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Mit der Smart-Grid-Kommunikation Schritt halten

23. März 2022 13:01:26 MEZ

smart grid communcations
Die Kommunikation ist eine Kernkomponente jeder Smart-Grid- oder AMI-Implementierung. Je nach Anwendung, geografischer Lage in ländlichem oder urbanem Gebiet und vorhandener Infrastruktur kann sich ein Netzbetreiber für PLC-, Mesh- oder Mobilfunkkommunikation entscheiden. Wie können EVU die immer aktiveren Verbraucher und Prosumer, E-Mobilität, erneuerbarer Energien usw. gleichermassen adressieren, ohne Beeinträchtigungen ihrer AMI in Kauf zu nehmen?

Die Technologie schreitet voran


Bei den ersten AMI-Installationen in Europa war für den Anschluss von Zählern Power-Line Communication (PLC) die Technologie der Wahl. Pionierprojekte in Italien (Telegestore), Frankreich (Linky), Spanien und Schweden setzten PLC als führende Kommunikationstechnologie in ihren Nachbarschaftsnetzwerken (NAN) ein. In Europa war der Hauptgrund dafür die Kosteneffizienz: Die Unternehmen konnten für die Datenübertragung in einer Topologie mit einer hohen Dichte von Zählern pro MS/NS-Umspannwerk das vorhandene Stromnetz nutzen.

RF Mesh fand nie die Verbreitung von PLC, wird aber als alternative Netztopologie eingesetzt, wenn weniger Zähler pro Umspannwerk eingebunden werden oder die Infrastruktur PLC nicht zulässt. Mesh-Topologien sind aufgrund der Ad-hoc-HF-Vernetzung unabhängiger von der Netztopologie. Darüber hinaus gewährleisten die Hopping-Fähigkeiten eine Verbindung auch bei schwankenden Übertragungsbedingungen, ohne dass eine Sichtverbindung zwischen den Knotenpunkten erforderlich ist.

Bei der ersten Welle der AMI-Einführung war Mobilfunk für Nachbarschaftsnetzwerke (NAN) im Vergleich zu PLC oder RF Mesh noch nicht wettbewerbsfähig. Er war in der Regel für gewerbliche und industrielle Zähler und als Backhaul-Kommunikation für die PLC-Datenkonzentratoren reserviert. Mit den neuen IoT-Mobilfunktechnologien, wie LTE CAT M1 und NB-IoT, wurden jedoch die grössten Nachteile des Mobilfunks überwunden. Dank einer verbesserten Innenraumabdeckung, der Unterstützung von Massenverbindungen in dichten Gebieten, dem geringeren Stromverbrauch und den jetzt mit PLC und RF-Mesh vergleichbaren Gesamtbetriebskosten, ist Mobilfunk zur Standard-Option für die Konnektivität bei grossen Rollouts geworden.

Vorteile des Mobilfunks


Mobilfunk kann heutzutage sehr kostengünstig sein. Er ermöglicht die Nutzung der öffentlichen Infrastruktur von Telekommunikationsanbietern, anstatt CAPEX für ein privates Kommunikationsnetz mit Gateways und Routern und OPEX für die Installation und Konfiguration dieser Geräte an Masten und Umspannwerken aufzuwenden. Darüber hinaus senkt eine Punkt-zu-Punkt-Topologie (P2P) auch die laufenden Betriebskosten, da weniger Geräte konfiguriert und überwacht werden müssen.

Abgesehen von den CAPEX- und OPEX-Aspekten sind auch die Implementierung und Wartung von Smart-Grid-Netzen auf der Basis von Mobilfunk einfacher. Eine detaillierte Netzplanung oder Konfigurations- bzw. Clean-up-Aktivitäten sind nicht erforderlich. Bei der Wartung ermöglicht die durch P2P gegebene Flexibilität das Entfernen und Ersetzen von Geräten, ohne dass die Routing-Tabellen des RF-Mesh- und PLC-Netzwerks gestört werden – in Mesh-Netzwerken müssen sie neu konfiguriert werden.

Früher reichte es, die Daten für die monatliche Abrechnung einmal am Tag auszulesen. Heute ist das Netz aber viel dynamischer, und die Erwartungen der Verbraucher und Netzbetreiber an Echtzeitinformationen über Verbrauch, Stromqualität, Lastprofile und mehr sind gestiegen. Mobilfunkt bietet einen skalierbaren, robusten und kostengünstigen Ansatz für die Auslesung und Nutzung der riesigen Datenmengen, die in den IoT-Applikationen moderner Wohn- und Industrieumgebungen benötigt werden.

Erfolgreiche Umstellung


Je nach regionalen Gegebenheiten, Vorschriften und Kundenerwartungen können Sie eine oder mehrere der beschriebenen Topologien verwenden. Die Umstellung kann Flexibilität und neue Möglichkeiten bringen, anspruchsvolle Kunden in einem Netz mit zunehmender Dynamik zufriedenzustellen. Dies erfordert jedoch einiges an Planung, da Smart-Meter-Projekte Auswirkungen auf den gesamten Versorgungsbetrieb haben – von der Abrechnung bis zum Kundendienst und vom IT-Betrieb bis zum Netzmanagement.

Vores Elnet in Dänemark hat im Jahr 2021 den Übergang zum Mobilfunk vollzogen. Auf der Suche nach einem skalierbaren, flexiblen und IoT-fähigen AMI für ihre 200.000 Kunden führten sie in mehreren Wellen den Landis+Gyr E360 Haushaltszähler ein, ohne die Kontinuität der Dienste für die Endkunden zu unterbrechen. Die von Landis+Gyr angebotenen internationalen SIM- und Konnektivitätsdienste ermöglichen eine einwandfreie Datenübertragung und eine breite Abdeckung, ohne dass ein zusätzlicher Anbieter für die Telekommunikation erforderlich war. Dadurch konnte Vores Elnet die Konnektivität und die Betriebszeit für 99,99 % seiner Zähler selbst in entlegenen Gebieten verbessern.

Laden Sie die Case Study herunter und erfahren Sie, wie Vores Elnet in Dänemark von PLC auf Cellular P2P umgestiegen ist, ohne den bestehenden Netzbetrieb und die Customer Experience zu beeinträchtigen.

Zur Case Study

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