SGIM von EMH ermöglicht abgangsscharfe und genaue Messung aller Netzgrößen

Bei der wichtigen Digitalisierung der Niederspannungsnetze kommt es nicht nur auf hastig losgetretene Pilotprojekte an. Sichere und langlebige Verdrahtung und Anschlusstechnik sowie die abgangsscharfe und genaue Messung aller Netzgrößen sind vielmehr wichtig für Lastmanagement, Netzsteuerung und die Planung des zukünftigen Netzausbaus. Das Smart Grid Interface Modul (SGIM) von EMH unterstützt daher nicht nur die provisorische und Retrofit-Verkabelung sondern auch die MID-kompatiblen integrierten Stromwandler von NH-Sicherungsschaltleisten.

Die installierte Leistung der in Deutschland verfügbaren EEG-Anlagen hat mittlerweile eine Größenordnung erreicht, die den maximalen Bedarf aller privaten Haushalte und Unternehmen hierzulande zumindest theoretisch um ein Mehrfaches übertrifft. In der Praxis - und wetterbedingt schwer prognostizierbar – steht aber immer nur ein Bruchteil der Kapazitäten zur Verfügung, was obendrein regional auch noch höchst unterschiedlich ausfällt. Als wäre das Lastmanagement von Niederspannungsnetzen dadurch nicht schon schwer genug, stellt der Ausbau der Ladeinfrastruktur für die E-Mobilität eine zusätzliche Herausforderung dar. Überlegungen, das parallele Laden von Elektrofahrzeugen zu Spitzenzeiten oder die weitere Zulassung leistungsstarker 22kW-Ladesäulen einzuschränken, sind daher keineswegs aus der Luft gegriffen.

Das Niederspannungsnetz transparent machen
Um den vielfältigen Herausforderungen wirkungsvoll begegnen zu können, ist eine umfassende Digitalisierung der Niederspannungsnetze unumgänglich. Unter dem Druck der aktuellen Lage geraten entscheidende Aspekte wie die Sicherheit und die Zuverlässigkeit der erforderlichen Anschlusstechnik aber zuweilen in den Hintergrund. Die Messung aller Netzgrößen auf der letzten Meile zu digitalisieren, kann provisorisch relativ schnell vorgenommen werden. Eine sichere und langlebige Verdrahtung und Anschlusstechnik herzustellen sowie eine abgangsscharfe und präzise Erfassung der Parameter zu gewährleisten, erfordert jedoch eine differenzierte Herangehensweise.

Auf der Suche nach Lösungen haben deutsche, österreichische und internationale Niederspannungsnetzbetreiber Kontakt aufgenommen mit der EMH Energie-Messtechnik GmbH. Die Herausforderung war dabei stets, nicht nur Pilotprojekte zu schaffen, sondern auch an den flächendeckenden Rollout aller Ortsnetzstationen und Kabelverteiler zu denken. Die aktuell am Markt verfügbaren Anwendungen stellen hier noch keine zufriedenstellenden Lösungen dar, weil auf dem Hall-Effekt basierende Stromwandlertechnologien zum einen nicht die Genauigkeitsanforderungen erfüllen, zum andern nicht dauerhaft sicher angeschlossen und verdrahtet werden können. Des Weiteren kommt es darauf an, nicht nur die Gesamtleistung am Ausgang des Transformators zu beobachten, sondern eine abgangsscharfe Ermittlung aller Spannungen, Ströme und Leistungen zu liefern: dreiphasig inkl. der Phasenlage und am besten noch alle Netzqualitätsparameter gem. DIN EN 50160.

NH-Sicherungsschaltleisten mit integrierten Stromtrennwandlern
Eine weitere Herausforderung für erfolgreiche Projekte der Digitalisierung der Niederspan-nungsnetze ist die Anschluss- und Verdrahtungstechnik, die im Idealfall unterbrechungslos erfolgen soll. Die meisten am Markt verfügbaren Lösungen verwenden dafür sog. Klapp-wandler oder flexible Stromwandler, die nach dem Hall-Prinzip arbeiten: gut für Pilotprojekte aber nicht, wenn es um die dauerhafte Installation und Messungen mit guter Genauigkeit geht – auch hier bieten die NH-Sicherungsschaltleisten mit integrierten Stromtrennwandlern eine langjährige und zukunftssichere Lösung zusammen mit dem SGIM.

Schon seit einigen Jahren bieten die namhaften Hersteller von NH-Sicherungsschaltleisten integrierte Stromwandler mit Wandlerverhältnissen von z.B. 400||1A u. 600||1A an, die direkt an das Smart Grid Interface Modul (SGIM) von EMH angeschlossen werden können. Diese Wandler können außerdem die Anforderungen der europäischen Messgeräterichtlinie MID erfüllen und sind damit eichrechtskonform – das ermöglicht im Bedarfsfall sogar die Abrechnung oder Überprüfung des in Rechnung gestellten Energieverbrauchs.

Daten jederzeit und online abrufbar – nach aktuellen Cybersecurity-Standards
Namhafte deutsche und westeuropäische Netzbetreiber haben im Laufe der Jahre 2022-2023 die SGIM Module von EMH installiert und nützliche Erfahrungen gesammelt. Von besonderer Bedeutung sind dabei immer die aktuellen Cybersecurity-Anforderungen des Bundesamtes für die Sicherheit in der Informationstechnik (BSI), das BDEW Whitepaper und unternehmensinterne Regeln und Vorgaben. Das SGIM erfüllt diese Anforderungen mit seinem integrierten OpenVPN Client und der Unterstützung des IPSec-Protokolls. Sämtliche Kommunikation erfolgt danach ausschließlich TLS v1.3, mindestens AES256-verschlüsselt. Bei IoT Protokollen wird zusätzlich exklusiv über den dafür zugelassenen IP-Port 443 kommuniziert, alle übrigen Ports werden von der integrierten Firewall effektiv gesperrt. Dabei sorgen moderne Pub/Sub Protokolle auch noch für eine zielgerechte Kontrolle der Datenflussmengen.

Die Cybersecurity-Funktionen des SGIM von EMH waren u.a. Bestandteil einer erfolgreichen Validierung der Technologie durch einen führenden deutschen Verteilnetzbetreiber im Verlauf des Jahres 2022.

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Über EMH
Die 1984 gegründete EMH Energie-Messtechnik GmbH ist spezialisiert auf Mess- und Prüftechnik für die Energieversorgung. Das mittelständische Unternehmen mit Sitz in Brackel entwickelt und produziert Präzisionsmess- und -Prüfgeräte für den Bereich Strom, Spannung und Leistung sowie Online-Analysegeräte für das Isolieröl von Leistungstransformatoren. Neben Standardprodukten liefert EMH kundenspezifische Individuallösungen in Form von Sonderanlagen. Die Produkte werden im Rahmen der Prüfung von Elektrizitätszählern bei eichrechtlich zugelassenen Prüfstellen und bei Verteilnetzbetreibern bzw. Messstellenbetreibern sowie bei Herstellern von Elektrizitätszählern verwendet. Zum Leistungsspektrum von EMH gehört auch die Kalibrierung von Messgeräten für elektrische Gleich- und Wechselgrößen mit einer Genauigkeit von bis zu 51 ppm.

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