweck der Visualisierung einen Tablet PC der ber eine BPLC Breitband Powerline Communication WLAN Verbindung die Informationen direkt vom IKT GW1 bezieht Dadurch dass die Daten den Inhouse Bereich nicht verla
517. onsortialen Arbeit hin zur Durchf hrung des Feldver suchs Bereits aus diesen Arbeiten konnten wichtige Erkenntnisse im Hinblick auf eine realistische Ein sch tzung der Umsetzbarkeit des E DeMa Konzeptes f r das Szenario 2020 gewonnen werden Die Auswertung des Feldversuchs wird im Kapitel 4 beschrieben Dieses Kapitel beschreibt die Haupt befunde und Erkenntnisse die aus der energiewirtschaftlichen Auswertung der Daten aus dem Feld versuch und einer Befragung der teilnehmenden Kunden am Feldversuch gewonnen wurden Weiter hin werden die Ergebnisse der Netzsimulation entlang des Feldversuchs sowie die Befunde und Er kenntnisse bzgl des Z hlerdatenmanagements und der bereitzustellenden Informationen in einer E DeMa Welt aufgezeigt Der technisch wissenschaftliche Bericht schlie t mit einem Res mee ab in dem die wesentlichen Er kenntnisse die im Laufe der Projektdurchf hrung und im Feldtest gewonnen werden konnten zusam menfassend wiedergegeben sind F rderprogramm E Energy 16 Abschlussbericht E DeMa A Management A Management 1 Aufgabenstellung Das bergeordnete Projektziel bestand in der Schaffung eines schnittstellenoffenen elektronischen E Energy Marktplatzes durch die Verkn pfung der Bereiche IKT und Energie f r die langfristige Weiter entwicklung der Energiem rkte Der Marktplatz sollte die Voraussetzung zur aktiven Partizipation aller Akteure schaffen welches anhand einer Modellregion demonstriert sowie eva
518. onsortiums mit den folgenden Unternehmungen und Institutionen zu nennen wobei hier zun chst nur die wich tigsten und f r die weitere inhaltliche Arbeit bedeutsamsten genannt werden E Eneroy Begleitforschung Mit der E Energy Begleitforschung vvurde im Rahmen von Telefonkonferenzen Treffen vor Ort oder Kongressen ein intensiver Austausch von Informationen betrieben Ziel dieses Austau sches war es neben der Stillung des gegenseitigen Informationsbed rfnisses neue Erkennt nisse und auch Schwierigkeiten zu diskutieren und die erreichten Meilensteine gegenseitig ab zugleichen Dabei hat sich das Projekt in allen Fachgruppen die seitens der Begleitforschung eingerichtet wurden engagiert e Fachgruppe Interoperabilit t Fachgruppe Marktentfaltung Fachgruppe Evaluation Fachgruppe Rechtsrahmen Fachgruppe Systemarchitektur Fachgruppe Elektromobilit t ber die Fachgruppenarbeit in der Begleitforschung bestand zudem ein reger Austausch zu den anderen f nf E Energy Modellregionen BMWi Netzplattform Die Projektleiter aller E Energy Projekte sind fester Bestandteil der BMWi Netzplattform Smart Meter Smart Grids deren Teilnehmer die rechtlichen Grundlagen f r eine EnVVG Ge setzesnovelle erarbeitet BSI Mit dem Bundesamt f r Sicherheit in der Informationstechnik sind w hrend der Projektlaufzeit mehrfach Informationen ausgstauscht worden diese betrafen vor allem die grunds tzliche Verfasstheit des
519. orderungen ergeben sich aus den konzeptio nellen Vor berlegungen von E DeMa aber auch im Hinblick auf die ben tigte IKT Infrastruktur Zus tz lich werden berlegungen zur Datenbereitstellung und zum Datenschutz rekapituliert welche f r die Durchdringung der Energieversorgung mit IKT von exorbitanter Bedeutung sind und die die konsortiale Arbeit entscheidend gepr gt haben Sodann wendet sich der Bericht den E DeMa Szenarien und Simulationen zur Umsetzung des Konzepts zu Kapitel 2 wobei es die Hauptaufgabe dieses Abschnitts ist zu zeigen wie das Konsortium seine 3 In der Definition des BDEW welche E DeMa f r im Prinzip zutreffend erachtet ist Ein Smart Grid ein Energienetzwerk das das Verbrauchs und Einspeiseverhalten aller Marktteilnehmer die mit ihm verbunden sind integriert Es sichert ein konomisch effizientes nachhaltiges Versorgungssystem mit niedrigen Verlusten und hoher Verf gbarkeit 10 So betont auch ein k rzlich zu Fragen des DSM erschienener THINK Report welcher im Auftrag der Kommission erstellt wurde dass existing pilot studies are mainly focused on the technological issues of demand response whereas our analysis shows that a technology push that disregards contracts would be probably ineffective since it does not guarantee the engagement of consumers S 39 und folgert daraus dass es notwendig sei die die vertragliche und abwicklungstechnische Dimension entsprechender Produkte L sungen st rker
520. ordnung bei Kunden mit mehr als 100 000 kWh Jahr erforderlich 37 Dies gilt bspw f r die Genauigkeitsklasse des eingesetzten Messger ts etc F rderprogramm E Energy 86 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse w ndigen Datenclearing begegnet in dessen Rahmen regelm ig Zuordnungslisten zwischen dem je weiligen VNB und den Lieferanten sowie Messstellenbetreibern Messdienstleistern abgestimmt wer den Mit der Einf hrung eines E DeMa Marktplatzsystems als Dreh und Angelpunkt marktlicher Inter aktionen soll dieser Clearingprozess informationstechnisch konzentriert bedeutend vereinfacht und damit erheblich verk rzt werden Den E DeMa spezifischen Fluss der Bewegungsdaten welcher aus der Einf hrung eines Marktplatzsys tems in eine k nftige Marktumgebung resultiert zeigt bez glich eines PuG Kunden Anschlussnutzer die folgende Abbildung B 10 in der die Messdienstleister ihre vertragsgem erhobenen Messdaten an den Verteilnetzbetreiber zur Plausibilisierung und ggf Ersatzwertbildung Clearing weiterreichen Der VNB bermittelt die mit den Messdienstleistern abgestimmten Zeitreihen sodann an den E Energy Markplatz weiter Von diesem zentralen Datenhalter aus werden diese geclearten Prim rdaten allen berechtigten Akteuren zur Verf gung gestellt Alle GPKE Prozesse die von Kunden aus den unterschiedlichsten Gr nden initiiert werden sollen Aus Einzug Lieferantenwechsel Produktwechsel usw k nn
521. oren Eine neue Marktrolle bzw Funktion ergibt sich aus dem Handel mit Flexibilit ten und der Vermarktung dezentraler Einspeisungen Da es sich in diesen beiden Bereichen um in Relation zum Gesamtmarkt sehr kleine Leistungen handelt sind der m gliche Nutzen und damit der Marktwert einer einzelnen Einspeisung oder Flexibilit t so gering dass sie alleine nicht verk uflich sind Erst durch Aggregation von Energie oder Flexibilit tsangeboten geringer Leistungen zu Portfolien wird eine Vermarktung m glich Die Wertsch pfung in diesem Schritt liegt in der Veredelung dieser Leistungen zu handelbaren Produkten Daher sieht das Konsortium f r den E Energy Marktplatz in der Rolle des Aggregators einen wesentlichen Treiber der Akzeptanz der Marktl sung und der marktkonformen Integration von erneu erbaren Energien Bei der B ndelung von Flexibilit ten soll die M glichkeit bestehen diese an den VNB zu vermarkten Hierbei ist die Lage der Flexibilit t in der Topologie des Netzes von entscheidender Bedeutung so dass ein regionaler Bezug notwendig wird F r eine Vermarktung an andere Marktakteure ist ein regionaler Bezug nicht von Bedeutung so dass hier durch Aggregation gr ere Leistungsflexibilit ten in globaler Sicht erschlossen werden k nnen Eine solche bessere Vermarktbarkeit von EEG Einspeisungen zu erm glichen erscheint aus mindes tens zwei Gr nden sinnvoll 1 Die Aggregation von Kleinerzeugern zu verk uflichen Portfolien wird m
522. ortiert In diesem erfolgt dann u a die Plausibilisierung und Ersatzwertbildung bevor die plausibilisierten Z hlerdaten ber eine JMS basierte Schnittstelle analog wie in Krefeld an den Marktplatz bereitgestellt werden F rderprogramm E Energy 168 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Alle ZDMS in der Modellregion implementieren eine Schnittstelle f r die Netzleitstelle NLS Schnitt stelle zur Abfrage von Lastprofilen die von der Netzleitstelle zur Verbesserung ihrer Lastmodelle ver wendet werden k nnen Au erdem erm glicht diese Schnittstelle die Bereitstellung der Lastprofile f r die weiteren Analyseaufgaben im Rahmen des E DeMa Projekts Dazu holt ein auf dem NLS Rechner laufender Client t glich die Lastprofile und pseudonymisiert die Z hlpunktbezeichnungen mit einer si cheren One Way Hashfunktion spezifisch f r die einzelnen Projektpartner wodurch den Anforderun gen des Datenschutzes Rechnung getragen wird Erst nach dieser Pseudonymisierung werden die Last profile den einzelnen Projektpartnern zur Verf gung gestellt Eine Besonderheit der ZDM Installation in Krefeld ist die Einbindung von Spartenz hlern f r Gas und Wasser womit im Modellversuch auch ein sparten bergreifendes Z hlerdatenmanagement gezeigt wird Zur Weiterverarbeitung von Z hlerdaten zum Rollout und Management einer Z hlerinfrastruktur be n tigen ZDMS als Backend Systeme Stammdaten z B zu den physikalischen Z hlern den
523. ozu insbesondere die aufgebauten Testlabore vgl Abschnitt 3 3 2 genutzt wurden Der erste dieser Integrationstests ber alle Komponenten wurde lokal im Testlabor in Duisburg unter nommen In Erweiterung dieses ersten Tests wurde in einem zweiten Schritt eine Verbindung dieses Testlabors in das RWE IT Netz wo das AGG LS verortet war hergestellt Mit diesem Testaufbau konn ten vor dem Massenrollout des Feldtests viel Erfahrung gesammelt werden Trotz der Verwendung nicht redundanter Hard und Software welche noch keinen Produktstatus ha ben konnte wurde eine relativ hohe Zuverl ssigkeit erreicht W hrend der Inbetriebsetzung zeigten sich jedoch Schw chen des IEC 61850 Protokolls welches wegen seines generischen Ansatzes zus tz lich zur eigentlichen Nutzinformation eine gro e Menge Beschreibungsdaten bertr gt Umgekehrt fehlen wegen der Entwicklung aus der klassischen Schutz und Stationsleittechnik Nachrichtentypen welche z B Zeitreihen abbilden k nnten Ein Tagesfahrplan im Viertelstundenraster ist daher in 96 Einzelwerte aufzul sen zwei davon erforderlich f r jede uKWK brauchen also schon 192 w hrend die erforderlichen 19 Prozessvariablen Messungen und Status berwachungen somit nur 10 davon ausmachen Hier istinfolge der konsortialen Arbeit ein Einbringen der gemachten Erfahrungen in die Gremienarbeit im IEC sinnvoll um das f r die Kommunikation mit den Gateways grunds tzlich sehr gut geeignete F rderprogramm
524. parrun Sparriungeabtal K 00 Spann Sparrunq per Drin 0002 Ptamormi Winkel herecheet 000 ki Wirken V ungiwerkait 2 34 kVAr Birden Bindleistungevedunte 174 X Prozertu Stembelnstung 000 __Proserku Sparrungsabiat R tu w HA 75 PV 3 DW 1948 baal 02 1 1k9 Spannung pet F b Fraser Winkel berechnen 0 0 w 0 0 kw T 0 0 w 0 0 wu A 0 0 a 0 0 A 1252 76 PV 2108 lari yk 077V 4 344 0 0 0 0 v r Oa s 0 0 0 0 var 00 A 00 a 2 Innet Erochen 48 1 200 2 2864 2 FAW 0 0 ww 0 0 v r 0 0 ww 0 0 wa 00 A 0O 00 a 63Pv Aw Landes yk 20 Pv IE 0 0 w 0 0 0 0 w 0 0 wer 00 a Oma O 0 0 a Abbildung B 49 10kV Netzbild des Anschlusses der ONS Wilmendyk78 mit Darstellung der Ergebnisse der Netzberechnung Modellregion Krefeld Ergebnisse der Lastflu berechnung 91 63 kw Myirkleist Wirkleistung von 91 63 kw wirkleistu Wirkleistung nach 77 74 KVAr Blindleist Blindleistung von 80 08 kVAr Blindleist Blindleistung nach 0 76 Phasenw Cosinus Phi von 0 75 Phasenw Cosinus Phi nach 6 95 Strom Strom von 7 04 A Strom Strom nach 0 00 kw Wirkleist Wirkleistungsverluste 2 34 kVAr Blindleisti Blindleistungsverluste 1 74 Prozents Strombelastung 0 00 2 Prozents Spannungsabfall 0 40
525. passive Kunden Halle Kunden Haktive Kunden Abbildung B 108 Verbrauchsverlagerung der E DeMa Basis Kunden je Stunde Es ist deutlich zu erkennen dass die aktiven Kunden ihren Verbrauch mit Ausnahme der Nachmittags stunden 16 17 Uhr aus der Tarifzeit HT in die Tarifzeit NT verschoben haben Gerade am Nachmittag ist das Verhalten der passiven Kunden eher entgegengesetzt Sie verschieben ihren Verbrauch in die teurere Tarifzeit HT Die VV der aktiven Kunden in NT ist relativ konstant Es ist keine besonders hohe VV in die Zeit kurz vor Beginn des Tarifs HT ca 6 Uhr bzw kurz nach Start des Tarifs NT um 21 Uhr erkennbar Die VV f r die E DeMa Effizienz Kunden ist in Abbildung B 109 dargestellt Signifikant ist dort vor allem die hohe VV der aktiven Kunden in den Morgenstunden vor Beginn des HT 6 7 Uhr Hier steigt die VV auf fast 2 an Zudem ist im Vergleich zu dem Produkt E DeMa Basis die VV am Nachmittag deutlich h her Dies liegt vor allem an der teuren Tarifzeit HHT2 Die passiven Kunden reagieren auf diesen Anreiz nicht 2 1 0 1 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Stunde VV bezogen auf GV d Feldtests El passive Kunden Halle Kunden Haktive Kunden Abbildung B 109 Verbrauchsverlagerung der E DeMa Effizienz Kunden je Stunde In Tabelle B 18 ist die produktspezifische VV f r die IKT GW1 Kunden mit den Produkten E DeMa Basis und E DeMa Effizienz zusammengefasst F r beide Pro
526. passiven und aktiven Kunden deutlich ausgepr gt Die aktiven Kunden haben bis zu 11 ihres Verbrauchs in die Tarifzeiten ST und NT verschoben Dar ber hinaus haben sie in jedem Monat mehr Verbrauch aus den teuren Tarifzeiten HHT1 und HHT2 geschoben als die passiven Kunden W hrend die passiven Kunden teil weise sogar ihren Verbrauch in die teure Tarifzeit HHT2 verschieben schaffen es die aktiven Kunden konsequent ber den gesamten Feldversuchszeitraum ihren Verbrauch dort zu senken Auch beim Produkt E DeMa Effizienz sind signifikante Erm dungserscheinungen bei der Verbrauchsverlagerung der aktiven Kunden im Laufe des Feldversuchs nicht erkennbar Die VV der E DeMa Basis Kunden f r die untersuchten Typtage ist Abbildung B 112 zu entnehmen 12 o 5 89 496 0 T 4 R m gt 8 12 Mo Die Do Fr Sa So F inST NT El passive Kunden O aktive Kunden Abbildung B 112 Verbrauchsverlagerung der E DeMa Basis Kunden in NT je Typtag Bei den Ergebnissen sind zwischen den Typtagen keine pr gnanten Unterschiede auszumachen An den Freitagen ist die VV der aktiven Kunden in NT mit knapp unter 8 am geringsten Im Produkt E F rderprogramm E Energy 261 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse DeMa Effizienz hingegen sind deutliche Unterschiede an den Typtagen erkennbar vgl Abbildung B 113 12 m 8 496 096 g 4 rn 2 896
527. pe 2 etigen Such de GK Geseischaft f r Norsumtr Inang K r Osyn Varpai a tn Froityp eines Sys nftig ane ataare Teilnahme am srar ganant vielen ari Niasa Syatam dient mazu die Deka Fmeukta Kundendaten ilast ginge Procukwehl et zu verwalten und s z biden Zum E Deha Marktplatz b t ger kurae via Internet Zu gang Die erisprachende Irtemeacre se hitponrurv e d ma comida marktplatz ndex htmi wra zu Began d r aitlv n roy bsi 29 E Duse Piuduhis sind hnovative Otromproduble de nit speelen Tarfstruktu don Tolnchmor u urinae Im Dama handal em sih Im Fi Deka Fler Isiche Zf 2 6 Lie urd Tastsfukturen gar 2 Produkte gelangen Ur le vom Kunden w h enc dar Dauer der Teilnahma am E D kla Projekt azo alatan Ng ME F Makla wirt en 2 3 1 Vaschmaschi in Zeschirrspller zur Jed gung gestel siehe dazu auch item 3 11 43 4 11 2 gerav n Badngunger uni Taifsriktuer des Produkts h v h oy D M3 marapa eninonmen tz T chlergeselsonakt der SWE were Kiefeid A I Unnarsit Duisburg Essen und JE Deutschlanc AG Die Projektganner haben de Im engssetzien Tachnclogien zusammen antwickst unc weren da Fr gebnusse nes Projekts geranean sus gans r dan bel Togscstrenmerdrauch dor V rimif dse Stanrand Lnetnenfik fir Drinmttuirden unter sielt wird und del esemal
528. profilen die der NLS f r die Verbesserung der Lastprognosen oder in pseudonymisierter Form den Pro jektpartnern f r deren Forschungszwecke zur Verf gung gestellt werden 2 3 7 Aggregator Leitsystem Mit Blick auf das Szenario 2012 und die f r die Modellregion umzusetzenden Funktionalit ten war es im Hinblick auf die f r das Darstellen eines Aggregator Produkts konzipierten Systeme das Ziel des E DeMa Projekts die technische Machbarkeit der Umsetzung entsprechender Schalt Befehle ber entsprechende Interaktionsketten zu untersuchen Daher ist das Aggregatorleitsystem f r den Feld versuch vollst ndig umgesetzt und aufgebaut worden Ein solches System ist dar ber hinaus unabh n gig von weiteren energiewirtschaftlichen und regulatorischen Entscheidungen in jedem Fall notwen dig wenn Schalthandlungen durchgef hrt registriert und verg tet werden sollen Im Gegensatz dazu wurden die Schnittstellen und Abl ufe zwischen Aggregatorhandelsystem und dem VNB ber den Marktplatz zwar spezifiziert kommen aber in der Modellregion nicht zur Anwendung Zwar ist davon F rderprogramm E Energy 169 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse auszugehen dass die VNB k nftig Interesse an entsprechenden Flexibilit ten haben werden es fehlt jedoch u a noch an den entsprechenden gesetzlichen Grundlagen die es den VNB erlauben w rden sich solcher Mittel zu bedienen Entsprechend dieser Differenz wurde f r das
529. r fordert die Einf hrung eines standardisierten Systems zur Erfassung bertragung und Weiterverar beitung der Messwerte Die technische Realisierbarkeit solcher Konzepte wird durch die in den letzten Jahren bereits etablierten Standards ffentlicher Kommunikationsnetze allen voran das Internet er m glicht Eine weitere wichtige Voraussetzung f r E DeMa war die Weiterentwicklung der hausinternen Kom munikationsinfrastrukturen um die Incentivierung von einem Marktplatz auch in technische Schalt handlungen umsetzen zu k nnen Diese externe Anbindung war bisher nur durch erste Ans tze von Smart Home erzielbar jedoch handelte es sich dabei eher um Komfortl sungen die nicht direkt auf energiewirtschaftliche Notwendigkeiten einzahlten Daher bedurfte es eines Gateways das die beiden Welten wie die Energiewelt einerseits und die Ger te der Endkunden andererseits physikalisch und logisch miteinander verbinden konnte Diese Idee der Realisierung eines Gateways wurde in E Energy F rderprogramm E Energy 21 Abschlussbericht E DeMa A Management geboren und findet sich heute bereits in vielen gesetzlichen Grundlagen Da von extern keine direkten Schalthandlungen sondern lediglich Anreize f r den Energieverbrauch bzw die Energieerzeugung in die eine oder andere Richtung gegeben werden muss das Gateway diese Anreize in Schalthandlungen umsetzen und die entsprechenden Endger te so ansteuern dass sie den gestellten Anforderungen
530. r E Administration erfolgreich umgesetzt und bil deten eine wesentliche Motivation f r die Schaffung des Gesamtprogramms E Energy Das E Energy Programm und E DeMa standen und stehen damit im Kontext vieler Initiativen und Akti vit ten die international unter dem Begriff Smart Grids1 zusammengefasst werden Smart steht in diesem Zusammenhang f r die intelligente Nutzung aller zur Verf gung stehenden Ressourcen so wie f r die Optimierung und Integration des Gesamtsystems der Elektrizit tsversorgung von der Ge winnung des Stroms ber die Speicherung den Transport die Verteilung bis hin zur effizienten Ver wendung Motivation Das E DeMa Projekt verfolgte in dem zuvor skizzierten Rahmen des F rderprogramms die Idee einer Flexibilisierung der nachfrageseitigen Lasten in Bezug auf kleinere Nachfrager im Elektrizit tssystem Das Projekt hatte mithin zum Ziel Flexibilit tspotenziale innerhalb der heutigen Stromnachfrage zu erfassen und hebbar zu machen Eine solche technische Flexibilisierung der Lasten kann dabei nach berzeugung der Konsortialpartner nur durch den vermehrten Einsatz von Informations und Kommu nikationstechnologie IKT erm glicht werden Dabei wurde die Last eines einzelnen Haushalts zu n chst insofern differenziert betrachtet als bestimmte Einzelverbraucher besonders geeignet erschie nen gerade unter Einsatz von IKT flexibler zu agieren Gelingt eine weitgehende Flexibilisierung von Einzell
531. r Informationen des Systems und des Prosumers die in Form einer bersicht aufbereitet werden 2 HECUI Z hlerdaten Darstellung der sparten bergreifenden Z hlerdaten Diese bezieht das IKT GW2 von den am IKT GW1 angeschlossenen Z hlern oder vom AMIS Z hler und belegt diese mit dem aktuellen Tarif des Prosumers f r Bezug und Einspeisung 3 HECUI Produktbausteine Darstellung des aktuellen Produktes Flex Variabel Komplex des Prosumers welches dieser ber den E Energy Marktplatz abgeschlossen hat bzw welches ihm zugewiesen wurde IKT GVV2 4 HECUI Endger te steuern und berwachen Im Rahmen des HECUI erfolgt eine transparente Darstellung der unterschiedlichen Portal Ap plikationen Miele UI KNX UI ZigBee Ul Die zu realisierenden Funktionen umfassen die An F rderprogramm E Energy 156 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse zeige berwachung und Steuerung der Wei en Ware und ggf der uKWK Anlage Des Weite ren wird eine Darstellung f r die Vorgabe von Schalt bzw Fahrpl nen f r die angeschlossenen Ger te des Prosumers vorgesehen 5 HECUI System administrieren Dieser Ul Bereich erm glicht die Administration der am IKT GW2 angeschlossenen Ger te wie das IKT GW1 inkl Z hler Endger te Wei e Ware und die Parametrierung der Anbindung an die hier wesentlichen E DeMa Backend Systeme Marktplatz ber mPRM und Aggrega torleitsystem Das HECUI wurde als Teilkompon
532. r Stadtwerke Anspruch als Querverbundunternehmen deutlich Einsch tzung der Verwertbarkeit durch die RWE Deutschland AG Die Erkenntnisse des Projekts sind f r die RWE Deutschland AG als operatives Stammhaus der deut schen Verteilnetzgesellschaften aber auch der RWE Vertrieb AG sowie der RWE Effizienz GmbH von besonderer Bedeutung Dies gilt in mehrfacher Hinsicht e Die RWE Deutschland AG f hrt in der Teilmodellregion M lheim das Projekt E DeMa unter dem Arbeitstitel E DeMa 2 0 weiter und wird hierbei die weitere Professionalisierung und Massen Roll out F higkeit der gefundenen E DeMa L sungen betreiben Insbesondere ist an eine Nutzung der IKT Gateways insbesondere des IKTGW 2 auch zur Steuerung gewerblicher Lasten gedacht Teile der innerhalb von E DeMa gefundenen L sungen und Ans tze flie en in andere Projekte der RWE Deutschland AG ein zu nennen ist hier in nationaler Hinsicht das Projekt Smart Ope rator und in internationaler Hinsicht das EU Projekt ADVANCED e Die Erkenntnisse die bez glich der ZDM Systeme und Marktpl tze flie en in die Operationali sierung der Metering Strategie der RWE Deutschland AG ein und sind dar ber hinaus f r den gesetzlichen Smart Roll out per se von Bedeutung e Die Erkenntnisse bez glich der Musterprodukte und das beobachtete Kundenakzeptanzver halten sind f r die Gestaltung k nftiger Stromprodukte und Marketing Aktivit ten von Bedeu tung F rderprogramm E Ener
533. r der mPRM zur Verf gung ber welchen ein Administ rator alle Gateways entfernt verwalten konfigurieren und aktualisieren kann siehe hierzu auch Kap 2 3 4 Des Weiteren dient er dem Marktplatz als Nachrichtenvermittler f r die abstrahierte Kom munikation zwischen Marktplatz und den jeweiligen IKT GW2 ber JMS Nachrichten s Kap 2 3 5 2 1 5 3 Sicherheitsfunktionen Protection Profile Die IKT Gateways stellen als dezentrale Komponenten der E DeMa Systemarchitektur die in der Fl che verteilte Schnittstelle zum Prosumer dar Da auf den Gateways im Regelfall sch tzenswerte pers nli che Daten der Endnutzer wie Z hlerst nde oder Lastprofile verarbeitet oder gespeichert werden m s sen hier Mindeststandards des Datenschutzes erf llt werden was sich unter anderem in spezifischen Anforderungen an die IT Sicherheit der Ger te niederschl gt Neben der Erf llung verpflichtender ge setzlicherer Anforderungen wurde durch Implementierung eines sicheren Basissystems der erh hten Sensibilisierung der Verbraucher auf dem Gebiet des Datenschutzes Rechnung getragen Da in den IKT Gateways Mess und Steuerdaten von Verbrauchern und dezentralen Erzeugungsanla gen verarbeitet und mit hinterlagerten berwachungs und Regelsystemen auf h herer Systemebene ausgetauscht werden m ssen auch die Gateways selbst die relevanten IT Sicherheitsanforderungen f r Komponenten der Prozessteuerungsinfrastruktur der Energieversorgung erf llen Die betrach
534. r zur Verf gung stehenden Technologien mit deren Einsatz in der Fl che ein Betreuungsaufwand in kommunikativer als auch in technischer Hinsicht einhergeht der zus tzlich zu den noch nicht wettbewerbsf higen Kos ten dazu f hrt dass ein Massen Roll out jedenfalls in der kurzen Frist nicht empfohlen werden kann Dies gilt umso mehr als die notwendigen Markt Prozesse noch nicht endg ltig beschrieben sind und ihre Fortentwicklung auch als umstritten bezeichnet werden kann 1 In der mittleren bis langen Frist erscheint es vor allem notwendig die Automatisierung Standardisierung und damit letztlich plug and play F higkeit der Komponenten zu erh hen um den Betreuungsaufwand zu reduzieren Dies wird zudem nur gelingen wenn auch die betroffenen Konsumenten viel st rker als bisher dar ber infor miert sind welche M glichkeiten sie haben um im Energiemarkt der Zukunft zu agieren und welche Konsequenzen sich hieraus f r sie ergeben k nnen 3 4 3 Erkenntnisse in Bezug auf die Inhouse Kommunikation Die E DeMa Technik und L sungen f r die Anbindung und Auslesung des Smart Meter und die In house Kommunikation zur Integration der Visualisierung im IKT GW1 Bereich sowie der anzusteuern den Verbraucher und Einspeiser im Bereich IKT GW2 sind an die r umlichen und individuellen struktu rellen Rahmenbedingungen des zu integrierenden Haushalts gebunden Die Menge der Variablen und weiteren technischen Restriktionen denen sich die Installateu
