VOLTARIS GmbH - CLS-ManagementVOLTARIS GmbH
Frank Wolf

CLS-Management: Wie funktioniert das Steuern und Schalten im Stromnetz?

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Die Uhr tickt: Messstellenbetreiber müssen Anfang 2025 in der Lage sein, steuerbare Verbraucher und Einspeiser für Netzbetreiber schalten zu können. Dies erfordert die Digitalisierung der bisher „blind“ betriebenen Niederspannungsnetze. Zentraler Baustein dafür ist das intelligente Messsystem, das künftig über den Tarifanwendungsfall (TAF) 10 Netzzustandsdaten erfassen und übertragen kann. Diese Daten sind die Basis für das flächendeckende Monitoring des Netzzustandes und das netzdienliche Steuern der fluktuierenden Flexibilitäten in den Verteilnetzen. Netzbetreiber können damit den Zustand ihrer Verteilnetze beobachten, frühzeitig Engpässe erkennen und rechtzeitig Gegenmaßnahmen einleiten, indem sie zum Beispiel EEG-Anlagen abschalten.

Netzzustandsdaten  für den sicheren Netzbetrieb

Vom intelligenten Messsystem werden Messwerte erhoben, die zur Ermittlung des Netzzustandes verwendet werden können. Das sind z.B. Spannungs- und Stromwerte, Wirkleistung, Frequenz und Phasenwinkel. Diese Netzzustandsdaten dürfen übrigens vom Messstellenbetreiber nur im Auftrag des Netzbetreibers und nur in begründeten Fällen erhoben werden. Die Messstellenbetreiber sind verpflichtet, den Netzbetreibern standardmäßig und ohne Zusatzkosten täglich Netzzustandsdaten in viertelstündiger Auflösung zu übermitteln. Diese Viertelstundenwerte ermöglichen den Netzbetreibern eine bessere Darstellung des Zustands innerhalb ihres Netzes mit Hilfe von präzisen Last- und Erzeugungsprognosen auf Basis historischer Daten.

Grundsätzlicher Aufbau des CLS-Managements

Künftig müssen Millionen von Erzeugungsanlagen, Speichern und steuerbaren Verbrauchseinrichtungen (sogenannten Controllable Local Systems (CLS)) in das Energiesystem eingebunden werden. § 14a des Energiewirtschaftsgesetzes regelt den Umgang mit CLS in Privathaushalten im Niederspannungsnetz, zum Beispiel mit Ladepunkten von Elektroautos, Wärmepumpen und Batteriespeichern. Die CLS-Schnittstelle der Smart Meter Gateways stellt für die Anbindung der Kundenanlagen einen hochsichereren Kommunikationskanal bereit. Mittels des CLS-Kanals können die Netzleitstellen über ein CLS-Management-System an die Steuerungseinrichtungen angebunden werden.

Die Steuerungseinrichtung wird via CLS-Schnittstelle an das intelligente Messsystem angeschlossen und nutzt dessen sichere Infrastruktur. Über sie erfolgt die bidirektionale Kommunikation zwischen Sender und Empfänger. Nur aktive externe Marktteilnehmer (aEMT) sind berechtigt, die mit der Steuerungseinrichtung verbundenen Erzeugungs- bzw. Verbrauchsanlagen über den CLS-Kanal zu schalten.

VOLTARIS bietet passende CLS-Services an

Das erfordert den Aufbau einer komplett neuen IT-Infrastruktur und die Erweiterung der Systemlandschaft um ein sogenanntes aEMT-System, das auch an das System für die Gateway-Administration anzubinden ist. Das aEMT-System fungiert als Drehscheibe für hochfrequente Daten und die bidirektionale Kommunikati­on mit dem Gateway. Nach dem GWA-System und dem System für passive externe Marktteilnehmer (für den Empfang und die Entschlüsselung der Messdaten) ist das aEMT-System also der dritte große Systembaustein im intelligenten Messwesen.

Wir haben unsere Systemlandschaft bereits um ein aEMT-System erweitert und können unseren Kunden die volle Funktionalität des aEMT anbieten. Damit sind wir in der Lage, verschiedene Szenarien abzubilden: die Infrastruktur zum Schalten und Steuern im Stromnetz, die Bereitstellung von Netzzustandsdaten nach TAF 10 und Submetering als White Label Lösung.

