In dieser Kategorie soll Fachwissen erweitert werden können. Dazu zählen Themen, wie z. B. neue Normen, neue Produkte auf dem Markt, usw.

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Cyber Security ist essenziell

Das Thema Cyber Security wird aufgrund der stetig wachsenden Vernetzung immer wichtiger. Speziell in den Bereichen Energie und SmartGrid. Aufgrund der Bedrohungslage ist dort eine wirksame Cyber Security essenziell.

Cybert Security ist essenziell

Cyber Security ist essenziell

Mögliche Risiken (Datendiebstahl & Datenmanipulation)

  • Hacking & Cracking
  • Lauschen
  • Datamining
  • Diebstahl von Passwörtern und weiteren Informationen
  • Nicht authorisierter Zugang (Intranet, Endgeräte, Server, …)
  • Veränderung von Daten & Datentelegrammen
  • Löschen von Daten
  • Änderung von Konfigurationen
  • usw.
Datenfluss im Kontext der 7 Netzebenen
Die sieben Netzebenen

Die sieben Netzebenen

  • Elektrische Verbundnetze müssen untereinander kommunizieren
  • Integration in das World Wide Web (www)
  • Integration von mehr Messstellen
  • Anwender auf Netzebene 7 (lokales Verteilnetz <1kV) werden zum (App)Spezialisten (z. B. SmartHome, Energiebeschaffung, …)
  • SmartGrid-Anwendungen werden populär und auch eingefordert
  • Planung mit Simulation und Trends werden für die Netze immer wichtiger
  • Dynamisches Lastmanagement (z. B. Redispatch, …)

Das Grundproblem der Cyber Security

Risiken Cyber Attacken

Risiken in der energetischen Infrastruktur bei Cyber Attacken

  • Individuelle Ansätze nehmen nur Teilaspekte der essenziellen Cyber Security auf
  • IT-Experten haben zumeist einen fachspezifischen Fokus und weniger auf den Gesamtkontext
  • Die ISO/IEC27001 zur Cyber Security bietet ein vollständiges, ganzheitliches Managementsystem und ist sehr komplex
  • Die IEC62443 zur Cyber Security ist prinzipiell nur für den Teilbereich der industriellen Automatisierung anwendbar
  • Es gibt noch keinen IT-Sicherheitsstandard nach IEC für Power Quality Instrumente als auch Power Monitoring Devices auf Geräteebene. Dieser wird aktuell in den Gremien der EC TC 85/WG 20 – Equipment for measuring and monitoring of steady state and dynamic quantities in Power Distribution Systems unter dem Projekttitel: “Cybersecurity aspects of devices used for power metering and monitoring, power quality monitoring, data collection and analysis” diskutiert.

Mögliche Lösungen

Cyber Security ist essenziell - und hier die Lösungen

Cyber Security ist essenziell und hier werden mögliche die Lösungen dargestellt

In diesem Beitrag sind Lösungsansätze auf der Ebene Messgeräte zu finden, die auch in Teilbereichen von Softwarelösungen zum Einsatz kommen. Daraus finden sich Ansätze aus der ISO/IEC27001 (Anhang A; Referenzmaßnahmenziele und -maßnahmen) wieder, wie. z. B.:

  • Zugriffskontrolle für Systeme und Anwendungen
  • Kryptographische Maßnahmen
  • Physische und umgebungsbezogene Sicherheit
  • Schutz vor Schadsoftware
  • Datensicherung
  • Protokollierung und Überwachung
Folgende Ansätze sollen auf der Ebene Messgeräte zu einer deutlichen Sicherheitserhöhung massgeblich beitragen:

Wie es konkret gelöst wird, erfahren Sie durch klicken.

