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Smart-Metering-Datenkommunikation übers Stromnetz

In einem intelligenten Stromversorgungsnetz, einem Smart Grid, spielt die Qualität der Übertragung der Verbrauchsdaten vom digitalen Zähler zum Energieversorgungsunternehmen eine immer wichtigere Rolle. Speziell dafür hat Siemens das Datentransportprofil CX1 entwickelt.

Damit bei der Datenübertragung über die Leitungen des Stromnetzes reibungslos funktioniert, muss sichergestellt sein, dass dies auch mit Geräten und Übertragungssystemen unterschiedlicher Hersteller geht. Dafür hat Siemens das Datentransportprofil CX1 entwickelt.

Das europäische Komitee für elektrische Normung, CEN/CENELEC, hat mit der Publikation der CX1-Standardisierungsdokumente CLC/TS 50590 und CLC/TS 52056-8-7 den Standardisierungsprozess abgeschlossen. Damit hat Siemens CX1 als universellen, frequenzbandunabhängigen und weltweit einsetzbaren Standard für die Powerline Communication (PLC) in Mittel- und Niederspannungsnetzen positioniert.

Intelligente Energieversorgungsnetze, Smart Grids, sollen die stark schwankende Energieeinspeisung von Solar-, Windkraft- und Biogasanlagen in die vorhandenen Energieversorgungsnetze ausgleichen und außerdem die Effizienz erhöhen. Dazu müssen eine Vielzahl von Sensoren und Aktoren in den Versorgungsnetzen installiert und kommunikationstechnisch miteinander verbunden werden. Neben Netzsensoren, die zur Erfassung von Netzzustandsdaten im Netz installiert sind, können auch intelligente Zähler (Smart Meter) in Haushalten als Informations- und Kommunikations-Gateway genutzt werden.

Die Geräte erfassen nicht nur Energieverbrauchsdaten, sondern auch Daten über die Netzqualität und leiten diese an das Energiemanagementsystem des Energieversorgers weiter.

Die so ermittelten Netzdaten können zur Steuerung des Versorgungsnetzes verwendet werden. Distribution-Line-Carrier-Kommunikationsverfahren (DLC) wie Siemens CX1 nutzen zur Übertragung der Verbrauchs- und Netzdaten die vorhandenen Stromleitungen. Aus wirtschaftlichen Gründen entscheiden sich viele Energieversorger für den Einsatz von DLC-Kommunikationsverfahren und sparen damit zusätzliche Kommunikationswege und damit verbundene Investitionskosten.

Das von Siemens in Österreich entwickelte Kommunikationsverfahren CX1 basiert auf Spread-Spectrum-Signalmodulation, wobei mehrere Frequenzen in einem Frequenzband gleichzeitig zur Übertragung genutzt werden. Dadurch wirken sich Störsignale, die häufig bei bestimmten Frequenzen auftreten, nur geringfügig auf die Signalübertragung aus. Zudem beherrscht das Kommunikationsverfahren durch automatisches Routing der Kommunikationsverbindungen alle Veränderungen der physikalischen Kommunikationsparameter eines Niederspannungsversorgungsnetzes wie Signaldämpfung, Rauschen, Netzstörungen, Signalverkopplungen sowie betriebsbedingte Änderungen der Netzkonfiguration.

Für CX1 wird kein Engineering des Kommunikationsnetzes benötigt, und das Verfahren bietet Spielraum für die Integration weiterer Übertragungsverfahren sowie zukünftiger Smart-Grid-Funktionen, wie etwa sicheres Übertragen von Steuersignalen. Es lässt sich außerdem in eine bereits existierende Netzautomatisierungs- und Energiemanagementinfrastruktur einbinden, die auf IEC-Protokollen basiert.

Siemens hat den CX1-Standard in seiner Smart-Metering-Lösung AMIS implementiert, die zurzeit bei einem großen österreichischen Verteilernetzbetreiber flächendeckend ausgerollt wird. In dieser derzeit weltweit größten CX1-Installation sind bereits mehr als 150.000 Endgeräte in Haushalten installiert. Täglich werden durch die extrem hohe Kommunikationsverfügbarkeit die erfassten Smart-Metering-Messwerte mit einem äußerst hohen Erfüllungsgrad an die Zentrale übertragen. CX1 ist ein DLC-Kommunikationsverfahren der neuesten Generation und wird bereits in einer Vielzahl an Projekten eingesetzt.

Siemens setzt Standard für Smart-Metering-Datenkommunikation übers Stromnetz © Siemens
Siemens setzt Standard für Smart-Metering-Datenkommunikation übers Stromnetz