Mit der bewilligten Förderung des Bundeswirtschaftsministeriums ist das Projekt „Sicheres Energiemanagement durch Steuerung von Prosumern über das Smart Meter Gateway und wiederverwendbare Dienstmodule (SECProMo)“ am 1.Januar 2023 offiziell gestartet. Das Projekt wurde initiiert durch das Osnabrücker Unternehmen smartOPTIMO GmbH & Co. KG. Ziel des Projektes SECProMo ist es, sichere Kommunikationslösungen und Verfahren zur flexiblen Energieoptimierung auf Basis des Smart Meter Gateways zu erarbeiten, die Verbraucher, Erzeuger und Speicher einfach und sicher in ein verteiltes Energiemanagement einbinden und robust steuern. All das ermöglicht intelligente Dienste und neue Geschäftsmodelle für zukünftige Energiemärkte.  

Zur Stabilisierung des Stromnetzes soll die Integration erneuerbarer Energieanlagen und größerer Lasten laut Gesetzgeber auf Basis des intelligenten Messsystems (iMSys) erfolgen. iMSys mit Steuerungsschnittstellen (Controllable-Local-System (CLS)-Schnittstelle) sollen künftig dazu beitragen, Verbraucher und Erzeuger flexibel in den Energiemarkt einzubinden. Die CLS-Schnittstelle stellt eine sichere, mit den Richtlinien des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) konforme, Kommunikationsstrecke in die Kundenanlage zur Verfügung und kann dazu genutzt werden, diese Anlagen stärker in die Netze zu integrieren.

Die CLS-Schnittstelle birgt neben der netzdienlichen Steuerung bei einer Vielzahl von Anwendungsfällen großes Potenzial, allerdings fehlen hierbei noch umfassende, praktische Erfahrungen. Es ist teilweise noch unklar, wie die Anwendungen genau mit der CLS-Schnittstelle umgesetzt werden. Eine große Herausforderung ist zudem eine gewisse Unklarheit bei der Standardisierung im Datenmodell und im Kommunikationsprotokoll zu den Endgeräten. Dieser Umstand birgt die Gefahr proprietärer, inkompatibler Lösungen.

Die Projektgruppe umfasst neben smartOPTIMO, die Hochschule Osnabrück, die items GmbH & Co.KG, die ZENNER Hessware GmbH, die Arvato Systems Digital GmbH, die Stadtwerke Bielefeld GmbH sowie die Power Plus Communications AG. Weitere assoziierte Partner, die das Vorhaben unterstützen, sind die Stadtwerke Münster GmbH sowie die SWO Netz GmbH und peerOS GmbH aus Osnabrück.

Die Partner erhoffen sich im Ergebnis eine zukunftweisende Möglichkeit die Dezentralität der Energieversorgung steuerbar zu machen und damit die Ausfallsicherheit von verteilten Netzen zu erhöhen. Der Initiator und Leiter des Forschungsprojekts, Sebastian Icks, freut sich über die enge Zusammenarbeit im Projekt: „Wir haben ein großartiges Team von sieben Projektpartnern aus unterschiedlichen Bereichen zusammengestellt. Dadurch werden wir in den nächsten drei Jahren viele neue Erkenntnisse gewinnen und gemeinsam einen Beitrag zu der Mega-Aufgabe „Energiewende“ leisten.“

Die Partner bringen jeweils ihre unterschiedlichen Kompetenzen & Leistungen in das Projekt ein:

smartOPTIMO: Koordination & Aufbau der CLS-Kette

Der Schwerpunkt von smartOPTIMO wird neben der Gesamt-Koordination in der Realisierung der „Systemkette“ liegen. Sebastian Icks, Bereichsleiter Unternehmens-Entwicklung bei smartOPTIMO, skizziert die Zielsetzung von smartOPTIMO in dem Projekt folgendermaßen: „Wir werden Schaltanwendungen und Energiemanagement über das Smart Meter Gateway in Richtung Praxistauglichkeit, Sicherheit und Effizienz weiterentwickeln. Hierzu werden zunächst die Rahmenbedingungen analysiert, Anwendungsfälle definiert und diese dann im Labor aufgebaut.“

Hochschule Osnabrück: Sichere Kommunikation & Datenschutz

Der Schwerpunkt der Hochschule liegt auf der Absicherung der gesamten Kommunikationsstrecke bis zu den Geräten im Haushalt unter besonderer Berücksichtigung des Datenschutzes. „Wir werden moderne Kommunikationstechniken nutzen, um Verbraucher, Erzeuger und Speicher für eine effiziente und nachhaltige Energieversorgung zu koordinieren“, sagt Ralf Tönjes, Professor für Kommunikationstechnik an der Hochschule Osnabrück. „Das Augenmerk liegt hierbei insbesondere auf Sicherheit und Datenschutz. Hierzu werden innovative, kryptografische Methoden für Energiedienste realisiert“.