535. rachtet wurden auch die Technische Richtlinie Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz so wie die zugeh rige Erg nzung Deren Relevanz f r den Netzbetrieb wurde im Rahmen des Anwen dungsfalls berwachung und Steuerung dezentraler Einspeiser erl utert Im Feldversuch wird ein Teil der Funktionalit t im Rahmen der Zielfunktion Grenzwertverletzung be heben durch Lastflussvariantenrechnung ersetzt vgl hierzu auch den folgenden Abschnitt zu den Si mulationen Diese ermittelt die lokalen Sensitivit ten bez glich des Abrufs von Vertragsoptionen Im Szenario 2020 berechnet hingegen der E DeMa Lastfluss den optimierten Einsatz von Regelvariablen gem einer vorgegebenen Zielfunktion Daf r kommen in Frage Behebung einer Grenzwertverlet zung Netzverlustminimierung etc Zu den Regelvariablen geh ren sowohl abrufbare Vertr ge als auch Schalterstellungen Bei der Berechnung werden auch Vertragsszenarien und damit Wechselwir kungen zwischen Vertragsabrufkombinationen mit ber cksichtigt 58 AP6 Interfaces Projektdokumentation E DeMa Juni 2009 59 BDEW 2008 Technische Richtlinie Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz Richtlinie f r Anschluss und Parallelbetrieb von Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz Ausgabe Juni 2008 F rderprogramm E Energy 128 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 2 2 Modellierung und Simulation Im Rahmen des Projekts und zur Durchf hrung des Feldversuchs wur
536. radi tionell ausgepr gten M rkten lassen sich die mit dem elektronischen Handel verbundenen Prozesse unterteilen in e die Anbahnungsphase die Vereinbarungsphase die Transaktionsphase Abwicklung und die After Sales Phase Insbesondere die Prozessunterst tzung die das Marktplatzsystem in der Vereinbarungs und der Transaktionsphase den Marktpartnern bietet ist von entscheidender Bedeutung f r die Akzeptanz und das Wertsch pfungspotenzial des E DeMa Marktplatzes Letztlich wird durch diese Prozessunterst t zung ein wesentlicher Mehrwert f r die gewerblichen Marktpartner generiert Gleichzeitig lassen sich die Transaktionszyklen erheblich verk rzen Hierzu ist es erforderlich das der Just in Time Lieferpro zess nahezu in Echtzeit durch den Messdienstleister erfasst und die entsprechenden Daten in hoher zeitlicher Aufl sung zeitnah ber den Marktplatz an die beteiligten Akteure verteilt werden k nnen Dies erm glicht eine wesentlich gr ere Produktdifferenzierung aber auch eine deutliche Verk rzung der Handelszyklen Beides tr gt sowohl zu einer besseren Produktanpassung an die Bed rfnisse der Kunden als auch zu einer Intensivierung des Wettbewerbs am Energiemarkt bei W hrend an der EEX als Energieb rse hochvolumige Gro handelsgesch fte abgewickelt werden ist der E Energy Markplatz wie er oben dargestellt wurde eine Plattform welche es unter Einhaltung der Unbundling Regeln grunds tzlich und zus tzlich erm
537. ragen f r M lheim die Mittelspannungsebene f r das Szenario 2012 und erg nzend die Niederspannungsebene f r das Szenario 2020 und f r Krefeld Mittel und Nieder spannungsebene f r Szenario 2012 sowie Szenario 2020 dies erfolgte jeweils f r die Mittelspan nungsebene ortsnetzstationsscharf und auf der Niederspannungsebene hausabgangsscharf In M lheim lagen die Daten f r die Niederspannungsebene nicht elektronisch vor daher ergab sich ein deutlich erh hter Aufwand bei der Eingabe Nach der Eingabe wurden die Daten jeweils durch Plausi F rderprogramm E Energy 189 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse bilit ts Kontrollrechnungen mit synthetischen Verbraucherdaten validiert um Eingabefehler auszu schlie en Die so erstellte Netzmodellierung wurde auch an Siemens weitergegeben und findet im E DeMa Netzleitsystem weitere Verwendung Wie weiter oben erw hnt erfolgte der Test der Simulationsumgebung zun chst auf Basis synthetischer Last und Erzeugungsprofile Mit Beginn des Feldversuches erfolgte dann die Umstellung auf reale Da ten Im Feldversuch wurden nur h Energiewerte bermittelt Diese waren zu Beginn des Feldversu ches zun chst noch gar nicht sp ter dann teilweise verf gbar aber unvollst ndig erst zum Ende des Feldversuches wurde der berwiegende Teil der im Feldversuch erfassten Werte korrekt bermittelt Die Datenbereitstellung erfolgte zum Ende
538. rale Erzeugung KWK Anlagen Kontinuierlicher Erfahrungsaustausch Fraunhofer Institut f r Solare Energie Kooperationsprojekt elKT Meregio mobil Meregio medl Konsortium Kundenakzeptanzmessung systeme ISE Begleitforschung Fachgruppe In Konsortium Erfahrungsaustausch Abstimmung teroperabilit t Begleitforschung Fachgruppe Markt Konsortium Erfahrungsaustausch Abstimmung entfaltung Konsortium Erfahrungsaustausch Abstimmung Konsortium Erfahrungsaustausch Abstimmung Konsortium Erfahrungsaustausch Abstimmung Konsortium Erfahrungsaustausch Abstimmung BMWi F rderprojekt E Mobility Konsortium Kontakt zu e Moblity mit dem Ziel ge meinsame Schnittstellen zu identifizie ren und in eine l ngerfriste Standardisie rung zu berf hren Konsortium Kundenakzeptanzmessung Hochschulen Erfahrungsaustausch Abstimmung Firma Kellendonk Hochschulen Erfahrungsaustausch Abstimmung diverse japanische Unternehmen Hochschulen Erfahrungsaustausch Abstimmung Thema Smart Grid F rderprogramm E Energy 41 Begleitforschung Fachgruppe Evalua tion Begleitforschung Fachgruppe Rechts rahmen Begleitforschung Fachgruppe Syste marchitektur Begleitforschung Fachgruppe Elektro mobilit t Fraunhofer Institut f r System und In novationsforschung ISI diverse Unternehmen aus Texas Kali fornien Washington Smart Grid Abschlussbericht E DeMa A Management Partner Projektbeteiligung Partner Beschreibung
539. ransformator Temperatur hierzu m sste noch ein einfaches thermisches Transfor mator Modell implementiert werden Die Abrufbarkeit von Historien und aktuellen Werten wie sie in der Netzsimulationsumgebung durchf hrbar ist erm glicht dabei f r die meisten Betriebsmittel eine Zustandsermittlung Diese kann bei der Feststellung und Beurteilung des Ist Zustandes herange zogen werden und kann damit k nftig als Bestandteil der Inspektion bereits Teil einer erweiterten und st rker IKT gest tzten Instandhaltungsstrategie gelten bzw ist vom VDE bereits in einschl gigen Richt linien verarbeitet worden Im Falle des Transformators lie e sich auf diese Art und Weise beispiels weise eine belastungsabh ngige Wartung Instandhaltung bspw in Bezug auf die notw lwechsel realisieren Die M glichkeit die Verteilnetzebene und deren aktuellen Zustand visuell darzustellen kann f r die Netzbetriebsf hrung bei St rungen oder im Fehlerfall sehr hilfreich sein Mittels geeigneter Messwer t berwachung lie en sich St rungen oder Ausf lle wom glich bereits fr hzeitig erkennen und so erg be sich gegebenenfalls sogar die M glichkeit zum pr ventiven Entgegenwirkens wobei diese M glichkeit wiederum von der tats chlichen Netzinfrastruktur abh ngig ist d h das ffnen oder Schlie en eines Ringes zum Belastungsausgleich etc ist nur dort m glich wo entsprechende Betriebs mittel verbaut sind Dies ist in l ndlicheren Gegenden in denen die
540. rauchsdaten von gr ter Bedeutung waren Die entsprechenden Informationen lagen jedoch erst im Dezember 2012 vor so dass eine qualit tsgesicherte Analyse aller im Testbetrieb in der Modellregion gewonnenen Daten und damit eine Evaluation der vorab durchgef hrten Modellsimulationen nicht bis zum geplan ten Projektende durchgef hrt werden konnte Da die oben beschriebenen Aufgaben nicht unter Beteiligung aller Partner durchgef hrt werden muss ten haben lediglich die Partner RWE SWK Miele und die Hochschulen einen Antrag auf Projektver l ngerung gestellt welchem seitens des Projekttr gers entsprochen wurde Die Partner Siemens und ProSyst haben das Projekt plangem am 31 Dezember 2012 beendet 4 Wissenschaftlicher und technischer Stand an den angekn pft wurde Grunds tzlich wurden von Anbeginn des Projektes die Konsortialpartner so ausgesucht dass jeder Partner einen spezifischen seinen ureigenen Kompetenzen entsprechenden Beitrag zum Projekt lie fern konnte Insbesondere war es im Zuge der Zusammenstellung des Konsortiums wichtig Anschluss kompetenzen zu finden Im Folgenden sind neben den Kompetenzen der einzelnen Partner auch deren spezifische Konstruktionen und Verfahren aufgef hrt die diese in das Projekt eingebracht haben So weit bekannt wurden keine Schutzrechte weder die von Projektpartner noch von Dritten in Anspruch genommen Die verwendete Fachliteratur ist im Bericht ber die wissenschaftlichen und technischen
541. rauchsverhalten fest und h lt diese f r zielf hrend hierf r sprechen nicht zuletzt die Ergebnisse der Kundenakzeptanzforschung vgl Kapitel 4 2 2 3 Es bedarf in den kommenden Jahren und Entwick lungsschritten aber noch weiterer umfangreicher Anstrengungen um derartige Technologien soweit F rderprogramm E Energy 234 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse zu entwickeln dass sie massenmarkt bzw wirklich plug and play fahig sind 14 In Nachfolgeprojekten wird die Display L sung von E DeMa weiterentwickelt Zudem entspricht der L sungsansatz zur Visu alisierung und Aufbereitung von Z hlwerten dem Zeitgeist der der durch die technologische Entwick lung von Smart Phones und Tablet PCs stark gef rdert wird Die weitere Degression der marktg ngigen Hard und Software wird diesen von E DeMa genutzten Trend verst rken 3 3 5 1 Begleitung des Feldversuchs Betreuung der Teilnehmer Angesichts der gro en Anzahl der zu erwartenden Teilnehmer der Komplexit t der Projektanforde rungen an die teilnehmenden Haushaltskunden komplexe Stromtarife innovative Technologien wie intelligente Wei e Ware uKWK Anlage Home Automation und der Tatsache dass mit dem IKT GW2 ein Prototyp eingesetzt wurde musste der Feldversuch durch entsprechend geschultes Personal be gleitet werden Insbesondere wurde in der Akquisephase aber auch dar ber hinaus mit einer Vielzahl von hochindividuellen Kundenanfragen gerechnet Um diese
542. rbindung zwischen den Etagen Devolo LAN bspw Keller gt Wohnzimmer 4 bertragung der Daten Router gt Digi Server 4 Z hlerdaten werden auf dem Digi Server abgelegt und en Devolo LAN k nnen so ber das nternet sowohl unterwegs als auch zu Hause ber entsprechende Appsvisualisiert DIGN 4 L werden vgl E Klassik amp Green Pocket WLAN Verbindun r gt Disp s Daten bertragung vom h uslichen WLAN Router auf das Display ber mobile GPRS Verbindung lassen sich die Daten ebenfalls auf einem Smartphone visualisieren Abbildung B 41 bersichtsdarstellung der eingesetzten Display Technologie in Krefeld Diese f r den Kunden einfache Visualisierung die dem Visualisierungskonzept von E DeMa genau ent spricht Beispiel siehe Abbildung B 42 ist keine Inhouse L sung jedoch k nnen damit die aktuellen Energiebezugs und Tarifdaten von jeder Stelle aus abgerufen werden an denen ein Interzugang Ac cess Point besteht Voraussetzung ist jedoch die Kenntnis der spezifischen Zugangsdaten Account Passwort die vom Provider Energiedienstleister kundenindividuell bereitgestellt werden F rderprogramm E Energy 155 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 16 22 f 4 Aktuelle Leistung 431 Watt Strom gt 0 75 kin 31 69 4 2 WofaTs kwn Aktueller Preis 0 75 k h 21 69 ct k vh V asser 11 2 Hafsfa 0
543. rblichen kapazit tsf rderlichen Organisation des Erzeu gungsmarktes zu l sen ohne hierbei auch andere Aspekte des Energieversorgungssystems in den Blick zu nehmen und ggf neu zu bewerten These5 Produkte Energiemengenbilanzierung und Datenschutz ins richtige Verh ltnis setzen Ein wesentlicher Teilaspekt von E DeMa war die Entwicklung von Musterprodukten deren Anwendung im Feldversuch wichtige R ckschl sse auf das tats chliche Flexibilit tspotenzial zugelassen hat Aller dings waren alle Produkte rein virtuell da eine Abbildung dieser Produkte ber den Energiemarkt zum heutigen Zeitpunkt wirtschaftlich noch nicht darstellbar w re Um eine wirtschaftliche Darstell barkeit zu erreichen m ssen entsprechende Bilanzierungsstrukturen geschaffen werden Hierbei ist zu bedenken dass mit der h Bilanzierung im Bereich rLM heute ein Verfahren existiert dass grund s tzlich geeignet ist innovative Produkte im Rahmen neuer Belieferungskonzepte abzubilden ent sprechend sind innerhalb von E DeMa h Lastg nge mit explizitem Einverst ndnis der Kunden erho ben worden Auch in Zukunft sollte es aber grunds tzlich der Entscheidung der marktlichen Parteien d h Lieferanten und Kunden berlassen bleiben ob ein Wechsel in ein solches komplexeres Bilanzie rungssystem geeignet ist wirtschaftliche Vorteile zu heben Dar ber hinaus gilt es zu bedenken dass alle Gesch ftsmodelle in deren Kern die Nutzung von Flexibilit ten steht
544. rden Die ses verteilt Anforderungen des VNB B2B Vertrag gr erer Leistung auf eine gr ere Anzahl von Pro sumern B2C Vertr ge kleiner Leistung Durch das Aggregatorsystem werden im Feldversuch ber das IKT GW2 uKWK Anlagen und Wei e Ware Ger te angesteuert Die Reaktion der Prosumer auf Soll werte Steuersignale wird auch im Netzleitsystem ausgewertet um die f r die Ansteuerung der Prosu mer erforderlichen Modelle hinsichtlich Sensitivit t und Gewichtung berpr fen zu k nnen Im Feld versuch selbst sind Parameter nicht korrigiert worden jedoch k nnen die Erfahrungen in den entspre chenden Simulationsumgebungen genutzt werden Die nachfolgenden Abbildungen zeigen Ausschnitte des 10 kV Netzes der Modellregion M lheim Saarn wie sie in der Netzleitwarte angezeigt werden Es sind nur die 10 kV Str nge dargestellt die im Feldversuch betroffen sind Farbwechsel entlang der UA Saarn Die Abbildung B 48 ist eine Ausschnitt vergr erung der Abbildung B 47 Messungen erfolgen in M lheim nur in den 10kV Abg ngen der Umspannanlage und die Werte schwarz werden in Echtzeit aus der RWE Leitstelle ausgekoppelt Eine Erfassung der Str me und Spannungen in den Ortsnetzstationen ist nicht vorhanden 86 Der diesem Vorgehen inh rente Konflikt zwischen dem Preissetzungsverhalten des VNB und dem des Lieferanten ist in E DeMa durch die vollst ndige Durchreichung aller Netzpreissignale an die Konsumenten seitens des Lieferanten aufgel st
545. rdermittelgeber dem Bundesministerium f r Wirtschaft und Technologie BMWi und beim Projekttr ger dem PT DLR f r das entgegengebrachte Vertrauen und die permanente Unterst tzung bedanken Namentlich hervorheben m chte ich die Herren Dr A Go erdeler Dr M Zinke sowie Herrn J Brinkmann aus dem BMWi und Herrn G Seher vom PT DLR die unserer Arbeit stets allergr tes Interesse entgegen gebracht und dem Projekt jederzeit unterst tzend und f rderlich zur Seite gestanden haben Zus tzlich danke ich sehr allen Konsortialpartnern den Kolleginnen und Kollegen des Lenkungskreises den Arbeitspaketleitern und ganz besonders den Projektmitarbeiterinnen und Projektmitarbeitern ohne deren Engagement das Projekt nicht zu diesem erfolgreichen Ende h tte gef hrt werden k nnen Nicht zuletzt gilt mein besonderer Dank den Redakteurinnen und Redakteuren des Abschlussberichts die am Ende der vierj hrigen Projektarbeit unter der Leitung der Chefredakteure Dr Oliver Franz und Dieter K nig die wesentlichen Ergebnisse des E DeMa Projektes zusammengetragen und hier beschrie ben haben Im Juli 2013 Prof Dr Michael Laskowski Projektleiter E DeMa RWE Deutschland AG F rderprogramm E Energy 5 Abschlussbericht E DeMa Inhaltsverzeichnis 1 85 essen 8 Tabellenverzelehnis ee kai 14 Einleit UNE seele anal 15 A Management sea asien 17 1 Aufgabe
546. re im Feld gegen ber gesehen haben wenn es galt alle projektseitiggewollten Kommunikationsmittel und Kom munikationsstrecken in Betrieb zu nehmen und einzubinden f hrt bis auf weiteres dazu dass die ent wickelten Technologien nur in Ein bis maximal Zweifamilienh usern eingesetzt werden k nnen Ein Aufbau entsprechender Kommunikationsstrecken bei Mehrfamilienh usern ist nicht oder nur unter erheblichem technischen und in dessen Folge auch kostenseitigem Mehraufwand realisierbar Die Qualit t der Kommunikationsstrecke und die Erreichbarkeit des Z hlers h ngen ma geblich von den baulichen Gegebenheiten der Liegenschaft ab Zus tzlich ist die vorhandene Infrastruktur der Kunden d h Router WLAN Verf gbarkeit Standort und GPRS Verf gbarkeit etc als extrem heterogen zu bezeichnen Zus tzlich ben tigt aktuell jede E DeMa Komponente einen weiteren Ethernet Port oder vergleichbaren Anschluss Der heterogenen Si 108 vgl zu dieser Fragestellung u a auch die Anmerkungen zum notwendigen Clearing der Mess Daten im folgenden Abschnitt zur Auswertung des Feldversuchs 109 vgl hierzu bspw die Diskussionen in der Netzplattform des BMWi zu den notwendigen und hinreichenden Regelungen die einer Anwendung des 14a EnWG vorangehen m ssen F rderprogramm E Energy 246 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse tuation im Feld ist auch durch die schon aus anderen Gr nden notwendigen Integrations und Kom munik
547. rechnung Modellregion Krefeld 174 10kV Netzbild des Anschlusses der ONS Josef Lendersdyk 1 mit Darstellung der Ergebnisse der Netzberechnung Modellregion Krefeld 174 Unbeeinflusster Summenlastgang im Laufe eines Tages f r ca 115 000 Haushalte en ER AEA 176 Relative Wahrscheinlichkeit f r den Einsatz der Ger te der Wei en Ware f r Haushaltskunden mit 5 176 Summenlastgang von ca 115 000 Haushalten unter Ber cksichtigung der Lastverschiebung durch E DeMa Basis uessseeesssnnnssnennnensnnnnnnennnnnnnsnennnnnennnnnnn 177 Relative Wahrscheinlichkeit f r den Einsatz der Ger te der Wei en Ware f r Haushaltskunden mit 21 2 178 Lastgang mehrerer Haushalte unter Ber cksichtigung der Lastverschiebung durch E DeMa Effizienz 178 Relative Wahrscheinlichkeit f r den Einsatz der Ger te der Wei en Ware f r Haushaltskunden mit E DeMa Effizienz 179 Lastgang von Haushalte unter Ber cksichtigung der Lastverschiebung durch E DeMa Variabel an Anna nenn nie AEEA UARAN EIA yass 179 Haushaltsgr enspezifische Lastkurve f r einen Werktag in der bergangszeit 181 Simulierter Lastverlauf eines Einpersonenhaushalts an einem Woch
548. rennt durch die Hauptverteilung des Hauses z B f r ein Heimnetzvverk bzw den Internetzugang Ziel der Untersuchung ist eine Analyse der gegenseitigen Beeinflussung und Sicherstellung der unein geschr nkten Nutzbarkeit der Bestandssysteme und neuen Technologien Hierzu wurden die in Abbil dung B 75 dargestellte Laborumgebung realisiert und die Ergebnisse der Untersuchungen detailliert publiziert Netznachbildung BPLC Aufbau BPLC Aufbau H J i BPLC Modem OptiUmsetzer D mpfungsglied ir MUC DC Opti Ums tz r 2 fl PLC Aufbau Messempfinger Abbildung B 75 Laboraufbau zur PLC Koexistenzuntersuchung 92 C M ller C Lewandowski C VVietfeld H Kellerbauer H Hirsch Coexistence Analysis of Access and Indoor Povverline Communication Systems for Smart Grid ICT Netvvorks 16th IEEE International Symposium on Povver Line Communications and Its Applications ISPLC Peking China March 2012 F rderprogramm E Energy 202 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 3 Umsetzung im Feldtest Ziel des Projektes ist die Schaffung des E Energy Marktplatzes 2020 Prosumer Stromproduzent und konsument werden auf einem offenen elektronischen Marktplatz mittels IKT Gateways mit Energie h ndlern Verteilnetzbetreibern und weiteren Akteuren innerhalb einer Modellregion im Rhein Ruhr Gebiet verbunden Diese setzt sich aus Teilmodellregionen TMR in zwei verschiedenen Verteilne
549. resse etc Selektion verringert das Potenzial Technische Voraussetzungen Vor Ort Interessenten Begehung Multimetering Aspekte abschreckende Teilnahmevereinbarung etc Technisch ausgestattete Kunden 115 GVV1 und 10 GW2 die eine Start Mail Marktplatz Fazit Ca 7 des Netzpotenzials zugang erhalten haben konnten als permanente bp Marktplatzteilnehmer gewonnen werden Integrierte Kunden bis zum Marktplatzende d 9 Abbildung B 84 Entvvicklung der Teilnehmerzahlen in Krefeld 3 3 Aufbau der Modellregion inkl Ausstattung Neben der Akquise der Teilnehmer kam dem technischen Aufbau der beiden Teilmodellregionen grofse Bedeutung zu und hat bei den mit der Durchf hrung des Feldversuch betrauten Konsortialpartnern im Wesentlichen SWK und RVVE Ende 2011 und zu Beginn des Jahres 2012 umfangreiche Ressourcen gebunden Im Folgenden wird der technische Aufbau der Modellregion ausgehend von den zu treffen den technischen und technologischen Grundsatzentscheidungen des Konsortiums bis zum Beginn des Feldversuchs dargestellt 3 3 1 Systemspezifikation f r das Szenario 2012 Modellregion Im Vorfeld des Feldversuchs wurden die E DeMa Kommunikationstechnik sowie die E DeMa Kompo nenten in den Kundenanlagen in unterschiedlichen Auspr gungen in den beiden Modellregionen in stalliert Als Ergebnis der gemeinsamen Akquisebem hungen des Konsortiums konnten insgesamt 663 Teilneh mer f r den Feldversuch gewonnen werden 556 IKT
550. rf gte in allen ent scheidenden Branchen bzw Dimensionen ber das erforderliche Know how und konnte so die ver schiedenen Aspekte entlang der Wertsch pfungskette adressieren Projektpartner waren RWE Deutschland AG als Rechtsnachfolgerin der Antragstellerin RWE Energy AG Siemens AG Miele amp Cie KG SVVK SETEC GmbH ProSyst Software GmbH e Technische Universit t Dortmund e Fachhochschule Dortmund e Ruhr Universit t Bochum e Universit t Duisburg Essen Die RWE Deutschland AG bernahm die Rolle des Konsortialf hrers und war in s mtlichen 10 Arbeits paketen des Vorhabens beteiligt Dabei brachte RWE vor allem sein Wissen und seine F higkeiten als Verteilnetzbetreiber in das Vorha ben mit ein Diese waren bei der Erarbeitung des Status quo des deutschen Energiemarktes n tzlich um so einen Ausgangspunkts f r den E DeMa Ansatz und die Konzeptionierung des E Energy Markt platzes zu schaffen F rderprogramm E Energy 27 Abschlussbericht E DeMa A Management In diesem Rahmen konnte RWE vor allem bei der Beschreibung und Definition der Marktmechanismen das vorhandene Know how ber die Komplexit t des Elektrizit tsmarktes einbringen und entspre chende Produkte und Gesch ftsprozesse gemeinsam mit den Hochschulen und Siemens entwickeln sowie auch testen Zudem war RWE verantwortlich f r die Erstellung der Lastenhefte f r die IKT Gateways 1 und 2 ins besondere unter Ber cksichtigung seiner Erfahrungen im
551. rf eines Einzelsystems und dem Schutzbedarf der gesamten Gateway Installation eines Gateway Betreibers W hrend f r ein Einzelsystem insgesamt ein normaler Schutzbedarf identifiziert wurde ergibt sich f r die Gesamtinstallation ein hoher Schutzbedarf Als Basisschutzma nahmen wurden die Anforderungen des BDEW Papiers Whitepaper f r sichere Steuerungs und Telekommunikationssys teme erstmalig im Umfeld von Smart Metering Smart Grid angewendet Auf den Gebieten f r die ein erh hter Schutzbedarf festgestellt wurde wurden in Erg nzung zu den im Whitepaper definierten Basisma nahmen Zusatzma nahmen entwickelt um die erh hten Risiken speziell zu adressieren und auf ein tragbares Ma zu mindern Hierzu wurden Ma nahmenpakete definiert die allgemeine und grundlegende Sicherheitsanforderungen festlegen Die Ma nahmenpakete betreffen dabei neben rein technischen Implementierungsaspekten der Gateway Funktionen auch die Systemumgebung sowie Betriebs und Wartungsprozesse durch den Gateway Betreiber oder Fremdfirmen Die spezifische Aus gestaltung und Detaillierung der einzelnen Anforderungen an die Gateway Systeme erfolgte in Abh n gigkeit zu den Ger ten konkret zu nutzenden Technologien in den E DeMa Lasten bzw Pflichtenhef ten Die Sicherheitsanalyse sowie die sich hieraus ableitenden Anforderungen und zu treffenden Ma nah men wurden in einem Protection Profile for an IKT Gateway erfasst Dieses Protection Profile for
552. rgebnisse Tabelle B 2 Datenmodell der Marktplatzdaten bzgl des Prosumers Datenart Stammdaten Bewegungsdaten Marktplatzbetreiber Identifikationsdaten Zugangs und Aktivit tsproto Daten ber techn Ausstattung kolle m KT Gateway m Energieanlagendaten Lokation und ID der Messstelle e ggf Transaktionsdaten 7 Lieferant ID des Vertragslieferanten Transaktionsdaten Prei Aggregator ID des Vertragsaggregators Transaktionsdaten z B Aktivie hsll peroral MSB MDL ID des Vertragspartners e Transaktionsdaten z B Messda gt x o L lt o b gt N o Q o Vertragsdaten ten e Ausstattung der Messstelle EDL e ID des Vertragspartners Transaktionsdaten je nach Ge e Vertragsdaten sch ftsvorfall Auf Grund der eindeutigen Zuordnung zwischen Verteilnetzbetreiber und Prosumer hat der Marktplatz eine strikte lokale Komponente d h es werden Vertr ge mit lokalem Bezug geschlossen und die je weiligen Funktionsumf nge sind auf die lokalen Rahmenbedingungen abgestimmt Innerhalb von E DeMa wird der auf dritten M rkten gebildete marktr umende Strompreis nach wie vor als Knapp heitsindikator angesehen Es entstehen insofern keine lokalen Stromb rsen Nichtsdestotrotz geht das Konsortium davon aus dass k nftig eine gr ere Preisdifferenzierung bez glich der Belieferung von PuG Kunden mit Energie zu beobachten sein wird Diese speis
553. rieben Zudem ist eine Ten denz zu einem de facto Standard zum aktuellen Zeitpunkt nicht erkennbar Aus diesem Grund wurde seitens des E DeMa Konsortiums eine ausf hrliche Performanceanalyse einer repr sentativen Aus wahl von Steuernetzwerken durchgef hrt Beispiele f r die untersuchten Technologien sind KNX RF wM Bus IEEE 802 15 4 ZigBee und Bluetooth Die Technologien wurden bez glich ihrer zuverl ssigen Indoor Reichweite dem zu erwartenden Energieverbrauch und ihrer Leistungsf higkeit in realistischen Indoor Szenarien analysiert Die Ergebnisse zeigen dass keine der verf gbaren Technologien die An forderungen einer robusten Vernetzung mit hoher Indoor Reichweite und gleichzeitig niedrigem Ener gieverbrauch erf llen kann Aus diesem Grund wurden zwei Optimierungen erarbeitet die ber eine gro e zuverl ssige Indoor Reichweite in Kombination mit einem niedrigen Energieverbrauch verf gen Hierbei handelt es sich um neue niederratige WLAN Betriebsmodi und ein optimiertes Frequenz sprungverfahren f r schmalbandige Systeme Des Weiteren wird ein Vorschlag vorgestellt wie zus tz liche bertragungsfrequenzen durch Nutzung sog TV Whitespaces im sub GHz Frequenzbereich zur Verf gung gestellt werden k nnen Die Kombination des neuartigen Frequenzsprungverfahrens mit diesem Vorschlag f hrt zu einem optimierten drahtlosen Steuernetzwerk Zur Demonstration der Re alisierbarkeit wurde dieses System in einem Demonstrator erfolgreich prototyp
