Im Projekt Quartierstrom, das vom Bundesamt für Energie als Leuchtturmprojekt gefördert wurde, haben Partner aus Forschung und Industrie einen blockchainbasierten Strommarkt entwickelt und in Walenstadt implementiert. Der einjährige Feldversuch ist im Januar 2020 erfolgreich abgeschlossen worden.

Der Schlussbericht des Projektes wurde nun vom BfE veröffentlicht.

SCS hat sich im Rahmen dieses Projektes in drei Kernthemen engagiert:

Datenschutz

Im Quartierstrom-Projekt wird der Stromverbrauch jedes einzelnen Haushalts im Viertelstundentakt erhoben. So kann das System den aktuell verbrauchten Strom via Blockchain auf dem dezentralen Markt einkaufen.

Die Werte zum Stromverbrauch sind aber schützenswerte Personendaten. Solch ein Lastgang lässt gewisse Rückschlüsse auf einen Haushalt und dessen Bewohner zu. Eine Ferienabwesenheit, der Tagesrhythmus und auch Gewohnheiten sind leicht zu erkennen: Wie oft kochen Sie? Benutzen Sie heute nur die Mikrowelle? Wie lange schlafen Sie? Wenn in der Garage ein Elektromobil steht, verrät der Lastgang nicht nur, wann jemand nach Hause kommt, sondern auch wie weit die Person an diesem Tag etwa gefahren ist.

In der herkömmlichen Stromversorgung kann der Elektrizitätsversorger diese Daten einsehen. Anders in der Blockchain. Denn ein Grundpfeiler dieser Technologie ist, dass alle Transaktionen von allen Teilnehmern validiert werden können. Die Teilnehmenden erscheinen zwar nicht mit Namen und Adresse auf der Blockchain, sondern mit einer Nummer. Dieser sogenannte «Public Key» kann nur indirekt mit dem tatsächlichen Verbraucher in Verbindung gesetzt werden, bietet aber nur einen geringen Schutz.

SCS hat Konzepte erarbeitet und ein Paper publiziert, wie diese privaten Daten mit modernsten kryptografischen Methoden geschützt werden können. Diese erlauben es, dass die Verbrauchswerte und Gebote zwar transparent sind, die Identität und das Verhaltensprofil der Bietenden aber verdeckt bleiben.

Ausserhalb von Quartierstrom hat SCS an diesem Thema weitergearbeitet: Siehe Ein TEE für Polkadot und SCS gewinnt Auszeichnung der Energy Web Foundation Innovation Challenge

Dynamischer, Spannungsabhängiger Netztarif

Speisen mehrere Solarstromanlagen gleichzeitig Strom ins Netz, können im Verteilnetz unerwünschte Lastspitzen entstehen. Findet zudem ein P2P Handel mit Energie ohne Berücksichtigung des Netzzustandes statt, kann dies die Netzstabilität zusätzlich gefährden. Um die intelligente Einbindung von Regelkapazitäten sowie Stromspeicher attraktiver zu machen, hat Supercomputing Systems eine Lösung entwickelt, mit der die Netzentgelte dynamisch gestaltet werden könnten. SCS hat diese Lösung mit einem Paper an der CIRED 2019 vorgestellt.

Liegt die Spannung über dem definierten Band, ist ein lokales Überangebot an Energie vorhanden und das Netzentgelt könnte kurzzeitig stark gesenkt werden, um die Einspeisung in Batterien und die Zuschaltung von flexiblen Lasten attraktiver zu machen. Liegt die Spannung unter dem Soll-Band würde die Netznutzungsgebühr steigen. Um das Solidaritätsprinzip aufrechtzuerhalten, gelten an jedem Messpunkt nur immer für 5% des Tages erhöhte und während 5% des Tages tiefere Gebühren. So werden alle gleich behandelt und trotzdem wird netzdienliches Verhalten so gut belohnt, dass sich Investitionen in die Flexibilisierung rechnen.

