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Bosch Software Innovations

Software Innovations · Energiemanagement

StromPager

Schnelle, sicherere und flexible Funkrundsteuerung

Smarte Energieanwendungen für Netzbetreiber von Bosch Software Innovations

Der StromPager ermöglicht Netzbetreibern schnelle, sichere und flexible Steuerung aller Energieerzeugungs- und Verbrauchsanlagen und löst raum- und wartungsintensive Tonfrequenzrundsteuerung sowie zunehmend störanfällige Funkrundsteuerung ab.

Herausforderungen durch die Energiewende

Die Energiewende schreitet voran und mit ihr die Zahl der dezentralen Erzeugungs- und Verbrauchsanlagen. Die durch PV- und Wind-Energie schwankende Einspeisung in ein zunehmend intelligentes Stromnetz muss von den Energieversorgern verlässlich kontrolliert und gesteuert werden – ein komplexes Unterfangen. Die vielen zusätzlichen Erzeugungseinheiten erfordern ein Last- und Erzeugungsmanagement mit umfangreichen Steuerungsmöglichkeiten. Die smarte Energiewelt von morgen macht es notwendig: Netzbetreiber müssen die Stabilität der Netze gewährleisten, Anlagen intelligent vernetzen sowie Energieerzeugung und den Verbrauch wo möglich effektiv fernsteuern. Sie stehen daher schon heute unter Druck, ihre Steuertechnik entsprechend zu erneuern.
Ab 2017 werden moderne Messeinichtungen und intelligente Messsysteme schrittweise eingeführt. Die Anwendungsfälle für den Einsatz von Smart Meter Gateways und einer angeschlossenen Steuerbox sind vorgegeben. EEG-Anlagen mit installierter Leistung im Bereich von 0,8 bis 7 KW sowie Verbrauchsanlagen mit durchschnittlichem Jahresverbrauchs unterhalb von 6.000 KWh klammert die Verordnung jedoch bis auf Weiteres aus. Netzbetreiber können trotzdem davon profitieren, wenn sie auch EEG-Anlagen unterhalb dieser Verbrauchsgrenze in ein Smart Meter Gateway mit einer Schaltbox integrieren.

Eine neue Generation der Rundsteuerung

Aufgrund der kumulativen Leistung dezentraler EEG-Anlagen, die häufig unter der 6.000-KWh-Grenze liegen, erzielen die Netzbetreiber durch das intelligente Schalten dieser Geräte für netzdienliche Zwecke oder in netzkritischen Zuständen im Handumdrehen positive Effekte.
Die neue Generation der Rundsteuertechnik per StromPager bringt dabei alle Voraussetzungen mit, um Netzbetreibern die volle Kontrolle über ihre Energieerzeugungs- und Verbrauchsanlagen zu geben. Der Funk sorgt für einen automatisierten, zielgenauen Zugriff und Steuerung auf die dezentralen Anlagen. Zur Steuerung der Anlagen dient ein Funkrundsteuerempfänger. Diese Empfänger können kostengünstig und mit geringem Aufwand nicht nur in Energieerzeugungsanlagen, sondern auch in regulierbare Verbrauchsgeräte integriert werden. Die Technologie bietet so unabhängig vom Ausbau der DSL- oder Mobilfunkinfrastruktur die Möglichkeit, zum Beispiel Windkraft- und PV-Anlagen, Wärmepumpen und Ladestationen für Elektroautos oder sogar Beleuchtungseinheiten in städtischen und ländlichen Räumen intelligent zu vernetzen. Stromnetzbetreiber erledigen damit alle Steuerungs- und Regelaufgaben im Niederspannungsnetz. Dazu gehören sowohl einfache Schaltbefehle an einzelne Anlagen, als auch umfassendere Befehle (zum Beispiel Fahrpläne) an eine Vielzahl von Geräten.

Alte Steuertechniken werden den Bedürfnissen smarter Netze nicht gerecht

In Deutschland werden Erzeugungsanlagen und Verbrauchseinrichtungen bis jetzt noch meistens per traditioneller elektronischer Funkrundsteuertechnik oder sogar noch per Tonfrequenzrundsteuerung (TFR) gesteuert. Insbesondere die seit vielen Jahren im Einsatz befindlichen TFR-Sende- und Empfangsgeräte erreichen nun das Ende ihrer Lebensdauer. Ihr weiterer Betrieb, Unterhalt und Ersatz sind aufwendig, teuer und ineffizient und werden den Bedürfnissen smarter, vernetzter Stromnetze nicht gerecht. Auch die traditionelle Funksteuertechnik ist mittlerweile in die Jahre gekommen. In der Praxis erweist sie sich zunehmend als störanfällig.
Große Vorteile ergeben sich für die Netzbetreiber beispielsweise in der bedarfsgerechten Steuerung ihrer Anlagen. Denn während TFR und Funksteuertechnik nur eine ad-hoc-Steuerung mit den beiden Optionen „an“ oder „aus“ erlauben, können Netzbetreiber mit dem neuen StromPager ihre Anlagen gestaffelt, stufenweise und zeitverschoben regeln.

