Smart-Grid-Infrastruktur

Der Wandel der Energienetzwerke zu intelligenten Smart Grids stellt für viele Stromnetzbetreiber eine Herausforderung dar: Die ganzheitliche Betrachtung der unterschiedlichen technischen Komponenten und der sicherheitstechnischen Risiken können schnell überfordern.

Um Sie als Netzbetreiber optimal zu unterstützen, haben wir einen dedizierten strukturierten Ansatz für den Netzumbau entwickelt, den wir in der Praxis bereits oft erfolgreich umgesetzt haben. Im folgenden Blogbeitrag schildern wir Ihnen wie die strukturierte Vorgehensweise gelingt – und wie Sie damit gängige Herausforderungen beim Aufbau eines Smart Grids vermeiden.

Die klimabedingte Energiewende und die angestrebte Unabhängigkeit von importierten, fossilen Energieträgern stellen Stromnetzbetreiber vor einschneidende Veränderungen. Die Versorgung ist weltweit im Wandel, weg von großen zentralen Kraftwerken, hin zu vielen dezentralen Anlagen, wie Windrädern oder Photovoltaikanlagen.

Das steigende Einspeisevolumen dieser volatilen Energiequellen und die zunehmende Dezentralisierung führen jedoch dazu, dass die bisherige Energienetzsteuerung langfristig nicht mehr tragbar sein wird, und die Verantwortung für die Netzstabilität mehr und mehr auf die Betreiber der Verteilernetze übergeht. Mit dem weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien und der Einführung von Micro Grids, die im Störungsfall autark agieren, verlagert sich die Verantwortung noch weiter in diese Richtung.

Der Netzumbau muss Fahrt aufnehmen

Der Wandel der Netzstrukturen erfordert intelligente Lösungen für die Netzsteuerung, die mit den neuen Gegebenheiten umgehen können. Und obwohl die regulatorischen Rahmenbedingungen noch nicht dafür ausgelegt sind – z.B. mit Blick auf die Attraktivität bereitgestellter Regelenergie oder die technischen Hürden bei Energiespeichern – gilt es, den Umbau der Netze mit Hochdruck voranzutreiben. Denn vom Wandel der Energieversorgung ist nicht nur die Stromversorgung betroffen – auch die Steuerung der Gas- und Wasserversorgungsinfrastrukturen verändert sich unter dem Einfluss neuer Kommunikationstechnologien.

Der Lösungsansatz: Smart Grids

Von einem Smart Grid sprechen wir, wenn ein herkömmliches Energienetz um zeitgemäße informations- und regeltechnische Einrichtungen erweitert wird. Dazu gehören Kommunikations-, Mess-, Steuer-, Regel- und Automatisierungstechnologien sowie IT-Komponenten. Das Smarte daran ist in diesem Fall die intelligente Steuerung und Regelung des Netzes anhand von Echtzeitdaten zu den Netzzuständen, mithilfe dessen Sie Ihre Netzkapazität optimal ausschöpfen können. Neben der Bewältigung der neuen, dezentralen Steuerungskomplexität ermöglicht ein Smart Grid also auch die Effizienzsteigerung Ihres Netzbetriebs und damit die Vermeidung neuer Infrastrukturinvestitionen.

Grundlegende Fragestellungen für Verantwortliche

Netzbetreiber, die sich mit der Smart-Grid-Technologie auseinandersetzen, agieren nicht nur in einer regulatorischen Grauzone, sondern müssen in der Regel auch eine Reihe grundlegender Fragen beantworten – immerhin handelt es sich um eine junge Technologie, mit der nur die wenigsten Anbieter über einschlägige Erfahrungen verfügen:

Wer besitzt fachbereichsübergreifende technische Kompetenz und ist in der Lage, ganzheitlich zu beraten?