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Infrastruktur aus der Manager-Perspektive

Sie möchten gerne die energetische Infrastruktur aus einer Manager-Perspektive einsehen? So wünschen Sie es sich eventuell als betriebswirtschaftliche oder auch als gesamtverantwortliche Führungsperson. Diese erlaubt es Ihnen nämlich, spezifisch individuelle Performance-Indikatoren einer Fabrik, einer einzelnen Anlage, eines Gesamtkomplexes, etc. zu überwachen. Nicht zuletzt auch, um womöglich mit anderen vergleichbaren Unternehmen oder Standorten einen Benchmark zu betreiben.

Das Areal View: Die interaktive & flächenhafte Darstellung aus der Manager-Perspektive

 

Interactive Areal View

Das Areal View der SmartCollect SC² bietet Ihnen eine interaktive Darstellung aus verschiedenen Perspektiven. Hierzu können Sie Fotos, Grafiken, Stockwerkszeichnungen, Renderings, Infografiken und vieles mehr als Hintgergrund definieren. Je nach Bedürfnis und verfügbarem Bugdet, können Sie die Ansichten sowohl in einem 2D-Format als auch in einem interaktiven 3D-Modell hinterlegen.

 

Grundriss Rechenzentrum

Beispielhafter Grundriss eines Rechenzentrums zur Visualisierung aus der Manager-Perspektive

 

Stockwerks-Grundriss

Beispielhafter Grundriss eines einzelnen Stockwerkes aus der Manager-Perspektive

Der Vorteil der Interaktivität

In der Gesamtschau des Areal View behalten Sie den Überblick aus der Vogel-Perspektive. Wollen Sie jedoch einzelne Objekte näher betrachten oder gar analysieren, klicken Sie den Bereich an und öffnen die Details. Dort gruppiert sich die komplette Messstelle in diversen Panels, so wie diese für Sie eingrichtet wurde. Sie können in einem Trendverlauf Echtzeitdaten betrachten. Zudem sind Sie in der Lage, historische Zeiträume zu definieren und die Messdaten zueinander in einen Kontext bringen. Dies ermöglicht Ihnen, sinnvolle und nutzenbringende Vergleiche und Analysen ausführen. Dabei unterstützen Sie synchronisierte Zoomfunktionen und diverse Auswahlmöglichkeiten von Einzeldaten. Dies ermöglicht es auf einfache Art und Weise auch hier den vollen Überblick zu behalten.

Full Dashboard

Dashboard einer Messstelle mit Trend- und Analysefunktionen

Und sind Sie im Verlauf der Anwendung nicht mehr zufrieden mit Ihrer individuellen Darstellung, dann passen Sie diese einfach Ihren neuen Gegebenheiten wieder an. Denn Flexibilität in der Visualisierung gehört für die SmartCollect SC² als ein einfach bedienbares HMI dazu. Und wollen Sie sich gemäss der ISO 50001 ausrichten, dann hilft Ihnen das Energy Monitoring System der SmartCollect SC² vorteilhaft weiter.

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Interaktives Einliniendiagramm

Zur Visualisierung von Infrastrukturen bietet sich unter anderem ein so genanntes “Interaktives Einliniendiagramm” (englisch “Single Line Diagramm” (kurz: SLD) hervorragend an. Dazu sind verschiedenste Optionen im interaktiven Einliniendiagramm der SmartCollect SC² empfehlenswert:

  • Übersicht der eigentlichen Infrastruktur

    “Ich möchte Transparenz meiner Anlage herstellen. Heute bin ich blind.” So wird häufig begründet, warum Unternehmen generell an einer Visualisierung interessiert sind. Die erste Herausforderung besteht dann meist darin, das System grundlegend darzustellen.

    Interaktives Einliniendiagramm

    Interaktives Einliniendiagramm mit zusätzlicher Anzeige von Leistungsdaten, Power Quality Events und Alarmen

  • Bezeichnung der einzelnen Systemkomponenten

    Über die Jahre werden Sie feststellen, dass sich die Infrastruktur verändert hat. Alte Geräte werden von Ihnen ersetzt, neue kommen hinzu, Bezeichnungen ändern sich, usw. Die gesamtheitliche Dokumentation jedoch hat sich nicht den Veränderungen angepasst. So können Sie im systemischen Einliniendiagramm der SmartCollect SC² die Dynamik des Systems abholen und immer aktualisiert darstellen. Schaltgeräte, Relais, Absicherungen, Messobjekte, Messstellen, Verbraucher, Einspeiser, usw. werden plötzlich sichtbar. Für Konzernobjekte auch gerne über die regionalen Grenzen hinaus.

