"Stabiles System mit Potenzial für die Zukunft"

(openPR) Die E.ON Bayern AG (E.ON Bayern) testet noch bis Jahresende insgesamt 10.000 Smart Meter im Mehrsparteneinsatz für Strom und Gas. Zum Einsatz kommen die intelligenten Zähler dabei mit verschiedenen Datenübertragungstechnologien. Eine erste Zwischenbilanz des Pilotprojekts fällt durchweg positiv aus: die Technik läuft störungsfrei, eine offene Advanced Meter Infrastructure (AMI) kann realisiert werden. Die erste Erfahrung mit den verschiedenen Datenübertragungstechnologien zeigt, dass eine punktuelle Installation von Smart Metern aufgrund der verwendeten GPRS-Technik höhere Verbindungs- und Montagekosten verursacht, wobei die Powerline Communication (PLC) wegen der erforderlichen Mindestausstattungs-dichte seine Vorteile beim flächendeckenden Rollout zur Geltung bringt. E.ON Bayern hat Smart Meter beider Datenübertragungstechnologien getestet – darunter auch Echelon Smart Meter der EVB Energie AG (EVB).

Noch läuft die Montage der insgesamt 10.000 Strom- und rund 1000 Gaszähler. Im bayerischen Bad Staffelstein wird dabei der flächendeckende Einsatz der Smart Meter mit einer Datenübertragung via PLC-Technik erprobt. Im restlichen Netzgebiet der E.ON Bayern werden die Smart Meter gestreut eingesetzt. Hier wird die Daten-übertragung via GPRS getestet. Innerhalb weniger Tage haben sich doppelt so viele Kunden um eine Teilnahme am Smart Metering-Piloten beworben, als Zähler zur Verfügung standen.

Bad Staffelstein bietet ein quasi geschlossenes Testgebiet mit städtischer Struktur. Hier stehen auf einer geringen Fläche viele Messstellen zur Verfügung – ideal für den Test eines flächendeckenden Rollouts mit PLC basierter Datenübertragung. Dafür ist die Smart Metering-Lösung der EVB ausgelegt. Sie lässt sich quasi für fast alle Gebietsgrößen einrichten. Getestet werden neben den Echelon Smart Metern der EVB, ausgestattet mit PLC-Datenübertragung und M-Bus-Schnittstelle, auch Smart Meter anderer Hersteller. Zum Einsatz kommen dabei sowohl Wechsel- wie auch Drehstromzähler.

Weiterhin werden zwei Arten von Datenkonzentratoren getestet. Ein Modell verfügt über die Kapazität, 1024 Smart Meter zu verwalten und deren Daten über sein integriertes Modem kumuliert zu übertragen. Das andere Modell verwaltet bis zu fünf Smart Meter. Es kann im sogenannten „Huckepacksystem“ direkt unter einen Stromzähler montiert werden. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, kleine Gruppen von Smart Metern, die in entlegenen Gebieten montiert sind, mit PLC-Datenübertragung direkt über GPRS zu erreichen.

So funktioniert die Verbindung
An dem Pilotprojekt ist neben der E.ON Bayern die E.ON Netz GmbH (E.ON Netz) beteiligt, die die Hoheit über die AMI-Plattform hat. Hier wird auch das Zählerfernauslese-System (ZFA-System) der ITF-EDV Fröschl GmbH bereits seit Jahren erfolgreich betrieben. Durch die Kopplung des ZFA-Systems mit der Smart Metering-Lösung der EVB können auch die darin enthaltenen Echelon Smart Meter sowie die über die M-Bus-Schnittstelle des Stromzählers angeschlossenen Gaszähler von E.ON Netz über das ZFA-System fernausgelesen werden. Dafür greift das ZFA-System auf die Networked Energy Services-Systemsoftware (NES-Systemsoftware) zu, die zur Smart Metering-Lösung der EVB gehört. Sie wird im Rahmen des Smart Metering-Projektes ebenfalls von E.ON Netz betrieben.

Die NES-Systemsoftware ist neben den Smart Metern und den Datenkonzentratoren eine entscheidende Komponente der EVB Smart Metering-Lösung. Sie fungiert wie das Betriebssystem eines Computers und regelt den Zugriff der Steuerungssoftware, in diesem Fall das ZFA-System von E.ON Netz, auf Zähler und Datenkonzentratoren. Dabei ist die NES-Systemsoftware, wie die übrigen Komponenten der AMI-Plattform auch, im Rechenzentrum des IT-Dienstleisters E.ON IS GmbH (E.ON IS) installiert.

Im Detail betrachtet, übertragen die Echelon Smart Meter ihre Messwerte via PLC an die Datenkonzentratoren, die die Messdaten kumuliert über eine standardisierte IP-Verbindung per GPRS an die NES-Systemsoftware senden. Dabei ist die Kommunikation zwischen den Zählern und den Datenkonzentratoren über einen individuellen Schlüssel codiert. Der Schlüssel wird bei der Erstanmeldung am System zwischen den beiden Kommunikationsstellen ausgehandelt und kann nicht von außen verändert werden. Die Übertragung der gesammelten Daten von den Daten-konzentratoren zur NES-Systemsoftware findet im Netzwerk von E.ON IS statt, das durch Firewalls gesichert und somit vor unberechtigtem Zugriff geschützt ist. Letztendlich greift das ZFA-System über eine SOAP-Schnittstelle auf die NES-Systemsoftware zu, um die Daten von dort abzuholen und in seiner leistungsfähigen Datenbank zu speichern. Weiterhin kann das ZFA-System über diese Schnittstelle Befehle an die Zähler senden, um zum Beispiel den Intervall der Datenübertragung oder andere Konfigurationseinstellungen zu ändern.