Wie sieht eine zukunftssichere Smart-Grid-Infrastruktur in der Praxis aus – sowohl im Hinblick auf langfristige Betreibbarkeit, geforderte Verfügbarkeit, Anpassbarkeit auf künftige Technologiewandel (z.B. IoT) und Wirtschaftlichkeit?

Welche sicherheitstechnischen Risiken ergeben sich durch den Umbau zum Smart Grid? Was sind die Anforderungen aus dem IT-Sicherheitsgesetz für kritische Infrastrukturen? Wie kann ein ISMS gemäß ISO 27001 aufgebaut werden?

Um die Verantwortlichen bei der Orientierung in diesem Dickicht regulatorischer Anforderungen zu unterstützen, hat Controlware einen umfassenden strukturierten Leitfaden für den Umbau zum Smart Grid entwickelt. Diesen haben wir in der Praxis bereits mehrfach erfolgreich angewendet – sowohl in großen Übertragungsnetzen als auch bei regionalen Verteilernetzbetreibern.

Der Weg zur Smart-Grid-Architektur

Sorgfältige Planung ist das A und O: Um die umfassenden und speziellen Anforderungen an Betreiber kritischer Infrastrukturen mit einem kalkulierbaren Budget in Einklang zu bringen, bedarf es einer ganzheitlichen Sichtweise auf das Projekt – und das nicht nur mit Blick auf die unzähligen unterschiedlichen Komponenten, sondern auch im Hinblick auf den zeitlichen Ablauf, der meist mehrere Jahre umspannt.

Angefangen bei der spezifischen Ausgangssituation gilt es, einen klaren Migrationspfad zu erarbeiten. Von zentraler Bedeutung ist dabei, dass das neue Smart Grid ohne zusätzlichen Administrationsaufwand mit den Bestandssystemen koexistieren kann. Unsere Architekten bringen umfassendes branchenspezifisches Know-how mit, um Ihre individuellen Anforderungen zu verstehen und zu berücksichtigen. Dazu gehört auch die Einhaltung branchenüblicher Standards, die für eine funktionierende Kommunikation unumgänglich sind – etwa der IEC 62357 Smart Grid Referenzarchitektur, der IEC 61850 Substation Automation und der IEC 60870 Telecontrol Equipment and Systems.

Darüber hinaus tauchen im Verlauf eines Smart-Grid-Projektes aber oft weitere typische Fragestellungen auf, zum Beispiel:

– Einbindung von Non-IP-Equipment

– Verwendung gehärteter Systeme (ggf. mit Hutschienenmontage und Gleichstromversorgung)

– Aufbau hochverfügbarer Infrastrukturen mit definierten Umschaltzeiten im Fehlerfall

IT-Sicherheit und schnelle Hilfe im Störungsfall

Der IT-Sicherheit der neuen Smart-Grid-Umgebung kommt eine Schlüsselrolle zu – immerhin fallen die Projekte nahezu ausnahmslos unter die strengen Auflagen für kritische Infrastrukturen. Aufsetzend auf unsere jahrzehntelange Erfahrung in diesem Bereich stehen wir den Netzbetreibern daher in allen Phasen ihrer Projekte zur Seite – von der Analyse der Firewall-Regelwerke über sichere Fernwartungszugänge bis hin zur Integration von Intrusion Detection und Prevention Systemen, Advanced Persistent Threat Consulting oder dem Aufbau eines kompletten ISMS inklusive ISO/IEC 27001-Zertifizierung. Neben dem normalen Netzwerkbetrieb unterstützen wir Netzbetreiber außerdem auch im Störungsfall – wenn nötig rund um die Uhr und gerne auch direkt vor Ort, um eine passgenaue Lösung zu entwickeln.

Haben Sie noch weitere Fragen?
Dann kontaktieren Sie uns: Gemeinsam entwickeln wir ein konsistentes Smart-Grid-Konzept für Ihr Netzwerk und unterstützen Sie ganzheitlich bei dessen Umsetzung!