Evaluation von Blockchain Plattformen

In einem jungen Bereich wie der Blockchain Technologie überschlagen sich die Ereignisse und es ist anspruchsvoll, den Überblick über die besten Konzepte und die einsatztauglichsten Implementationen zu behalten. SCS hat die wichtigsten Plattformen, welche ohne energiehungriges Mining auskommen, bezüglich ihres Reifegrades evaluiert. Untersucht wurden neben der für dieses Projekt gewählten Tendermint Technologie die Plattformen Ethereum PoA, Corda, Hyperledger, Cardano, EOS, IOTA, Nano, Energy Web. Resultate können dem Schlussbericht entnommen werden. Für aktuelle Informationen wenden Sie sich an uns!

Haben Sie Fragen, Anregungen, Ideen oder Projekte, die Sie gerne besprechen möchten? Dann nehmen Sie jetzt Kontakt mit uns auf!

    Kontaktieren Sie Alain Brenzikofer

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    In naher Zukunft wird KI zu unserem Alltag gehören. So werden selbstoptimierende Maschinen, Spracherkennung sowie diagnostizierende Medizingeräte uns täglich unterstützen. Die zugrunde liegenden Algorithmen sind extrem leistungsfähig aber auch leistungshungrig. Was steckt wirklich hinter der KI? Wie kann diese «at the edge», also eingebettet im Endgerät laufen, ohne Daten in der Cloud zu rechnen? In diesem Talk erklären David Gschwend und Florentin Marty, wie Ingenieure von SCS für Ihre Kunden erfolgreich KI in eingebettete Systeme packen.

    Dieser Vortrag wurde am 9. Juni 2020 im Rahmen der Embedded Computing Conference 2020 mit dem „Audience Choice Award“ ausgezeichnet.

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      Kontaktieren Sie David Gschwend

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      Das gezogene Diagnosefahrzeug (kurz gDFZ) der SBB ist seit 2018 regelmässig auf den Schweizer Schienen im Einsatz. Mit der Entwicklung des Zentralen Systems war SCS massgebend an der Entwicklung dieses neuen Diagnosefahrzeuges beteiligt. Das Zentrale System ist verantwortlich für die einheitliche Erfassung aller Messdaten und Speichern dieser Daten in einem offenen, standardisierten Format. Weiter stellt das Zentrale System einen Viewer zur Verfügung um die Messdaten direkt (live) auf dem Fahrzeug sowie nachgelagert im Büro anzuzeigen. Angeliefert werden die Messdaten von Mess- und Inspektionssystemen von unterschiedlichen Instrumenten-Lieferanten.

      SCS war zuständig für die Entwicklung der spezifischen zentralen Software-Komponenten welche die hohen Anforderungen der SBB erfüllen kann. Zum Lieferumfang gehörten auch Server- und Netzwerkkomponenten sowie die Arbeitsplätze für die Messingenieure. Die Soft- und Hardware wurde von SCS zusammen mit den Messsystem-Lieferanten auf dem gDFZ integriert und in Betrieb genommen.

      Die SBB überwacht mit dem gDFZ permanent den Zustand ihrer Infrastruktur. Wir sind stolz mit dem Zentralen System, einem Rechenzentrum auf Schienen, einen wertvollen Beitrag dazu geleistet zu haben.

       

      Wie wichtig diese Überwachung ist, speziell bei den aktuell sehr hohen Temperaturen, zeigt auch ein aktueller Beitrag aus dem Westschweizer Fernsehen (RTS).

      Das gDFZ und die Viewer-Software von SCS sind im Beitrag im Bereich 15-45s zu sehen.

      Diese Woche durften wir erfolgreich den ersten Tech-Event dieses Jahres durchführen. Joel Casutt, Florentin Marty und Patrick Wernli führten unsere rund 200 Gäste in die Vision des gezogenen Diagnosefahrzeug ein, wie das Zentrale System funktioniert, Daten sammelt, verarbeitet, aufbereitet und visualisiert, wie auch welche Sensoren verwendet werden und welche ersten Erkenntnisse bereits aus den Daten gezogen werden konnten.

      Die SCS ist Entwicklungspartner beim Quartierstrom Projekt in Walenstadt. Dort geht gerade der erste dezentrale P2P Energiemarkt der Schweiz in Betrieb. Im asut Bulletin 5/18 ist unser Artikel erschienen mit Fokus Datenschutz auf der Blockchain.