554. riert One Box Solution Die ser verf gt ber eine wireless Metering Bus Schnittstelle wM Bus Schnittstelle P1 2 um die Sparten z hler Gas und Wasserz hler und den Einspeisez hler abzufragen F rderprogramm E Energy 222 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Die gesammelten Z hlerdaten werden ber die Schnittstelle P2 an die E DeMa Backendsysteme ber mittelt Diese Schnittstelle nutzt f r die bertragung Schmalband PLC NB PLC Aufgrund dessen wur den in der Modellregion Krefeld entsprechende Datenkonzentratoren in den Ortsnetzstationen instal liert Diese Datenkonzentratoren bermitteln die Daten im n chsten Schritt mittels GPRS an die Ba ckend Systeme Die Inhouse Schnittstelle P8 1 ist in der Modellregion Krefeld ebenfalls mittels wM Bus realisiert so dass hier die Leistungsf higkeit einer Funk bertragung untersucht wird Das IKT GW2 wird daher wie in M lheim mit einer wM Bus Schnittstelle ausgestattet Der weitere Aufbau der Inhouse Komponen ten und der Haushaltsger te ist identisch mit dem Aufbau der Modellregion M lheim Ein Unterschied besteht in der Realisierung des Displays f r die Kunden die lediglich ber die Basis ausstattung IKT GW1 L sung verf gen Hier werden die Daten zun chst vom IKT GW1 ber die WAN Schnittstelle an den Marktplatz bertragen Das Display greift dann ebenfalls ber eine WAN Schnitt stelle auf die Daten zu 3 3 2 Testlabore und Schulung
555. rktags Lastverl ufe einer ONS f r KW10 bis KW48 sowie den Verlauf der zugeh rigen mittleren h Auslastung Diese ONS ver sorgt ausschlie lich 231 Haushalte davon 9 tariflich beeinflusst lt 4 in einer durch Ein und Zwei familienh user gepr gten Besiedlungsstruktur 200 30 Leistung kW Auslastung 20 00 01 03 04 0 06 0 0 09 10 11 12 13 14 150 2 160 2 17 18 19 0 Mrz Apr Ma Jun Jul Aug ISO SS SS CSS CS SS SH HH 5 HH HH 82 S S 4 8 Tageszeit Monatin 2012 Abbildung B 147 VVerktags Lastverlaufe einer ONS f r KW10 bis KVV48 links Verlauf der mittleren h Auslastung dieser ONS im selben Zeitraum rechts Da an dieser ONS weder eine dezentrale Energieerzeugungsanlage angeschlossen ist noch ein spezi eller Verbraucher wie eine elektrische Nachtspeicher Heizung oder W rmepumpe durch sie mit Energie versorgt wird ist sie f r die berpr fung der Korrelation zu dem repr sentativen dynamisier ten HO Haushaltslastprofilnach VDEW geeignet Das Ergebnis dieser Untersuchung ist eine durchge hend sehr hohe Korrelation zwischen echten und repr sentativen Leistungsverl ufen sowie eine nen nenswerte Korrelation zu den ebenfalls in die Analyse einbezogenen Jahreszeiten und Wetterdaten ONS mit dezentraler Erzeugungsanlage Die im Folgenden abgebildete ONS versorgt genau wie die zuvor betrachtete
556. rl utert werden Pot Teilnehmer Teilnehmer A technisches Akquisepotenzial B erweiterte Modellregion C Interessenten Opt ins und Kundenbesuche E Teilnahmevereinbarungen Ert chtigung technische F Einbindung in die Modellregion dA Abbildung B 81 Entvvicklung der Teilnehmerzahlen M lheim entlang des Akquiseprozesses A Technisches Akquisepotenzial Die Anzahl der potenziellen E DeMa Teilnehmer f r den Feldversuch ergibt sich aus der Zahl derjenigen Kunden die im Vorlauf der Teilnehmerakquise an die Ortsnetzstationen der UA Saarn angeschlossen waren Dies bedingte ein grunds tzliches Potenzial von 4 349 Z hlpunkten Haushalten B Erweiterte Modellregion Aufgrund der aus dem Projekt MHz bekannten und in der Projektlaufzeit nicht aufzul senden techni schen Restriktionen bei der Anbindung von Doppeltarifzahlern bspw bei Nachtspeicherheizungen 100 A Z hlern und Mehrfamilienhausern F rderprogramm E Energy 214 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse wurde entschieden die Kundenakquise nur bez glich des Bereich IKT GW1 auf nebenliegende Netz str nge zu erweitern Die beiden ersten oben genannten F lle wurden aus der weiteren Untersuchung ausgeschlossen da abzusehen war dass die Hersteller der metrologischen Ger te Z hler im Projekt zeitraum nicht in der Lage sein w rden entsprechende Systeme soweit weiterzuentwickeln dass diese geeignet
557. roSyst Miele TUDo FHDo RUB UniDu E Teilnehmeramverbung Systeme Betriebsf hrung Backend x x x nach Anforderungsprofil 5 ssung x x Plausibilisierung Clearing Kundenakzeptanzforschung X X o XX o Systemspezifikation Funktionsbeschreibung X X X X X X X Schnittstellen Verteilnetz Modellierung 0 m Infrastruktur und Kom X X X X X X X X F rderprogramm E Energy 59 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 1 Das Konzept E DeMa Das Projekt E DeMa hat in den Jahren 2008 bis 2012 im Rahmen des gemeinschaftlich von BMWi und BMU verantworteten F rderprogramms des E Energy IKT basiertes Energiesystem der Zukunft seine Arbeiten durchgef hrt bergreifendes Ziel dieses F rderprogramms war es Schl sseltechnolo gien und Gesch ftsmodelle zu entwickeln die den Anforderungen des Wandels zu liberalisierten M rk ten zu dezentralen und volatilen Erzeugungsstrukturen Rechnung tragen und zugleich ein H chst ma an Wirtschaftlichkeit Versorgungssicherheit und Umweltvertr glichkeit sicherstellen Informa tions und Kommunikationstechnologien IKT spielten dabei eine zentrale Rolle Das E Energy Programm und E DeMa standen und stehen damit im Kontext vieler Initiativen und Akti vit ten die international unter dem Begriff Smart Grids zusammengefasst werden Smart bedeu tet in diesem Zusammenhang f r die
558. rrrrTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT TTTTTTTTTTTT TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT TTTTTTTTTTTT uy n n n un un uf uf un uu n ui un un un ui Uf uni un un un i vi vl vi vi mi xi i ml mi mi m mi dundq 41u mxyddamcdqadmmu uds x d dud s dGccmscdamdam a oa HH si 34 mi mi i mi ON NN ev Zeit h Abbildung B 54 Relative VVahrscheinlichkeit f r den Einsatz der Ger te der Wei en Ware f r Haus haltskunden mit E DeMa Effizienz Analog zu der Wahrscheinlichkeitsfunktion bei E DeMa Basis wird auch hier das maximale Potenzial ermittelt und daher die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Wei en Ware f r das Zeitfensters mit dem h chsten Preis auf null gesetzt Aufgrund der gr eren Zahl an Tarifzonen mit entsprechend gro er Preisspreizung ver ndern sich die Einsatzwahrscheinlichkeiten gegen ber der Ausgangssituation er neut stark Die vielen unterschiedlich bepreisten Tarifzeitfenster ergeben bei dem Musterprodukt E DeMa Effizienz im Gegensatz zu E DeMa Basis bei der Wahrscheinlichkeitsfunktion f r den Ger teein satz nicht so gro e Spr nge zwischen den Tarifzeiten Es ist daher nicht zu erwarten dass sich der Lastgang an den Grenzen so stark erh ht In den Nachtstunden wird die Wahrscheinlichkeit f r den manuellen Ger teeinsatz ebenfalls als gering angenommen In Abbildung B 55 ist das ver nderte Lastverhalten der Haushalte durch das Musterprodukt E DeMa Ef fizienz dargestellt Der Einsatz der Ger te verteilt sich glei
559. rsorgung und der Ortsnetzstatio nen im s dlichen M lheim Bez glich der Krefelder Teilmodellregion war das Auswahlverfahren insofern etwas weniger elaboriert als sich bereits aus der Teilnahme des Konsortialpartners SWK an dem Projekt ergab dass eine Teil modellregion in der Stadt Krefeld aufgebaut werden w rde Die SWK hat sich nach einer eingehenden Analyse ihres Netzes f r eine Reihe von Stra enz gen im Stadtteil Kliedbruch entschieden der als ein und zweifamilienhausgepr gter Ortsteil der oberen Mittelschicht gilt Zudem weist der Stadtteil eine E DeMa geeignete Netztopographie auf Abbildung B 78 Ausgew hlte Testregion in Krefeld Kliedbruch F rderprogramm E Energy 205 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Die Zielzahlen die in der Antragsphase aufgrund theoretischer Vor berlegungen abgeleitet worden waren betrugen f r Krefeld maximal 500 IKT GW1 Kunden und 10 IKT GW2 Kunden in M lheim ma ximal 1 000 IKT GW1 Kunden und 100 IKT GW2 Kunden Das Erreichen der Zielzahlen stand dabei un ter dem Vorbehalt der technisch r umlichen Begrenzung der Modellregion welche aber nach ber zeugung des Konsortiums eine verbesserte Netzsimulation erlaubt hat Um die ben tigten Daten f r die Netzsimulation zu erzeugen wurde daher eine vollst ndige messtechnische Erfassung aller drei betroffenen Netzstr nge in M lheim notwendig Dies bedeutete auch die Ert chtigung der Umspann anlagen Saarn M lheim
560. rstellt worden sind zusammen und verkn pfen diese im Bereich IKT GW2 dort wo dies sinnvoll erscheint 4 2 2 1 Eckdaten zu den durchgef hrten Befragungen Die folgende Abbildung zeigt zun chst das grunds tzliche Untersuchungsdesign welches in den beiden quantitativen Befragungen zum Einsatz gekommen ist am Beispiel IKT GW2 Die Auswertung erfolgt jeweils zun chst innerhalb der Spalten deskriptiv ebenso wurde der Einfluss von Soziodemographie Einstellungen Einsch tzung Nutzung Bewertung und Wirkung aufeinander untersucht wirkungspr fende Analyse Einstellung Einsch tzung Nutzung Bewertung Wirkung Produkt Smart Start Abbildung B 135 Untersuchungsdesign der Kundenakzeptanz Befragung am Beispiel IKT GW2 Wie die folgende Tabelle zeigt wurden mit 411 durchgef hrten quantitativen Befragungen im Bereich IKT GW1 sowie 106 entsprechenden Befragungen im Bereich IKT GW2 insgesamt gute Beteiligungs werte erzielt Auch bez glich der qualitativen Tiefeninterviews konnte das Ziel des Konsortiums mit 45 125 F r die Wahl des Zeitpunkts waren im Wesentlichen zwei Aspekte entscheidend eine Befragung zu Musterprodukten und Projektinfrastruktur setzt voraus dass die Teilnehmer Gelegenheit hatten sich mit den entsprechenden Ger tschaften etc vertraut zu machen d h es musste ein Zeitraum von wenigstens drei Monaten vergangen sein Zus tzlich sollte eine Befragung innerhalb der Schulferien in NRW vermieden werden um e
561. rteilnetzbetreiber legen im Rahmen den die gesetzlichen Vor schriften der 21b i EnWg und die hierzu erlassenden Verordnungen vorgeben durch technische Mindestanforderungen nach 821b EnWG fest welche technischen Konfigurationen von Messeinrich tungen in ihren Verteilnetzen betrieben werden k nnen Macht ein Anschlussnutzer von seinem Recht einen dritten MSB zu w hlen 21b EnWG keinen Gebrauch so nimmt der Verteilnetzbetreiber auch die Rolle des Messstellenbetreibers und oder Messdienstleisters ein 1 3 6 Messstellenbetreiber und Messdienstleister Durch die Liberalisierung des Messwesens sind seit 2008 sowohl der MSB als auch der MDL als eigen st ndige Marktrollen im Strom und Gasmarkt etabliert denn die Prosumer der Gesetz und Verord nungsgeber verwendet hier regelm ig den Begriff Anschlussnutzer haben grunds tzlich das Recht einen qualifizierten Dritten mit diesen Aufgaben zu betrauen Macht ein Prosumer Anschlussnutzer von diesem Recht keinen Gebrauch so ist der Netzbetreiber verpflichtet die entsprechenden Aufga ben wahrzunehmen d h in diesem Fall ist der Netzbetreiber MSB und MDL des betreffenden Prosu mers Netzbetreiber wie Dritte sind als MSB f r die Bereitstellung und Instandhaltung der Messeinrichtung bei ihren Kunden verantwortlich Die Mess und Steuereinrichtungen die sie ihren Kunden gegen ein Entgelt zur Verf gung stellen m ssen den eichrechtlichen Vorschriften entsprechen und nach Art Zahl und Gr e
562. rtelstundenverbrauch eingetragen Anzumerken ist dass die Anpassungen der Bezugsstunden beim Musterprodukt zwar starke Auswir kungen auf den Erfolgsnachweis einzelner Kunden haben die Gesamtauswirkungen auf die Ver gleichm igung der Last durch alle Kunden bedingt durch den zeitlichen Versatz der Leistungsinan spruchnahme bei den einzelnen Kunden sich hierdurch jedoch nicht wesentlich ver ndert Dieser Ver gleichm igungseffekt l sst sich bereits bei der geringen Anzahl von E DeMa Kunden in den beiden Musterprodukten E DeMa Balance und E DeMa Balance Spar deutlich nachweisen und gilt erst recht F rderprogramm E Energy 244 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse bei einer deutlich gr eren Kundenzahl au erhalb eines Feldversuchs Die Philosophie der Balance Musterprodukte die Teilnehmer mit den Konsequenzen ihres Lastverhaltens ber lastvariable Preise zu konfrontieren hat sich insofern bew hrt und sollte als erfolgreiches Modell weiterverfolgt werden 3 4 2 Erkenntnisse in Bezug auf die Durchf hrung des Feldtests und den Einsatz der Tech nologie Um einen gro en Feldtest mit mehreren hundert Teilnehmer durchf hren zu k nnen sind umfangrei che Vorarbeiten notwendig Insbesondere ist es wichtig zu erkennen dass die beteiligten Unterneh men selbst wenn sie entsprechende End Kundenkontakte haben Teilnehmer i d R nicht im Rahmen der Regelkundenkommunikation gewinnen k nnen Hierzu ist
563. rtium bez glich des E DeMa Feldtest und der in diesem Feldtest eingesetzten Technologien und Musterprodukte daher die folgenden Schlussfolgerungen ge zogen 92 Die Musterprodukte haben eine motivationale Wirkung erzielen k nnen Die Visualisierungsangebote mit reduzierten Informationen Display HECUI werden besser beurteilt als das umfassende Feedback Angebot des Marktplatzes als Online Plattform Die Automatisierung wird insgesamt als hilfreich erlebt Zugleich bestehen bez glich der Auf gabe eigener Verhaltenskontrolle Vorbehalte was aber nicht notwendigerweise zu deren Ab lehnung f hrt e Die Teilnehmer haben zu den Produkten durch ihren Perspektivwinkel eine Eigenlogik entwi ckelt die von der Intention des Projekts abweichen kann und auch durch verst rkte Kommu nikation vermutlich nicht ausgeschlossen werden kann Haben die Teilnehmer eine Wahlfreiheit wie dies bspw bei IKT GW1 Kunden bez glich des Musterprodukts der Fall war spielt die individuelle Wertorientierung der Teilnehmer eine Rolle Dies kann als Hinweis darauf gewertet werden dass f r komplexe Energieprodukte eine zielgruppenorientierte Entwicklung indiziert ist e Dies bedeutet aber auch dass kurzfristig eine breitenwirksame Einf hrung der Produkte nicht das Ziel sein kann sondern es besteht ein Bedarf an zielgruppen orientierten Produkten Ni schenprodukten die sog early adopters und first mover ansprechen Eine bertragung
564. rtragsabschluss festgelegt werden Die Leistungswerte werden auf die f r die Abrechnung ben tig ten Viertelstundenwerte gemittelt und am Ende abgerechnet Der Produktbaustein beschreibt einen Tarif mit einem Preispro fil das aus n Leistungsb ndern LB LB besteht Die Leis tungsb nder sind in Abh ngigkeit vom Vorjahresverbrauch im Vorfeld festgelegt Die Endkunden werden ber die Preisprofile immer am Vortag informiert ber Visualisierungskanal beim Endkunden Sollte der Endkunde ein IKT GW2 besitzen werden die betriebsbereiten Lasten mithilfe des IKT GW2 und einer entsprechenden Zielfunktion dann zugeschaltet wenn dadurch zun chst keine h here Leistungsstufe erreicht wird Ein manuel les Zuschalten eines Ger tes k nnte dazu f hren dass anschlie Bend eine Leistungsstufe berschritten wird Ist der Endkunde nicht mit einem IKT GW2 ausgestattet muss er die Ger te ma nuell zu und abschalten Dieser Produktbaustein bietet sich zur direkten Weitergabe ei nes eventuellen variablen und leistungsabh ngigen Netznut zungsentgeltes von VNB an LF an den Endkunden an siehe B2B Produktbaustein F rderprogramm E Energy 96 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Produktbaustein Kurzbeschreibung Relevant f r Feldversuch Volumentarif Der Produktbaustein beschreibt einen Tarif mit einem festge legten Arbeitspreis innerhalb eines festgelegten Volumens in Kilowattstunden
565. rung des Lieferantenwechselpro zesses n tig sind d h automatische oder manuelle Best tigen des Wechsels bzw der entsprechen den K ndigung Weitere Funktionen sind das automatische Setzen des Strompreises f r den Kunden 77 Im Feldversuch gibt es aus Sicht des Marktplatzsystems Lieferanten die die Belieferung mit bestimmten Musterprodukten bernehmen Den Teilnehmern ist diese Tatsache jedoch nicht bekannt da sie f r ihre Teilnahme und Optimierung ohne Bedeutung ist Ziel war es zu demonstrieren dass die Plattform die Abwicklung eines Lieferantenwechsels unterst tzen kann dieses Ziel wurde erreicht F rderprogramm E Energy 160 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse MP ZDM EIP Die Schnittstelle beschreibt die Interaktionen zwischen dem Marktplatz und dem ZDM System Ener gyIP f r die Modellregion vgl zum ZDM und seinen Funktionen auch 2 3 6 ber diese Schnittstelle werden zyklisch Vorsch be und Z hlerst nde sowie die Tarifwechselinformationen zur Konfiguration ausgetauscht F r das Versenden von Nachrichten zwischen den Systemen wird als Kommunikationsprotokoll der Java Enterprise Standard JMS Java Message Service verwendet Die Nachrichten Inhalte werden an hand eines vorgegebenen XML Schemas in XML codiert MP ZDM Marktplatz Adapter EDIFACT Konverter eCount Die Schnittstelle beschreibt die Interaktionen zwischen dem Marktplatz und dem Bestands ZDM Sys tem eCount f r d
566. ruppe ist aufgrund der Rekrutierungsmechanismen bzw der Selbstse lektion nicht bev lkerungsrepr sentativ Die E DeMa Stichprobe weist ein hohes Bildungsniveau auf Es handelt sich um eine wohlsituierte Klientel mit berdurchschnittlichem Haushaltseinkommen die bevorzugt im Eigenheim wohnt Wenn man nun die hier vorliegenden soziodemographischen Ergeb nisse hinsichtlich der Unterteilung in aktive und passive Kunden miteinbezieht ist zu konstatieren dass die aktiven Kunden noch bildungsaffiner sind ber 60 besitzen ein abgeschlossenes Studium Somit kann die These formuliert werden dass intelligente Stromprodukte zurzeit eher Eliten ansprechen also nur sehr spezifische Zielgruppen erreichen im Sinne eines Nischenangebots und dass eine ber durchschnittliche Bildungsbiografie zur aktiveren Teilnahme bef higt bzw diese motiviert 4 1 1 2 Verbrauchsverlagerung der IKT GW2 Kunden mit Automatisierung Um ausschlie lich den Anreiz zur VV auswerten zu k nnen wurden bei der Analyse der IKT GW2 Kun den alle Tage ausgeschlossen an denen die IKT GW2 Kunden mit den Produkten E DeMa Flex und E DeMa Komplex dem Aggregator ihre Wei e Ware zur Schaltung bereitgestellt haben Der Ver brauchszeitpunkt der bereitgestellten Ger te wurde an diesen Tagen durch einen Dritten den Aggre gator bestimmt was keiner VV entsprach die aufgrund einer Handlung eines Kunden unter Einfluss eines zeitvariablen Tarifs zustande kommt Im Gegensatz hierzu sind VV d
567. ruppen je Haushaltsgr e und unter Ber cksichtigung des haushaltsgr en spezifischen Jahresverbrauchs wurde das HO Profil auf die Haushaltsgr en und die hier vorhandenen Personengruppen aufgeteilt F rderprogramm E Energy 180 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Haushaltsqr e 1 Haushallsy e 2 1 5 1 1 1 1 1 EN m N gi m R z Z Se z 2 m s 1 3 6 a 12 18 2 9 12 15 13 21 24 Uhrzeit h Uhrzeit h Haushaltsqr e J Haushaltsgr e 4 gt 5 5 2 z T 3 6 a 12 1 18 21 A j 3 E 9 12 15 13 21 24 Uhrzeit h Uhrzeit h Haushaltsqr be 5 Ilaushaltsgr e G T T T T Leistung kV Leistung KW F 0 0 Uhrzeit h Uhrzeit h 3 E 9 12 15 13 2 21 Abbildung B 58 Haushaltsgr enspezifische Lastkurve f r einen Werktag in der bergangszeit In einem zweiten Schritt werden diese personen und haushaltsgr enspezifischen Leistungsdichte verteilungen dann jeweils noch einmal auf 27 verschiedene Ger te verteilt Aus den resultierenden Ger telastkurven werden schlie lich Ger testartverteilungen berechnet die die Wahrscheinlichkeit f r das Einschalten eines Ger tes zu den jeweiligen Zeitpunkten eines Tages beschreiben Die Anreize hinsichtlich der Wei en Ware beeinflussen direkt die Ger testartverteilung der jeweiligen Ger te Die Preisanreize die das Verbraucherverhalten insges
568. rvices in Cellular Networks Entwicklung eines E Energy Marktplat November S Winter und zes und erste Erfahrungen aus dem 2012 H J Belitz Feldversuch im E DeMa Projekt TU Dortmund B Werner Siemens AG Performance Evaluation of Wireless 2013 N Langhammer Home Automation Networks in Indoor und R Kays Scenarios TU Dortmund Fachvortr ge Titel Thema Datum 05 Juni Prof Dr M Las 2008 kowski RWE 30 Juli 2008 Prof Dr M Las kovvski RVVE Vom Smart Meter zum IKT basierten 28 Oktober Prof Dr M Las Energiesystem der Zukunft 2008 kowski RWE Next Generation Power Industry Old Markets New Rules Das E Energy Projekt der RWE Energy AG Von dezentral erzeugter Energie zum E Energy Marktplatz der Zukunft Prof Dr M Las kowski RWE Von Smart Metering zu E Energy Im 11 M rz Prof Dr M Las plementierungs und Entwicklungspro 2009 kowski RWE jekte bei RWE Das Elektrizit tssystem der Zukunft Andreas Brabeck 2009 muss intelligent werden Von Smart Metering zum E Energy Im 30 M rz Prof Dr M Las plementierungs und Entvvicklungs 2009 kovvski RVVE projekt bei RWE F rderprogramm E Energy 19 Novem ber 2008 Der intelligente Kunde Vom Konsu menten zum Produzenten ver ffentlicht in VDE Kongress 2012 Smart Grid Intelligente Energiever sorgung der Zukunft Stuttgart IEEE International Conference on Smart Grid Communica tions IEEE SmartGridComm 2012 T
569. rzu werden Technologien aus den Bereichen Leittech nik Regelungstechnik Leistungselektronik zentraler dezentraler und regenerativer Energien und Speicher f r die speziellen Bed rfnisse zuk nftiger Energieversorgungssysteme erforscht und in das Gesamtsystem der Energieversorgung und Energiem rkte integriert Energievvirtschaftliche sowie ge setzliche Rahmenbedingungen finden hierbei Ber cksichtigung Ergebnisse verschiedener Forschungs vorhaben verschiedener Forschungsarbeiten konnten in das vorliegende Projekt eingebracht werden Einsatz eines Virtuellen Kraftwerks zur technisch wirtschaftlichen Optimierung von Verteilnet zen Innovative Energiespeicherkonzepte Einsatz von Multiagentensystemen und wirtschaftlicher Betrieb von Verteilnetzen Integration von Kraft VVarme Kopplungskonzepten dezentraler regenerativer Energiequel len Entvvicklung von integralen E lektrizit t W rme K lte Systemmodellen und Mana gement strategien unter Einbezug konomischer Aspekte Neue Infrastrukturen in der kommunalen Energieversorgung F rderprogramm E Energy 37 Abschlussbericht E DeMa A Management Der Lehrstuhl f r Kommunikationsnetze KN der Technischen Universit t Dortmund Prof Dr Ing Wietfeld fokussiert seine Forschungsarbeiten seit mehreren Jahren auf die Entwicklung und quantita tive Analyse von neuen Kommunikationsdiensten und dazugeh rigen Netzarchitekturen und proto kollen Die Kernkompetenzen liegen
570. s 4th international workshop on critical information infrastruc tures security Oktober 2009 Bonn Prof Dr M Las kowski RWE VWEW Kongress Werni gerode Prof Dr M Las kowski RWE CSN Symposium Smart Energy internes RWE Symposium Essen Prof Dr M Las kowski RWE ZzmFokus 2009 Frankfurt Prof Dr M Las kowski RWE EUROFORUM Konferenz Smart Grids 2010 D ssel dorf 331 Abschlussbericht E DeMa Anhang Titel Thema Veranstaltung Determining why RWE Germany has 17 Novem Prof Dr M Las M2M Smart Meters amp Ho selected a non integrated me ber 2009 kowski RWE mes 17 11 2009 Br ssel ter2MUC strategy to cost effectively install smart meters nationwide Aktuelle und zuk nftige Energiedienst 24 25 No Prof Dr M Las BDEW Jahrestagung Messwe leistungen auf der Basis intelligenter vember kowski RWE sen 2009 D sseldorf Kommunikation 2009 Versorgungskonzepte f r Elektrofahr 26 Novem Dipl Ing D K nig D A CH Tagung im BMWi Ber zeuge ber 2009 TU Dortmund lin E DeMa Wertsch pfungseffekte aus 26 Novem Michael Oltersdorf E Energy Jahreskongress Sicht der Siemens AG ber 2009 Siemens 2009 Berlin Smart Meter bei RWE Status und Per 30 Novem Prof Dr M Las Lieferantentag 2009 Essen spektiven ber 2009 kowski RWE Technologischer Ansatz f r die Mo Januar 2010 A Wolff RWE 10 Jahrestagung Z hl und dellregion E DeMa Messwesen aktuell D ssel
571. s Prosumer Ein Energiekunde der auf der einen Seite Energie konsumiert consumer und auf der anderen Seite durch den E Energy Marktplatz in die Lage ver setzt wird durch schaltbare Lasten oder Kleinerzeuger Energie und Sys temdienstleistungen anzubieten oder erzeugte Energie zu vermarkten pro ducer PuG Kunde Privat und Gewerbekunde Energiekunden die einen Jahresverbrauch von 100 000 kWh a nicht berschreiten PV Photovoltaik Open System Interconnection 005 Quality of Service Registrierende Lastgangmessung SLP Standardlastprofil Kunden mit einem Jahresverbrauch unterhalb von 100 000 kWh a werden nach vereinfachten Methoden mittels Standardlastprofi len prognostiziert und abgerechnet F rderprogramm E Energy 320 Abk rzung TCP IP TLS TMR TSO UA U Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Transmission Control Protocol Internet Protocol Kommunikationsproto kolle F rderprogramm E Energy 321 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Verwendete Fachliteratur 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 A Greedy based Network Planning Algorithm for Heterogeneous Smart Grid Infrastructures C M ller C Wietfeld 8th International Conference on Wireless and Mobile Communications IC VVMC 2012 Venedig Juni 2012 AbLaV Verordnung zu abschaltbaren Lasten vom 28 Dezember 2012 BGBl S 2998 Anforderun
572. s sche bersicht E Energy Digitalstrom 2010 kowski RWE GreenlT etc Die neuen Energie Me chanismen im Unternehmen F rderprogramm E Energy 332 Abschlussbericht E DeMa Anhang Titel Thema Datum Veranstaltung Neue Energiewelten f r Haushalte 11 M rz Prof Dr M Las Journalisten Workshop zum durch Smart Meter und E DeMa Vom 2010 kowski RWE Thema Smart Tech bei Ver Smart Meter zum intelligenten Ener teilnetzen Essen giesystem der Zukunft Die Umstellung des Energieliefersys 19 M rz J Funck SWK Mitgliederversammlung des tems f r Verbraucher durch die An 2010 VDE Niederrhein in Krefeld wendung intelligenter Z hlertechnolo gien Die Verbesserung der Energieeffizienz 21 M rz Prof Dr M Las E Energy Speakers Corner Vom Smart Meter zum intelligenten 2010 kowski RWE Hannover Energie system der Zukunft Die Verbesserung der Energieeffizienz 24 M rz Prof Dr M Las Energiemanagement KOM vom Smart Meter zum intelligenten 2010 kowski RWE ZUDE Energie system der Zukunft Die Verbesserung der Energieeffizienz 04 Mai Prof Dr M Las Innovations Workshop RWE vom Smart Meter zum intelligenten 2010 kowski RWE Metering GmbH Essen Energie system der Zukunft Wie sieht die Weiterentwicklung von 05 Mai Prof Dr M Las Smart Metering Positionen heutigen Smart Meter in Richtung in 2010 kovvski RVVE und L sungskonzepte der telligenter Gatevvays aus Gasvvirtschaft FIGAVVA Essen Di
