Interview Welche Kommunikationsstandards braucht das Smart Grid?

Smart Grids könnten die Lasten in deutschen Stromnetzen viele genauer verteilen als heute. Das setzt allerdings auch eine umfangreiche Kommunikation zwischen Energieerzeugern, Speichern und Verbrauchern voraus. Wie sprachen mit Maik Seewald vom Netzwerkausrüster Cisco über den aktuellen Stand der Technik.

Herr Seewald, die erneuerbaren Energien müssen besser in das Stromnetz integriert werden. Eine Schlüsselrolle kommt dabei dem „Smart Grid“ zu, mit dem sich die Stromnachfrage bedarfsgerecht steuern lässt. Welche Kommunikations-Technologien stecken dahinter?

Für uns ist die Anwendung der IP-Protokoll-Version 6 (IPv6) sehr wichtig. Dabei handelt es sich um einen Standard, der offengelegt und skalierbar ist, wodurch andere Technologien leicht integriert werden können. Der Standard kann sehr “leichtgewichtig“ implementiert werden, d.h. er kann auch auf Netzwerken und Geräten betrieben werden, die nur über wenige Ressourcen in Bezug auf den Prozessor, den Speicher oder die Batterie verfügen.

Cisco hat dafür einen eigenen Stack entwickelt und setzt dabei momentan auf zwei Standards: Dies ist zum einen der Standard IEEE 802.15.4g „Smart Utility Network“, ein Smart Wireless Standard, mit dem man sogenannte Meshed Networks aufbauen kann. Er erlaubt es, beliebig viele Endpunkte effektiv und skalierbar in ein IP-basiertes Netzwerk einzubinden.

Ein weiterer Standard, ist der Standard IEEE P 1901.2, ein Narrowband Powerline Standard, der es ermöglicht, Informationen über Stromleitungen bis in die Haushalte hinein (und zurück) zu übertragen, im Mittelspannungs- wie im Niederspannungsbereich. Cisco hat dazu eine Protokollimplementierung erarbeitet, die nach beiden Standards die Integration von IPv6 erlaubt und zwar so, dass ein Smart-Meter-Netzwerk, das darüber installiert wird, vollkommen unabhängig davon funktioniert, welche Art von physikalischem Medium sich darunter befindet. Für die Applikationen und Systeme, die beispielsweise von einem Energieversorger oder Serviceanbieter zur Verfügung gestellt und integriert werden, ist es vollkommen transparent, was sich darunter für ein Netzwerk befindet – ob das ein Stromkabel ist oder eine Wireless-Installation. +

Ein dritter Standard, der gerade für die fortschreitende Automatisierung Gewicht hat, ist der Standard IEC 61850, der aber auch immer mehr für im Verteilnetz dezentral eingespeiste Energieressourcen genutzt werden kann.

Welche Möglichkeiten bieten sich dadurch konkret?

Im Energienetz fließt die Energie durch die dezentrale Stromeinspeisung inzwischen in beide Richtungen, nicht mehr wie früher nur in Richtung Verbraucher. Parallel dazu entsteht durch das Smart Grid eine Kommunikationsinfrastruktur, die mittels der eingangs erwähnten Technologien eine durchgängige Ende-zu-Ende-Vernetzung und dadurch die Verbindung bis in die Endgeräte erlaubt. So kann man eine umfassende Datenerfassung in Echtzeit betreiben und dadurch die angeschlossenen Geräte effizienter steuern als früher.

Wir gehen außerdem davon aus, dass in Zukunft die Steuerung solcher Prozesse nicht mehr nur zentral in einer übergeordneten Instanz, dem Control Center, passieren kann, sondern dass aufgrund der besseren Vernetzung und der immer höheren Anzahl von Messwerten und Informationen die Intelligenz weiter hinab in die einzelnen Teile des Stromnetzes wandern wird. Dadurch können Systeme wie Microgrids unterstützt werden, in denen direkt vor Ort Entscheidungen getroffen und Daten gesammelt werden.

Welche Vorteile entstehen durch die Unterteilung des Netzes in Microgrids?

Man kann dadurch eine schnellere Reaktion auf verschiedene Zustände im Netz erzielen. Auch erreicht man eine größere Unabhängigkeit von einzelnen Bereichen im Stromnetz und, was den Sicherheitsaspekt anbelangt, eine größere Widerstandsfähigkeit („resilience‟). Wenn ich es schaffe, einen begrenzten Bereich des Netzwerks mit eigener Intelligenz überlebensfähig zu halten, bin ich widerstandsfähiger gegen Attacken auf das Smart Grid, d.h. es wird beispielsweise im Falle einer Cyberattacke nicht mehr möglich sein, ein ganzes Grid anzugreifen und zum Erliegen zu bringen.