      SCS unterstützt im Quartierstrom Konsortium die Entwicklung der dezentralen Blockchain Lösung, dem „Blockchain-Enabled-Smart-Meter“, beim Implementieren eines dynamischen Netztarifs und beim Gewährleisten des Datenschutzes. All dies sind Kernthemen des Departements für Decentralized Systems.

       

      Am ersten Tech-Event dieses Jahres hat Dr. Uwe Franke von Daimler zusammen mit Felix Eberli in das Potential von Deep Learning für autonomes Fahren eingeführt. Daimler zeigte dabei in beeindruckender Weise die Entwicklung und technische Machbarkeit, getrieben durch Convolutional Neural Networks und mehr Rechenleistung der erhältlichen Halbleiterbausteine. Gerade in Nacht- und verspiegelten Situationen sind solche Netzwerke bereits heute dem Menschen überlegen und bilden künftig die Grundlage für die Umsetzung von autonomem Fahren.

      In industriellen Anwendungen haben Vertraulichkeits- und Datenschutzaspekte einen zunehmenden Stellenwert. Der Nachweis der Herkunft, des Aufnahme- oder Produktionszeitpunkts oder eine vertrauenswürdige Rückverfolgbarkeit von Objekten und Daten werden immer wichtiger.

      Der Nachweis, dass gewisse Daten vor einem bestimmten Zeitpunkt bereits existiert hat (z.B. bei Patentansprüchen) war bis anhin ein bekannter Anwendungsfall für Blockchain-Technologie. SCS hat dieses Konzept erweitert und eine Infrastruktur aufgebaut, welche zusätzlich auch die NICHT-Existenz von Daten vor einem bestimmten Zeitpunkt erlaubt, wodurch nun z.B. Sensordaten auf vertrauenswürdige Weise einem bestimmten Aufnahme-Zeitfenster zugewiesen werden können. Dieses Konzept findet im Bereich der Überwachung, im internationalen Handel oder auch im staatsnahen Bereich interessante Anwendungen.

      Lesen Sie dazu auch unser Whitepaper:

      trusted-sensor-whitepaper

       

      Nach einem sehr erfolgreichen Forschungs- und Demonstrationsprojekt wird die GridBox Technologie im Rahmen eines Projekt-Spinoffs kommerzialisiert. Die smart grid solutions AG (Webseite) mit Martin von Euw als Geschäftsführer wird die Technologie zur Marktreife bringen. Supercomputing Systems AG ist Technologiepartner der neuen Firma.

      Lesen Sie dazu die Pressemitteilung:

      Zürich, 27. September 2016

      Gründung der smart grid solutions AG:
      SpinOff des grössten Smart Grid Demonstrationsprojekts der Schweiz

      Die Projektpartner von GridBox, dem grössten Smart Grid Demonstrationsprojekt der
      Schweiz, haben die smart grid solutions AG gegründet. Ziel des Unternehmens ist es die
      innovative Netzmanagementlösung zu industrialisieren und weiterzuentwickeln. Mit der
      neuen Plattform smartbox wird die zukunftsweisende GridBox Technologie und die
      gesammelten Erkenntnisse aus dem erfolgreichen einjährigen Testbetrieb in einer Lösung
      vereint.

      Damit stellt die smart grid solutions AG den Verteilnetzbetreibern eine intelligente und skalierbare
      Lösung zur Verfügung, welche sowohl heutige als auch zukünftige Herausforderungen meistert.
      Anton Gunzinger, Unternehmer und VR der smart grid solutions AG, erläutert den Nutzen eines
      Echtzeit Managementsystems folgendermassen: „Mit der Zunahme von dezentralen Erzeugern,
      Batteriespeicherlösungen und E-Mobilität kommen neue Herausforderungen auf die Netzbetreiber
      zu oder sind bereits Realität. Die smartbox hilft diese Aufgaben zu meistern und dient hierbei nicht
      nur einem einzelnen Ziel, sondern unterstützt als Plattform eine ganze Reihe von Aufgaben,
      Dienstleitungen und Business-Modelle der Netzbetreiber.“

      Die smartbox Technologie ist die umfassende Plattform für das moderne Verteilnetz-Management.
      Als koordinierte und verteilte Lösung gewährleistet sie den sicheren und gleichzeitig
      wirtschaftlichen Netzbetrieb. Dabei deckt die smartbox eine Vielzahl von Bedürfnissen ab.
      Anwendungen wie Fehlererkennung und -lokalisierung, erweitertes Netzmonitoring, Unterstützung
      des Asset Management, Prosumer-Applikationen sowie Marktfunktionen mit Echtzeit-
      Charakteristik werden in ein und derselben Plattform vereint.