VOLTARIS-Smart-Metering-PortaleGreenPocket GmbH
Marcus Hörhammer

Mit Portalen zur Visualisierung der Energiedaten können Stadtwerke Kunden binden und gewinnen

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Die steigenden Energiekosten führen zu einem erhöhten Kostenbewusstsein – bei Endkunden genauso wie bei Gewerbekunden. Die Nachfrage nach Kundenportalen zur Visualisierung der Energiedaten und -kosten steigt. Für Stadtwerke und Energieversorger werden Kundenportale damit zu einem zentralen Element der Kundenbindung  – und zu einem wichtigen Differenzierungsmerkmal.

Portallösungen als Chance für Energieversorger

Es geht nicht mehr nur darum, den Energieverbrauch und die Kosten allgemein darzustellen, sondern auch in einer Granularität, die detaillierte Rückschlüs­se auf einzelne Energieverbraucher in den Haushalten ermöglichen. Es lässt sich also zusammenfassend feststellen: Energieversorger haben jetzt in einem kundengetriebenen Markt die Chance, durch Portallösungen mit innovativen Funktionalitäten einen werthaltigen und positiven Effekt für ihre Kunden und für sich selbst erzielen zu können.

Wunsch nach Transparenz im gesamten Energiemarkt

Bisher be­schränkte sich die Nachfrage nach Trans­parenz und damit auch nach Visualisierungslösungen vorwiegend auf Gewer­be- und Industrieunternehmen, die ein professionelles Energiemanagement be­treiben. Jetzt ist das Thema im gesamten Energiemarkt angekommen – also nicht nur im B2B-Geschäft, sondern auch im B2C-Bereich. VOLTARIS bietet in Zusammenarbeit mit GreenPocket, dem Spezialisten für Visualisierungssoftware, innovative Webportale und Visualisierungslösungen für Haushaltskunden, Gewerbekunden und Kommunen an.

Portale für Privat- und Gewerbekunden sowie Kommunen

Privatkunden können zum Beispiel ihr Verbrauchsver­halten mit Referenzhaushalten verglei­chen, oder es können Tarife hinterlegt werden, um nicht nur den Verbrauch, sondern auch die Kosten darstellen zu können. Gewerbekunden und Kommu­nen können Liegenschaften in ihrem Portfolio auf Basis selbst definierter Kennzahlen miteinander vergleichen, oder es gibt unterschiedliche Alarm­funktionen zum Beispiel für Grenzwertüber- oder -unterschreitungen einzel­ner Messpunkte oder zur Leckageüberwachung. Dies sind nur einige Features, die GreenPocket mit der Software zur Verfügung stellt. Die neuesten Entwicklungen umfassen u.a. ein Feature zur Pflege von CO2-Umrechnungsfaktoren, um das CO2-Reporting für den Endkunden zu erleichtern, sowie ein Feature zur Abgrenzung von Energiemengen, die von Dritten bezogen wurden, was relevant ist, wenn man von reduzierten Abgaben profitieren will. Die verschiedenen Portallösungen sind komplett in die VOLTARIS IT-Systemlandschaft integriert. Dabei handelt es sich um ein White-Label-Angebot, das sich sowohl an das Look-and-feel der Kunden anpasst als auch durch Single-Sign-on-Funktionalität nahtlos in deren bestehende Portallandschaft integrie­ren lässt.

Kein Aufwand für Stadtwerke

Da die Portale in der VOLTARIS-eigenen Systemlandschaft betrieben werden, ist der Aufwand für die Implementierung relativ gering. Das jeweilige Stadtwerk muss nur das EVU-Branding anpassen, darüber hinaus ist lediglich die Integration in die bestehende Por­tallandschaft des EVU ist notwendig. Dies erfordert eine Abstimmung der relevanten Stakeholder des Stadtwerks (Projektmanagement, Marketing, etc.) mit GreenPocket, z.B. bezüglich des Corporate Designs. Dabei ist es von Vorteil, dass es sich um ein modulares System handelt. Alle Funktionalitäten sind al­so immer vorhanden, und die Module müssen nur – je nach Kundenwunsch und Lizenz – freigeschaltet werden.

Auch Filialisten und Handelshäuser profitieren

Das Angebot ist im Lösungsportfolio für die Gateway-Administration enthalten und richtet sich daher an deren Stadtwerke-Kunden, die innerhalb der Anwendergemeinschaft Messsystem zusammenarbeiten. Die Lösung wird aber auch denjenigen Kunden angeboten, für die VOLTARIS in der Rolle eines dritten oder wettbewerblichen Messstellenbetreibers tätig ist, zum Beispiel bundesweit agierenden Möbelhausketten oder Handelshäusern. VOLTARIS als einer der größten unabhängigen Messstellenbetreiber in Deutschland bringt neben der Expertise im Messwesen auch gleich eine moderne Portal- und Visualisierungslösung mit.