Items: Daten-Analyse & KI-basierte Prognosen

Der Beitrag der items wird sich auf den Datenaustausch und die Datenanalyse fokussieren. „Wir erstellen Konzepte für Prognosen von Flexibilitätspotentialen kleiner Erzeugungsanlagen im Verteilnetz unter wirtschaftlichen Restriktionen (z.B. Stromgestehungskosten)“, so Alexander Sommer, Bereichsleiter Digitale Netze bei der items. „Mit Hilfe jener Prognosen kann eine sinnvolle Einsatzreihenfolge gefunden werden, damit der Netzbetreiber die Kosten des Einspeisemanagements unter Berücksichtigung der technischen Eigenschaften wirtschaftlich halten kann.“

Zenner Hessware:  CLS-Mehrwertmanagement & IoT-Daten

Die ZENNER Hessware fokussiert ihr energiewirtschaftliches und technisches Know-How im Projekt SECProMo auf die Entwicklung einer Lösung zur Steuerung flexibler Lasten im Niederspannungsnetz entlang der neuen CLS-Betriebsprozesse. Ergänzend dazu wird geprüft, wie die hochsichere Infrastruktur des intelligenten Messsystems genutzt werden kann, um zusätzliche Daten via LoRaWAN® bereitzustellen – von der einfachen Wetteranalyse bis hin zur vollumfänglichen Submetering-Lösung via iMsys. Damit und durch die Integration der Partnersysteme verfolgt die ZENNER Hessware schließlich das Ziel eine Optimierung der Mehrwertdienste über ein iMSys zu erreichen.

Arvato Systems: Orchestrierung & Energiedienste

Mit dem Wandel vom zentralen, zu einem dezentralen und zellularen Energie-System, gewinnen Messung und Steuerung dezentraler Anlagen immer mehr an Bedeutung. Die vielen dezentralen Energieanlagen und Kleinstverbraucher intelligent zu steuern ist ein wichtiger Beitrag zum Gelingen der Energiewende. Wenn dezentrale Kleinsterzeuger und -Verbraucher sektorübergreifend verbunden (orchestriert) und gesteuert werden, können neue Flexibilitätspotentiale geschaffen werden - beispielsweise zur Erhöhung von Autarkiegraden oder zu netzdienlichen Zwecken. Dafür ist die Kommunikation über standardisierte und sichere Schnittstellen und zum anderen die Modularisierung von Energiediensten notwendig, was mit dem Forschungsprojekt SECProMo vorangetrieben werden soll.

Stadtwerke Bielefeld: Durchführung des Pilotbetriebes

„Für die Energieversorgung der Zukunft gilt es neben innovativen Speichertechnologien, Möglichkeiten und Technik bereit zu stellen, mit denen Verbrauch und Erzeugung im Energieverteilnetz in Einklang gebracht werden“, sagt Dirk Schlingmann, verantwortlich für das Messwesen bei den Stadtwerken Bielefeld. Hierzu ist es notwendig, Erzeugungsanlagen sowie Verbrauchseinrichtungen in Abhängigkeit von der aktuellen Versorgungssituation steuern und schalten zu können. Diese Voraussetzungen stellen eine große Herausforderung für die Stadtwerke Bielefeld dar, weshalb das Versorgungsunternehmen sich an dem Projekt SecProMo beteiligt. Die Aufgabe der Stadtwerke Bielefeld in dem Projekt ist der Aufbau der technischen Systeme und Endgeräte im eigenen Netzgebiet.

Power Plus Communications:  Prosumer-Steuerung & CLS-Betriebsprozesse

Fokus der PPC AG in SECProMo ist, die wesentliche Weiterentwicklung der CLS-Betriebsprozesse voranzutreiben. Zudem soll vor allem das CLS-Portfolio für (Prosumer-) Steuerungen mit Energiemanagementsystemen ertüchtigt und erprobt werden, um dem Markt schnellstmöglich neue Funktionen bereitzustellen und so neue Marktsegmente im Bereich der Prosumer-Steuerung zu erschließen. Darüber hinaus soll durch die Integration von Fremdsystemen die Interoperabilität gezielt vorangetrieben und dadurch der Marktzugang für Mehrwertdienste erleichtert werden.