      Mit diesem generischen Ansatz stellt die smart grid solutions AG eine flexible und skalierbare
      Mess-, Kommunikations- und
Regelplattform zur Verfügung, welche eine schnelle Umsetzung
      neuer Business-Modelle ermöglicht und somit bereits heute Antwort auf die zukünftigen
      Herausforderungen gibt.
      Für weitere Informationen:
      Martin von Euw
      Geschäftsführer smart grid solutions AG
      Phone +41 43 543 64 32
      Mobil +41 79 230 88 58
      martin.voneuw@smartgridsolutions.ch

      Pressemitteilung (PDF) vom 27.9.2016

      In Zusammenarbeit mit den Partnern BKW, ewz und BEAG entwickelt SCS AG die Smart Grid Plattform GridBox, welche die elektrischen Verteilnetze für die Zukunft fit machen wird:

      Die elektrische Energieversorgung ist in einem starken Wandel begriffen. Einerseits gibt es Bestrebungen, die bisher auf zentralen grossen Kraftwerken basierende Energieversorgung zu dezentralisieren, wobei viele kleine Erzeuger wie Photovoltaikanlagen, Kleinwasserkraft, Windkraftwerke und Wärmekraftkopplungsanlagen eingebunden werden. Andererseits sind die regulatorischen Anforderungen im Wandel und für die Energiemärkte werden neue Spielregeln definiert. Diese Veränderungen haben einen Einfluss auf die elektrischen Netze, welche künftig dynamischer, kostengünstiger und intelligenter werden müssen.

      Die GridBox Plattform ist ein generischer Ansatz für ein intelligentes Stromnetz: Verteilte Mess- und Steuergeräte (Phasor Measurement Units) erfassen im Sekundentakt hochpräzise den Netzzustand und kommunizieren diesen an einen regionalen GridBox Master. Auf dem Master werden Algorithmen gerechnet, welche geeignete automatisierte Eingriffe in den Netzbetrieb erlauben. Es werden PV-Anlagen, Batterien, elektrische Boiler, Elektromobil-Ladestationen und weitere Akteure im Netz intelligent und in Echtzeit gesteuert.

      Die GridBox Plattform bietet zudem Funktionalitäten wie Netzmonitoring, Power Quality Bestimmung, virtuelle Kraftwerke, Unterstützung bei der Netzauslegung, Koordination von PV und Batterie in den Haushalten, bis hin zu Smart Markets mit Echtzeit-Preisinformationen. Als generische Smart Grid Plattform werden somit Funktionalitäten und Business Cases zur reinen Software-Angelegenheit (Apps).

      Gesamt_faded

      Das Projekt umfasst zwei Testregionen: Im Kiental im Berner Oberland wird ein ländliches N7/N5 Netz ausgerüstet, in der Stadt Zürich ein typisch urbanes Quartier. Insgesamt werden 150 Geräte installiert und hochaufgelöste Messdaten über ein volles Jahr hinweg aufgezeichnet. Die Demonstrationen der Funktionalitäten erfolgen im Alltagsbetrieb.

      Das System wird live visualisiert, die Zustände aller Elemente sowie die Arbeit des State Estimators sowie des Optimierers können in Echzeit verfolgt werden:

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      Das Projekt wird vom Bundesamt für Energie mitunterstützt und läuft bis Mitte 2016.

      Aktuelle Präsentation zum Projekt GridBox: PDF

      Zusammenfassendes Paper: GridBox Pilot Project (CSRD March 2017)

      Zuständige Ansprechperson: Stephan Moser