573. s Hier m ssen Vertrags und Tarifdaten ausgetauscht werden um das Gate way entsprechend zu konfigurieren Vertragsk ndigung Vertrag muss im Gateway terminiert werden Preissignal bermittelung Es gibt grunds tzlich zwei verschiedene Preissignale Einspeiser Verbraucher Bei der Spezifikation des Preissignals wurde sich an den CIM Standard angelehnt VVetterinformationen siehe auch die Schnittstelle MP Wetterdienst MP Datenimport und MP Datenexport Die MP Datenimport Schnittstelle versorgt den Marktplatz mit Daten Dies war z B vor Beginn des Feldversuchs notwendig als die Stammdaten Namen Adressen usw aller Teilnehmer in das Sys tem eingelesen werden mussten und stellt im k nftigen Systembetrieb eine Daueraufgabe dar Der Datenimport kann ber die GUI durch Auswahl der jeweiligen Datei angesto en werden Am MP ste hen daf r XML und XLS Excel basierte Datei Schnittstellen zur Verf gung die von einem MP Admi nistrator Operator ber das Marktplatz Web Userinterface bedient werden k nnen Die ebenfalls angelegte Schnittstelle zum Datenexport hat zwei prinzipielle Aufgaben Der Marktplatz erhebt zu Forschungszwecken d h zur Bew ltigung der Analyse Aufgaben im weiteren Verlauf des Projekts Daten und exportiert diese pseudonymisiert79 e Der Marktplatz erhebt und exportiert Daten aus denen der Gesamterfolgsnachweis au erhalb des Marktplatzes erstellt wird 2 3 4 Umsetzung IKT GW2 Um die Vorgabe
574. s Marktplatzes und die Erweiterung des Leitsystems um die Aggregator Steuerung sowie zus tzliche Schnittstellen und Scripting Funktionen beim ZDM genutzt wurden ProSyst Software GmbH Die ProSyst Software GmbH nutzte f r ihre Arbeiten im Projekt E DeMa die von der OSGi Alliance spe zifizierte Universal Middleware die eine dynamische Softwareplattform darstellt auf der Anwendun gen und Dienste entsprechend dem SOA Paradigma ausgef hrt werden k nnen Dies erlaubt es Pro Syst Middleware L sungen bereitzustellen wie sie vor allem im Umfeld der Hausautomatisierung be n tigt werden In dieser Hinsicht wurden von ProSyst bereits vor E DeMa viele Smart Home Entwick lungen mit Komfort Automatisierungs Kommunikations und Entertainmentaspekten im vernetzten Heim aufgebaut In vielen F llen wurde wie bei E DeMa die OSGi Technologie bereits eingesetzt was sich als u erst praktikabel erwiesen hat Zu nennen sind hier wegen der besonderen Relevanz f r das Projekt E DeMa das Comfort Panel von Busch J ger sowie die Produktlinie Miele Home Insbeson dere hat ProSyst die folgenden Technologien in das Projekt eingebracht mBedded Server Professional Edition basiert auf der aktuellen OSGi Spezifikation Release 4 1 Die mBedded Server Smart Home Ex tension bietet optionale Erweiterungen darunter g ngige Kommunikationsprotokolle wie z B EIB EHS LonWorks und Bluetooth die zur Vernetzung von Endger ten bspw f r Smart Home Anwen dungen
575. s q yd zuoy lq wnz yonuds ap m w 4214 4494S Z3Eld3yEVN Sunpulqul Anz 2 Suspue4sjua p flolq WI lq 32485 uy eyyaq 3 lp 33ne s q 6007 WI 2 4629 231 4 p aseajay seq S lds S p y q 3 uon u ss u q 343 u p s qnu s 3 u punA Y LEyU 742 7U 4Q1 A 535 S P sSNIyasqy 4513 U SSOH SUl UOISSIWLILLIOY u u s pdo n3 s p l q u l qiy l EVV q 3 UOA ayeyuj lp puls l osul 97 H331 N SWNIOSUOY s p ul z l UJEM Mmzq 3 S lds 8 ew q 4 uoa u ssju q 343 u p s qnu s S u punA SYeyu 74 7U 4Q1 A S3S pl 4 S P sSNIyIsqy EU 4513 ssluq 8u3 sunosuoy s p 3 qiy lp zne ssnuul4 yu w geuen V 1 74 0 3 1421 455 054 dewpeoy uonez psepue3s pHo Hews 9S dn049 9133 Sun ls p ep uels feuoneu lul 0T0 14 EHS PHO PEWS NS 241 s pou 22180 5 2 A319 u 11510 12 15 2 2152 102 Hed uolNewone An J mod 104 S l 3s4s pue sy1omJaUu uo1Je9lu uEIS 9JEUONEUJOYU 2 02 7 06819 241 4ed ZS 21 40 SINYPDAYIIY T Wed ZS IL PUO99S 629 231 Sun ls p ep UE3S SjeUONEUISJU 6007
576. s IKT GVV1 Abbildung B 17 zeigt schematisch die Architektur des Gateways IKT GW1 und seine Schnittstellen zu anderen Funktionsbl cken die gem der E DeMa Referenzarchitektur ausgepr gt wurden siehe Kap 2 1 6 Ausgehend von den Spezifikationen zur Multi Utility Communication wurden standardi sierte Schnittstellen eingesetzt um entsprechend dem Einsatzziel als massenmarkttaugliches Produkt f r die Kommunikation marktg ngige Standardprodukte einsetzen zu k nnen Eine Anbindung des Kundendisplay Kunden PC sowohl drahtgebunden als auch drahtlos ber handels bliche Funkadapter 45 Lastenheft MUC Multi Utility Communication Forum Netztechnik Netzbetrieb im VDE FNN August 2009 F rderprogramm E Energy 109 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse oder PLC Adapter wird ber eine Ethernet Schnittstelle erm glicht Damit ergab sich f r die Installa tion in den Kundenhaushalten eine h chstm gliche Flexibilit t bzgl der sehr heterogenen rtlichen Gegebenheiten Die in Abbildung B 17 dargestellte optionale Schaltschnittstelle Switch wurde in Lasten und Pflich tenheft adressiert und konzeptionell behandelt jedoch im Feldversuch nicht realisiert Diese Schnitt stelle k nnte dem Netzbetreiber zuk nftig die Realisierung von Netzsicherheitsfunktionen erlauben in deren Rahmen er z B Haushalte f r einen selektiven Lastabwurf abschaltet Konstruktiv l sst das E DeMa Konzept an dieser Stelle bewusst
577. s Sicht der teilnehmenden Kunden noch keinen plug and play Status er in den Z hlerschrank einzubringen und reicht hatte So war es bspw notwendig das Sendemodu eine f r das Empfangsmodul geeignete Steckdose die auch den Interessen des Teilnehmers entsprach zu identifizieren Die teilmodellregion spezifische Display L sung umfasste sowohl die Kommunikati onskomponenten PLC WLAN Adapter inkl Android Tablet und die f r diese L sung entwickelte EnergyDisplayApp Die in E DeMa entwickelte Display L sung ist zukunftsf hig und wird in Nachfolge projekten weiterentwickelt Neben der Entwicklung Umsetzung und Unterst tzung bei dem Betrieb in der Modellregion wurden auch Schulungen f r Techniker und Mitarbeiter des Hotline Support durch gef hrt damit diese auf Fragen der Nutzer entsprechend eingehen konnten Im laufenden Feldversuch selber wurden aufgrund verschiedener St rungsmeldungen und Support Anfragen Verbesserungen und Aktualisierungen f r die realisierte Applikationssoftware zur Verf gung gestellt und in insgesamt 4 Updates auf die Tablet PCs in den Haushalten verteilt Die Verteilung der F rderprogramm E Energy 233 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Updates erfolgte zu Beginn der Feldphase per Speicherkarte die durch die Kunden dann selbst instal liert werden konnten Customer Self Service Im sp teren Verlauf des Feldtests wurden die Updates per E Mail verteilt und dann von den
578. s insofern dar als festgestellt wird wie gut sich der Teilnehmer an den virtuellen Tarif angepasst hat Hierzu wird das tats chliche Verhalten des Teilnehmers pro 1 4h mit demjenigen Verhalten verglichen welches sich aufgrund des Standardlastprofils Ho f r die historischen Verbr uche des Teilnehmers ergeben h tte vgl hierzu auch Kapitel 3 3 6 3 68 Grunds tzlich hat sich das E DeMa Konsortium darauf verst ndigt die g ltigen Preise i d R min 18h vorher zu publizieren Die Preise wurden den Kunden ber den Marktplatz und die anderen E DeMa Kundensysteme Display etc bekanntgemacht s u 6 Der E DeMa Erfolgsnachweis adressiert insofern ein grunds tzliches erkenntnistheoretisches Problem welches bei Untersuchungen im Zusammenhang mit intelligenten Messsystemen h ufig auftritt Es ist i d R unm glich zu wissen was der Proband getan h tte falls ihm kein solches System eingebaut worden w re d h die Baseline gegen die entsprechende Effekte zu messen w ren ist nicht bekannt In den Projekten E DeMa und M lheim z hlt ist dieses Problem durch die Verwendung historischer Verbr uche jdf teilweise gel st worden Hierbei ist es wichtig zu erkennen dass ohne bereits eingebaute Smart Meter der historische Verbrauch wiederum nur als ein Wert in kWh a bekannt ist sein zeitlicher Verlauf also gesch tzt werden muss wie dies in E DeMa durch Verwendung des Ho Profils geschehen ist Um dieses Problem zu vermeiden w
579. s m dem Tarif EDeMe Fex d s T lnehm rs D visrtar wiri Vehrauchsvarlagen noen va ver Faden Verhrsuchernuden hin zu Zeten mt 219 Inatallerle Weualckeringasoftware die e3 dem Tail nehne s laabt milhits sane D t nv r rb lbingsz r t she otne Zugang zum nternst Dater aus den irtel igen ten Messsysten Zirschalzeiten c r Wal en etc enz sehan 210 Histoische Vertrsae averta sind die In aufe enes Jahrss 366 Tags Durch am Wess ysiem sutga zeicwneler Wengen an K izisatsluncen IVM die s r Kunse n rechsib der Sszugeh rigen Abrschrungsper over versrauen hat 211 Inteligesies Vesssysier ist ein elektronischer Stronz hier ser In Korbleaton mt sinsm Kemrvunikati oramadul SPRS Tarhnalagie bai den Tailnahmar nstal lert wid ung Im Proekt zum Ensatz kommt Das Kom munikatiossmodis dient dazu enerssits d duch s n SWK ENERGIE GinibH 2 T nise It 124 47804 Kreft edir fogad IWE panana Name SWeK ndenummer Tale Angaben De n Oruanui nachfogend Kunde oder Teilnehmer genami vareinkar n f r de eilhahme am Projekt E Del Folgender 1 Gegumtand Gegerziard dieser Vereriban ung isi die Teil salirniz des Kuiden an t DeiMa torschurngsargjett E DeMa isi en orderprojekt des Bundesminstenums tur Wirtschaft und ieciniiozle das z m Ziel hat energeettinente Losungen tur Prvathaushate zu ertwichelr Daza sall nese Informasions und kommunkations t
580. sbericht E DeMa Anhang Titel Thema Veranstaltung Stromkunden als intelligente Einspei ser in das Verteilnetz E DeMa Prof Dr M Las Vortrag auf der Hannover kowski RWE Messe 2011 im Rahmen der Vortragsreihe Speakers Cor RF Mesh Systeme f r Smart Metering Februar C M ller TU Dort ITG FG 5 2 1 Workshop Ener System Architektur und Leistungsbe 2011 mund gie Informationsnetze und wertung Systeme Bremen RF Mesh Systeme f r Smart Metering Februar C M ller TU Dort ITG FG 5 2 1 Workshop Ener System Architektur und Leistungsbe 2011 mund gie Informationsnetze und wertung Systeme Bremen Simulation of Powerline Communica M rz 2011 H Kellerbauer Uni OMNeT Workshop 2011 Si tions with OMNeT in static Smart versit t Duisburg muTools 2011 Barcelona Grids Essen Spanien Simulation of Powerline Communica M rz 2011 H Kellerbauer Uni IEEE ISPLC 2011 Udine Italien tions with OMNeT and INET Frame versit t Duisburg work Essen Informationstechnik f r zuk nftige 16 M rz Prof Dr Rehtanz KIT Karlsruhe Elektrizit tsnetze und M rkte 2011 TU Dortmund Die Zukunft der elektrischen Netze 21 M rz Prof Dr Rehtanz Tagung Exzellenz NRW D s 2011 TU Dortmund seldorf 29 M rz Prof Dr M Las EVK Smart Tech IQPC Frank 2011 kovvski RVVE furt Diskussionsrunde der VHS im Kreis 30 M rz J Funck SWK Viersen moderiert von der Rheini 2011 schen Post unter dem Titel
581. scenter Bereits zu einem fr hen Zeitpunkt vor Beginn des Feldversuchs wurden zwei Testlabore und Schu lungscenter aufgebaut Diese Anlagen dienten zur Nachbildung von repr sentativen Kundenhaushal ten wie sie f r den sp teren Feldtest zu erwarten waren Es wurde jeweils ein Komplettsystem beste hend aus IKT GW1 IKT GW2 Wei er Ware uKWK Kundenrechner mit HECUI Home Energy Control User Interface und erforderlichen Netzwerkkomponenten an den Standorten Duisburg RWE und Krefeld SWK eingerichtet Nachfolgende Abbildung zeigt eine bersicht des Testcenters Duisburg mit realer uKWK Anlage F rderprogramm E Energy 223 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Private Network Friendiy Customer Internet Inhouse Automation L _ Legende E DeMa Network Sp l Trockner Wasch Protokoll g maschine maschine Konf een W Mbus 2 5 Ethernet BPLC7 WLAN 1 HE HEC UI Switch DSL mit Monitorport Router 85 z zum 5 HKVVK uKWK IKT Gateway 2 Marktplatz Anlage Controller N N gt o o o d si PLC GPRS m gt I 3 1 A Q 2 VA zi as I Abbildung 87 Systemmodell Testcenter Duisburg Innerhalb der Testcenter konnte eine vollst ndige Integration v
582. schaftliche Ergebnisse Glossar AGG Aggregator kontrahiert Erzeugungsmengen oder Flexibilit ten der Endkun den aggregiert diese zu einem Portfolio und vermarktet marktg ngige Pro dukte an andere Marktteilnehmer z B VNB Lieferant H ndler TSO nicht jedoch an Endkunden B2B Business to Business Gesch ftsbeziehung zwischen mindestens zwei Un ternehmen B2C Business to Customer Gesch ftsbeziehung zwischen Unternehmen und Pri vatpersonen DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Protokoll zur dynamischen Vergabe von IP Adressen Dean bei Abnehmern in Industrie Gewerbe und Privathaushalten F rderprogramm E Energy 318 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Abk rzung Begriff DWD Deutscher Wetterdienst Entwicklung und Demonstration dezentral vernetzter Energiesysteme hin zum E Energy Marktplatz der Zukunft EDIFACT Electronic Data Interchange For Administration EDL Energiedienstleister EEG Gesetz zur Neuregelung des Rechts der Erneuerbaren Energien im Strombe reich und zur nderung damit zusammenh ngender Vorschriften Erneuer bare Energien Gesetz European Energy Exchange Gesetz ber die Elektrizit ts und Gasversorgung Energiewirtschaftsgesetz Electric Vehicle Frequency Hopping Spread Spectrum Frequenzsprungverfahren in der draht losen bertragungstechnik Gesch ftsprozesse zur Kundenbelieferung mit Elektrizit t General Packet Radio Service Daten
583. schine nach Produkten 291 Korrelation zwischen einzelnen Befragungsitems bez glich der Smart Start Funktion Basen nie eis 292 Korrelation aus den Befragungsergebnissen abgeleiteter Variablen 292 Werktags Lastverl ufe einer ONS f r KW10 bis KW48 links Verlauf der mittleren h Auslastung dieser ONS im selben Zeitraum rechts 298 Werktags Lastverl ufe einer ONS f r KW10 bis KW48 an der eine Photovoltaik Anlage mit 5 5kW installierter Peak Leistung einspeist links Verlauf der mittleren h Auslastung dieser ONS im selben Zeitraum 299 Werktags Lastverl ufe einer ONS f r KW10 bis KW48 ber die Haushalte mit NSH versorgt werden links Verlauf der mittleren h Auslastung dieser ONS im selbenZeitraumifrecNhts u namens anna 299 VVerktags Lastverlaufe der benachbarten ONS f r KW10 bis KW48 wobei das Heizsystem aller Haushalte elektrische NSH sind links Ausschnitt dieser Werktags Lastverl ufe rechts 300 F rderprogramm E Energy 12 Abbildung B 151 Abbildung B 152 Abbildung B 153 Abbildung B 154 Abschlussbericht E DeMa Werktags Lastverl ufe einer ONS f r KW10 bis KW48 ber die Haushalte und Klein Gewerbe versorgt werden links Verlauf der mittlere h Auslastung dieser ONS im selben Zeitraum rechts 300 Werktags Lastverl ufe einer ONS 9 f r KW
584. se Teilmodellregion Kliedbruch gewonnen werden dies entspricht einem positiven R cklauf von beacht lichen 18 Es war seitens der SWK von Vornherein beabsichtigt auch die IKT GW2 Kunden aus die sem Interessenten Kreis zu akquirieren Dies erfolgte mittels eines Gewinnspiels so dass ber den Erhalt der hochwertigen Haushaltsger te das Losgl ck entscheiden sollte Ab Juli 2011 fanden bei al len Kunden die ihr Teilnahmeinteresse bekundet hatten Vor Ort Begehungen der Geb ude statt die insbesondere notwendig waren um die technischen Voraussetzungen vor Ort u a auch das Vorhan densein eines Internet Anschlusses zu pr fen Hierbei lag in der TMR Kliedbruch ein besonderes Au genmerk auf den Bedingungen f r ein eventuelles Multimetering d h die Einbindung und das Ausle sen von Gas und Wasserz hlern ber die stromseitige IKT GW1 Infrastruktur Dazu entwickelten SVVK Mitarbeiter ein Bestandsformular zur systematischen Erfassung der jeweiligen Gegebenheit vor Ort Zudem berreichten die Mitarbeiter den Kunden eine Gewinnspielkarte mit deren Hilfe interes sierte Teilnehmer an der Verlosung der IKT GW2 Ausstattung teilnehmen konnten Auch nutzte die SVVK diese ersten Kundengespr che dazu mit potenziellen uKWK Kunden in pers nlichen Kontakt zu treten Parallel wurden die Teilnahmebedingungen f r GW1 und GW2 Kunden erarbeitet und mit der Rechtsabteilung der SWK sowie mit dem Datenschutzbeauftragten der SWK abgestimmt Siehe Kapi tel
585. se zum Kundenverhalten und zur ren 281 4 Hauptbefunde und Erkenntnisse mit Blick auf die Kommunikationsinfrastrukturen 293 4 4 Ergebnisse der Netzsimulation 296 4 5 Hauptbefunde und Erkenntnisse mit Blick auf das Z hlerdatenmanagement und die in einer E DeMa Welt bereitzustellenden Informationen 308 5 Res mee nat n n a la innab d s ni 310 BIOS m ada aaa bol 318 Verwendete Fachliteratur ssss ss sss nenn ARE ei iape nennen 322 Anhang A Erfolgte und geplante Ver ffentlichungen 324 F rderprogramm E Energy 7 Abschlussbericht E DeMa Abbildungsverzeichnis Abbildung A 1 Abbildung A 2 Abbildung A 3 Abbildung A 4 Abbildung A 5 Abbildung B 1 Abbildung B 2 Abbildung B 3 Abbildung B 4 Abbildung B 5 Abbildung B 6 Abbildung B 7 Abbildung B 8 Abbildung B 9 Abbildung B 10 Abbildung B 11 Abbildung B 12 Abbildung B 13 Abbildung B 14 Abbildung B 15 Abbildung B 16 Abbildung B 17 Abbildung B 18 Abbildung B 19 Abbildung B 20 Abbildung B 21 Abbildung B 22 Abbildung B 23 Abbildung B 24 Abbildung B 25 Abbildung B 26 Abbildung B 27 Abbildung B 28 Abbildung B 29 Abbildung B 30 Abbildung B 31 Das Gatevvay Konizeb s y aad a
586. sen Es gab in jedem Monat des Feldtests Produktwechsel sogar noch 3 Tage vor Ende des Feldtests Die Statistik der Kunden bez glich des Pro duktwechsels ist Tabelle B 20 zu entnehmen Tabelle B 20 Produktwechsel der IKT GW1 Kunden Anzahl Kunden mit Produktvvechsel 1 VVechsel 61 2 VVechsel 17 3 VVechsel 12 4 VVechsel 4 Gesamt 94 Anteil an IKT GVV1 Kunden 17 2 Demnach haben rund 17 der Haushalte mindestens einmal das Produkt gewechselt Es zeigte sich dass die meisten E DeMa Kunden nur einmal das Produkt gewechselt haben Vier Kunden wechselten vier Mal ihr Produkt In der Befragung gaben 23 8 an die Wechseloption genutzt zu haben Auff llig ist dass bei den Wechseln in das Effizienz Produkt und in das Balance Produkt fast eine Gleichvertei lung herrscht In Tabelle B 21 ist festgehalten wie oft die Kunden in welche Produkte gewechselt ha ben 121 Im Projekt E DeMa wurden keine Daten ber die Urlaubsaktivit ten der Teilnehmer erhoben F rderprogramm E Energy 280 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Tabelle B 21 Anzahl Produktwechsel je Kunde in den Modellregionen Wechsel in das Produkt E DeMa Basis 17 E DeMa Basis Spar 14 E DeMa Effizienz 54 E DeMa Effizienz Spar 9 E DeMa Balance 39 E DeMa Balance Spar 14 Gesamt 147 nsgesamt vvurde 147 Mal das Produkt gevvechselt Die Ausvvertung des Produktvvechselverlaufs ein zelner Kunden zeigte
587. sen Messungen und dem rLM Bereich bestehen bleiben 7 1 7 4 Der E DeMa Marktplatz als Dreh und Angelpunkt k nftiger marktlicher Interaktion Die Besonderheit von M rkten f r die leitungsgebundene Energieversorgung gegen ber anderen M rkten ist dass au er den vertragschlie enden Parteien Lieferant und Endkunde noch weitere Ak teure in ihren Rollen von diesem Vertrag betroffen werden i d R Verteilnetzbetreiber und Messstel lenbetreiber Messdienstleister Dieses komplexe Beziehungsgeflecht der am Transaktionsprozess ei ner Energielieferung beteiligten Akteure erfordert eine intensive Marktkommunikation die ihren Aus druck beispielsweise in der GPKE findet Trotz dieser regulatorischen Festlegung ber Art und Umfang der Marktkommunikation kommt es bei der Abwicklung der Gesch ftsprozesse Beispiel Lieferanten wechsel heute vielfach zu erheblichen Verz gerungen Eine Ursache ist in der vielfach unterschiedli chen Datenlage in den Bestandsdaten der am Lieferprozess beteiligten Akteure zu sehen Zuordnung von Kunden zu Lieferanten resp deren Vertragsstatus In der heutigen Welt wird dem mit einem auf Netz Messpunkten geeignet ist die neuen Steuerungsprozesse VVAMS mit den ben tigen Daten zu versorgen Ein fl chendeckender Roll out von Konsumenten Smart Metern ist jedoch nicht notwendig 35 Messzugangsverordnung vom 17 Oktober 2008 BGBl 1 S 2006 36 Registrierende Leistungsmessung ist nach StromNEV 812 Stromnetzzugangsver
588. sichergestellt werden kann dass a durch geeignete Berechtigungskonzepte Datenwei tergaben nur an solche Marktpartner erfolgen die ein Recht auf die entsprechenden Daten haben bzw 30 Diese Forderung ergibt sich auch aus dem BSI Schutzprofil und den mit diesem zusammenh ngenden Technischen Richtlinien 31 Wie das seitens der e Energy Begleitforschung unter Mitarbeit von E DeMa erstellte Dokument Datenschutz in Smart Grids Berlin 2011 Raabe et al Hrsg zeigt sind die datenschutzrechtlichen Fragestellungen zahlreich und m ssen m glichst vor der Implementierung entsprechender Systeme geeignet analysiert und aufgesetzt werden privacy by design 32 Datenschutzrechtler m gen einwenden dass sich hier auch Fragen des inner famili ren Datenschutzes stellen was nicht zu bestreiten ist es bleibt aber festzuhalten dass echte Dritte i S v Stromanbieter MSB usw keine Kenntnis von diesen Daten erlangen F rderprogramm E Energy 84 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse die diese aus Gesch ftsvorf llen mit dem Betroffenen ben tigen und b der Betroffene durch eine ge eignete Dokumentation der Berechtigungen in die Lage versetzt werden kann an zentraler Stelle zu erfahren wer Zugang zu seinen Daten hat und warum 1 7 1 Aggregation von Erzeugern und Lasten Je nachdem in welchem Marktsegment der jeweilige Aggregator beabsichtigt die von ihm kontrollier ten Flexibilit ten zu vermarkten
589. sierung hnliche VV wie die Kunden ohne Automatisierung E DeMa Effizienz Die VV der passiven Kunden bzw aller Kunden aus den Tarifzeiten HHT1 und 2 ist jedoch h her als bei den Kunden ohne Automatisierung Der zeitliche Verlauf der VV im Feldversuch ist in Abbildung B 116 dargestellt Hier wurden im Gegen satz zu den Kunden ohne Automatisierung zu Beginn h here VV erzielt Anschlie end zeigten die Kun den in ihrer Verbrauchsverlagerung Erm dungserscheinungen Bei den aktiven Kunden liegt die VV in den ST bzw NT in den ersten Monaten im Durchschnitt bei knapp 10 Diese VV nehmen im Laufe des Feldversuchs geringf gig ab und erreichen im November nur noch etwas mehr als 7 Bei den passiven Kunden bzw allen Kunden sinkt die hohe VV in den Monaten April und Mai ca 5 inST und NT sowie mehr als 4 aus HHT1 im Laufe des Feldversuchs 12 15 896 48 gt O 0 So 4 D 05 gt 8 gt 12 Apr Mai lun Jul Aug Sep Okt Nov inST NT El passiv Kunden El aktive Kunden in HHT1 El passive Kunden El aktive Kunden in HHT2 B passive Kunden El aktive Kunden Abbildung B 116 Verbrauchsverlagerung der IKT GW2 Kunden in ST NT HHT1 und HHT2 je Monat Die Analyse der verschiedenen Typtage in Abbildung B 117 zeigt dass es keine signifikanten Unter schiede zu Kunden ohne Automatisierung gibt F rderprogramm E Energy 265 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse
590. so wird es nach berzeugung von E DeMa m glich sein den erarbeiteten Wohlstand nicht in Frage zu stellen Projektablauf Mit Blick auf E DeMa bestand das bergeordnete individuelle Projektziel mit Blick auf die allgemeine Ausrichtung des E Energy Programms in einer neuartigen und wettbewerbskonformen Verkn pfung der Bereiche Energiehandel Energietechnik und Informations und Kommunikationstechnologie Da F rderprogramm E Energy 311 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse bei wurde durch das vorliegende Projekt ein entscheidender Beitrag f r eine k nftige IKT Durchdrin gung des Energiesektors analog anderer Bereiche der volkswirtschaftlichen Wertsch pfung geleistet und es wurden entsprechende Synergieeffekte freigesetzt Wesentliches Merkmal des Projekts E DeMa war die Begleitung der Realisierung des E Energy Markt platzes in seiner technischen und konomischen Dimension durch eine wissenschaftstheoretische Mo dellbildung und Simulation Die durchg ngige Nachbildung sowohl der Kommunikationsinfrastruktur als auch der konomischen Zusammenh nge des Energiehandels und seiner technischen Wechselwir kung mit dem Energienetz gestatteten einerseits die berpr fung der grunds tzlichen Funktionalit t des Ansatzes im Hinblick auf die Modellregion als auch die sp tere bertragung des Ansatzes auf an dere Regionen Aus dieser Zielsetzung heraus wurde ein Projektplan in drei Phasen entwickelt der eine
591. sone EMzlenzeotenzlals In Haus tallsberach aus Sicht ana efzianteren F hrung d r Strcmnetze aufgespirt werden um sacre Polennae au umecker wegen die leinen ner ger rorscrurgsqruop3 z n qar amier ne ZI Z auf um E G fla Puuha Br DaHa Tex beiefart Jedoch beirbalist das fro cuk E DoMa Flos lediglich sino live und kolro tat s evlirh Strom ofsrung dene PHF 2 8 Dae atrage verh inis zwischen gem Teilnehmer und sanem Strmlle T rariten Insbesondere die zwischen s n Talnermar unc seirem ieleranien vereintarke Enlgeltregelung wire cureh tas Projekt E Deia nicht e h vor bseruc s znegung aer vorsutsazungan genas 0 4 sal le ici che dis ar sas MNE Zer my rinin tr DA V ir M lnelmDoam ogesesmaen aid und bal denen der Mossrolantatiob ind de Messung nicht duen h n Driten durchgef hrt wiid ureish ngls dsvar durch vel chan Listeranten diese Kinder il alektrscher Enengle teliriet verdes 7 D hnittenen 1 ve Hioekynese SI cer Zeitraum vom bis zum 36 1 2012 desen Zelbsum er ng twe Debelerun mit cem Frocult E Delis les und ial dar E DiMo Marklplat 22 B frging d t n sinci dl Ergebnisse testni achar elaktanischar und pers nichar Befragungen d r Teilnehmar Tele onsche urd pers nliche Eefiagungen Teilnslherevereinsarung amp Devia Furschungscus