Auch die Visualisierung der Smart Metering-Topologie erfolgt durch das ZFA-System. Sofern neue Smart Meter im Projektgebiet verbaut wurden, stehen diese innerhalb von 24 Stunden in der NES-Systemsoftware zur Verfügung, werden automatisch durch das ZFA-System übernommen und dort als neuer Bestandteil der Topologie angezeigt. Sobald die Kommunikation mit dem Smart Meter erfolgreich eingerichtet ist, erfolgt eine Aktivierung im ZFA-System. Zählerstand und Lastgang werden nun kontinuierlich ausgelesen. Ändert sich in der NES-Systemsoftware die Zuordnung von einem Smart Meter zum Datenkonzentrator wird diese Änderung im ZFA-System angezeigt.

Aus den EVB Smart Metern werden täglich ab 0 Uhr der Lastgang, die Registerwerte sowie das Logbuch ausgelesen. „Wir fragen ein Mal pro Tag die Tarifregister sowie den Lastgang mit 96 Viertelstunden-Werten ab“, erklärt Peter Hilburger von E.ON Netz. Die Datenübertragung der Registerwerte von Zähler zum Datenkonzentrator dauert zirka zwei Stunden. Ab 2 Uhr nachts wird der Lastgang an den Konzentrator gesendet. Die Übertragung der ausgelesenen Daten zwischen den Daten-konzentratoren und der NES-Systemoftware ist bis zirka 5 Uhr morgens abgeschlossen. Ab 6 Uhr morgens tauschen NES- und ZFA-System die Daten miteinander aus.

Aus der Datenbank des ZFA-Systems ist die Weiterverarbeitung der Verbrauchsdaten anschließend über zwei Wege möglich: Zum einen erhält die Abrechnungssoftware SAP IS/U die Daten zur Energieabrechnung. Zum anderen werden die Verbrauchs-daten dem Endkunden via Webportal zur Verfügung gestellt. „Die Verbrauchs-darstellung im Internet kommt bei den teilnehmenden Kunden gut an“, fasst Dr. Roland Hofer von E.ON Bayern zusammen. Ab Mitte dieses Jahres soll für den Endkunden zusätzlich eine Inhome-Darstellung ermöglicht werden, welche die Verbrauchsdaten direkt vom Smart Meter im Lebensumfeld des Endkunden anzeigen kann.

Und wie lief die Montage der Zähler vor Ort?
„Die Montage ist problemlos und läuft analog zu der herkömmlichen Zählertechnik mit Ferraris-Zählern“, erklärt Dr. Hofer. Bei Smart Metern mit GPRS-Technik wird zusätzlich die Uhrzeit synchronisiert und gegebenenfalls bei ungünstigen Empfangs-verhältnissen die Antenne aus dem Zählerschrank herausgeführt. Dr. Hofer: „In wenigen Fällen haben Smart Meter mit PLC-Technik Berührungslampen ein- und ausgeschaltet – dies liegt jedoch nicht an den digitalen Zählern, sondern daran, dass die Lampen nicht ordnungsgemäßen entstört waren.“ Diese Probleme wurden mit der Montage spezieller Filter behoben.

Beide Töchter von E.ON-Energie sind mit dem bisherigen Stand des Pilotprojekts zufrieden. Man sei dem Ziel, herstellerunabhängig die Technik für einen Flächenrollout zu erproben, ein gutes Stück näher gekommen. Das ZFA-System ist bei E.ON Netz offen, das heißt herstellerneutral. Auf diese Weise können Smart Meter mehrerer Hersteller gesteuert und ausgelesen werden. Performancetests in den kommenden Monaten sollen die Leistungsfähigkeit des ZFA-Systems ermitteln. „Die Echelon-Zähler funktionieren in der Verbindung mit dem NES-System und dem nachliegenden ZFA-System sehr gut“, zeigt sich Dr. Hofer zufrieden. Auch mit dem Test verschiedener Kommunikationstechnologien zur Datenübertragung haben beide E.ON-Töchter neue Erkenntnisse erhalten: Im Testgebiet Bad Staffelstein hat sich gezeigt, dass für einen erfolgreichen PLC-Betrieb bereits eine Abdeckung von 50 Prozent in der Regel ausreicht.


Glossar:

PLC: Powerline Communication, Datenübertragung via Stromleitung

GPRS: General Packet Radio Service, deutsch: „allgemeiner paketorientierter Funkdienst“. Diese Technik wird zum Beispiel im Mobilfunk benutzt.

„Huckepacksystem“: Ein Datenkonzentrator wird direkt unter einen Stromzähler montiert. Neben der Platzersparnis bei dieser Montage funktioniert diese Kombination wie ein direkter Funkzähler, das heißt die Daten werden direkt via GSM, GPRS oder UMTS auf einen Server gesendet. Das Huckepacksystem wird auch in der Transformatorenstation genutzt, um den kompletten Bezug der Transformatorenstation auf der Niederspannungsseite ohne großen Montageaufwand zu realisieren.

ZFA-System: Zählerfernauslese-System

NES: Networked Energy Services. Das NES-System besteht aus Smart Metern, Datenkonzentratoren und der NES-Systemsoftware. Diese Software ist, analog zum Computer, quasi das Betriebssystem des NES-Systems und steuert den Zugriff auf die Bestandteile des NES-Systems.

SOAP-Schnittstelle (Simple Object Access Protocol): SOAP wird zum Austausch von Daten zwischen verschiedenen Systemen verwendet.