Sie möchten mehr zu unseren Visualisierunglösungen wissen? Kontaktieren Sie uns – wir beraten Sie gerne!

 

Bildquelle: GreenPocket GmbH

 

VOLTARIS - Mehrwertdienste CLS-ManagementVOLTARIS GmbH
Volker Schirra

Intelligente Netzsteuerung: VOLTARIS entwickelt Lösungsportfolio im Zusammenhang mit der CLS-Schnittstelle

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Am 11. Januar hat das Bundeskabinett den Gesetzentwurf zum Neustart der Digitalisierung der Energiewende beschlossen, das Gesetz soll im Frühjahr in Kraft treten. Der Smart Meter Rollout soll damit massiv beschleunigt werden. Regulatorische Einschränkungen sollen zurückgefahren und die Planungssicherheit für die Unternehmen erhöht werden. Der „agile Rollout“ ermöglicht es, dass der Rollout mit den bereits zertifizierten Geräten in den meisten Einbaufällen starten kann. Konkret: Bei Verbrauchern mit einem Jahresstromverbrauch bis 20.000 kWh und bei Erzeugern bis 25 kW installierter Leistung. Funktionen wie das Steuern und Schalten können nach einer Phase des „Warmlaufens“ über Anwendungsupdates der Gateways in Verbindung mit den Backend-Systemen nach und nach bereitgestellt werden.

CLS-Management: Schalten und Steuern im Strometz

Für die neuen digitalen Geschäftsmodelle ist das Smart Meter Gateway eindeutig die regulatorisch gewollte Kommunikationstechnologie. Die CLS-Schnittstelle der Gateways ermöglicht eine hochsichere Datenübertragung und – in Verbindung mit der Steuerbox – die Kommunikation mit den angebundenen Anlagen. Im Stromnetz der Zukunft müssen Millionen von Erzeugungsanlagen, Speichern, Letztverbrauchern und steuerbaren Lasten effizient vernetzt und verknüpft werden, und nicht zuletzt der rasante Anstieg der Elektromobilität und der Hochlauf von Wärmepumpen erfordern das sichere Steuern und Schalten durch die Netzbetreiber, um die Netzstabilität zu gewährleisten und den kostenintensiven Netzausbau zu reduzieren. Mit dem CLS-Management müssen sich die Stadtwerke also jetzt auf jeden Fall beschäftigen, denn in ein bis zwei Jahren wird das Schalten und Steuern verpflichtend sein.

Verlässliche Netzzustandsdaten für den effizienten Netzbetrieb

Nach der Gateway-Administration und dem passiven externen Marktteilnehmer, der die Messdaten vom Smart Meter Gateway empfängt, ist das aEMT-System der dritte große Systembaustein im intelligenten Messwesen. Es fungiert dabei als Drehscheibe für hochfrequente Daten und die bidirektionale Kommunikation mit dem Gateway. Diese ermöglicht neben dem CLS-Management auch die Bereitstellung und Verarbeitung von Netzzustandsdaten nach Tarifanwendungsfall (TAF) 10 der Smart Meter Gateways. Verlässliche Netzzustandsdaten ermöglichen mittels Netzzustandsschätzung eine messdatenfundierte Betriebsführung von Niederspannungsnetzen. Sie sind die Voraussetzung für den effizienten Netzbetrieb, das Schalten und Steuern und die Netzstabilität bei zunehmender Einspeisung erneuerbarer Energien.

Gemeinsame Entwicklung digitaler Geschäftsmodelle

Wir entwickeln gemeinsam mit unseren langjährigen Partnern Robotron und GISA ein umfangreiches Lösungsportfolio im Zusammenhang mit der CLS-Schnittstelle des Smart Meter Gateways. Nach ersten erfolgreichen Tests im Rahmen des Forschungsprojektes DESIGNETZ ist bei uns die Pilotierung eines aEMT-Test- und Produktivsystems in vollem Gange. Innerhalb unserer Anwendergemeinschaft, in der mehr als 40 Stadtwerke und Netzbetreiber bei der Digitalisierung des Messwesens zusammenarbeiten, treiben wir die Entwicklung von Mehrwertdiensten intensiv voran.