  • Anzeige der relevanten Messwerte

    Messdaten

    Hier gilt zu beachten: “Weniger ist mehr“. Zeigen Sie nur die wesentliche Werte an, die für diese Sicht relevant sind (z. B. I, U, PF, P). Zu viele Werte beeinträchtigen die Übersicht und können vom Betrachter nicht aufgelöst werden. Zudem wird aufgrund der hohen Daten-Menge die Performance der Software beeinträchtigt. Und zum guten Schluss: Viel wird Ihnen wenig nützlich sein.

  • Interaktiver Aufruf einer Messstelle

    Zur tieferen Betrachtung oder gar Analyse von einzelnen Messstellen, können Sie durch klicken tiefer in die Messstelle einsehen. Dies entweder

    • auf einer Pop-Up Variante des Messgerätes,

      Pop-Up WebGui

      Pop-Up Integration eines Messgerätes

    • durch den Aufruf eines individuell definierten Dashbaords mit Trend- und Analysefunktion

      Full Dashboard

      Dashboard einer Messstelle mit Trend- und Analysefunktionen

    • oder sogar tief auf der Ebene Web-GUI.
      WebGUI-Integration

      Ebene WebGUI eines Messgeräts. Hierbei empfiehlt sich eine ausgeprägte Cyber Security, wie diese bei Camille Bauer Geräten verfügbar ist.

      Alles natürlich in Abhängigkeit der Funktionalität der Messgeräte.

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Energie Monitoring System der SmartCollect SC²

Das Energie Monitoring System der SmartCollect SC², kurz EMS genannt, ermöglicht Ihnen eine volle Transparenz der Energiedaten nach ISO50001. Für analytische Zwecke (z.B. Reduzierung des CO2-Ausstosses, Steigerung der Energieeffizienz sowie zur Bewertung von Einsparpotenzial als auch energetischen Audits) unterstützt Sie das EMS mit relevanten Panel-Ansichten innerhalb des EMS-Dashboards. Verschiedene manuelle oder automatische Berichtsfunktionen helfen Ihnen bei Ihrer individuellen Geschäftsanalytik.

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Dashboard SmartCollect SC²

Im SmartCollect SC²-Dashboard werden für Sie alle erforderlichen Information zuverlässig und strukturiert angezeigt. Dabei halten Sie alle kritischen Messwerte im Blick. Das Datendesign wird auf Ihre individuellen Bedürfnisse der Anwendung und des Anwenders zugeschnitten. Darüber hinaus werden die Messwerte vom System automatisch zu einander synchronisiert und können von Ihnen mittels einem raffiniertem Zoom zur Analyse heran gezogen werden.

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Single Node oder Distributed Installationen

Eine IT-Infrastruktur bildet mit seinen Hard- und Software-Netzwerkkomponenten ein komplexes und teilweise sehr kompliziertes System ab. Speziell, wenn man noch firmenübergreifend die energetische Infrastruktur abbilden und optimieren möchte.

SmartCollect®SC² kann mit ihrer webbasierten Architektur helfen, eine Menge Kopfschmerzen zu überwinden und trotzdem ein Höchstmaß an Sicherheit zu bieten. In diesem Blog finden Sie zwei wesentliche Arten der Installation. Zum Einen die so genannte “Single Node Installation” (Einzelknoten-Verbindung) und zum anderen die so genannte “Distributed Installation” (verteilte Verbindung).

