VHPready

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VHPready (Abkürzung für Virtual Heat and Power Ready) ist ein offener Industriestandard zur Steuerung von dezentralen Stromerzeugungsanlagen, Verbrauchern und Energiespeichern über eine zentrale Leitstelle. Die einheitliche Verwendung dieses Standards durch entsprechend zertifizierte Anlagen soll das Zusammenschalten zu „virtuellen Kraftwerken“ vereinfachen.

VHPready wurde ursprünglich von Vattenfall auf der Basis internationaler Kommunikationsnormen entwickelt und zunächst zur Vernetzung eigener Anlagen eingesetzt.[1] 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.[2][3]

Hintergrund[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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.[4] Ein Ansatz, sie in die Energieversorgung zu integrieren und Synergien zu nutzen, besteht in der Zusammenschaltung dieser dezentralen Anlagen zu virtuellen Kraftwerken. Diese können dabei helfen, den Verbrauch und die Erzeugung intelligent zu orchestrieren und in Einklang zu bringen, was zu einer besseren Integration von regenerativen Energien und dezentralen Anlagen, einer Verringerung der Höchstbelastung der Netze und zu Kostenvorteilen für die Marktbeteiligten führen soll. Ein intelligentes Stromnetz (siehe Smart Grid) spielt hierbei eine wesentliche Rolle.[5] Als Anreiz für die Bereitstellung dieser sogenannten Flexibilität können z.B. unterschiedliche Preismechanismen dienen, die zum Teil schon heute zum Einsatz kommen (siehe Regelleistung).

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

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der VHPready-Standard wurde im Jahr 2011 vom Energiekonzern Vattenfall ins Leben gerufen. Vattenfall veröffentlichte die Version 3.0 der VHPready-Spezifikation im Oktober 2012. Wegen des Interesses an der Spezifikation wurde entschieden, daraus einen allgemein eingesetzten, offenen Industriestandard zu entwickeln. Aus diesem Grund wurde im Jahr 2014 das wettbewerbsneutrale und branchenübergreifende Industrieforum in Form des VHPready e. V. gegründet, das die Weiterentwicklung des Standards und die Zertifizierung standardkonformer Anlagenkomponenten übernommen hat.[6] Vattenfall hat alle Arbeitsergebnisse und Rechte an das Industrieforum übertragen, in dem es als gleichberechtigtes Vereinsmitglied tätig ist.

Nachdem das von den Mitgliedern des Industrieforums erarbeitete White Paper der Spezifikation VHPready 4.0 im Februar 2015 erschienen ist, folgte die Veröffentlichung der Spezifikation am 8. September 2015. [7] Zudem besteht seit März 2015 die interne Servicegesellschaft VHPready Services GmbH, welche für die Umsetzung der Zertifizierung verantwortlich ist.

Anwendungsbereich und Zertifizierung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

VHPready umfasst unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich Systemkonfiguration sowie notwendiger Steuerungs- und Messelemente. Unterstützte Anlagentypen reichen von Stromerzeugungsanlagen bis hin zu Energiespeichern und Verbrauchern.[8]

Die Zertifizierung wird durch die VHPready Services GmbH und akkreditierte Prüfungslabore durchgeführt. Nach dem Eingang einer Antragstellung auf das VHPready Zertifikat werden Prüflabore damit beauftragt, die betreffenden Anlagen auf Grundlage der technischen Anforderungen zu testen. Der Prozess wird in zwei Stufen gegliedert: zunächst werden die Anlagen gegen Spezifikationen mittels Konformitätstests geprüft. Sie beginnen mit der statischen Überprüfung der vom Hersteller ausgewiesenen Eigenschaften. Darauf folgt die Überprüfung der dynamischen Eigenschaften, d.h. Tests unter kontrollierten Bedingungen. In der zweiten Stufe finden anschließend Ende-zu-Ende Tests anhand von Referenzsystemen statt. Nach einer erfolgreichen Prüfung und einer Abnahme des Prüfberichts durch die VHPready Services GmbH erhalten die Anlagen ein produktbezogenes VHPready-Zertifikat. Veränderte Produkte erfordern eine Rezertifizierung.

Technische Details[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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.

Die aktuelle Version der Spezifikation ist die VHPready 4.0. Den funktionalen Kern von VHPready 4.0 bildet eine umfangreiche Datenpunktliste. Sie unterstützt die Integration unterschiedlicher Energieanlagen in Virtuelle Kraftwerke. Genutzt wird dazu das Fernwirkprotokoll IEC 60870-5-104 oder eine Modellierung nach IEC 61850-7-420. Neben einem Anlagenpark mit einem Verbund verschiedener Energiesysteme ermöglicht diese Datenpunktliste die Einbindung von Blockheizkraftwerken (BHKWs), Windkraft- und Solaranlagen, Wärmepumpen, Batterien, Elektroheizungen, Kessel- und Pufferspeicher. Darüber hinaus existieren Datenpunkte für Zähler und externe Meldekontakte. [9] Die Sicherheit der Datenübertragung wird durch den Aufbau eines virtuellen privaten Netzwerks (VPN) auf Basis von OpenVPN mit SSL/TLS-Verbindungen (Secure Sockets Layer, Transport Layer Security) gewährleistet.[10]

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.

Mitglieder des VHPready e. V.[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Folgende Unternehmen sind Mitglieder des Industrieforums VHPready e. V. (Stand Januar 2016):[11]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Erstes BHKW mit VHP-Ready 3.0 in Betrieb. TGA Fachplaner, 2012, abgerufen am 6. Oktober 2014.
  2. Fraunhofer FOKUS und Vattenfall gründen Industrieforum VHP-Ready. VHPready e. V., 2013, abgerufen am 8. März 2016.
  3. Industrieforum VHPready auf der E-world gestartet. VHPready e. V., 12. Februar 2014, abgerufen am 8. März 2016.
  4. VDE Studie - Dezentrale Energieversorgung 2020. VDE, 2007, abgerufen am 27. September 2014.
  5. Smart Grids für die Stromversorgung der Zukunft. Agentur für Erneuerbare Energien, abgerufen am 27. September 2014.
  6. Fraunhofer FOKUS und Vattenfall gründen Industrieforum VHPready. Fraunhofer FOKUS, 30. Juli 2013, abgerufen am 27. September 2014.
  7. VHPready White Paper. VHPready e. V., abgerufen am 8. März 2016.
  8. VHPready Informationsflyer. VHPready e. V., abgerufen am 27. September 2014.
  9. Vattenfall: Industriestandard VHPready 4.0 ab sofort im Einsatz. VHPready e. V., abgerufen am 8. März 2016.
  10. Meilenstein für den Betrieb Virtueller Kraftwerke erreicht. VHPready e. V., abgerufen am 8. März 2016.
  11. VHPready - Mitglieder. VHPready e. V., abgerufen am 21. Januar 2016.