Methodik zum Aufbau von Smart-Grid-Projekten für Energieversorger und Industrie
Siemens entwickelt Architekturmodell für Smart Grids
Mit dem Smart Grid Architecture Model (SGAM) hat Siemens Infrastructure & Cities eine Methodik entwickelt, mit der Energieversorgungsunternehmen und die Industrie Systemaspekte von intelligenten Stromversorgungsnetzen (Smart Grids) darstellen können.
Das Modell lässt sich zur Visualisierung, Validierung und zum Aufbau von Smart-Grid-Projekten, aber auch zur Standardisierung im Rahmen von Smart Grids einsetzen.
»Siemens steht für offene Standards. Wir sind in allen wichtigen Gremien vertreten und treiben die Standardisierung des Smart Grids maßgeblich voran«, sagt Christian Wurhofer, Leiter Technology & Innovation der Division Smart Grid im Siemens-Sektor Infrastructure & Cities. Mittlerweile liegen erste Erfahrungen und Ergebnisse aus der praktischen Anwendung des Modells bei der Standardisierung, bei Pilotprojekten und in der Industrie vor. Damit hat Siemens seine Expertise für Smart-Grid-Systeme um einen wesentlichen Punkt erweitert.
Weltweit unterstützen Gesetzgeber, Forschungs- und Pilotprojekte die Idee des Smart Grids. Auf europäischer Ebene wurden wichtige Standardisierungs- und Normungsmaßnahmen ergriffen, um den Aufbau intelligenter Stromnetze voranzutreiben. Eine Aufgabe dabei war die Entwicklung einer technischen Architektur, die funktionale, informations- und kommunikationstechnische Zusammenhänge zwischen Smart-Grid-Domänen und beteiligten Systemen sowie Subsystemen beschreibt. Aspekte der Interoperabilität wurden ebenso berücksichtigt wie Aspekte der Verfügbarkeit, der Informationssicherheit und der Energieeffizienz. Darüber hinaus entwarfen die Entwickler Migrationsszenarien für eine vorhandene installierte Basis.
Dabei wurde ebenfalls berücksichtigt, dass die Entwicklung eines Netzes zum vollständigen Smart Grid ein evolutionärer Prozess ist, der sich schrittweise weiterentwickelt. Daher kam als Ergebnis weniger eine Blaupause einer Smart-Grid-Architektur heraus, sondern vielmehr eine Methodik zur Entwicklung von Referenzarchitekturen für Smart Grids.
Die Basis des Architekturmodells SGAM ist die Smart-Grid-Ebene, die von den Domänen der Energieerzeugungs- und -umwandlungskette sowie den hierarchischen Zonen des Netzmanagements aufgespannt wird. Die Interoperabilität wird von den übereinanderliegenden fünf Modellschichten »Component«, »Communication«, »Information«, »Function« und »Business« abgebildet. Mit Hilfe dieses Modells lassen sich auf Smart-Grid-Ansätze darstellen und vergleichen. Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen verschiedenen Paradigmen, Roadmaps und Sichtweisen lassen sich somit erkennen.
Erste Erfahrungen liegen bereits vor
Erste Erfahrungen aus der praktischen Anwendung des Architekturmodells liegen aus den Bereichen Standardisierung, Pilotprojekte und Industrie vor. Bei Standardisierungsaufgaben wurde die Methodik des Modells zur Analyse von Anwendungsfällen eingesetzt. Zum Beispiel wurde hier die domänenübergreifende Smart-Grid-Funktion »Demand Response« auf die Layer des Modells abgebildet und auf Unterstützung durch vorhandene Informations- und Kommunikationsstandards geprüft.
Aus den Ergebnissen lassen sich Empfehlungen für die Erweiterung der Standards ableiten. Im europäischen Smart-Grid-Pilotprojekt »EcoGrid EU« wird die Projektarchitektur mit Hilfe des SGAM-Modells entwickelt und validiert. In der Industrie wurden mit dem Modell Microgrid-Szenarien entworfen, indem alternative Kommunikationsarchitekturen verglichen und deren Tauglichkeit evaluiert wurde.
Energieeffiziente und umweltgerechte Systeme zum Aufbau intelligenter Stromversorgungsnetze (Smart Grids) sind Teil des Siemens-Umweltportfolios, mit dem das Unternehmen im Geschäftsjahr 2011 einen Umsatz von rund 30 Mrd. Euro erzielte. Kunden haben mit entsprechenden Produkten und Systemen des Unternehmens im selben Zeitraum fast 320 Mio. t CO2 eingespart, das ist so viel wie Berlin, Delhi, Hongkong, Istanbul, London, New York, Singapur und Tokio in Summe an CO2 jährlich ausstoßen.
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