592. sowie die ZDM Auspr gungen mit unterschiedlichen Funktionalit ten f r die verschiede nen Rollen im liberalisierten Energiemarkt So muss z B ein MSB MDL ZDM insbesondere einen effi zienten Z hler Rollout die Aufbereitung der Rohdaten sowie das Monitoring und die Wartung der im Feld befindlichen Z hler unterst tzen Dagegen stehen bei einem VNB ZDM Funktionen zur Plausibili F rderprogramm E Energy 167 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse sierung und Ersatzwertbildung zur Berechnung der Netznutzungsentgelte sowie zur Datenbereitstel lung an unterschiedliche Marktpartner im Mittelpunkt Der Einsatz unterschiedlicher ZDM Technolo gien eCount eCollect der Firma robotron sowie EnergylP von eMeter Siemens und unterschiedlicher elektronischer Z hlertechnologien h Registerwerte aus den MUC EHZ bei RWE bzw h Intervall daten aus AMIS bei SWK in der Modellregion erm glichte zudem die standardisierten Schnittstellen u a des Marktplatzsystem zu testen Tarif Lieferantenwechsel Unis Zyklische Bereitstellung von Messwerten Z hlerstandsabfrage EnergyIP ZDM MSB MDL VNB ZDM Rohdaten import Z hler provisioning 1 1 i i i AMIS Z hler Krefeld Abbildung B 46 Umgesetzte Standardprozesse ZDM Komponenten und die notwendigen Schnitt stellen in der Modellregion Das ZDM in der TMR Krefeld unterst tzt sowohl die f r den MSB MDL relevanten Funktio
593. sowie menschliche Grundbed rfnisse wie z B das Bed rfnis nach Kontrolle die sich nur langsam ver ndern Die F higkeit des Menschen zu lernen bildet f r ihn eine Grundvoraussetzung daf r sich den Gege benheiten des Lebens und der Umwelt anpassen zu k nnen darin sinnvoll zu agieren und sie gegebe nenfalls im eigenen Interesse zu ver ndern Lernen beinhaltet die Wahrnehmung und Bewertung der U mvvelt die Verkn pfung mit Bekanntem Erfahrung und das Erkennen von Regelm igkeiten Mus tererkennung Dieser komplexe nicht automatisierte Prozess wird zudem durch das Bed rfnis des Menschen nach Sicherheit welches durch Wiederholung Beharren von auf Bekanntem bzw Selektion von Wahrnehmungen entsteht beeinflusst Menschliche Anpassungsprozesse wie das Lernen sind deshalb teilweise zu langsam Die Unter schiede zwischen den Generationen vergr ern sich und der Umgang mit Technik ist oft nicht selbst verst ndlich dies gilt sowohl f r Technik im Alltag z B Handys als auch f r professionelle Bereiche z B Energieversorgung Technische Systeme oder Funktionen werden h ufig nicht oder nicht effektiv genutzt obwohl Menschen davon profitieren w rden So werden beispielsweise Geldautomaten von lteren Menschen h ufig nicht genutzt bzw neue Computerprogramme in Unternehmen werden von den Mitarbeitern gemieden da die Programme zu kompliziert oder schwer erlernbar sind oder nicht an die Bed rfnisse des Nutzers angepasst wurden
594. ss der Gatewayregistrierung beispielsweise wird durch den Marktplatz angesto en und es folgt ein mehrstufiger Prozess der das Gateway letztendlich am Marktplatz identifiziert und anmeldet Bei diesem Prozess sind die Systeme Marktplatz mPRM Kommunikationsstrecke vom RWE Netz zum Heimnetz des Kunden sowie das Gateway beteiligt Dazu kommen die Akteure Mon teur Marktplatzoperator und Kunde Deswegen ist es von enormer Bedeutung klare Fehlermeldun gen in den jeweiligen Systemen zu definieren und in den Standardisierungen der Schnittstellen zwi schen den Komponenten auf Fehlerbehandlungen verst rkt einzugehen um eine automatisierte Er kennung und Behandlung zu erm glichen oder zumindest die Suche nach der Fehlerursache zu verbes sern Andernfalls besteht eine deutlich erh hte Notwendigkeit zu kostenintensiven h ndischen Ein griffen seitens des Operators welche wiederum die eigentlichen Vorteile des Systems ad absurdum f hren k nnte 3 4 6 Erkenntnisse in Bezug auf die Netzleittechnik und das Aggregatorgesch ftsmodell Das Szenario 2012 Feldtest des E DeMa Konsortiums bedingte die Notwendigkeit zahlreiche unter schiedliche Komponenten verschiedener Hersteller und Technologien zu integrieren Hierzu waren ins besondere mit Blick auf das Szenario 2020 zahlreiche Schnittstellen und Kommunikationsstandards definiert worden Auf dieser Basis hat das Konsortium bereits im Vorlauf des Feldtests umfangreiche Integrationstests unternommen w
595. ssbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Produkt und Dienstleistungskataloge der Anbieter Multilieferanten Kataloge die in Verbin dung mit geeigneten Such und Erl uterungsfunktionen den Kunden eine einfache und schnelle Angebotsselektion erm glichen Die Warenkorb Funktion mit der der Kunde die von ihm ausgew hlten Produkte und Dienst leistungen zusammenstellt Die Bestell Funktion mit der der Kunde durch den Abschluss der erforderlichen elektroni schen Vertr ge den Order Vorgang ausl st Die virtuelle Kasse mit der der Kunde nach Abschluss von Vertr gen durch die Auswahl von Zahlungsmodalit ten den Zahlungsprozess in Gang setzt Der Zahlungsprozess selbst wird ent weder durch die Lieferantenseite selbst oder durch spezialisierte Payment Billing Provider abgewickelt Die virtuelle Kasse des Marktplatzes wird also lediglich durch eine Schnittstelle zum Billing System des Lieferanten gebildet d h der Marktplatz ist nicht in das Lieferanten oder ein anderes Dienstleistungs Inkasso involviert Sogenannte After Sales Funktionen bei denen den Nachfragern weitere Dienstleistungen z B zur Liefer oder Zahlungsabwicklung zur Verf gung gestellt werden Beispiel im Zusammen hang mit einem abgeschlossenen Liefervertrag w re die Nachverfolgung der bisher in An spruch genommenen Energiemenge sowie die im Kundenkonto aufgelaufenen Kosten die dem Kunden jederzeit einen aktuellen Einblick in den Lieferstatus gibt
596. sse 0 020 Typtag Fr 0 015 0 010 0 005 0 000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Stunde 0 E DeMa Balance E DeMa Basis E De Ma Effizienz Abbildung B 121 Vergleich der normierten Lastg nge der Balancekunden mit den aktiven Basis und Effizienzkunden und dem HO Profil f r den Typtag Freitag Diese Abbildungen verdeutlichen die Unterschiede der einzelnen Produkte untereinander und zum HO Profil Im Fokus der Untersuchung standen vor allem die Lastspitzen Sowohl die Basis als auch die Effizienzkunden weisen morgens gegen 7 Uhr zum Ende der g nstigen Niedertarifzeit eine teils deut lich ausgepr gte Spitze auf Diese Lastspitze tritt beim HO Profil nicht auf Bei dem Balance Produkt ist diese Lastspitze im Vergleich zu den anderen Produkten am geringsten und wird im Vergleich zu dem HO Profil sogar etwas verringert Die Mittagsspitze im HO Profil verschob sich bei den E DeMa Produk ten zeitlich etwas nach hinten und war teilweise weniger stark ausgepr gt Bei den Basiskunden gab es die Mittagsspitze im Feldversuch quasi nicht mehr Zwischen 14 und 19 Uhr ist der elektrische Ener gieverbrauch der Balancekunden an allen Wochentagen h her als bei den anderen Produkte und HO Die Balancekunden f llen somit das Nachmittagstal auf Hinsichtlich der Abendspitze ist bei den Basis und Effizienzkunden im Vergleich zum HO Profil eine zeitliche Verlagerung nach hinten um 1 2 Stunden erkennbar Abgesehen von den Freitagen bild
597. sse sowie f r einen reibungslosen Ablauf des Projektes Wesentliches Merkmal des Projekts E DeMa war die Begleitung der Realisierung des E Energy Markt platzes in seiner technischen und konomischen Dimension durch eine wissenschaftstheoretische Mo dellbildung und Simulation Die durchg ngige Nachbildung sowohl der Kommunikationsinfrastruktur als auch der konomischen Zusammenh nge des Energiehandels und seiner technischen Wechselwir kung mit dem Energienetz gestatteten einerseits die berpr fung der grunds tzlichen Funktionalit t des Ansatzes im Hinblick auf die Modellregion als auch die sp tere bertragung des Ansatzes auf an dere Regionen Aus dieser Zielsetzung heraus wurde ein Projektplan in drei Phasen entwickelt Abbildung A 5 der eine zyklische Evaluation des Projektfortschritts bei der Realisierung des E DeMa Systems in den Auf gabenbereichen e Entwicklung einer bidirektionalen Kommunikationsinfrastruktur Spezifikation und Realisierung der IKT Gateways als Front End des Marktplatzes e Entwicklung und Realisierung von E Energy Funktionen f r den Verteilnetzbetrieb und den Ein satz in der Leittechnik e Spezifikation und Realisierung von Handels Gesch ftsprozessen f r den E Energy Marktplatz und Konzeptionierung von Produkten f r diesen Marktplatz e Entwicklung und Implementierung eines E Energy Marktplatzsystems F rderprogramm E Energy 32 Abschlussbericht E DeMa A Management Entwicklung und Implemen
598. ssen k nnen hier Werte im niedrigen Sekundentakt zur Verf gung gestellt werden Zus tzlich hat der Prosumer die M glichkeit ber seinen PC auf das Webportal des E DeMa Marktplatzes zuzugreifen Das IKT GW2 bezieht ber eine BPLC Strecke die Informationen des IKT GW1 Des Weiteren verf gt es ber die physikalische Schnittstelle P8 2 Diese realisiert eine Verbindung in das Inhouse Netzwerk des Kunden ber eine Ethernet Schnittstelle Hierzu wird das Gateway ber P8 2 direkt an den Kunden router angeschlossen und greift ber den Internet Anschluss des Kunden Schnittstelle P10 auf den E DeMa Markplatz zu Die Steuerbefehle des Aggregators werden ebenfalls ber P10 bermittelt F r die Daten bertragung werden gesicherte HTTPS und VPN Verbindungen genutzt Der Kunde kann mit seinem PC oder anderen lokalen Ger ten auf die Bedienoberfl che des IKT GW2 zugreifen und kann F rderprogramm E Energy 221 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse sich dort Informationen ber seinen aktuellen und historischen Verbrauch anzeigen lassen Zudem er h lt er entsprechende Auswertungen und bersichten Des Weiteren kann der aktuelle Betriebszu stand der Wei en Ware abgefragt und gesteuert werden Die Kommunikation zu den intelligenten Haushaltsger ten wird hierbei ber eine BPLC Verbindung realisiert Hierf r wurden entsprechende Kommunikationsmodule in die Ger te integriert M chte der Kunde eines seiner Hausha
599. sssnnnsnsnnnnnsnnnnnnnsnnnnnnnsnnnnnnnsnnnnnnnsnnnnan 230 Eingebaute uKWK Anlage bei einem E DeMa Kunden in Krefeld 233 Prozess Funktionsst rung der Wei en Ware unter Einbezug der E DeMa Hotline als 5 1 1 236 F rderprogramm E Energy 10 Abbildung B 95 Abbildung B 96 Abbildung B 97 Abbildung B 98 Abbildung B 99 Abbildung B 100 Abbildung B 101 Abbildung B 102 Abbildung B 103 Abbildung B 104 Abbildung B 105 Abbildung B 106 Abbildung B 107 Abbildung B 108 Abbildung B 109 Abbildung B 110 Abbildung B 111 Abbildung B 112 Abbildung B 113 Abbildung B 114 Abbildung B 115 Abbildung B 116 Abbildung B 117 Abbildung B 118 Abbildung B 119 Abbildung B 120 Abbildung B 121 Abbildung B 122 Abschlussbericht E DeMa IKT GW1 Demovvand Display und E DeMa Marktplatzzugang in der Teilmodellregion M lheim 55 237 Micketsyste M ne 237 E DeMa Benutzerhandbuch 2 239 Exemplarische Darstellung eines Einzelerfolgsnachvveises 240 Beispiel f r einen Gemeinschaftserfolgsnachvveis 241 Lastgang und Leistungsgrenzen des E DeMa und Vergleichskunden im Monat April mit den neu ermittelten Bezugsstundehn
600. ssteuerung in der Energiever sorgung der Zukunft Energie IKT Systeme zur dynamischen 26 M rz Prof Dr Kunold Forschungsfr hst ck Dort Steuerung von Erzeugung und Konsum 2012 FH Dortmund mund elektrischer Energie in Smart Grids Influence of M2M Communication on April 2012 C Ide TU Dort 11th Wire less Telecommuni the Physical Resource Utilization of mund cations Symposium WTS LTE 2012 London UK Betriebswirtschaftlicher Nutzen f r Kunden und Stromlieferanten durch Laststeuerung in E DeMa H J Belitz TU Smart Grid Evaluation Dortmund sworkshop Frankfurt Main Business cases for active demand E DeMa S Kreutz TU Dort 2nd Belgian workshop mund Br gge Belgien Interaction aggregator E box consu 10 Mai S Kreutz TU Dort 2nd Belgian vvorkshop mer E DeMa 2012 mund Br gge Belgien Dezentral vernetzte Energiesysteme 31 Mai Prof Dr M Las Smart Enerey 2 0 Dortmund am Beispiel M lheim Smart Meter 2012 kowski RWE Smart Grid Smart Energy 2 0 Intelli gente Wege in ein neues Energiezeit alter A Greedy based Network Planning A Juni 2012 C M ller TU Dort 8th International Conference gorithm for Heterogeneous Smart Grid mund on Wireless and Mobile Com Infra structures munications ICWMC 2012 Venice Italy Modellprojekt E DeMa Neue Pro 14 Juni J Funck SWK und eday Dortmund dukte f r erneuerbare Energien auf 2012 Prof Dr M Las neuen Energiehandelsplattformen kowski
601. stellt Mit Hilfe der im Feldtest erhobenen Z hlwerte konnte der Verbrauch der E DeMa Haushalte zu jeder Viertelstunde erfasst und abgebildet werden Die Verbrauchsverlagerung in E DeMa beschreibt den Unterschied zwischen dem tats chlichen Tagesprofil der E DeMa Kunden und einem Vergleichskun den Der E DeMa Vergleichskunde wird durch Skalierung des dynamisierten Standardlastprofils f r Haushalte des Verteilnetzbetreibers Westnetz GmbH mit dem gemessenen Tagesverbrauch der E DeMa Kunden gebildet Die Differenz der beiden Profile z B in einer Viertelstunde entspricht der Ver brauchsverlagerung VV in dieser Viertelstunde vgl Abbildung B 103 111 Das Vorgehen hat sich wie die folgenden Auswertungen zeigen als weitgehend robust erwiesen da die im folgenden abgeleitete Differenzierung zwischen aktiven und passiven Kunden zeigt dass bestimmte Kunden Anreizen des Projekts weitgehend passiv begegnet sind Diesen passiven Kunden wird aber durch die gew hlte Messmethode keine wesentliche Lastverlagerung attestiert 112 Westnetz GmbH Hg 2013 Tabelle der Standard Lastprofile dl Lastprofile WWE Online verf gbar unter http www westnetz de web cms mediablob de 1772978 data 1772992 1 westnetz netz strom netznutzung lastprofile standard lastprofile nach vdew dl Lastprofile WWE xis zuletzt gepr ft am 02 05 2013 F rderprogramm E Energy 254 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse
602. stems durch RWE E DeMa Nummer der Teilnehmer Identifikation der Teilnehmer im Projekt Z hlpunktnummer und Z hler Num Zuordnung von Verbrauchswerten zu bestimm mer ten Z hlpunkten und Z hlern von RWE IT Syste men 7 Projekt ID der Teilnehmer Anonymisierung der Teilnehmer im Rahmen der Auswertung Historische Verbrauchsdaten der Teil Historischer Vergleich des Verbrauchsverhaltens nehmer Jahreswerte der letzten bei der Teilnehmer den Abrechnungsperioden Tagesverbrauchswerte der Teilnehmer Abbildung des Verbrauchsverhaltens der Teilneh in kWh pro 15 Min w hrend der Pro mer unter Einfluss des intelligenten Messsystems jektlaufzeit des Tarifs E DeMa Flex 10 Log In und Nutzungsdaten des E DeMa Nachverfolgung der tats chlichen Nutzung der Marktplatzes bzw des HECUI durch E DeMa zur Verf gung gestellten Systeme 11 Einsatzverhalten der Wei en Ware Abbildung des spezifischen Verbrauchsverhaltens der Teilnehme unter Einfluss des Tarif E des intelligenten Messsystems und der Ger teintelligenz 12 Soziodemografische Daten der Teilneh Abgleich der beobachteten Energieverbr uche mer aus der Befragung mit den Lebensumst nden der Teilnehmer In beiden Teilmodellregionen werden die im Rahmen des Projekts erhobenen personenbezogenen und personenbeziehbaren Daten gel scht D h Namen Adressen usw der Teilnehmer werden gel scht und auch die Zuordnungslogik mit der die Pseudonymisierung vorgenomme
603. stems und des IKT GW1 hinausgehen Die genauen funktionellen Anforderungen wurden in einem detaillierten Lasten und Pflichtenheft spezifiziert Nachfolgende Abbildung gruppiert in anschaulicher Form die 5 verschiedenen realisierten Funktionsgebiete des IKT GW2 e ffentliche Anbindung an einen Marktplatz sowie an ein Netzmanagementsystem bzgl Control amp Management Administration sowie Informationsaustausch Lastmanagement und Ansteuerung von Haushaltsger ten Erfassung von sparten bergreifenden Smart Metering Informationen e Ansteuerung dezentraler Energieerzeuger wie Kraft VV rme Kopplungsanlagen sowie die Er fassungen deren Kenngr en XKundenanvvendungen 46 Die Realisation des IKT GW2 ist innerhalb von E DeMa in einer separaten physischen Einheit erfolgt Dies muss jedoch nicht zwingend der Fall sein sondern war im Wesentlichen einer entwicklungspraktischen Erleichterung geschuldet da es nicht notwendig war die beiden GWs konstruktiv zu vereinigen 47 Pflichtenheft Prototypische Realisierung des IKT Gateway 2 E DeMa Konsortium Deliverable D4 1 F rderprogramm E Energy 110 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Steuerung dezentraler Kundenanwendungen Einspeiser Smart Gateway Marktplatz Bildung ven Anreizen von EEX Lieferant und Netzostreiber Markt tur Energiedienstisistungen N tzmanagement mit Online Informationen f r cie Mittel und Nederspannun
604. stgang besteht aus den Summenlastg ngen der Haushaltkunden ohne variablen Tarif sowie aus dem Anteil der nicht steuerbaren Last die von den Endkunden zus tzlich entsprechend ihrer Tarife verschoben wird Dieser Lastgang wird im Modell prognostiziert und aus einer stochastischen berla gerung der Einzelhaushalte ermittelt Aggregator Die Modellierung des Aggregators erfolgt in der Simulation anhand von vier Komponenten Prognosemodell e Handelsmodell Gerateeinsatzplanung Abrechnungsmodell F r die Prognose der Einspeisung sowie die Prognose der steuerbaren Ein und Ausspeiseleistung Fle xibilit ten bei den Endkunden des Aggregators werden die relevanten technischen Daten der Endkun den verwendet Als Einspeiseleistung wird hierbei die Einspeisung von uKWK Anlagen verstanden als Ausspeiseleistung eine Lasterh hung beim Kunden durch Zuschaltung zus tzlicher Ger te Eine Ab schaltung von Lasten zur Erh hung der Einspeiseleistung ist nicht Gegenstand des E DeMa Projektes Als Kundendaten dienen z B die Art der Erzeugungsanlage die elektrische Anschlussleistung der Er zeugungsanlage sowie die Ger teausstattung der Haushalte Bei der Ger teeinsatzplanung erfolgt die Optimierung des Einsatzes der dezentralen Erzeugungsanla gen sowie der aggregierten Ein und Ausspeiseflexibilit ten mit der Zielfunktion die Abweichungen vom B2B Fahrplan zu minimieren Wahlweise kann die Zielfunktion dahingehend ver ndert werden dass d
605. stregion in Krefeld Kliedbruch 205 Werbematerial M lheim links und Gevvinnspielkarte Krefeld rechts 211 Teilnahmevereinbarungen M lheim links und Krefeld rechts 212 Entwicklung der Teilnehmerzahlen M lheim entlang des Akquiseprozesses 214 Interessensbekundungen der Kunden zur Teilnahme mit eingehaltenen Restriktionen pt IN amp 0 2 2208 aan an en 216 Akquisebrief Krefeld 2 0 ren au 217 Entwicklung der Teilnehmerzahlen in Krefeld 219 Auspr gungen der Inhouse Kommunikationsinfrastruktur in der Modellregion 221 Auspr gungen der Inhouse Kommunikationsinfrastruktur in der Modellregion Krefeld nu assestieiuianthenangiesalkaugleleinoninksal as 222 Systemmodell Testcenter Duisburg s v 224 Testcenter Duisburg mit uKWK Anlage und VVarmvvasserspelicher 225 Demo Wand mit in Krefeld eingesetzten Multimetering Komponenten 226 kiveRoomiKrefeld u n een na Raumes 227 Zusatzschr nke und eingebaute Messtechnik in Krefeld oben und M lheim Saam l nten Aussee a En aa age nebdies 228 ntegrationsschema der E DeMa Systeme f r die Teilmodellregionen M lheim und Krefeld in die RWE DMZ ueessssssessnss
606. t GPKE siehe auch Anlage zum Beschluss BK6 06 009 der BNetzA G ltig seit 01 04 2012 ICT Reference Architecture Design based on Requirements for Future Energy Marketplaces C VVietfeld C M ller J Schmutzler S Fries A Heidenreich H Hof Proceedings of the 1st IEEE International Conference on Smart Grid Communications SmartGridComm 2010 Gaithersburg Maryland USA Okotober 2010 Lastenheft MUC Multi Utility Communication Forum Netztechnik Netzbetrieb im VDE FNN Au gust 2009 Leistungsbewertung und Optimierung der Kommunikationsinfrastrukturen E DeMa Projektbe richt M rz 2013 Marktregeln f r die Durchf hrung der Bilanzkreisabrechnung Strom MaB S siehe auch Anlage 1 zum Beschluss BK6 07 002 der BNetzA vom 10 06 2009 MaBiS sowie Beschluss BK6 11 150 vom 28 10 2011 Messzugangsverordnung vom 17 Oktober 2008 BGBl 15 2006 Modellierung der Kommunikationsinfrastruktur E DeMa AP2 Projektbericht D2 3 D2 4 Juli 2011 F rderprogramm E Energy 322 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Netzentwicklungsplan Strom 2012 Performance Analysis of Radio Propagation Models for Smart Grid Applications C M ller H Georg M Putzke C Wietfeld Second IEEE International Conference on Smart Grid Communica tions SmartGridComm 2011 Br ssel Oktober 2011 Pflichtenheft Prototypische Realisierung des IKT Gatevvay 2 E D
607. t Telefonie usw werden ber dasselbe Netz shared Medium mit der gleichen Technologie bertragen damit gibt es keinen Bedarf an Koexistenz Algorithmen und das System k nnte seine Ressourcen optimal verteilen Eine Herausforderung stellen hierbei die Anforderungen an Security und Privacy dar Des Weiteren sind die Reichweiten von BPLC Systemen geringer als die von schmalbandigen Systemen ein vollst n diges und umfassendes G hn Netz bedarf also zus tzlicher Hardware Komponenten z B Repeater speziell im Access Bereich 4 4 Ergebnisse der Netzsimulation Bei der Simulation der Netzinfrastrukturen in den Modellregionen fanden alle Z hlwerte Verwendung die der Universit t Duisburg Essen ber den E DeMa Sharepoint bereitgestellt wurden Dies waren aus der Teilmodellregion M lheim von den Ortsnetzstationen die Z hlwertreihen von Wirk und Blindener gie und von den teilnehmenden Haushalten die Z hlwertreihen der Wirkenergie und aus Krefeld die Zahlvvertreihen von Wirk und Blindenergie der Haushalte alle jeweils im h Raster Zur Einbindung dieser Daten in die Simulationsumgebung waren wie unter 2 4 3 kurz skizziert zun chst mehrere auf 138 C M ller C Lewandowski C Wietfeld H Kellerbauer und H Hirsch Coexistence Analysis of Access and Indoor Powerline Communication Systems for Smart Grid ICT Networks in 16th IEEE International Symposium on Power Line Communications and Its Applications ISPLC 2012 Beijing Chin
608. t solche Flexibilit ten anzubieten Aktivere Kunden im Sinne von E DeMa reagieren annahmegem selbstst ndig auf Preissignale sie interagieren h ufig auf dem E Energy Marktplatz und treffen eigene Nachfrageentscheidungen Sie nehmen die konomische Wirkung ihrer Energieentnahme wahr und steuern ihr Verhalten im Sinne der Energieeffizienz Noch aktiver sind Kunden die von der M glichkeit Gebrauch machen auf dem E DeMa Marktplatz auch als Anbieter aufzutreten Solche Kunden verf gen ber steuerbare Flexibili t ten und oder dezentrale Erzeugungseinheiten und k nnen diese ber den E Energy Marktplatz ver markten Dabei ist zu beachten dass die Angebotsmengen an Flexibilit ten und dezentraler Einspei sung der Prosumer in Relation zu den sonstigen Handelslosen des Energiemarktes eher klein sind Da her werden Aggregatoren die Aufgabe der B ndelung solcher Prosumerangebote zu handelbaren Los gr en bernehmen m ssen Die Beziehung Endkunde und Aggregator wird ber den E DeMa Markt platz realisiert Au erdem ist zu ber cksichtigen dass dezentrale Erzeugungsanlagen i A zurzeit noch EEG gef rdert sind und daher verh ltnism ig hoch verg tet werden Um eine Direktvermarktung ber den E Energy Marktplatz wirtschaftlich zu machen m sste diesen Prosumern mindestens die EEG Verg tung gebo ten werden Allerdings kann f r die Zielwelt im Jahr 2020 davon ausgegangen werden dass der Be stand an EEG Anlagen deutlich
609. t als ben tigt wird F r Kunden mit gleichem Rating legt hingegen das Leitsystem selbst die Auswahl fest und aktiviert im Falle eines Abrufs seitens des VNB ber die IEC61850 Schnitt stelle zum IKT GW2 die zu verschiebende Last Den Erf llungsgrad eines Abrufs meldet das Leitsystem wiederum in Form von Reports zu Abrechnungszwecken der betroffenen B2C bzw B2B Vertr ge an den Marktplatz Aggregator Handelssystem F r den Anwendungsfall ergibt sich dann folgende Interaktionskette Wenn ein Vertrag durch den VNB am Aggregatorleitsystem abgerufen wurde und die IKT Gateways die Schaltaufforderungen erhalten haben bermittelt das Aggregatorleitsystem das Protokoll des Vorgangs dem Marktplatz so dass die Abrufe entsprechend den Vertr gen berwacht und verg tet werden k nnen 2 1 8 Z hlerdatenmanagementsystem Die Z hlerdatenmanagementsysteme ZDMS sind Middleware die bereits heute eingesetzt werden um aus der Masse an Z hlerdaten nutzbare Informationen f r unterschiedliche Anwendungen in nach gelagerten Systemen aufzubereiten und in standardkonformer Weise bereitzustellen Ihre Bedeutung f r die Steuerung des k nftigen Energiesystems und f r die massenmarktkonforme Belieferung von Endkunden wird daher in Zukunft zunehmen bspw infolge eines selektiven Roll outs von intelligen ten Messsystemen Mit Blick auf das Szenario 2020 wurde seitens des Projekts E DeMa bereits zu Beginn der Projektarbeit eine detaillierte Anford
610. t and Web Ap plications and Services ICIW 2010 Barcelona Spain gwf Gas Erdgas Konferenzband Smart Energy 2010 Alcatel Lucent Stiftung f r Kommunikationsfor schung Dortmund Smart Energy 2010 Alcatel Lucent Stiftung f r Kommuni kationsforschung Dortmund IEEE International Conference on Smart Grid Communica tions SmartGridComm 2010 Gaithersburg Maryland USA IEEE Smart Energy 2010 Alcatel Lucent Stiftung f r Kommuni kationsforschung Dortmund Smart Energy 2010 Alcatel Lucent Stiftung f r Kommuni kationsforschung Dortmund 325 Transparenz im Verteilnetz Vom Smart Meter zum intelligenten Gateway der Energiemarktplatz als Basis zuk nftigen energetischen Han delns Auswirkungen fluktuierender Einspei sungen auf das Gesamtsystem der elektrischen Energieversorgung Integration in Smart Grid erfordert bidirektionale Kommunikation Smarte Ideen f r zuk nftige Strom netze Abschlussbericht E DeMa Anhang Autor ver ffentlicht in Datum November 2010 2011 2011 C Rehtanz T Noll und E Hauptmeier TU Dortmund 2011 G Krost und T Holtschneider Universit t Duis burg Essen A Ebert und K M Graf Siemens AG T Quante RWE C Sourkounis F Einw chter und P St ber Ruhr Universit t Bochum Tagungsband VDE Kongress 2010 Intelligente Netze Leipzig A Breuer und M Laskowski RWE AG Energy 2 0 Kompendium Energiewirtschaftliche T
