Mit EEBUS Flexibilitäten erschließen – EnQS und PPC integrieren EEBus Kommunikationsstandard vollständig auf CLS Gateway

Mannheim / Karlsruhe, den 26.09.2023: Gemeinsam mit dem IoT-Dienstleister EnQS hat die Mannheimer PPC den EEBus Kommunikationsstandard vollständig auf dem eigenen CLS Gateway integriert. Langfristig werden Liegenschaften so in der Lage sein, eine einheitliche Kommunikation mit zahlreichen Applikationen herzustellen. Ein solcher Standard erleichtert nicht nur die Anbindung selbst – er ist auch Ausgangsbasis neuer Geschäftsmodelle und Betriebsoptionen wie beispielsweise der Steuerung von Wärmepumpen.

Die Energiewirtschaft sucht nach den besten Lösungen für die Umsetzung der Steuerung nach §14a. Beim Heben dieses riesigen Flexibilitätspotentials aus steuerbaren Verbrauchern kommt das klassische Rundsteuersignal oder eine simple Relais-Box, die nach dem Muster 1/0 kommuniziert, bei der geforderten Flexibilität an ihre Grenzen. Es fehlt der Rückkanal und damit die Info, ob die Steuerhandlung erfolgreich war. Auch feingranulare Abstufungen in der Signalübertragung sind nicht möglich. Ein Umstand, welcher auch mit dem Festlegungsentwurf der Beschlusskammer 6 noch einmal an Relevanz gewinnt, denn: dort kommt der “Reduzierung des netzwirksamen Leistungsbezugs” eine große Bedeutung zu. Diese Reduzierung kann nur über zwei Wege erreicht werden: Durch die direkte Ansteuerung der steuerbaren Verbrauchseinrichtung oder durch die indirekte Ansteuerung über das Energiemanagementsystem. Eben letztere, indirekte Ansteuerung über das Energiemanagement, haben EnQS und PPC nun erfolgreich mit der EEBus-Integration auf dem CLS-Gateway umgesetzt.

Vier EEBus-Fälle erprobt: MPC, MGCP, LPC und LPP

Der Fokus lag dabei auf vier Anwendungsfällen der EEBus-Spezifikation: dem Monitoring of Grid Connection Point (MGCP), dem Monitoring of Power Consumption (MPC), der Limitation of Power Consumption (LPC) und der Limitation of Power Production (LPP). Hinter diesen komplexen Begriffen und ihren Abkürzungen verbergen sich die folgenden Szenarien. MGCP und MPC beschreiben die Erfassung der Messdaten und deren Übertragung – ob drahtgebunden (LMN) oder per Funk (w-Mbus) – an das Smart Meter Gateway. Die tatsächliche lokale Verarbeitung der Messdaten erfolgt dort durch das CLS-Gateway. Dieses agiert als passiver Energiemarktteilnehmer im HAN- oder CLS-Netz.

Die Fälle LPC und LPP umfassen die Umsetzung der Steuerbefehle. Im Zuge eines LPC-Befehls wird bei einem Versorgungsengpass durch den aEMT eine Anforderung an alle steuerbaren Verbraucher im HAN-Netzwerk ausgespielt. Dazu können bspw. Wärmepumpen, Wallboxen oder Energiemanagementsysteme zählen. Diese können entweder den Leistungsbezug direkt am Gerät oder den netzwirksamen Leistungsbezug am Netzanschlusspunkt dem Signal entsprechend limitieren. In der Demonstration im Zuge der EEBus-Integration wurden sowohl LPC-Befehle an alle wie auch einzelne Verbrauchseinsrichtungen gesendet. Weiter wurde die Umsetzung der Steuerbefehle durch ein lokales Energiemanagementsystem aufgezeigt. Das Management wurde durch den EEBus-Controller übernommen.  Analog zu dem LPC-Fall zeigt sich LPP für den Einsatz der Limitierung bei Erzeugungsleistungen verantwortlich. Der Steuerbefehl kann sich hier sowohl an PV-Wechselrichter als auch bidirektional verbundene Ladeeinrichtungen via EEBus Protokoll richten.

Abbildung 1 Architekturskizze der iMSys-Umgebung bei EEBus

Vorgaben der Steuerung nach §14a erfüllt

Allen den getesteten EEBus Anwendungsfällen ist dabei gemein, dass diese den Vorteil des implementierten Rückkanals mit sich bringen und dem Sender eine Rückmeldung darüber geben, ob die Steuerhandlung erfolgreich war. Weiter stellt das EEBus Protokoll eine logische Trennung zwischen energiewirtschaftlich relevanten Daten und Betriebsdaten sicher, also in Daten, die für den Netzbetrieb relevant sind, und Daten, die kundenseitig benötigt werden. Durch die Verwendung des EEBus Stacks kann auf die individuelle Implementierung der Kommunikationsschicht “Smart Home IP” (SHIP) und des Applikationsprotokolls SPINE verzichtet werden.

Mit dem kürzlich von der Bundesnetzagentur veröffentlichten “Festlegungsentwurf der Beschlusskammer 6 zur netzorientierten Steuerung von steuerbaren Verbrauchseinrichtungen und steuerbaren Netzanschlüssen nach §14a EnWG” gewinnt diese Umsetzung an besonderer Bedeutung. Denn die darin beschriebene Reduzierung des netzwirksamen Leistungsbezugs – ob durch direkte Ansteuerung des steuerbaren Verbrauchers oder der indirekten Ansteuerung mittels des Energiemanagementsystems – wurde über die komplette Prozesskette hinweg abgebildet. Mit dem Stützen solcher Standards beschleunigen PPC und EnQS die Anbindung steuerbarer Anlagen in Gebäuden und Liegenschaften. Sowohl das netz- als auch marktdienliche Steuern erhält damit den notwendigen Vorschub. Als die leistungsfähigste Hardware-Plattform liefert das PPC CLS-Gateway hierfür nicht nur die notwendige Leistung, sondern auch die standardisierten Schnittstellen, welche den Weg vom Labor ins Anwendungsfeld extrem niederschwellig machen.

Feldversuch mit Anwendern folgt

Anschließend zu den erfolgreichen Testverläufen, werden die Erfahrungen nun in einem Feldtest zementiert. Dafür werden im Rahmen des öffentlich geförderten Projektes unIT-e² ein Testfeld mit realen Wärmepumpen aufgebaut und die Steuersignalverarbeitung erprobt. Langfristig werden die Ergebnisse das intelligente Messsystem als Kern der digitalisierten Infrastruktur weiter festigen können. Die CLS-Schnittstellte mit integriertem EEBus-Protokoll wird einen interoperablen Betrieb gewährleisten, der bspw. Hardware- und Prozess-Redundanzen vermeiden wird, um Themen wie der steuerbaren Verbrauchseinrichtung einen vereinfachten Weg in die Energiewende zu ebnen.