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VHPready 4.0: Der Standard für virtuelle Kraftwerke

Im Zuge der Energiewende gewinnen dezentrale Stromerzeugungsanlagen wie z.B. Windenergieanlagen, Photovoltaikanlagen, Biogasanlagen, Kleinwasserkraftwerke und Mini- bzw. Mikro-Blockheizkraftwerke, ebenso wie steuerbare Verbraucher und Energiespeicher zunehmend an Bedeutung. Ein Ansatz, sie in die Energieversorgung zu integrieren und Synergien zu nutzen, besteht in der Zusammenschaltung dieser dezentralen Anlagen zu Virtuellen Kraftwerken, um den Verbrauch und die Erzeugung intelligent aufeinander abzustimmen und in Einklang zu bringen. Dies soll zu einer besseren Integration von regenerativen Energien und dezentralen Anlagen, einer Verringerung der Höchstbelastung der Netze und zu Kostenvorteilen für die Marktbeteiligten führen. Dabei spielt ein intelligentes Stromnetz – das sog. Smart Grid – eine wesentliche Rolle.

VHPready 4.0 Info Package

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VHPready 4.0 Info Package

Hintergrund

VHPready wurde ursprünglich von Vattenfall auf der Basis internationaler Kommunikationsnormen entwickelt und zunächst zur Vernetzung eigener Anlagen eingesetzt.

Anfang 2014 übergab Vattenfall den Standard mit allen Rechten an das Industrieforum VHPready e.V., das maßgeblich vom Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme (FOKUS) vorbereitet worden war und die Weiterentwicklung und Verbreitung als internationalen Industriestandard übernahm.

Derzeit 35 Mitgliedsunternehmen (Stand September 2015) setzen sich im Industrieforum aktiv für die Weiterentwicklung des internationalen Industriestandards VHPready ein. Die Mitarbeit im offenen Industrieforum VHPready e.V. ist von der Gewissheit geprägt, dass nur ein gemeinsamer Standard das sichere, nahtlose und wirtschaftliche Zusammenarbeiten aller steuerbaren Komponenten und deren Kompatibilität ermöglicht.

Parallel zur Weiterentwicklung des Standards VHPready 4.0, entwickelt die VHPready Services GmbH gemeinsam mit den Mitgliedern des Industrieforum VHPready e.V. ein Zertifizierungs-programm, das die Sicherheit und Interoperabilität dieser neuen Generation von Energie-systemen prüfen wird.

Mitglieder des Industrieforum VHPready e.V. profitieren von einer Kostenvergünstigung bei der Vergabe der Zertifikate für ihre Systeme.

VHPready-Zertifizierung

Um das VHPready-Zertifikat zu erhalten, müssen die Anlagen bestimmte Mindestanforderungen erfüllen. Diese stellen sicher, dass eine technische Anbindung an ein virtuelles Kraftwerk problemlos verläuft.

Sie betreffen unter anderem die genutzten Verbindungsprotokolle, technische Leistungsanforderungen, Sicherheit der Datenübertragung und Arten der Befehle an die Anlagen. Der Fokus liegt auf der Datenkommunikation, Fernüberwachung und Fernsteuerung der Anlagen.

Ein wesentliches Ziel von VHPready ist die Festlegung von Teilmengen (Subsets oder Profilen) der verwendeten Normen, so dass bei der Zertifizierung und Projektrealisierung nur noch das Profil benannt werden muss. Projektspezifische Absprachen zu den Details der Normen werden dadurch weitgehend eliminiert.

Alle Tests für die Zertifizierung zum VHPready-Standard folgen international standardisierten Methoden und Techniken wie sie von ISO/IEC und ETSI festgelegt wurden.

Bisher erfolgt der Anschluss der Anlagen durch herstellerspezifische Informations- und Kommunikationsstandards bei Anwendung unterschiedlicher Datenmodelle. Mithilfe von VHPready und einer entsprechenden Zertifizierung der dezentralen Anlagen soll der Prozess für die Anbindung und Präqualifikation erleichtert und verkürzt werden.

Seit September 2015 steht die VHPready-Spezifikation 4.0 offiziell zur Verfügung. Die einheitliche Verwendung dieses Standards durch entsprechend zertifizierte Anlagen soll das Zusammenschalten zu Virtuellen Kraftwerken vereinfachen.

