Niederspannungsnetze sicher und effizient digitalisieren

Bei der Digitalisierung der Niederspannungsnetze kommt es nicht nur auf hastig losgetretene Pilotprojekte an. Sichere und langlebige Verdrahtung und Anschlusstechnik sowie die abgangsscharfe und genaue Messung aller Netzgrößen sind vielmehr wichtig für Lastmanagement, Netzsteuerung und die Planung des künftigen Netzausbaus. Das Smart Grid Interface Modul (SGIM) von EMH unterstützt daher nicht nur die provisorische und Retrofit-Verkabelung sondern auch die MID-kompatiblen integrierten Stromwandler von NH-Sicherungsschaltleisten.

Die installierte Leistung der in Deutschland verfügbaren EEG-Anlagen hat mittlerweile eine Größenordnung erreicht, die den maximalen Bedarf aller privaten Haushalte und Unternehmen hierzulande zumindest theoretisch um ein Mehrfaches übertrifft. In der Praxis steht aber immer nur ein Bruchteil der Kapazitäten zur Verfügung, der obendrein regional auch noch höchst unterschiedlich ausfällt.

Das Niederspannungsnetz transparent machen

Auf der Suche nach Lösungen haben deutsche, österreichische und internationale Niederspannungsnetzbetreiber mit der EMH Energie-Messtechnik GmbH Kontakt aufgenommen. Die Herausforderung war dabei stets, nicht nur Pilotprojekte zu schaffen, sondern auch an den flächendeckenden Rollout aller Ortsnetzstationen und Kabelverteiler zu denken. Die aktuell am Markt verfügbaren Anwendungen stellen hier noch keine zufriedenstellenden Lösungen dar, weil auf dem Hall-Effekt basierende Stromwandlertechnologien zum einen nicht die Genauigkeitsanforderungen erfüllen, zum andern nicht dauerhaft sicher angeschlossen und verdrahtet werden können. Des Weiteren kommt es darauf an, nicht nur die Gesamtleistung am Ausgang des Transformators zu beobachten, sondern eine abgangsscharfe Ermittlung aller Spannungen, Ströme und Leistungen zu liefern: dreiphasig inklusive der Phasenlage und am besten noch alle Netzqualitätsparameter gemäß DIN EN 50160.

NH-Sicherungsschaltleisten mit integrierten Stromtrennwandlern

Eine weitere Herausforderung für erfolgreiche Projekte der Digitalisierung der Niederspan-nungsnetze ist die Anschluss- und Verdrahtungstechnik, die im Idealfall unterbrechungslos erfolgen soll. Die meisten am Markt verfügbaren Lösungen verwenden dafür sogenannte Klapp-Wandler oder flexible Stromwandler, die nach dem Hall-Prinzip funktionieren. Auch hier bieten NH-Sicherungsschaltleisten in Kombination mit dem SGIM eine zukunftssichere Lösung.

 
Schon seit einigen Jahren bieten die namhaften Hersteller von NH-Sicherungsschaltleisten integrierte Stromwandler mit Wandlerverhältnissen von zum Beispiel 400/1A und 600/1A an, die direkt an das Smart Grid Interface Modul von EMH angeschlossen werden können. Diese Wandler können außerdem die Anforderungen der europäischen Messgeräterichtlinie MID erfüllen und sind damit eichrechtskonform, was im Bedarfsfall sogar die Abrechnung oder Überprüfung des in Rechnung gestellten Energieverbrauchs ermöglicht.

Daten nach aktuellen Cybersecurity-Standards abrufbar

Namhafte deutsche und westeuropäische Netzbetreiber haben im Laufe der Jahre 2022 bis 2023 die SGIM-Module von EMH installiert und nützliche Erfahrungen gesammelt. Von besonderer Bedeutung sind dabei immer die aktuellen Cybersecurity-Anforderungen des Bundesamtes für die Sicherheit in der Informationstechnik (BSI), das BDEW Whitepaper und unternehmensinterne Regeln und Vorgaben. Das SGIM erfüllt diese Anforderungen mit seinem integrierten OpenVPN Client und der Unterstützung des IPSec-Protokolls. Sämtliche Kommunikation erfolgt danach ausschließlich TLS v1.3, mindestens AES256-verschlüsselt. Bei IoT-Protokollen wird zusätzlich exklusiv über den dafür zugelassenen IP-Port 443 kommuniziert. Alle übrigen Ports werden von der integrierten Firewall effektiv gesperrt. Dabei sorgen moderne Pub/Sub Protokolle auch noch für eine zielgerechte Kontrolle der Datenflussmengen.
 
*Lars Busekrus ist Vertriebsleiter bei EMH Energie-Messtechnik GmbH