Die Fahrpläne des Systems lassen sich an jegliche äußere Anforderungen anpassen, und das schnell und flexibel. Mit der stufenweisen Steuerung kann die Leistung eines Solarparks zum Beispiel zu 0, 30, 60 oder 100 Prozent abgerufen werden, je nach aktuellem Bedarf. Oder Netzbetreiber können die Stadtbeleuchtung in ganzen Gebieten zukünftig entsprechend individuell und nach Wettersituation konfigurieren, anstatt sie nur ein- oder auszuschalten.
Die Funktechnologie erlaubt es Netzbetreibern zudem, verschiedene, Verbrauchs- und Erzeugungsanlagen zu jeweiligen Gruppen zusammenfassen. So ermöglicht es das System beispielsweise, alle Beleuchtungselemente eines Betriebshofs oder gar eines Stadtgebiets einheitlich zu steuern. Je nach Bedarf oder nach Tageszeit fährt der Betreiber die Lichtanlagen entsprechend hoch oder herunter.

Maximierte Netzstabilität, reduzierte Betriebskosten

Landesweite Steuerung tausender von Anlagen maximiert Netzstabilität
Mit der Funksteuertechnik erreichen und steuern die Energieversorger eine weit größere Zahl von Anlagen, als bisher möglich – und das gleichzeitig und wesentlich schneller. Befehle oder Anfragen an eine unbegrenzte und geographisch weit verteilte Anzahl von Anlagen können mit dem bundesweit flächendeckend verfügbaren Sicherheitsfunknetz innerhalb von zwei bis fünf Minuten problemlos umgesetzt werden. Durch diese schnelle Steuerung der dezentralen Einheiten ist der StromPager besonders gut dafür geeignet, Netzstabilität zu gewährleisten und bei Bedarf auch kurzfristig für Entlastung in den Netzen zu sorgen.

StromPager senkt Betriebskosten für Gewerbeflächen, Anlagenwartung und Betrieb
Energieversorger und Stadtwerke profitieren durch den flächendeckenden Einsatz der Funksender nicht zuletzt von finanziellen Einsparungen an ihren alten Trafo-Stationen. Denn während insbesondere mit TFR zusätzlich zu den teuren Maschinen und aufwändigen Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten eigene Räume zur Unterbringung der Sendeanlagen vorgehalten werden müssen, benötigen die Netzbetreiber mit dem StromPager kaum Flächen. Ein Vorteil insbesondere in dichtbesiedelten urbanen Räumen: Die für die Trafo-Stationen reservierten Flächen werden nicht mehr benötigt, Energieversorger können entsprechend hohe Einsparungen für Gewerbeliegenschaften erzielen.

Zuverlässigkeit und Sicherheit der Anlagen steigen erheblich

Alle Praxiserfahrungen bisher beweisen zudem, dass die Technologie erhöhten Sicherheitsmechanismen gerecht und praktisch alle im alten Funksteuersystem relevanten Risiken ausschließt. Im Gegensatz zur traditionellen Funksteuertechnikerfüllt der neue StromPager alle zentralen, sicherheitsrelevanten Kriterien. Die Prozesse sind durch ein eigenes Sicherheitsprotokoll weit zuverlässiger, erfolgen automatischer und sind weniger personalintensiv.
Der Netzbetreiber Stromnetz Berlin ist in Deutschland der erste Anbieter, der aktuell mit der Software von Bosch Software Innovations und dem PagingSystem von e*Message alle Anlagen in seinem Bestand auf die neue Technologie umrüstet. Weltweit gibt es noch keine andere Stadt, die die neuen StromPager so flächendeckend einsetzt. Die Erfahrungen in der Hauptstadt zeigen, dass die Umrüstung auf StromPager schnell und preiswert möglich ist. Der Betrieb ist auch im Vergleich zu Mobilkarten in Verbrauchs- oder Erzeugungsanlagen günstiger und zuverlässiger: Funksignale kommen zuverlässig an, sie durchdringen auch dicke Stahlbetonwände.

Gesteigerte Netzstabilität, reduzierter Stromtrassenausbau

Für Netzbetreiber ergeben sich durch den StromPager entscheidende Vorteile. Durch Platzeinsparungen und weniger Aufwand für Instandhaltungs- und Wartungsarbeiten erreichen sie eine Betriebskostenoptimierung. Die neue Technologie hebt zudem die Zuverlässigkeit und die Sicherheit aller Steuerprozesse auf eine ganz neue Ebene. In einem volkswirtschaftlichen Zusammenhang ermöglichen die verbesserte Steuerung der dezentralen Anlagen und dadurch gesteigerte Netzstabilität sogar, dass Investitionen in den Stromtrassenausbau erheblich verringert werden können.

Unser Experte

Matthias Gutschmidt ist seit 2007 mit dem Produktmanagement, der Kundenbetreuung und dem Aufbau zugehöriger SaaS-Lösungen im Bereich Smart Metering beschäftigt. Mit diesem Erfahrungsschatz ist Gutschmidt seit Mai 2013 als Produktmanager für Smart-Metering-Lösungen bei Bosch Software Innovations tätig.

Matthias Gutschmidt