611. t der Vorteil der Variante b auf einem geringeren technischen Aufwand im Kunden haushalt So kann sich diese Variante auf Hardware abst tzten die heute bereits in vielen Haushalten vorhanden ist WLAN Router f r den Internetzugang Smart Phone PC etc Die Variante a wird f r eine Realisierung in der Modellregion M lheim Saarn die Variante b f r eine Realisierung in Krefeld vorgesehen Die entsprechende Realisierung der Visualisierungssoftware auf einem Tablet PC Variante a wurde nach den Vorgaben des Konsortiums durch die FH Dortmund vor genommen Bei der Realisierung der Variante b wurde auf eine vorhandene L sung der Fa Digi Inter national GmbH zur ckgegriffen die auf das Visualisierungskonzept von E DeMa angepasst wurde Entwurf und Umsetzung des Konzeptes f r die Teilmodellregion M lheim F r den Betrieb einer Display Einheit in der Modellregion M lheim wurde ein Kommunikationskonzept entwickelt welches eine einfache Integration der Ger tetechnik in einen Kundenhaushalt erm glicht Daf r wurden weitgehend Standard Hardware Komponenten eingesetzt die auf dem Markt verf gbar sind um somit auf Erfahrungswerte bez glich der betrieblichen Sicherheit und der einfachen Konfigu rierbarkeit bzw Inbetriebnahme zur ckgreifen zu k nnen F r die Anbindung der Display Einheit an das IKT GW1 wurde eine einfache Kommunikationsstrecke ber verschiedene Konverter geschaffen siehe Abbildung B 39 um a eine m glichst hohe Ver
612. t haben werden konstant ca 100 Waschmaschinen bzw 15 W schetrockner und Geschirrsp ler pro Monat f r den Aggregator bereitgestellt F r die Aggregatorbereitstellung eignet sich die Waschmaschine am besten Die Ge schirrsp ler finden hier zwar eine etwas h here Akzeptanz als die W schetrockner eignen sich f r die Aggregatorbereitstellung aber nicht so gut wie f r die Tarifoptimierung Gr nde hierf r k nnen in der F rderprogramm E Energy 274 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse fest vorgeschrieben Bereitstellungszeit f r den Aggregator liegen Dieser Zeitraum deckt die Morgens und Mittagsstunden ab und scheint daher f r eine Bereitstellung der Geschirrsp ler ungeeignet Der W schetrockner eignet sich mit Blick auf Abbildung B 127 so gut wie gar nicht f r eine Aggregatorbe reitstellung Ein Grund hierf r ist sicherlich dass eine Bereitstellung des W schetrockners bedeutet dass die noch nasse W sche morgens vor 9 Uhr in den W schetrockner gelegt werden muss um aber wom glich erst am Nachmittag getrocknet zu werden Das akzeptiert der gr te Teil der Teilnehmer nicht Weitere Untersuchen haben gezeigt dass sich nach ersten Bedenken bei einem automatisierten Start der Waschmaschine und dem W schetrockner in den ersten Monaten der Anteil erh hte sodass letzt lich ber 30 aller Nutzungen der Waschmaschine und des W schetrockner durch einen automatisier ten Start erfolgten Insgesamt st
613. t ohne Weiteres bzw ohne Anpassungen auf die E Energy Modellregionen bertragbar Zus tzlich wurden in den vergangenen Jahren verschiedene nationale und internationale Forschungs projekte durchgef hrt die Teilaspekte des Themenbereiches E Energy adressierten Das vom Bundesministerium f r Wirtschaft und Arbeit BMVVA gef rderte Projekt SELMA Sicherer ELektronischer Messdaten Austausch hat sich insbesondere mit Forschungsthemen im Bereich des Z hlerdatenmanagements befasst Dort wurden erste Konzepte zur Nutzung von offenen Kommuni kationsnetzen zur bertragung von Messdaten untersucht Das hier vorgeschlagene Projekt wird dar ber hinaus die gegen ber einer reinen Messdatenerfassung erweiterten Anforderungen integrieren Im Rahmen des vom Bundesministerium f r Bildung und Forschung BMBF gef rderten Projektes SE SAM SElbstorganisation und Spontanit t in liberalisierten und harmonisierten M rkten wurden M g lichkeiten zur Organisation k nftiger liberalisierter Energiem rkte entwickelt z B Anreizsysteme Aufgrund des konomischen Fokus des Projektes wurden die netztechnischen Aspekte sowohl des energietechnischen Verteilnetzes wie der Kommunikationsinfrastruktur nicht betrachtet Die aus die sem Projekt abgeleiteten Rahmenbedingungen k nftiger Energiem rkte werden im vorliegenden Pro jekt Ber cksichtigung finden Mit der Liberalisierung des europ ischen Strommarktes ist das Ge sch ftsfeld des Stromhandels entstan
614. t sich aus unterschiedlichen Quellen zum einen f hrt die Bereitschaft Flexibilit ten zur Verf gung zu stellen zu unterschiedlichen Angebo ten Strompreis gleich aber ist Kunde bereit auf Strom zu verzichten oder nicht Zum anderen ist die Zahlungsbereitschaft der PuG Kunden auch von der Dringlichkeit ihrer spezifischen Energienachfrage im Zeitablauf abh ngig Der E Energy Marktplatz ist ein grds offenes Gebilde d h alle interessierten Parteien k nnen an den dort angebahnten und dokumentierten Gesch ftsbeziehungen teilnehmen Trotz aller Verschieden heit der Verteilnetze sind die Probleme und Aufgaben jedoch so hnlich dass es vorteilhaft ist die lokalen Plattformen administrativ zu vernetzen wie in Abbildung B 7 dargestellt Zus tzlich erlaubt diese globale Vernetzung berregional t tigen Akteuren ihre lokalen Aktivit ten ber eine zentrale Administrations und Datenaustauschebene zu steuern 22 Zu beachten ist dass die Marktrolle EDL im Verst ndnis von E DeMa hier auch Funktionen und Aufgaben umfasst wie sie heute von Elektrikern wahrgenommen werden d h bspw die Errichtung und Erweiterung von Hausanschl ssen der Anschluss von PV Anlagen usw F rderprogramm E Energy 79 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Administration Datonmustausch Abbildung B 7 Globale Vernetzung der lokalen Plattformen und Zugang berregional t tiger Akteure Zu diesen Argumenten ein
615. t und dies zu einem Zeitpunkt der sich nicht notwendigerweise an g nstigen Tarifzeiten orientiert Hierdurch entsteht f r die Schaltzeit ein Mehrbedarf an Leistung beim Lieferanten gegen ber der Prognose F r die Abbildung der Aggregator Lieferantenbeziehung wurde deshalb folgendes Vorgehen entwi ckelt welches auch f r eine sp tere Umsetzung im Markt richtungsweisend sein kann Dem Lieferanten ist bekannt dass der Endkunde mit dem Aggregator einen Vertrag abgeschlossen hat Bei einer konkreten Schalthandlung wird die Energie zeitrichtig ermittelt die durch diesen Schaltbefehl beim Lieferanten anf llt Hiermit wird am Folgetag ein Lieferschein viertelstundenscharf erstellt mit dem dann ein Fahrplan im Aggregator Bilanzkreis als zus tzliche Belastung und im Lieferantenbilanz kreis als zus tzliche Einspeisung gebucht wird Hierdurch wird die Bilanzierung des Lieferanten richtig gestellt und die Bilanzierung des Aggregators als Verursacher entsprechend belastet Der notwendige Ausgleich im Aggregator Bilanzkreis erfolgt dann ber einen prognostizierten und eingestellten Fahr plan des Aggregators oder ber Regelenergie Schaltung von Einspeisungen Bez glich der Schaltung von Einspeiseanlagen ist das E DeMa Konsortium von der folgenden Grund berlegung ausgegangen Die uKWK Anlagen in der Modellregion stehen grunds tzlich alle im Schalt zugriff des Aggregators Solange der Aggregator jedoch nicht von seinem Schaltrecht Gebrauch macht
616. tag bis Freitag von 10 bis 19 Uhr zu erreichen war Das Hotline Team wurde durch Werksstudenten mit den Studienschwerpunk ten Energietechnik Informations und Kommunikationstechnik sowie Elektrizit tswirtschaft gebildet Diese Besetzung stellte sich im Projektverlauf als vorteilhaft heraus da das Team durch entsprechen des Hintergrundwissen auch weiterf hrende Fragen der Teilnehmer kompetent beantworten konnte Vor dem Beginn der aktiven Projektphase hat das gesamte Hotline Team intensive theoretische und technische Schulungen durchlaufen Neben den Kundenhandb chern und technischen Dokumentati onen der im Feld eingesetzten technischen Ger te standen dem Hotline Team drei wesentliche Tools zur umfassenden Betreuung der Teilnehmer zur Verf gung 1 Durch eine IKT GVV1 Demovvand konnten bez glich der Teilmodellregion M lheim Fragestel lungen zu bestimmten Kontrollleuchten am MUC oder Verbindungsprobleme des WLAN Adap ters praxisnah beantwortet werden 2 Das damit verbundene Display mit entsprechender Software f r die Modellregionen M lheim bzw Krefeld erm glichte den Hotline Mitarbeitern eine Schritt f r Schritt Erl uterung be stimmter Bedienfolgen am Ger t So konnten auch weitergehende Fragen etwa zur Displayhel ligkeit dem Touchscreen oder der WLAN Konfiguration umfassend gekl rt werden F rderprogramm E Energy 236 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 3 ber einen erweiterten Zugang zum E DeM
617. teiligt sich m Rahmen des Forschungsprojektas E LeMa ir rat Br Stadttes ist T r eren hisha minnu Unive si ten und fihrenter deutscher Techrologie Unsemehmen an der Entwicklung da durch neuer Energikonzepte E CeMa ist cin emethafloc Planc lol das 2012 beginrt und sich ber neue Monte eratracht Das Ganze ist f r Bis mit keinerlei Kosten verbanden ar Ihrem d rz lli yesi Sirenivertrag ncer sich ric ts Ubrigens Wena Ihr Stadtel bei dem Parspel atti mitmacht unc ene gi erfoent nam 27 cel unterst tzt de SWK Denkeschon en Proyekt der Vontesson srundsthue UNA S ein Projekt der Kirdertsgeseinschtung Drek sehoch in Ihrer Vielen Dane r Ihre Mes ik ing Me freunclich Mit Gr d n hee Funk ENERGIE GmbH UV eahkten Leako Konten Wakmann Abbildung B 83 Akquisebrief Krefeld Der Kundenbrief beinhaltete ein Anschreiben ausf hrliche Informationen zum E DeMa Projekt in Frage und Antwort Form ein Empfehlungsschreiben der beteiligten Universit ten und eine Antwort karte Die angeschriebenen Kunden konnten ihre Teilnahmebereitschaft entweder mithilfe dieser Ant wortkarte oder aber telefonisch bekunden Ssp ter startete die SWK eine telefonische Nachfassak tion um die Anzahl der Interessenten zu erh hen Insgesamt konnten so 135 Interessenten f r die F rderprogramm E Energy 217 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnis
618. teme und Ger te eher dazu f hrt dass diese ungenutzt bleiben Die E DeMa Ergebnisse suggerieren dass auch k nftig eine Mehrheit der Kunden im Sinne von Konsu menten passiv bleiben wird Herausgestellt sei nochmals dass die Automatisierung der Wei en Ware im Feldversuch keine wesentliche Verbesserung der Aktivit t gg den nicht automatisierten Teilneh mern mit sich gebracht hat dies erfolgte n mlich erst bei stark zunehmender Preisdynamik Das hei t es kommt f r eine Partizipation auf die grunds tzliche Bereitschaft zur Auseinandersetzung und das Verst ndnis hinsichtlich der Gegebenheiten weit mehr an als auf die technische Ausstattung Diese bestimmt aber mit ber die F higkeit des einzelnen Kunden f r sich Vorteile das hei t Nutzen zu realisieren Die rasante Entwicklung der IKT im Bereich Consumer Electronics Endkundenger te vermag hier un terst tzend zu wirken Es ist nach berzeugung von E DeMa daher langfristig der falsche Weg Trans parenz ber Energieverbr uche etc auf speziell hierf r entwickelten physischen End User Interfaces herstellen zu wollen Vielmehr ist es notwendig entsprechende Informationen auf Kan len und h chstwahrscheinlich auch ber Medien einzuspielen die die Kunden ohnehin nutzen Apps mit Energiefokus d h Software die in speziell beschriebenen Umgebungen bspw auf Mobiltelefonen o der Tablet PCs l uft sind hier der Weg in die Zukunft In diesem Zusammenhang kommt der Weiter
619. terface Abbildung B 74 Laboraufbau zur Evaluation der Inhouse Funktechnologien Zur Untersuchung der Koexistenz F higkeit verschiedener PLC Access Technologien wurde in einem Testaufbau berpr ft ob die beiden PLC Systeme ein schmalbandiges PLC System und ein breitban diges PLC System welche in der Modellregion von E DeMa eingesetzt wurden in einem Verteilnetz funktionsf hig koexistieren k nnen Aus einer theoretischen Sichtweise ergeben sich aus den techni schen Daten der Systeme keine Hinweise dass die Systeme ein St rpotential f r das jeweils andere darstellen k nnen da sich die verwendeten Betriebsfrequenzb nder nicht berschneiden Das schmal bandige System PLC arbeitet in den niedrigen CENELEC B ndern unterhalb von 500 kHz ca 9 150 kHz das breitbandige System BPLC im Bereich von 2 30 MHz In der Praxis ergeben sich jedoch Koexistenz Szenarien die beispielsweise durch Oberschwingungsquellen wie z B Laptop Netzteile auf Client Seite zusammen mit den schmalbandigen PLC Frequenzen Mischprodukte entstehen lassen k nnen die in den Bereich des breitbandigen Systems hineinreichen Des Weiteren k nnen die Netz teile der PLC Systeme unzureichend entst rt sein und sich daher gegenseitig beeintr chtigen Die dritte F rderprogramm E Energy 201 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse M glichkeit ist der Betrieb eines weiteren breitbandigen Systems auf Kundenseite im Inhouse Bereich get
620. teten Bedrohungsszenarien reichen von Fehlschaltungen in einzelnen Haushalten oder auf Ebene einiger weniger Ortsnetzstationen bis hin zu gezielten Angriffen die sich ber die Manipulation von Messda ten oder Steuerbefehlen auf ganze Netzgebiete auswirken und somit auch die Netzstabilit t in gr e ren Versorgungsgebieten gef hrden k nnten Im Hinblick auf die im Szenario 2020 angestrebte Last regelung sowie die hier vorgesehenen Erzeugungs und Lastabwurfskapazit ten in der Gr enordnung 49 Der mPRM mPower Remote Manager ist eine leistungsf hige Plattform Backend System die die gesicherte Fernadministration und das Management aller OSGi kompatiblen Ger te und Gateways erm glicht Dieses umfasst u a entsprechende Dienste wie Fern Updates der Ger tesoftware z B Firmware IKT GW2 Fernwartung und Fehlerdiagnose Datenauslese u Informationsdienste Siehe hierzu auch Kap 2 3 5 F rderprogramm E Energy 112 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse von mehreren Gigawatt muss hier ein ausreichendes Sicherheitsniveau und eine hinreichende Verf g barkeit der Gesamtsystems gew hrleistet werden k nnen Analog zu den bei Energieversorgern etablierten Verfahren f r IKT Systeme im Prozessumfeld wurden zun chst eine Schutzbedarfs und eine Risikoanalyse f r die Gateway Systeme unter Betrachtung der direkt angrenzenden Infrastruktursysteme erstellt Hierbei wurde differenziert zwischen dem Schutz beda
621. tierung eines E Markt f higen Z hlerdaten Managementsystems erm glichte Januar 2009 Juni 2010 Dezember 2011 M rz 2013 berpr fung der theoretisch 1 Definition E Energy Marktplatz und bestimmten Definitionen im relevanter Prozesse Praxisabgleich Entwurf EF Modellierung Infrastruktur Validierung Leistungsbewertung und AP2 EEE y vi integrierter Laboraufbau zur Optimierung der Leistungsanalyse Kommunikationsinfrastruktur AP3 Functional specification IKT Gatewa tund 2 Lastenheft AP 4 mmenarbe Erstellung Funktionsmuster und Validierung und Erstellung Final Fertigung der Testreihe Summary Report der IKT Gateways Prototypische Entwicklung des AP5 en ne ssen und Testm dalis zu Billing und Betrieb des Marktplatzes Festlegung Konzeption AP6 Implementierung der Schnittstelle zu den anderen E De Ma Systemen AP7 Erstellung des Konzeptes f r Realisierung und Inbetriebnahme von Integration und Test des integrierten Marktplatz und ZDM kananmanta Marktplatz und ZDM Systems im Pilotbetrieb Anforderungsbeschreibung in AP 8 Abgleich mit RWE Projekt M lheim Vorbereitende Ma nahmen z hlt Weitergabe an technische AP CI intermittierend fortlaufend l Feldtest im Rahmen des Pilotversuchs Simulation und Implementierung der Auswerte amp Anreizapplikation Demonstration und Betrieb Modellregion Abbildung A 5 Projektplan Abbildung A 5 zeigt in bersichtlicher Weise
622. tionen in das Projekt integriert Um das dadurch erweiterte Kundenpotenzial zu heben wurde Anfang 2012 eine zweite Akquisema nahme gestartet Die Haushalte die im Bereich der jeweiligen neu umger steten ONS liegen wur den hierzu zun chst wieder hinsichtlich netz technischer und haushaltsspezifischer Kriterien bewer tet so dass schlie lich ca weitere 400 potenzielle E DeMa Kunden in Einfamilienh usern identifiziert werden konnten Im Januar 2012 erhielten jene Kunden einen umfangreichen SWK Brief der sie zur Teilnahme am E DeMa Projekt motivieren sollte Korrespondierend erfolgte der Z hlereinbau so dass im Februar 2012 die Anwerbephase inklusive Z hlersetzung beendet war Insgesamt konnten mittels zwei Akquisewellen 115 GW1 Kunden und 10 GW2 Kunden 5 Variabel Kunden 3 Flex Kunden und 2 Komplex Kunden mit uKWK Anlage dauerhaft als E DeMa Teilnehmer F rderprogramm E Energy 218 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse gewonnen werden Diese Kunden wurden nicht nur technisch entsprechend ausgestattet sondern sie erhielten mit Feldbeginn die Start E Mail so dass sie den Marktplatzzugang nutzen konnten Anschl sse Netzpotenzial Selektion verringert Potenzial keine Summe aus zwei ONS Ausbauwellen Gewerbe kunden keine z Bestandseinspeiser keine 12 Stationen in Krefeld Kliedbruch ein Selektion verringert Potenzial Kundenbriefe in zwei Akquisewellen Internetanschluss Inte
623. tisierung eine weitaus positivere VV erzielen als passive Kunden mit Automatisierung Oberste Priorit t muss es somit sein die Kunden nicht nur durch geeignete An reizsysteme sondern auch durch Bewusstmachen der positiven oder negativen Auswirkungen ihres Verbrauchsverhaltens nachhaltig zu einer aktiven manuellen Verbrauchsverlagerung bzw zu einer ak tiven Nutzung der Automatisierungsfunktionen zu bewegen In Abbildung B 118 ist analog zu den IKT GW1 Kunden die Soziodemographie der IKT GW2 Kunden dargestellt Die Hausart wurde bei den IKT GW2 Kunden nicht erfragt Es sind nur geringe Unter schiede zwischen den aktiven und passiven IKT GW2 Kunden erkennbar So ist auff llig dass die akti ven IKT GW2 Haushalte im Verh ltnis zu den passiven Haushalten oft kinderlos sind und weniger Per sonen Vollzeit arbeiten F rderprogramm E Energy 266 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse H chster Bildungsabschluss 100 80 60 40 20 0 4 Passive Kunden El abgeschl Studium m HS VS m Lehre Anzahl Kinder 10076 80 60 40 20 0 Passive Kunden Alle Kunden Aktive Kunden HO Kinder mw1Kind m2 Kinder w3Kinder m4Kinder Vollzeit 100 80 60 40 20 0 Passive Kunden Alle Kunden Aktive Kunden wOPers W1Pers m2Pers 5 W4 Pers Einkommen 100 1
624. tlichen folgende drei Themenbereiche vor Schaffung eines E Energy Marktplatzes der den elektronischen Gesch fts und Rechtsverkehr zwischen den Marktteilnehmern erm glicht Online Verkn pfung und Computerisierung von Technik Betrieb und Wartung so dass eine weitgehend automatisierte Kontrolle Analyse Steuerung und Regelung des technischen Ge samtsystems sichergestellt werden kann Online Kopplung von Marktplatz und Technikbetrieb die die digitale Interaktion von Ge sch fts und Technikbetrieb gew hrleistet Im Folgenden ist dargestellt wie das Projekt an die Themenbereiche ankn pfte E Energy Marktplatz Durch das Projekt wurden elektronische Informations Kommunikations und Transaktions prozesse zu Marktbeziehungen zwischen den einzelnen Akteuren in der Elektrizit tswirtschaft aufgebaut Durch den Entwurf neuer Gesch ftsprozesse und Dienstleistungsfelder sowie die Harmonisierung der regulatorischen und kommerziellen Rahmenbedingungen konnten mehr Markttransparenz und eine h here Akzeptanz beim Prosumer f r individuelle Tarifoptionen erwartet werden Durch die effiziente Gestaltung neuer Gesch ftsprozesse beim Betrieb elektrischer Netze in enger Abstimmung mit dem Energiehandel k nnen mittels der Ergebnisse des Projektes neue F rderprogramm E Energy 18 Abschlussbericht E DeMa A Management Wettbewerbsstrukturen erm glicht sowie zum Nutzen und Vorteil der Kunden realisiert wer den Als Ergebnis dieser Entwicklun
625. tokolle darstellen e _Kommunikationsanforderungen In Absprache mit den Arbeitspaketen 5 und 6 wurden f r das Unterkapitel Kommunikationsanforderungen zentrale Anforderungen an die Kommunikati onsinfrastruktur gestellt Hierzu geh ren Anforderungen an die Verf gbarkeit von Messwer ten und Zustandsinformationen die M glichkeit der bertragung gesammelter Daten sowie die mittlere durchschnittliche Reaktionszeit zwischen Absetzen des Befehls in einer zentralen Instanz z B der Leittechnik und dem Eintreffen der Antwort Datenvolumen amp zeitliche Rahmenbedingungen Die erwarteten Datenvolumina wurden in sofern es in einem so fr hen Stadium des Projektes m glich ist abgesch tzt und in Zusammen hang mit den vermuteten Kommunikationsstr men aufsummiert Hieraus ergab sich eine erste grobe Absch tzung der auftretenden Datenmengen die als Grundlage zur sp teren Di mensionierung der Kommunikationsarchitektur genutzt wird Die entstandene Tabelle ist in ihrem vollen Umfang in der Projektdokumentation abgebildet und dient im weiteren Verlauf des Arbeitspaketes unter anderem als Grundlage zur Erstellung des sp teren mathematischen Modells durch das eine erste grobe Einsch tzung ggf entstehender Kommunikationsengp sse m glich ist Diese Ergebnisse werden im weiteren Verlauf von Arbeitspaket 2 durch die Simu lationen der Hochschulen im Projekt berpr ft und validiert Priorisierung des Datenaustauschs Zur Priorisierung
626. tpalette geliefert und wichtige Hinweise f r die Anbindung resp Ansteuerung der uKWK Anlagen beigesteuert medi M lheimer Energie Dienstleistungs Unternehmen Die medl als ortsans ssiger Gasversorger in M lheim hat die Aufgabe bernommen die f r M lheim vorgesehenen Kunden mit einer uKWK Anlage auszusuchen und zu betreuen Hiebei konnte zwischen den Pilotkunden von E DeMa und der medl ein Contracting Vertragsverh lt nis erprobt vverden Fraunhofer Institute Das Fraunhofer Institut f r Solare Energiesysteme ISE und das Fraunhofer Institut f r System und Innovationsforschung ISI haben in der zweiten H lfte des Pilotversuches in der Modellre gion Befragungen durchgef hrt um insbesondere Fragestellungen der Kundenakzeptanz zu F rderprogramm E Energy 40 Abschlussbericht E DeMa A Management beleuchten und haben mit den Umfrageergebnissen f r eine Erweiterung des Erkenntnisge winnes aus dem Projekt gesorgt Eine Liste in der auch weniger bedeutsame Kontakte genannt werden die im Rahmen der konsortialen Zusammenarbeit bestanden haben findet sich in der nachstehenden Auflistung Partner Projektbeteiligung Partner Beschreibung Umfang Dimension der Zusammenarbeit Viessmann Konsortium Dezentrale Erzeugung KWK Anlagen Intensive Zusammenarbeit mit dem Her steller Konsortium Erfahrungsaustausch Abstimmung Konsortium Erfahrungsaustausch Abstimmung Konsortium Erfahrungsaustausch Abstimmung Konsortium Dezent
627. trach tet als bestimmte Einzelverbraucher besonders geeignet erscheinen gerade unter Einsatz von IKT k nftig flexibler zu agieren Gelingt eine weitgehende Flexibilisierung von Einzellasten so wird die Ge samth he der Last k nftig eine aus Systemsicht beeinflussbare endogene Gr e F r einen sukzessiven bergang hin zu einer Energieversorgung mit einem hohen Anteil an erneuer baren Energietr gern sind Ver nderungen der Versorgungsstruktur vorzunehmen da die regenerati ven Energietr ger oft nicht bedarfskonform und jederzeit abrufbar zur Verf gung stehen Daher wer den neue Formen der Netze der Verteilung Speicherung Regelung von Energie sowie eine neue Form des berregionalen Leistungsausgleichs erforderlich so genannte Smart Grids Ziel ist es ein zu kunftsorientiertes Energiesystem zu schaffen welches die Ziele Wirtschaftlichkeit Versorgungssicher heit und Umweltvertr glichkeit sinnvoll unterst tzt und miteinander verbindet Wirtschaftlichkeit Abbildung B 3 Energiepolitisches Zieldreieck Quelle BMWi 2009 15 Jedoch findet der Ver nderungsprozess vor dem Hintergrund einer Reihe von grundlegenden und auf Sicht auch nicht ver nderbaren Paradigmen statt mit denen sich das E DeMa Konsortium auseinan dergesetzt hat Als wichtige Grundannahme ist das Projektkonsortium davon ausgegangen dass der Prozess der Liberalisierung und des Unbundling der Energiewirtschaft in seinen verschiedenen Dimen sionen nicht umke
628. ts rahmen endg ltig kl rt Als Zwischenergebnis kann festgehalten werden dass diese stetigen Ver nderungen bzw nicht ab schlie enden regulatorischen Regelungen sowohl f r die Energieversorger wie auch f r die Hersteller erhebliche Unsicherheiten bez glich der k nftig einzusetzenden Technik wie auch bez glich der hier f r notwendigen Investitionen zur Folge hatten Diese konnten aber innerhalb der durch E DeMa auf https www bsi bund de DE Themen SmartMeter Schutzprofil Gateway schutzprofil smart meter gatewa y node html F rderprogramm E Energy 25 Abschlussbericht E DeMa A Management gesetzten Projektumgebung weitgehend abgefangen werden und stellten kein wesentliches Pro jektrisiko dar wenngleich sich insbesondere in den technischen Systemen schon umfangreiche Anpas sungen ergaben da das Konsortium bem ht war die technischen Systeme immer m glichst nah an den einschl gigen gesetzlichen Regelungen zu halten 2 2 2 Relevante Entwicklungen der gesetzlichen Rahmenbedingungen im Energiewirt schaftsrecht Im Rahmen der Umsetzung des dritten Binnenmarktpakets der EU hat der Gesetzgeber dar ber hinaus eine Reihe von Vorschriften in das EnWG aufgenommen die im Rahmen des Gesetzgebungsverfahrens seitens des BMWi als erste wichtige Bausteine f r intelligente Netze bezeichnet worden sind und insofern geeignet sind die M glichkeiten E DeMa bzw die Ergebnisse des Projekts k nftig zu imple mentieren positiv