VOLTARIS GmbH - CLS-ManagementVOLTARIS GmbH
Karsten Vortanz

Schalten und Steuern im Stromnetz: CLS-Management

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Im Smart Grid der Zukunft müssen künftig Millionen von Erzeugungsanlagen, Speichern, Letztverbrauchern und steuerbaren Lasten effizient vernetzt und verknüpft werden. Besonders der rasante Anstieg der Elektromobilität erfordert das sichere Steuern und Schalten durch die Netzbetreiber, um die Netzstabilität zu gewährleisten und den kostenintensiven Netzausbau zu reduzieren. Deswegen stehen bei VOLTARIS auch die netzdienlichen Mehrwerte der intelligenten Messsysteme (iMSys) im Fokus der Entwicklungen. Die neuen digitalen Geschäftsmodelle sind die Grundvoraussetzung für das Gelingen der Energiewende und für den wirtschaftlichen Betrieb der Messsysteme.

Mehrwertdienste mit dem intelligenten Messsystem

Gemeinsam mit den rund 40 Mitgliedern unserer Anwendergemeinschaft arbeiten wir momentan an neuen digitalen Geschäftsmodellen. Als regulatorische Leitplanke dient uns dabei das BSI-Stufenmodell zur Weiterentwicklung der Standards für die Digitalisierung der Energiewende. Neben den Kundenportalen zur Visualisierung der Energiedaten und dem Submetering beschäftigen wir uns auch mit dem CLS-Management zum intelligenten Steuern im Smart Grid.

Zentrale Rolle des aktiven externen Marktteilnehmers aEMT

Die CLS-Schnittstelle der iMSys ist ein hochsicherer Kommunikationskanal, über den Erzeuger und Verbraucher gezielt gesteuert werden können. Neben den klassischen Verbrauchern wie Wärmepumpen und Erzeugern wie PV-Anlagen stellen stationäre Speicher und Elektroautos sowohl Verbraucher als auch Erzeuger dar. In diesem Kontext spielt die Rolle des aktiven externen Marktteilnehmers (aEMT) eine zentrale Rolle. Dazu gehören alle Marktakteure, die mit Smart Meter Gateways kommunizieren, beispielsweise Energielieferanten, Verteilnetzbetreiber und Messstellenbetreiber. Im Gegensatz zu den passiven EMTs empfangen die aEMT jedoch nicht nur die Messdaten, um beispielsweise Energieabrechnungen erstellen zu können, sie steuern darüber hinaus auch nachgelagerte Flexibilitäten, die über die CLS-Schnittstelle an das Smart Meter Gateway angeschlossen sind.

Individuelle Konzeption des CLS-Management-Systems

Die Systemlandschaften der Netzbetreiber bzw. Messstellenbetreiber sind sehr unterschiedlich. Daher muss ein CLS-Management-System individuell konzipiert werden. Gemeinsam mit unseren Partnern robotron und GISA entwickeln wir momentan ein umfangreiches Portfolio an Funktionalitäten im Zusammenhang mit der CLS-Schnittstelle des Smart Meter Gateways. Hierzu befindet sich unter anderem ein eigenes aEMT-Test-und Produktivsystem bei VOLTARIS in Vorbereitung, das neben der CLS-Funktionalität auch die performante Bereitstellung von Netzzustandsdaten nach Tarifanwendungsfall (TAF) 10 gewährleisten soll. Auch für das Steuern und Schalten von Anlagen sind die aEMT-Systeme Grundvoraussetzung. Wir haben hier im Rahmen des Forschungsprojektes DESIGNETZ bereits erste Tests von Steuerungen in der Test-Infrastruktur erfolgreich durchgeführt. Die weitere große Herausforderung, neben dem eigentlichen Aufbau der Systeme, besteht in der technischen Anbindung der Systeme der Stadtwerke, denn für die sinnvolle Verarbeitung von Netzzustandsdaten (TAF10) sowie die Übermittlung von Steuerbefehlen der Netzbetreiber sind neben den ERP-Systemen auch die Netzleitstellen an die Systeme anzubinden. Dies geht auch mit einer Ertüchtigung und Anpassung der bisher gelebten Prozesse einher.

CLS-Management als Full-Service-Dienstleistung

Wir übernehmen das CLS-Management als Full-Service-Dienstleistung und unterstützen unsere Kunden beim Aufbau und Betrieb von Mehrwertleistungen rund um das intelligente Steuern und bei der Optimierung des Einspeise- und Lastmanagements.

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