SIngle Node Installation of SmartCollect SC2

Single Node Installation of SmartCollect SC²

 

Distributed Installation of SmartCollect SC²

Distributed Installation of SmartCollect SC²

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Faule Einspeiser

Seit einigen Jahren erkennt man immer wieder leistungselektronische Einspeiser, wie z.B. Photovoltaikwechselrichter, Windkraftanlagen und Batteriespeicher, die eine auffällige Ähnlichkeit der Strom- und Spannungskurvenform aufweisen.

Was bei rein ohmschen Verbrauchern erwünscht und vorteilhaft ist – nämlich der reine Bezug von Wirkleistung ohne Grundschwingungs- und Oberschwingungsblindleistung – wirkt sich bei Einspeisern elektrischer Energie unvorteilhaft auf die Netzrückwirkungen in allen Spannungsebenen aus. Denn im klassischen Sinne ist dort eher der Strom der angeschlossenen Verbraucher – und damit die ideale Sinuskurvenform der Spannung – der zentrale Regelparameter. Das gilt für große Synchrongeneratoren in den Kraftwerken genauso, wie für Generatoren in Netzersatzanlagen und die Leistungselektronik an der Sekundärseite von USV-Anlagen. Den ein Synchrongenerator – ja sogar ein Synchronmotor – wird auf Abweichungen der Spannung von der Sinusform mit entsprechend gegensätzlicher Stromeinspeisung reagieren. Aufgrund dieses Wirkprinzips stellen vereinfacht ausgedrückt die klassischen Kraftwerksgeneratoren immer die Blindleistung bei der Grundfrequenz und bei den Oberschwingungen bereit, die von den Lasten abgefordert werden. Dies zumindest im Rahmen der jeweiligen bauartbedingten Möglichkeiten.

Folgt nun aber ein moderner leistungselektronischer Einspeiser mit seiner Regelung des Stroms weitestgehend der Spannungskurvenform, optimiert er zwar den eigenen frequenzabhängigen Blindstrom, versagt aber im gleichen Moment dem Netz eben diese von den Verbrauchern benötigte Blindleistung. Somit wirkt er im schlimmsten Falle sogar als „Verstärker“ der im Netz vorherrschenden Netzrückwirkungen. Derartige Effekte statisch im Frequenzbereich und dynamisch im transienten Bereich werden immer häufiger.

Jetzt kann man zwar eben diese frequenzabhängige Blindleistung auch durch aktive, passive oder hybride Filteranlagen bereitstellen. Diese Möglichkeiten bestehen aber rein physikalisch bereits auch in den benannten Einspeiseanlagen. Vereinfacht ausgedrückt, fehlt hierfür lediglich der entsprechende Regelparameter in der Steuerung solcher Anlagen.

Hier ist ein Umdenken in der Zulassung und Normung gefordert. Es ist wenig hilfreich, wenn die einschlägigen Normen möglichst geringe Stromoberschwingungen von Einspeisern fordern. Hilfreicher wäre es, solche Anlagen zu fördern, die sich neben der Stützung der Spannung auch wirkungsvoll an der Erhaltung der Sinuskurvenform beteiligen. Ganz so, wie der gute alte Synchrongenerator im Kraftwerk.

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Rollenbasierte Zugriffskontrolle auf Basis Messinstrumente

Um Bedrohungen wie Datendiebstahl, Datenmanipulation als auch Fehlbedienung zu reduzieren, sind entsprechende Schutzmechanismen unabdingbar. Dazu zählen rollenbasierte Zugriffsrechte (RBAC), die einen ungewollten Zugriff auf Funktionen, Ansichten als auch Daten verhindern sollen.

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Datenexport

Messwert-Informationen können in den Camille Bauer Netzqualitätsmessgeräten mit Hilfe eines Daten-Exporters in Form von CSV- oder PQDIF-Dateien bereitgestellt werden. Diese Dateien können lokal im Gerät gespeichert und über das Web-Interface heruntergeladen werden oder periodisch oder ereignisgesteuert an einen SFTP-Server gesendet werden.

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