629. ttet den Lastverlauf in Relation zu der obigen Darstellung Die entsprechenden Effekte verst rken sich wenn nicht ein einzelner Haushalt betrachtet wird sondern ganze Populationen Die Parametrierung der Reaktion auf Anreize Im Feldversuch wurde das Lastverhalten der am Versuch teilnehmenden Haushalte unter dem Einfluss von Preisanreizen beobachtet Um dieses Verhalten auf das Haushaltsmodell zu bertragen und somit auch in der Simulation nachbilden zu k nnen wurden die im Feldversuch erhobenen Daten ausgewer tet F r die soziodemographisch differenzierte Parametrierung des Haushaltsmodells muss je Haus haltsgr e eine Delta Leistungskurve angegeben werden die die Abweichung von der haushaltsgr fSenspezifischen Summenlastkurve beschreibt Somit wurde die Datenbasis zun chst auf die Menge der Haushalte beschr nkt deren Haushaltsgr e bekannt war Da nach Aufteilung der verbliebenen Datenbasis auf die einzelnen Haushaltsgr en und Preisschemata pro Tag nur noch sehr wenige Haushalte pro Gruppe vorliegen wurden deren Lastkur ven f r Werktage Samstage und Sonntage aggregiert Durch vorherige Differenzbildung mit der haus haltsgr enspezifischen Summenlastkurve werden jahreszeitliche Effekte in dem Ma e kompensiert in dem diese vom dynamisierten Lastprofil HO abgebildet werden Haushaltsgr entypische Effekte werden ebenfalls kompensiert jedoch ist damit zu rechnen dass Fehler die in der Modellierung der haushaltsgr
630. tz der zuvor berichteten Selbstverbrauchslogik die eine Reihe von uKWK Nutzern offenbar verfolgt haben kein statistisch signifikanter Unterschied zwi schen den Nutzern der einzelnen Musterprodukte in Bezug auf ihren Umgang mit der Smart Start Funktion bestand Es konnten aber andere Beweggr nde identifiziert werden So haben die Teilneh mer auch die Smart Start Funktion emotional erlebt d h je eher die Teilnehmer vom Smart Start be geistert waren umso h ufiger nutzten sie die Funktion f r den Start der Waschmaschine Zus tzlich kann festgestellt werden je weniger einzelne Teilnehmer Unbehagen ber eingeschaltete Ger te w h rend ihrer Abwesenheit empfunden haben umso h ufiger wurde die Funktion f r Waschmaschine ge nutzt Schlie lich kann auch der empfundene Aufwand eine entscheidende Rolle spielen denn es zeigt sich u a auch dass je weniger die Teilnehmer der Ansicht waren die Nutzung des Smart Start erfor dere Planungsaufwand umso h ufiger wurde Funktion f r den Geschirrsp ler genutzt 292 Vor diesem Hintergrund ist abschlie end die Frage zu stellen ob generell Akzeptanz f r die Smart Start Funktion bei den Teilnehmern besteht Um diese Frage zu beantworten hat das Fraunhofer Konsor tium das Technology Acceptance Model TAM Venkatesh amp Davis 2000 verwendet Alle in den bei den folgenden Abbildungen dargestellten Pfade stellen dabei signifikante Korrelationen im Sinne des TAM dar 131 vgl hierzu Fraunhofer
631. tzen zusammen s Abbildung B 76 Modellregion Krefeld M lheim Prosumer mit IKT Gateway 1 Einbindung von bis zu 1 000 TMR1 bis zu 500 TMR2 Kunden Prosumer mit IKT Gateway 2 Einbindung von bis zu 100 TMR1 bis zu 10 TMR2 Kunden TMR Teilmodellregion Abbildung B 76 Modellregionen im Feldversuch E DeMa Das technische Projektziel besteht somit in der Ausr stung der Modellregion mit einer bidirektionalen IKT Infrastruktur zur intelligenten Erfassung von Verbrauchs und Einspeisedaten und deren Bereitstel lung f r den Marktplatz sowie die intelligente Steuerung von Endger ten und Einspeisern Ein ber greifendes Gesamtsystem wird hierbei durch die Integration einzelner dezentraler Energiesysteme er reicht Der Nachweis der Interoperabilit t der Teilsysteme bei einer heterogenen Ausstattung mit In formations und Kommunikationskomponenten ist ein besonderer Anspruch dieses F amp E Projektes um die Integrationsf higkeit von Komponenten unterschiedlicher Hersteller aber auch unterschiedlicher Kommunikationstechnologien zu erm glichen Nach den in den vorherigen Kapiteln dargestellten umfangreichen konzeptionellen und praktischen Vorarbeiten hat das E DeMa Konsortium Mitte 2010 mit den konkreten Vorbereitungen f r den ge planten Feldtest begonnen Hierzu geh rten u a die endg ltige Verortung der beiden geplanten Teil modellregionen die Vorbereitung und Durchf hrung der Kundengewinnung sowie deren rechtli
632. tzlichen Anreiz zur Einsparung erhielten Zu Beginn des Feldversuchs lag die monatliche Verbrauchsreduktion weit ber dem Mittelwert Zum Ende des Feldversuchs nahm die ser Effekt etwas ab bis hin zu einem eher geringen Wert von ca 3 im November 15 10 7 4 5 Verbrauchsreduzierung 0 Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Abbildung B 129 Verbrauchsreduktion aller IKT GW1 Kunden ohne Sparoption 533 Kunden F rderprogramm E Energy 276 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Bei den IKT GW1 Kunden die ein Produkt mit Sparoption gew hlt hatten und die entsprechende Pro duktbeschreibung dann auch bis zum Ende des Feldtests die Sparoption behielten wurde eine noch h here Verbrauchsreduktion als bei den Kunden ohne Sparoption erwartet Die Ergebnisse in Abbil dung B 130 best tigen diese Erwartung jedoch nicht 15 10 6 9 5 Verbrauchsreduktion 0 Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Abbildung B 130 Verbrauchsreduktion aller IKT GW1 Kunden mit Sparoption 22 Kunden Zwar kommt es im April zu einer sehr hohen Verbrauchsreduktion von ber 14 diese flacht aber bereits im Mai deutlich ab und bleibt anschlie end eher auf demselben Niveau wie bei den Kunden ohne Sparanreiz Mit 6 9 im Mittel haben die Kunden mit Sparoption ihren Verbrauch sogar weniger reduziert und damit auch im Mittel die im Rahmen der Option Sparfuchs vereinbarten Ziele einer Reduktion von 7 n
633. ue 1u9W U uuo 5 pyy q 4 sne lp u l q Sun ls p ep SpuPul SW JS S I9MOd Ay 2 pue su s s 151 OSST9241 P in U UOAUNJSH YJ YI S Jap S nl l Md3 ueIS lpuoneu dul 2102 O 01 YJS TSEZ9 241 speo7 pue suol e liddy asn pu3 5 J9MOd 3499 94 uones do A3dojouysaL pue Aso Iouu l A l q 3X 2uO E N Q 3 WI 180 04 2 1584 8 Sun ls p ep eq dol lul pH 345U1 10 NZ 4 U P IYJSJ A 182111 1 2 USIENAIPJESIUNYISIO 31949M ini 106559 ULIS d s p no Ye q 0202 3331 21 ss uq 3 3 sumnindosuoy s p l qiy lp ne 5511 413 q s3unpu Muy ge s u31913 8 uswageuey V 1 74 0 3 1421 455 054 75 12068 u sunu nsl un lp ul pun deuipeoy ul aya lzyesnz pun u d zuoy u qd lsilE i eyyaq 3 l nz yan ds ap m W 1210 1492 12068 u Sunu ns nun lp ul U pINM pun dewpeoy s p ul U lIZ3ESnZ pun u d zuoy EY JOQ I U nz yan ds ap m W 4214 I143IS Sq yedwoy sussamssay y 5 UOHES UE340 4 1141 puls u
634. uell Er hat ein Interesse an Umwelt und Energieeffizienzthemen ist technisch jedoch kaum interessiert aber doch so neugierig dass er den E Energy Marktplatz besucht F r ihn wurden die Musterproduktbausteine zeitvariabel flex und leistungsvariabel flex entwickelt Hiermit ging eine gewisse Standardisierung des grunds tzlich m glichen Produktraums einher die aber das Ziel hatte einerseits den Lieferanten bzw Aggregatoren weitgehende M glichkeiten zur Ge staltung der Produkte die sie den Endkunden anbieten zu geben Andererseits bestand die technische Notwendigkeit zur Umsetzung von komplexeren Produkten zus tzliche Mechanismen zu Abwicklung und insbesondere Abrechnung darzustellen die nicht nur zwischen Lieferant und Endkunden stattfin den sondern in die auch andere Akteure wie etwa MSB MDL oder VNB involviert sind bzw die von der technischen Infrastruktur Z hler IKT Gateway unterst tzt werden m ssen Daher k nnen nur gewisse standardisierte bzw vorgefertigte Mechanismen tats chlich verwendet werden Der E DeMa Marktplatz stellt folglich bestimmte Produktbausteine zur Verf gung die allen Marktteilneh mern bekannt sind und f r die die notwendigen Mechanismen zu ihrer Abwicklung und Abrechnung unterst tzt werden Dieses Vorgehen war dabei aber nicht von der Idee einer generellen Einschr n kung des Produktangebots getrieben sondern adressierte im Wesentlichen eine k nftige massen markttaugliche Umsetzb
635. uer entsprechender Ger te notwendig auch Bestandsl sungen in eine E Energy Welt mit einbeziehen zu k nnen Zu entwickelnde Standards m ssen in diesem Sinn abw rts kompatibel sein Dies ist auch bedeutsam um bei den Nutzern Akzeptanz zu erzeugen An dieser Stelle sei auf Erfahrungen des Feldversuchs hingewiesen Auch wenn die eingesetzte Technik einen hohen Standardisierungsgrad erreichet hat trifft dieser in der Regel auf einen nicht standardi sierten Haushalt was vielf ltige Detail Probleme verursachen kann These 3 Marktpl tze als Energieinformationsplattformen f r Erneuerbare ausbilden Die Rolle und genaue Funktion der seitens der unterschiedlichen Modellregionen ausgebrachten Marktpl tze bleibt eine der wesentlichen weiterhin offenen Fragen innerhalb von E Energy Aus Sicht von E DeMa ist mit Blick auf die Marktpl tze zun chst festzustellen dass eine Zersplitterung des Mark tesi d R nicht vvertsch pfend ist weshalb E DeMa nach wie vor davon ausgeht dass es sich bei einem Marktplatz nicht um eine lokale Stromb rse handelt Zudem sieht E DeMa auch weiterhin Synergiepo tenziale bzw geht davon aus dass in einer k nftigen E Energy Welt nicht in jeder Region in jedem Verteilnetzgebiet eine eigene physische Infrastruktur betrieben wird um die entsprechenden Dienste vorhalten zu k nnen In diesem Zusammenhang sollte auch bedacht werden dass die Verteilnetzbetreiber in der k nftigen Energieversorgung dur
636. ufzeit erfolgreich gelungen Beispielhafte Nennungen sind Im Projekt Daikin wird der Einfluss von Netto Null Energieh usern ausgestattet mit Pho tovoltaikanlage und W rmepumpe auf die elektrische Energieversorgungsstruktur bewertet Gegenstand der Betrachtungen ist vor allem der volkswirtschaftlichen Nutzen eine Einbezie hung solcher Geb ude mit ihren steuerbaren Stromapplikation am Lastmanagement Demand Side Management Das Projekt wird im Auftrag der Daikin Europe N V Belgien in der Zeit von Sept 2010 bis Mai 2012 durchgef hrt Die steigende Anzahl installierter Mikro Kraft W rme Kopplungsanlagen uKWK Anlagen in elektrischen Verteilnetzen er ffnet neue Gesch ftsfelder und aktivit ten an den Energie m rkten Im Projekt Systemverbund der Energienetze wurde das Potenzial des Einsatzes von UKWK Anlagen zur Realisierung einer Wertsch pfung am Energiemarkt und zur Erbringung von Systemdienstleistungen analysiert Zudem wurden die Auswirkungen einer verst rkten In tegration von uKWK Anlagen auf das elektrische Verteilnetz und die Anforderungen an die In formations und Kommunikationstechnik untersucht und bewertet Auftraggeber f r diese Systemstudie die im Zeitraum vom Nov 2010 bis Okt 2011 angefertigt wurde war der Deut scher Verein des Gas und Wasserfaches e V DVGW lm Herbst 2012 hat die dena die dena Verteilnetstudie herausgegeben Diese Studie hat den Aus und Umbaubedarf in den deutsche
637. uges und oder der Einspeisung als Zeitreihe angeben F rderprogramm E Energy 71 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Das Produkt E DeMa hat auf dieser Basis die folgende detaillierte Definition des Prosumers entwickelt die wiederum Ausgangspunkt weiterer berlegungen war Definition Prosumer Ein Energiekunde der auf der einen Seite Energie konsumiert consumer und auf der anderen Seite durch den E Energy Marktplatz in die Lage versetzt wird durch schaltbare Lasten oder Kleinerzeuger Energie und Systemdienstleistungen anzubieten oder erzeugte Energie zu vermarkten producer Nachfolgend wird der Akteur Prosumer aus der Globalsicht beschrieben Dass die Kunden die sp ter in den Teilmodellregionen am Feldtest teilnehmen nur bedingt dem Ideal Prosumer Typus entspre chen korrespondiert mit der Projektlogik Die Zielgruppe des E DeMa Projektes Das E DeMa Projekt fokussiert sich insbesondere auf die heutigen PuG Kunden die zur aktiveren Teil nahme am Marktgeschehen motiviert werden sollen PuG Kunden sind in der Regel Haushaltskunden kleine Handwerks oder Landwirtschaftsbetriebe die mittels synthetischen oder analytischen Stan dardlastprofilen beliefert und abgerechnet werden F r eine genaue Abgrenzung der adressierten Kun dengruppe werden gesetzliche Vorgaben herangezogen Kunden im Sinne des EnWG sind alle Gro h ndler Letztverbraucher und Unternehmen die Energie kaufen 3 EnWG 2013
638. ulation vordergr ndig der Einfluss der variab len Haushaltslastg nge auf das Beschaffungsportfolio eines Lieferanten betrachtet wird Bei den Haushaltskunden wird im Modell bedingt durch das Kundenportfolio des Lieferanten die Kun denaufteilung in zwei Kategorien vorgenommen Haushaltskunden ohne variablen Tarif und Haushalts kunden mit variablem Tarif Sofern der Lieferant zwei verschiedene variable Tarife anbietet kann eine zus tzliche Kategorie definiert werden Der Lastgang der Kunden wird in einen Lastgang der steuerba ren Ger te und einen Lastgang ohne steuerbare Ger te aufgeteilt Der Begriff steuerbar bedeutet in F rderprogramm E Energy 132 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse diesem Zusammenhang ausschlie lich dass die Nutzung der Ger te durch den Haushaltskunden zeit lich verschoben wird und er somit auf Preissignale reagieren kann Steuerbar bedeutet somit nicht dass die Ger te durch einen Eingriff von au en wie bez glich des Aggregators angenommen gesteu ert werden F r die Beschaffung des Gesamtportfolios werden die jeweiligen Summenlastg nge in einen fixen und einen variablen Lastgang unterschieden Der variable Lastgang entspricht dem Lastgang der steuerba ren Lasten Dieser Lastgang wird im Modell prognostiziert und aus einer stochastischen berlagerung der Einzelhaushalte ermittelt Die Beschaffung erfolgt abh ngig von der Strategie des Lieferanten Der fixe La
639. um die Monatsauswertung zu sehen Letztendlich schaut man abends mal in beide Portale aber verst rkt nutzen wir das HECUI Es ist auch eher so dass man mal reinschaut wenn gerade ein Rechner zur Hand ist sonst eher nicht Den Marktplatz nutzen wir seltener 4 2 2 4 Welche Verlagerung wird erzielt In Bezug auf die Lastverlagerung stellten sich insbesondere zwei Fragen einerseits welche Lastverla gerung die Teilnehmer nach ihrer Selbsteinsch tzung unternommen haben und andererseits welche Beweggr nde hierbei wesentlich f r die Teilnehmer waren In den Fragebogen wurde daher die H u figkeit mit der bestimmte T tigkeiten verlagert wurden erfasst wobei die folgenden Abbildungen die Resultate f r IKT GW1 und IKT GW2 zusammenfassen und die relative H ufigkeit der Verlagerung be stimmter zentraler und jedenfalls teilweise automatisierter T tigkeiten im Haushalt angeben Be merkenswert ist dass der Grad der Automatisierung offenbar keinen wesentlichen Einfluss auf den Umfang der Verlagerungsaktivit ten hat 27 127 Zu bedenken ist dass die gew hlte Darstellung im Bereich IKT GW2 bez glich des Trocknens und des Geschirrsp lens auch immer Teilnehmer umfasst die ber ein entsprechend automatisiertes Ger t nicht verf gten F rderprogramm E Energy 287 35 30 25 20 15 10 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse GW1 Nz404 Waschen u 3233 3
640. umgebung durchgef hrt wurden eine m gliche Alternative f r die intelligenten Lasten wie sie zurzeit in E DeMa eingesetzt werden Mithilfe zus tzlicher Sensorik Aktorik z B ZigBee Kom ponenten k nnten so Bestandsger te f r die tarif und grenzwertabh ngige Energiebedarfsregelung eingesetzt werden Des Weiteren kann ber die Prozessbeobachtung und sch tzung das Verhalten eines Ger tes detaillierter parametriert werden 2 5 3 Entwicklungsumgebung und Pr ffeld f r Kommunikationstechnologien der TU Dort mund und der Universit t Duisburg Essen Um eine Leistungsbewertung der Kommunikationstechnologien unter realen Bedingungen durchf h ren zu k nnen wurde am Campus der TU Dortmund eine eigene Outdoor Testumgebung vgl Abbil dung B 72 geschaffen die Tests mit mehreren drahtlosen Technologien erm glicht Der Installations ort ist so gew hlt dass mehrere topologische Umgebungen ber cksichtigt werden k nnen So umfas sen die Testzellen aufgrund der unterschiedlichen Bebauungsdichten sowohl quasi st dtische vor st dtische und l ndliche Bereiche als auch eine Autobahn zur Untersuchung von verschiedenen Mo bilit tsvarianten Dies erm glicht vielseitige Testl ufe f r eine umfassende Leistungsanalyse unter re alen Bedingungen Die Ergebnisse aus der Feldtestumgebung wurden mittels Laborumgebung sowie geeigneter Simulationsmodelle validiert Derzeit umfasst die Testumgebung eine Zwei Sektoren Mo bile WiMAX IEEE 802 1
641. und Simulationen zur Umsetzung des Konzepts Im vorherigen Abschnitt ist das Konzept welches das E DeMa Konsortium zum Ausgangspunkt seiner Arbeiten gemacht hatte nochmals zusammenfassend pr sentiert worden Im Folgenden wird nun dar gestellt wie das Konsortium dieses Konzept im Rahmen der weiteren Arbeiten umgesetzt hat Hierbei hat essich fr hzeitig als sinnvoll und zielf hrend erwiesen die Umsetzung in den weiteren technischen Arbeitspaketen bzw mit Blick auf den Feldversuch differenziert zu betrachten Hierzu unterscheidet das E DeMa Konsortium einerseits zwischen dem sog Szenario 2020 welches eine vertiefte und technisch ausgearbeitete Umsetzung des Konzepts darstellt und dem Szenario Feld versuch welches die tats chliche Umsetzung des Konzepts f r den Feldversuch beschreibt Zus tzlich finden bez glich einer Reihe von Fragen bspw vergleichende Analyse von Kommunikationsmedien f r den fl chendeckenden Einsatz Auswirkungen von Laststeuerma nahmen auf das Bilanzkreisma nagement von Regelzonen die f r das Konzept von grundlegender Bedeutung sind aber im Feldver such aus praktischen oder budget ren Gr nden nicht darstellbar sind Simulationen statt Hierf r wur den zun chst entsprechende Simulationsumgebungen aufgesetzt und entsprechend kalibriert Konzept E DeMa T Szenario 2020 Design d Simulation Szenario 2012 Feldversuch an Simulationen Feldversuch Abbildung B 13 E
642. und dem Teilnehmer somit weder tats chlich Mehrkosten entstehen noch Min derkosten tats chlich erstattet bekommen w rden Dieses Vorgehen sollte die Kunden auch dazu er muntern sich offensiv mit den M glichkeiten der Produktwahl auseinanderzusetzen und ber einen F rderprogramm E Energy 239 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse bestimmten Zeitraum die einzelnen Produkte auszuprobieren Hierdurch erhalten die Kunden auch ein Gef hl daf r welche Produktgestaltung zu ihrem bewussten Verbrauchsverhalten mehr oder weni ger gut passt Ein Beispiel des monatlichen Einzelerfolgsnachweises findet sich in Abbildung B 98 Menens 255 E DeMa Einzelerfolgsnachweis vom 01 01 2012 Detailansicht Dies ist die Detailansicht zum Stromverbrauch und den daraus berechneten Stramkosten im Erfassungszeitraum 01 12 2011 31 12 2011 aufgeschl sselt nach den Tarifen des von Ihnen gew hlten Produktes E DeMa Effizienz Spar Steht bei der Differenz ein positiver Wert haben Sie in den Zeiten zu denen der angegebene Tarif g ltig war weniger Strom verbraucht und somit geringere Kosten verursacht als Ihr Vergleiehskunde Steht dort ein negativer VVert bedeutet dies dass Sie in den Zeiten zu denen das angegebene Produkt g ltig war mehr Strom verbraucht und damit h here Stromkosten verursacht haben als Ihr vVergleichskunde i Gesamt bersicht Stromverbrauch a Ihr Stromverbrauch 2 81 4 66 19 75
643. und zur sonstigen Zustandserfassung erzielt werden konnten Sie stellen gegen ber dem heutigen Status quo der Kennt nis und Analysef higkeit eine gro e Verbesserung dar und bergen perspektivisch ein Potenzial die technische Steuerungsf higkeit ebenso zu verbessern wie die netzplanerischen Aktivit ten 4 4 1 1 Leistungsverl ufe einzelner Ortsnetzstationen Als Ersatz f r die nicht vorhandenen Lastganglinien werden in Netzanalysen an Ortsnetzstationen ohne RLM Registrierende Leitungsmessung auch Registrierende Lastgangmessung derzeit repr sentative synthetische Lastverl ufe verwendet Diese setzen sich aus repr sentativen Lastprofilen einzelner Kun dengruppen zusammen wobei f r den jeweiligen Netzknoten dann ein entsprechend hnliches Ab nahmeverhalten angenommen wird Um einen Eindruck von echten tats chlichen Lastg ngen an Orts netzstationen ONS zu erlangen werden im Folgenden die Verl ufe einzelner ausgew hlter Stationen 139 Es handelt sich um Z hlerst nde die alle 15 min registriert werden und die es erlauben einen Lastgang zu berechnen F rderprogramm E Energy 297 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse gezeigt wie sie in der Teilmodellregion M lheim w hrend des Feldversuchs aufgrund der an den ONS gemessenen Z hlerst nden im Rahmen der Simulation erzeugt wurden Ausschlie lich Haushalte versorgende ONS Abbildung B 147 zeigt die in der Netzsimulationsumgebung typisierten We
644. ungen f r den VNB 89 E DeMa Prolekttrichter u 0us0000sn anne 91 Zielgruppenorientierte Produktbausteinentvvicklung 94 Prinzipielle Ebenen der Mehrschichtarchitektur des Marktplatzes 107 Integration intelligenter Z hler ber verschiedene Kommunikationswege in die E DeMa Architektur ussnnesannenea 108 Architektur des IKT GW1 uusessssesensnseneensennnnnnnnnnnnnnnnnnnnsnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nn 109 Funktionen des Smart Gateway 2 25 2 111 Architektur des IKT GW2 uuuuesessssesensnsennensnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnsnnnnnsnsnn nn 112 Referenzarchitektur E DeMa ussssssssssnsssnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnsnnnnann 115 Zusammenfassung der E DeMa Komponenten und Systemarchitektur 119 Modulare ZDM Architektur basierend auf einem Echtzeit Nachrichtenbus 122 AWF Steuerung dezentraler Einspeiser nformationsfl sse 125 AWF Grenzwertverletzung beheben Informationsfl sse 127 AWF Beeinflussungssteuerung durch den VNB Informationsfl sse f r den na a rn aa en nn 127 AWF Beeinflussungssteuerung durch den VNB Informationsfl sse 2020 128 Architekturbild der Gesch ftsmodelle orange und der Netzsimulation gr n 129 Allgemeiner Lastverlauf seit
645. urde in diesem Arbeitspaket der funktionelle Rahmen in enger Wechselwirkung mit den anderen E DeMa Arbeitspaketen festgelegt in dem die vorgesehenen FuE Aktivit ten durchgef hrt werden konnten Die Ergebnisse wirkten sich somit auf alle anderen AP aus Im Arbeitspaket 2 wurde gem den Anforderungen der AP1 5 und 6 die erforderliche Kommunikati onsinfrastruktur entwickelt Auf der Basis der bekannten Technologien wurden die Entvvicklungsarbei ten unterteilt in die Bereiche Weitverkehrsnetze PLC und Inhouse Netze Das AP2 lieferte dabei durch seine Spezifikationen der Infrastruktur wichtige Grundlagen f r das AP3 das mit dem Lastenheft die F rderprogramm E Energy 31 Abschlussbericht E DeMa A Management Spezifikationen f r die IKT Gateways 1 und 2 festlegte Die erforderlichen Anforderungen f r die Ener gienetz und Marktplatzfunktionen die in den IKT Gateways zu realisieren waren wurden in der Spe zifikationsphase der Arbeitspakete 5 und 6 beschrieben und dem AP3 bereitgestellt Neben dem Las tenheft f r die IKT Gateways entwickelte das AP3 Funktionsmusterbeschreibungen die dem AP5 als Grundlage f r die weitere Entwicklung der Gesch ftsprozesse und dem AP6 zur Entwicklung der Leit technik Funktionen f r die steuerungsf higen Lasten Wei e Ware sowie der dezentralen Einspeiser dienten AP4 schloss mit der Prototyp Entwicklung des IKT Gateways 2 und der Fertigung einer Klein serie unmittelbar an die Arbeiten des AP3 an
646. urden die zu steu ernden Einheiten im Smart Home Netzwerk berwacht kontrolliert und dezidiert vom Aggregator an gesteuert Jeder VPN Tunnel wurde als strikte Point to Point Verbindung aufgebaut Zugleich wurden aus den zuvor bereits genannten Gr nden direkte Querverbindungen zwischen den Endkunden unter bunden Jeder VPN Client der im E DeMa Feldversuch auf dem IKT GW2 integriert wurde und der VPN Server selbst besitzen einen eigenen Schl ssel Key sowie ein eigenes Zertifikat Das gleiche Root Cer tificate CA File wird sowohl vom VPN Server als auch von allen VPN Clients genutzt Basierend auf einem zertifizierten Common Name wird das IKT GW2 dynamisch mit einer eindeutigen und gleich bleibenden IP Adresse aus dem Virtual Private IP Adressbereich konfiguriert und somit f r das Aggre gator Leitsystem im E DeMa Backend zug nglich gemacht Jeder VPN Client wurde ber die OpenVPN push route Konfigurationsoptionen aus der Ferne mit Routing Information konfiguriert und somit die Kommunikationsrichtung vom Prosumer hin zum Ag gregator Management System bzw Aggregatorleitsystem umgesetzt OpenVPN stellt einen TSL Trans port Layer Security VPN zur Verf gung um die verschl sselte Kommunikation zwischen Aggregator Leitsystem und dem IKT GW2 zu erm glichen Anbindung der Wei en Ware KWK Meter F r die Inhouse Anbindung der verschiedenen im Projekt eingesetzten Ger te mussten verschiedene Schnittstellen definiert und implementi
647. uren entsprochen werden kann Die Umspannanlage Saarn mit drei Laststr ngen und 4 349 angeschlossen Z hlpunkten wurde nach eing ngiger Pr fung sowie der Sichtung der Infrastruk tur seitens des Konsortiums als der geeignetste Ort zur Durchf hrung des Feldversuchs und damit zur Ert chtigung der Umspannanlage sowie weiterer Netzelemente identifiziert Die ONS ber die die dort angeschlossenen Kunden an den in der Abbildung gr n orange und rot gef rbten Str ngen bis zur mittleren Umspannanlage versorgt werden wurden f r das E DeMa Projekt ert chtigt 93 Eine zu geringe Zahl an Kunden auf einzelnen Abg ngen einer ONS w re insofern nachteilig gewesen als den an E DeMa teilnehmenden Privatpersonen u U keine vollst ndige Anonymit t in der wissenschaftlichen Auswertung h tte garantiert werden k nnen Es ist insbesondere in Mischgebieten durchaus m glich dass auf einem einzelnen Abgang nur eine geringe Anzahl von Haushaltskunden anzutreffen ist wenn die restliche elektrische Leistung bspw zur Versorgung eines oder mehrerer Gewerbekunden ben tigt wird 94 D h insbesondere Einbringung von 36 SyM Messeinrichtungen sowie Aufstellen von 28 Zusatzschr nken f r Kompaktstationen um den Sicherheitsprofilen der ONS zu gen gen F rderprogramm E Energy 204 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse T M lheim aid Ruhr i Menden Abbildung B 77 Schematische Darstellung der Mittelspannungsve
