Kurzbeschreibung
Zur Integration erneuerbarer Energien in das bestehende Stromnetz stellen Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) eine Schlüsseltechnologie dar. Neben den aktuellen Anwendungen Metering und Billing werden zukünftig auch Stromnetz-Monitoring, -Regelung, und dezentrales Energiemanagement eine große Rolle spielen. Unter den neuen Voraussetzungen (große Anzahl neuer Knoten, heterogene Systemelemente in unterschiedlich kritischen Bereichen) müssen die auch bisher geltenden Ziele Verfügbarkeit, Sicherheit, Resilienz und Effizienz der Kommunikationssysteme weiterhin erreicht werden. Eine reine Skalierung der heute für den Verteilernetzbetrieb eingesetzten IKT mit Ergänzung durch ein State-of-the-Art Sicherheitskonzept reicht dazu nicht aus. Die noch vorwiegend manuellen Verfahren für Maßnahmen wie Störungsmanagement, Konfiguration neuer vernetzter Komponenten oder Test neuer IT-Komponenten erweisen sich hier als höchst ineffizient. Virtualisierungskonzepte aus dem IKT-Bereich, konkret Cloud- und Edge-Computing sowie dynamische virtuelle Local Area Networks oder Software-Defined Networking bieten potentielle Lösungen für praktische Kernfragen wie beispielsweise die Konfiguration neuer Protokoll-Stacks, Cross-Layer-Optimierungen zwischen Energie- und Kommunikationsnetzen, Integration von non-IP-Traffic, Legacy-Komponenten oder der zeitnahen Prüfung der Systemintegrität. Durch Virtualisierung liegen die Komponenten eines dezentrales Automationssystem scheinbar zentral beisammen und können an einer Stelle konfiguriert und betrieben werden. VirtueGrid untersucht, auf welche Weise und wie gut Virtualisierungstechnologien die wesentlichen zukünftigen Anwendungsfälle unterstützen können. Im Kontext von drei Forschungsfragen werden neue Lösungskonzepte entwickelt: 1. Mit welchem Ansatz lässt sich der Konfigurationsaufwand bei der zuverlässigen und sicheren Integration zusätzlicher intelligenter Stromnetzkomponenten sowie Patch-Management mithilfe von Virtualisierung (scheinbar zentraler Konfiguration) minimieren? 2. Auf welche Weise lässt sich bei freier Verschiebung von Prozessen dezentraler Regelungssysteme im IKT-Fehlerfall bis hin zum IKT-Ausfall die Systemzuverlässigkeit erhöhen bzw. kann Graceful degradation auf Anwendungsebene realisiert werden? 3. Wie unterstützt Software-Defined Networking als ein Ansatz zur Netzwerk-Virtualisierung die Situationserkennung im IKT-Netz, d.h. die proaktive Erkennung von Überlast, Fehlern und Angriffen und wie kann eine schnelle Wiederherstellung der Telekommunikations-Konnektivität im Fehler- und Angriffsfall erfolgen? Eine Evaluierung der entwickelten Konzepte findet dreistufig in Simulation, Labor und einer Feldumgebung im Bereich der Linz Strom, KELAG/KNG und IKB statt.