VHPready 4.0-konforme Produkte von SSV

SSV ist als Mitglied des Industrieforums VHPready e.V. aktiv an der Weiterentwicklung des VHPready-Standards beteiligt und bietet bereits zertifizierte Produkte und Lösungen, mit der sich bestehende Anlagen VHPready 4.0-konform mit einer zentralen Leitstelle verbinden lassen:

Für Hersteller dezentraler Energieanlagen wie bspw. BHKWs

Wireless Application Gateway IGW/936-L-VHP mit LTE-Router:
VHPready 4.0-konformes Gateway zur einfachen Anlageneinbindung per DSL oder Mobilfunk.

DIL/NetPC DNP/9265:
Gesockeltes Fernwirk-Modul zur VHPready-Unterstützung direkt aus der Anlagensteuerung, z. B. für Mikro-KWK-Anlagen.

Für Betreiber dezentraler Energieanlagen

VHP-Box:
Fertig montierte und konfigurierte Lösung zur sofortigen Anbindung dezentraler Energieanlagen wie Windkraft oder Photovoltaik.

Für Betreiber Virtueller Kraftwerke

Security-Server SSR/525-VHP:
VHPready 4.0-konformer OpenVPN-Server für den Betrieb innerhalb geschlossener Benutzergruppen.

Anlagenintegration mit VHPready Bild vergrößern

Abbildung 1: VHPready 4.0-konforme Lösungen für die standardisierte Anlagenintegration in ein Virtuelles Kraftwerk bzw. in das Smart Grid.

Was genau ist VHPready 4.0?

VHPready 4.0 (Virtual Heat and Power Ready) ist ein offener Industriestandard zur Steuerung dezentraler Stromerzeugungsanlagen, Verbrauchern und Energiespeichern über eine zentrale Leitstelle. VHPready 4.0 umfasst unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich Systemkonfiguration sowie notwendiger Steuerungs- und Messelemente.

Datenpunkte

Den funktionalen Kern von VHPready 4.0 bildet eine umfangreiche Datenpunktliste. Sie unterstützt die Integration unterschiedlicher Energieanlagen in Virtuelle Kraftwerke. Neben einem Anlagenpark mit einem Verbund verschiedener Energiesysteme ermöglicht diese Datenpunktliste die Einbindung von BHKWs, Windkraft- und Solaranlagen, Wärmepumpen, Batterien, Elektroheizungen, Kessel und Pufferspeicher. Darüber hinaus existieren Datenpunkte für Zähler und externe Meldekontakte.

Kommunikation

Die kommunikationstechnische Basis bildet das TCP/IP-basierte und signalorientierte Fernwirkprotokoll IEC 60870-5-104 oder ein ebenfalls TCP/IP-basierter, objektorientierter Ansatz gemäß IEC 61850-7-420. Die Sicherheit der Datenübertragung wird durch den Aufbau eines virtuellen privaten Netzwerks (VPN) auf Basis von OpenVPN mit SSL/TLS-Verbindungen gewährleistet.

Security

Das VPN muss innerhalb einer geschlossenen Benutzergruppe betrieben werden und darf nicht per Internet erreichbar sein. Das Kommunikations-Gateway einer Anlage muss in einem alarmgesicherten, verschlossenen Schaltschrank mit entsprechendem Zutrittskonzept betrieben werden. Die Anlagensteuerung sollte sich ebenfalls in diesem Schrank befinden. Wird dieser geöffnet, kann ein Alarm an die Leitstelle übermittelt werden.

Bei dem Kommunikations-Gateway muss es sich außerdem um ein patchfähiges System mit ausreichenden Ressourcen-Reserven handeln, um bspw. in Zukunft den Einsatz höherwertiger Verschlüsselungsverfahren zu ermöglichen oder neuere VHPready-Versionen einzuspielen.

Diese Security-Maßnahmen erlauben einem VHPready 4.0-konformen Virtuellen Kraftwerk Sekundärregelleistung (SRL) gemäß der Vorgaben der Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) zu liefern.

Wenn Sie mehr Informationen zu den technischen Details von VHPready 4.0 erfahren möchten, dann können Sie hier kostenlos unser VHPready 4.0 Info Package anforden!

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