648. urop ischen Verbundprojekten OPERA I und Il wo 36 bzw 26 Konsortialpartner an der Entwicklung und Einbindung von PLC L sungen forschen Die F E Schwerpunkte von Prof Kunold am Institut f r Kommunikationstechnik IKT der Fachhoch schule Dortmund liegen auf den Gebieten intelligenter ISDN und Internet basierter Telekommunika tionssysteme digitaler Signalverarbeitung mit eingebetteten Systemen digitaler Messwert Sig nalanalyse und Digitalfilterung Entzerrung von bertragungskan len Im BMBF Projekt Echounter F rderprogramm E Energy 38 Abschlussbericht E DeMa A Management dr ckung im ISDN wurden neue rechnergest tzte Entwurfsmethoden und die zugeh rige Simulation sumgebung in Frequenz und Zeitbereich f r Wellendigitalfilterarrays erarbeitet Im von der EU gef r derten Projekt TCP Expert und im Projekt MARS gef rdert vom Land NRW wurden datenbankba sierte interaktive Internetapplikationen entwickelt Softwarebibliotheken f r Datenbankanwendun gen Sprachverarbeitung ISDN und Internet Anwendungen stehen f r Server Client Architekturen und Web Browser basierte Systeme zur Verf gung 5 Zusammenarbeit mit anderen Stellen Das Konsortium hat im Verlauf des Projektes mit unterschiedlichen dritten Stellen zusammengearbei tet Zu nennen sind hier zun chst die eigenen Unternehmenst chter einiger Konsortialpartner mit denen Unterauftragsverh ltnisse bestanden Daneben ist vor allem die Kooperation des K
649. usatzschr nke und eingebaute Messtechnik in Krefeld oben und M lheim Saarn unten Wie in Abbildung 3 16 im Teilbild unten links zu erkennen ist war es h ufig nicht m glich die Mess technik in der heute blichen physischen Ausdehnung der Ger tschaften in die bestehenden Ortsnetz stationen bzw Kompaktstationen selbst einzubringen und es mussten entsprechende Zusatzgeh use bei der Stadt M lheim beantragt von dieser genehmigt und errichtet werden um die zus tzlichen Ger tschaften aufzunehmen Hierzu waren entsprechende Ressourcen Personaleinsatz Betriebsmit tel sowie Stra enarbeiten d h insbesondere die Wiederherstellung der Oberfl che vorzuhalten 3 3 3 2 Qualifikation des technischen Personals und der Kundenbetreuer Es hat sich im Rahmen der Arbeiten des Konsortiums relativ schnell herausgestellt dass im Feldversuch bzw zu dessen Vorbereitung umfangreiche Kompetenzen ben tigt werden die von den mit der un mittelbaren Durchf hrung des Feldversuchs beauftragten Konsortialpartnern im Regelbetrieb nicht o der jedenfalls nicht in einem f r den Feldversuch erwarteten Umfang ben tigt werden Dies gilt insbe sondere f r das Einbringen der projektseitigen Kommunikations Infrastruktur in die vorhandene Um gebung der breitbandigen Internetanschl sse der Kunden den massenhaften Einsatz von Mobilfunk technologien sowie das Anbinden der Wei en Ware oder der HKVVK Anlagen Der insofern gegebenen Notwendigkeit das f r den
650. von Prozessschritten Verringerung von Dateninkonsistenzen und Kommunikationsaufwand durch das Marktplatzkonzept Das E DeMa Konsortium strebt das Ziel einer hohen Integration von Informationssystemen aller Ak teure mit dem Marktplatzsystem als zentraler Datendrehscheibe an Hierdurch erwartet das Konsor tium erhebliche M glichkeiten zu einer Vereinfachung der Gesch ftsprozesse aus Sicht der Energie kunden Auch Netzbetreiber Messdienstleister und Lieferanten partizipieren von den Vorteilen einer integrierten Datenhaltung welche wiederum durch die verst rkte IKT Durchdringung des Gesamtsys tems bzw durch die konsequente Einf hrung aufeinander abgestimmter IKT Komponenten an unter schiedlichen Schnittstellen erreicht wird Da am Marktplatz viele Informationen und Regeln bereits hinterlegt sind ist das System grunds tzlich in der Lage und geeignet automatisiert Prozessschritte F rderprogramm E Energy 104 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse eigenst ndig abzuarbeiten Dadurch verringert sich der Kommunikationsaufwand zwischen den betei ligten Akteuren Denn der hohe Integrations und Automatisierungsgrad des Marktplatzes reduziert die Anzahl manueller Eingaben und somit das Auftreten von Dateninkonsistenzen Beispielhaft sei in diesem Zusammenhang der heute weitgehend passive Endkunde betrachtet Der Kunde erh lt durch die konsequente Abbildung seiner Energiebelieferung ber den E DeMa Marktplatz an z
651. w Nach abgeschlossener Installation der Anlagen und der IKT Komponenten erfolgte die Erstinbetrieb nahme die Herstellung der Kommunikationsverbindungen und die Registrierung des IKT Gateways des jeweiligen Kundenhaushalts bei den E DeMa Backend Systemen nach einer festgelegten Inbetriebnah meprozedur Jeder Inbetriebnahmevorgang wurde ausf hrlich protokolliert und die Besonderheiten bei Installation und Inbetriebnahme dokumentiert Mit einer Einweisung der Mitglieder des jeweiligen Haushalts in die Bedienung der Anlagen und Ger te wurden die E DeMa Ger te in den Produktivbetrieb des jeweiligen Haushalts bergeben Anbindung IKT GW2 Ausstattung wei e Ware KWK Anlage Im IKT GW2 Bereich wurden bei insgesamt 107 Teilnehmern eine Kombination aus Waschmaschine und W schetrockner oder Geschirrsp ler in die Haushalte eingebracht Die steuerbare Wei e Ware nutzt dabei das IKT GW2 um Signale aus dem E DeMa Backend System zu empfangen und umzuset zen Neben der Anbindung des Z hlerplatzes an das Heimnetzwerk muss eine zus tzliche Kommunika tionsstrecke vom IKT GW2 zu den anzusteuernden Ger ten der Wei en Ware aufgebaut werden Insgesamt 13 Kunden davon zwei in der Teilmodellregion Krefeld aus dem IKT GW2 Bereich wurden zus tzlich mit einer Viessmann uKWK Anlage ausgestattet Die vormalige Heizungsanlage wurde gegen das Viessmann Ger t und eine 300 Speichereinheit ausgetauscht F rderprogramm E Energy 232 Abschlussbericht E De
652. w als stark belastet identifizierter ONS zumindest als strategische Option betrachtet werden Allerdings haben die praktischen Erfahrungen im Feldver such gezeigt dass es h ufig nicht m glich war entsprechendes Messequipment in die bestehenden ONS Kompaktstationen einzubringen und es mussten entsprechende Zusatzgeh use bei der Stadt M lheim beantragt von dieser genehmigt und errichtet werden vgl 3 3 3 1 um die zus tzlichen Ge r tschaften aufzunehmen Dies stellt f r einen tats chlichen Roll out entsprechender Technik keine Option dar insofern steht die hier vorgestellte Technik und die sich mit dieser verbindenden L sungs ans tze perspektivisch erst bei Ersatz der heutigen Transformatoren zur Verf gung Tats chlich bieten viele Hersteller so auch der Konsortialpartner Siemens inzwischen entsprechende L sungen an die bei Neubeschaffungen genutzt werden k nnen Schlie lich ist darauf hinzuweisen dass der jeweilige 144 Vorgabe f r langsame Spannungs nderungen Spannungsband nach DIN EN 50160 95 der 10 Minuten Mittelwerte des Effektivwertes der Versorgungsspannung jedes Wochenintervalls sollen im Bereich 10 der Versorgungsspannung liegen F rderprogramm E Energy 305 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Netzbetreiber zus tzlich ber die notwendigen Analyseinstrumente verf gen muss um die dann zur Verf gung stehenden Daten auch nutzen zu k nnen Datenschutz Schutzprof
653. war als die Frage ob eine Waschmaschine automatisch gestartet werden konnte Trotzdem spielt die H ufigkeit mit der ein Problem auftritt f r die seitens des Betroffenen empfundene Bel stigung Einschr nkung eine relevante Rolle allein aus diesem Grund ist es wichtig Kontakte etc zu dokumentieren F rderprogramm E Energy 245 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse es notwendig auch ber den gesamten Feldversuch Techniker vorzuhalten die sowohl mit den elektri schen als auch den kommunikationstechnischen Installationen welche das Projekt bei den IKT GW1 und IKT GW2 Kunden vorgenommen hatte vertraut waren Schlie lich ist darauf hinzuweisen dass das Projekt E DeMa zwar die Fragen der f r eine Flexibilisie rung der Nachfrage von Kleinkunden notwendigen Prozesse analysiert und teilweise auch beschrieben hat diese Prozesse aber im Feldversuch nur teilweise implementiert wurden 202 Dies gilt insbesondere f r die notwendige Abbildung der Nutzung von Flexibilit ten in den Bilanzkreisen ohne die erstens ein Wettbewerb auf dem Netz auch in Zukunft nicht funktionieren wird und ohne die zweitens ein wirkli ches Kreieren von Vorteilen f r die beteiligten Kunden aber auch deren Lieferanten und letztlich auch f r die Netze nicht m glich sein wird Insofern fehlt in den E DeMa Analysen noch eine wesentliche Kostenkomponente Zusammenfassend muss daher festgestellt werden dass auf dem heutigen Stand de
654. welche Motivationshintergr nde von den teilnehmenden Kunden beschrieben werden Daneben ergab sich bereits aus sozialwissenschaftlichen berlegungen die Forderung auch sozio ko nomische Daten zu erheben um eine Zuordnung der Teilnehmer zu sozialen Gruppen sowie Aussagen zu einer Verallgemeinerbarkeit der Ergebnisse zu erlauben Daneben bestand bei einzelnen Mitglie dern des Konsortiums ein hohes Interesse an entsprechenden sozio konomischen Daten sowie einer Kundenakzeptanzforschung da die durch diese Mitglieder angestrebten Forschungsziele zumindest teilweise von der Verf gbarkeit entsprechender Daten abhingen 122 Die im Folgenden wiedergegebenen Abbildungen entstammen der Ergebnispr sentation des Auftragnehmers vgl Fraunhofer Konsortium E DeMa Kunden Akzeptanzforschung Ausgew hlte Ergebnisse aus den Befragungen IKT GW 1 und IKT GW 2 24 04 2013 F rderprogramm E Energy 282 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Mit Blick auf die im Projektantrag zur Messung der Kundenakzeptanz vorgesehenen knapp bemesse nen Mittel hat sich daher relativ fr hzeitig die Erkenntnis durchgesetzt dass unter der insofern beste henden budget ren Beschr nkung maximal eine online Befragung durchzuf hren gewesen w re Diese h tte jedoch den entscheidenden Nachteil mit sich gebracht dass die aus Sicht des Konsortiums geforderte Trennsch rfe der Befragung und Auswertung nicht zu erreichen gewesen w re 53 Der
655. wen dung von ProSysts OSGi Plattform und Remote Management Plattform im moma Projekt Hier ber Kontakt zu OGEMA DKE VDE Arbeitsgruppe Inhouse Au ProSyst Regelm ige Teilnahme an den Arbeits tomation kreistreffen als einer der Vertreter aus dem E DeMa Projekt und Evangelisie rung der OSGi Technologie RWE Projekt M hlheim z hlt Erfahrungsaustausch Kooperation F rderprojekt Grid for vehicle Erfahrungsaustausch WE Stadt M lheim R Kooperation bei der Umsetzung der Mo dellregion Siemens Building Technology Siemens Evaluierung der Eignung der Geb ude leittechnik DACH Kooperation Siemens Teinahme an den DACH Workshops SmartGrid Week 2011 F rderprogramm E Energy 42 Abschlussbericht E DeMa A Management Partner Projektbeteiligung Partner Beschreibung Umfang Dimension der Zusammenarbeit Stadt Krefeld SWK Kooperation bei der Umsetzung der Mo dellregion Projekt Intelliekon Erfahrungsaustausch 6 Darstellung des voraussichtlichen Nutzens insbesondere der Verwertbar keit des Ergebnisses Im Folgenden ist diee allgemeine Einsch tzung der Nutzens der Projektergebnisse sowie die Verwert barkeit aus sicht einzelner Partner dargestellt F r die konkreten Verwertungsm glichkeiten und Ver wertungsabsichten der Konsortialpartner wird auf deren Erfolgskontrollbericht verwiesen Darstellung des voraussichtlichen Nutzens Das vorliegende Projekt adressiert gleicherma en Prosumer Netzbetreiber Energieh
656. wie die Dokumentation der Ergebnisse si cher F rderprogramm E Energy 28 Abschlussbericht E DeMa A Management Die SWK SETEC GmbH ist eine 100 prozentige Tochtergesellschaft der SWK Stadtwerke Krefeld AG Die SWK war am Projekt in ihrer Rolle als kommunaler Energieversorger beteiligt Hierbei wurde von der SWK insbesondere die Perspektive der Endkunden eingebracht da die SWK durch ihre starke Vor Ort Pr senz und eine intensive Kommunikation mit ihren Kunden deren Interessen bei der Gestaltung des Marktplatzes ber cksichtigte Dies geschah vor allem bei der Definition des Marktplatzes als auch bei der Produktdefinition die Ausgestaltung der Gesch ftsprozesse sowie der Marktanreizmechanismen Dar ber hinaus wirkte die SWK speziell bei der Analyse der rechtlichen Rahmenbedingungen mit Zudem war die SWK f r die Demonstration des innerhalb des Projektes entwickelten E DeMa Modells in der Teilmodellregion 2 in Krefeld verantwortlich In diesem Rahmen wurden die Haushalte in den Teilmodellregionen mit den erforderlichen technischen Komponenten ausger stet und der Betrieb so wie die Wartung der Hardware als auch das Z hlerdatenmanagements und des Marktplatzes sicherge stellt Die ProSyst Software GmbH war als KMU mit Expertise bei der Realisierung von Smart Home und Telekommunikationsl sungen am Projekt beteiligt Dabei wurde seitens ProSyst ein neues Konzept entwickelt mit dessen Hilfe eine intelligente Vernet zung der verschieden
657. wiederum durch HO Profile gleichen Energieinhalts modelliert wurden als Ergebnis f r den Typtag Samstag im Monat September dargestellt Tarifstruktur Standard Die farblichen Hintergr nde bezeichnen dabei die unterschiedlichen Tarifstufen ST NT HT HHT1 und HHT2 an diesem Tag Positive Ausschl ge bedeuten dass die E DeMa Kunden in der Viertelstunde durchschnittlich mehr elektrische Energie verbraucht haben als die Vergleichskunden F r den Fall dass dies in den g nstigeren Tarifzeiten ST und NT vorliegt haben sich die E DeMa Kunden energieef fizienter verhalten als die Vergleichskunden Negative Ausschl ge bedeuten entsprechend dass die E DeMa Kunden in der Viertelstunde weniger elektrische Energie verbraucht haben als die Vergleichs kunden Die E DeMa Kunden haben sich energieeffizienter verhalten wenn dieser Fall in den teureren Tarifzeiten HHT1 und HHT2 auftritt Energieeffizienteres Verhalten bedeutet in diesem Zusammen hang dass der Kunde seinen Verbrauch in g nstigere Tarifzeiten verlagert hat 113 Es Jagen auswertbare Daten von 542 IKT GW1 Kunden und 94 IKT GW2 Kunden vor 114 Um das Kundenverhalten im Wochenverlauf besser charakterisieren zu k nnen wurden verschiedene Typtage entwickelt 115 Die Tarifstrukturen weisen unterschiedliche Preisstrukturen ber den Tag auf W hrend die Tarifstruktur Sunny Brunch in der Mittagszeit den g nstigsten Preis aufweist gilt bei der Tarifstruktur Stormy Dinner in d
658. worden Dies ist in der Realit t nicht zu erwarten und m sste durch entsprechende gesetzliche Regelungen zumindest in Teilen erm glicht werden ohne eine solche nachteilige Einschr nkung der Handlungsfreiheit der Lieferanten k nnten variable Netzentgelte aber weitgehend wirkungslos bleiben Ihre sinnhafte Anwendbarkeit in einem entb ndelten System bedarf daher weitergehender Untersuchungen F rderprogramm E Energy 172 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Abbildung B 47 10kV Netzbild der Modellregion M lheim Farbwechsel entlang der UA SAARN mit den 10kV Abg ngen des Feldversuchs Abbildung B 48 Ausschnittvergr erung des 10 kV Netzbildes der Modellregion M lheim F rderprogramm E Energy Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Die beiden nachfolgenden Abbildungen verdeutlichen den Erkenntnisgewinn in der Netzleitwarte Die beiden Ausschnitte aus dem 10 kV Netzbild in der Netzleitwarte zeigen die Anschl sse der ONS Wil mendyk78 sowie der ONS Josef Lendersdyk 1 Neben der numerischen Darstellung der Ergebnisse der Netzberechnung Tabellen wird dem Bediener im Leitsystem auch die Richtung des Energieflusses gr ne Pfeile angezeigt Zur schnellen Erkennung m glicher Engp sse dienen die Angaben zur prozen tualen Auslastung der Betriebsmittel schwarze Kreise Vafa q nach 4 KVA Bindend Bindung von Into 0 00 kVAr Binden on Sporan Spannung FV
659. zbereichen Alternativ hierzu haben sich zahl reiche PLC Vernetzungskonzepte sowohl im Inhouse Bereich als auch im Zugangsnetz etabliert Durch die zunehmende Verbreitung im privaten Umfeld ist eine exklusive Nutzung des spezifizierten Fre quenzbereiches f r kommerzielle Anwendungen nicht garantiert wodurch eine Analyse der Koexis tenz n tig ist und im Rahmen des Projektes durchgef hrt wurde 17 Zudem ist insbesondere bei der gemeinsamen Nutzung vorhandener Breitbanddienste wie beispielsweise DSL Glasfaser oder LTE eine Analyse des zu erwartenden Datenverkehrs f r Smart Grid Dienste erforderlich Eine verkehrstheore tische Dimensionierung und Bewertung der Vernetzungskonzepte unter Ber cksichtigung zus tzlicher 133 C M ller H Georg M Putzke und C Wietfeld Performance Analysis of Radio Propagation Models for Smart Grid Applications in 2nd IEEE International Conference on Smart Grid Communications SmartGridComm 2011 Brussels Belgium 2011 134 C M ller C Lewandowski C Wietfeld H Kellerbauer und H Hirsch Coexistence Analysis of Access and Indoor Powerline Communication Systems for Smart Grid ICT Networks in 16th IEEE International Symposium on Power Line Communications and Its Applications ISPLC 2012 Beijing China 2012 F rderprogramm E Energy 294 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Smart Grid Datenstr me wurde durchgef hrt15 um den Einfluss der neuen Machine to
660. ze beispielsweise ber Ver nderung der Leistungsgrenzen zur Verbrauchssteigerung in einem solchen Zeitfenster entwi ckelt werden z B durch eine zeitvariable Anpassung der Leistungsgrenzen welche bei hoher Solarein speisung die Inanspruchnahme einer hohen Bezugsleistung in den Mittagsstunden verg nstigt Um herauszufinden ob die unterschiedlichen Verhaltensmuster bei den Produkten durch Unter schiede in der Soziodemographie der Kunden begr ndet werden k nnen wurden die Kunden analog zu den Kriterien in Abbildung B 114 analysiert Es lassen sich keine bedeutsamen Unterschiede hinsichtlich der Soziodemografie der einzelnen Pro dukt Kundengruppen feststellen Dies korrespondiert mit dem Befragungsergebnis dass die GVV1 Kunden die Produkte grunds tzlich positiv bewerten Jedoch werden die Unterschiede zwischen den Produkten als relativ gering wahrgenommen 4 1 4 Ger testeuerung durch das IKT GW2 und den Aggregator Die IKT GW2 Kunden hatten mit ihren Produkten die M glichkeit die ihnen zur Verf gung gestellten Wei e Ware Ger te tarifoptimiert einzusetzen Daf r konnten sie entweder auf die aktuelle Ta rifstruktur des Tages achten und die Wei e Ware in g nstigen Zeitzonen selber starten Start durch Nutzer oder die Automatisierungsfunktion ber das IKT GW2 nutzen Start durch IKT GW2 Hierzu F rderprogramm E Energy 272 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse wurde bei dem Ger t die SmartStart
661. zenario 2012 ist die Verf gbarkeit gegen ber den Funktechnologien h her DSL als dominierende Breitbandtechnologie in Deutschland ist geeignet f r ein Smart Grid wie sich in den hier vorliegenden Untersuchungen gezeigt hat Die gebotene Bandbreite und vor allem die hohe zeit liche und geographische Verf gbarkeit machen es pr destiniert als Zugangstechnologie Eine Fallunterscheidung macht die verschiedenen Faktoren deutlich die es beim Einsatz von DSL zu ber cksichtigen gilt Durch die Installation eines zus tzlichen DSL Anschlusses f r jeden Kunden ver doppelt sich die Dichte der Anschlussleitungen In Mehrfamilienh usern kann die Installation eines gemeinsamen Anschlusses f r das gesamte Metering System in Betracht gezogen werden Unter wirt schaftlichen und logistischen Aspekten soll daher auch die Verwendung des Kundenanschlusses als Shared Medium betrachtet werden Die Mitbenutzung kann zum Beispiel durch eine rechtliche Ver einbarung realisiert werden und erfolgt abh ngig vom Grad der st dtischen Bebauung Hierbei ist zu beachten dass eine unterbrechungsfreie Bereitstellung der Smart Grid Dienste unabh ngig vom Da tenvolumen und der Anwendungen der Kunden erfolgen muss da sowohl eine Anrechnung der Zu satzdienste auf das Inklusivvolumen des Kunden unzul ssig ist als auch im Falle einer Anschlussbe schr nkung bspw durch Zahlungsvers umnis oder Volumenlimitierung ein uneingeschr nkter Ser vice der Smart Grid Dienste erfor
662. zu erwarten Die Validierung der Simulation erfolgt anhand der Performance Test Pl ne des Broadband Forums F rderprogramm E Energy 194 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Zugangstechnologien PLC In den Weitverkehrsnetzen sind zun chst schmalbandige PLC Varianten und Funktechnologien mit geringer Datenrate wie beispielweise GPRS von Interesse da die f r Auto mated Meter Reading AMR eingesetzt werden Mittels Simulation der PLC Verbindungen zwischen MUC und DC oder AMIS und DC wurde die maximale Anzahl der Z hler die realistischerweise innerhalb einer bestimmten Zeitdauer mit der jeweiligen Technologie ausgelesen werden k nnen untersucht Die breitbandigen Technologien im Weitverkehrsbereich sind ebenfalls von Interesse um die erforder lichen Systemparameter wie Datenraten Latenzen und Bitfehlerraten zu bestimmen die eine BPLC Funk oder DSL Verbindung mindestens bereitstellen muss um das Datenaufkommen zuverl ssig bertragen zu k nnen Im Rahmen dieses Arbeitsschrittes wurden insgesamt 7 B PLC Varianten f r die verteilte Simulationsumgebung implementiert dabei handelt es sich sowohl um marktetablierte als auch sich in der Entwicklung befindliche Systeme z B G3 PRIME und G hn Modellierung des Datenverkehrs F r die Simulation werden nicht nur die physikalischen bertragungskan le ben tigt die reale Kom munikationsl sungen abbilden sondern auch Verkehrsquellen und Senken d
663. zug auf die erhobenen Daten des Feldversuchs insbesondere sofern diese personenbe zogen oder personenbeziehbar waren Die wissenschaftlichen Simulationen und Forschungsarbeiten der in E DeMa partizipierenden Hochschulen wurden daher ausschlie lich mit pseudonymisierten Da tens tzen durchgef hrt Dar ber hinaus wurden Evaluierungen und pers nliche Befragungen den E DeMa Kunden im Rahmen der Teilnahmevereinbarung angek ndigt Grunds tzlich sollte daher das Ziel erreicht worden sein dass jeder Teilnehmer in beiden Teilmodellregionen tats chlich verstehen konnte welche Daten erhoben und wof r diese genutzt werden sollten Tabelle B 15 zeigt beispielhaft das Vorgehen in der Teilmodellregion M lheim einbarung enthielt eine Liste der Daten die bei einem IKT GW2 Kunden mit der Ausstattung Geschirr sp ler und Waschmaschine erhoben wurden F rderprogramm E Energy 212 die Teilnahmever Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse Tabelle B 15 Beispiel der Datenkategorien IKT GW2 in M lheim Datenkategorie Zweck der Erhebung Verarbeitung Speicherung Name der Teilnehmer Pers nliche Ansprache der Teilnehmer durch RWE 2 Telefonnummer der Teilnehmer Durchf hrung der telefonischen Befragung durch RWE oder Beauftragten 3 Email Adresse der Teilnehmer Kommunikation mit den Teilnehmern w hrend des Projektes durch RWE Adresse der Teilnehmer Installation des intelligenten Messsy
664. zugrunde gelegten exemplarischen W rmebedarfskurven sind auf Einfamilienh user beschr nkt und orientieren sich am Entwurf der VDI 4654 Die modellierte Be triebsf hrungslogik besitzt annahmegem eine Schnittstelle f r die Ber cksichtigung tariflicher Ein flussnahme auf die zeitliche Positionierung der Einschaltzeiten PV Modell Die bei der Leistungsbereitstellung einer Photovoltaikanlage vorherrschende Einflussgr e ist die Son nenstrahlungsdichte auf der Kollektorfl che Diese wird im Falle direkter Strahlung durch den Nei gungswinkel zwischen der Strahlungsrichtung und der Fl chennormalen des Kollektors bestimmt Durch atmosph rische Effekte wird der Anteil an direkter Strahlung jedoch reduziert Die hierbei wirk same Reflexion sowie Streuung f hren zu einer weiteren Strahlungskomponente die als diffuse Strah lung beschrieben wird D nne transparente Wolken f hren zu einer Tr bung der direkten Strahlung dichte Wolken absorbieren sie total Die Wolkendichteverteilung am Himmel entspricht in den meisten F llen dem Schattenwurf der Wolken auf der Erdoberfl che Dabei bewegt sich beispielsweise der klar begrenzte Schatten einer dichten Wolke mit der aktuellen Windgeschwindigkeit ber die Erdoberfl che Sobald er einen PV Kollektor erreicht f hrt dies zu einem Einbruch der eingespeisten Leistung Ist die Wolke vor ber gezogen steigt die Leistung wieder sprunghaft an Wegen der r umlichen Vertei lung dezentraler PV Anlage
665. zw gleich mit anzusto en In diesem Zusammenhang ist durch eine geeig nete Systemarchitektur sicherzustellen dass die Datensicherheit der betrieblichen IKT der Verteilnetz betreiber nicht beeintr chtigt werden kann 23 Die Abb 7 hat gg ihrer ersten Version welche sich bspw im AP1 Bericht findet eine Ver nderung erfahren die ein erster Hinweis auf den Erkenntnisgewinn der weiteren Projektlaufzeit und des Feldversuch ist 24 Die Diskussion hat vor allem zum Inhalt welche Daten nach 12 Abs 4 EnVVG von den NB ben tigt werden und welche Daten daher von den VNB bereitzustellen sind 25 vgl hierzu https www entsoe eu major projects network code development Aus Sicht von E DeMa sind vor allem die folgenden Codes von Belang bzw haben Einfluss auf Funktionalit ten die auf dem Marktplatz bereitgehalten werden sollen Requirements for Generators Electricity Balancing Demand Connection Operational Security 26 AbLaV Verordnung zu abschaltbaren Lasten vom 28 Dezember 2012 BGBl S 2998 F rderprogramm E Energy 80 Abschlussbericht E DeMa B Technisch wissenschaftliche Ergebnisse 1 5 Der Marktplatzbetrieb Aufgrund der Bedeutung die der E Energy Marktplatz k nftig f r die Versorgung von PuG Kunden ha ben wird werden besondere Anforderungen an seinen Betreiber gestellt werden Dieser ist nicht nur daf r verantwortlich den Marktplatzteilnehmern die Infrastruktur und die Dienstleistungen des Marktplatzes zur Verf gung

E-DeMa Abschlussbericht.

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