Begriff Infrastruktur-Informationssystem

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Begriff Infrastruktur-Informationssystem

Definition

Digi­ta­li­sie­rungs­in­fra­struk­tur des Ener­gie­sys­tems, das Akteu­ren gemein­sa­me, inter­ope­ra­ble Basis­diens­te und Infor­ma­tio­nen sowie gemein­sa­me Zugriffs­kom­po­nen­ten (Mess­sys­te­me: Sen­so­rik, Steu­er­sys­te­me: Akto­rik) auf die Ener­gie­in­fra­struk­tur als auch ein geschütz­tes Kom­mu­ni­ka­ti­ons­sys­tem bereit­stellt sowie dabei Auto­no­mie und Ver­bun­den­heit der Zel­len im intel­li­gen­ten Ener­gie­sys­tem und auch des­sen Sys­tem­schutz gewährleistet

Quel­le: Kieß­ling, A., & Arndt, S. (2020)

Eng­li­sches Glos­sar: infra­st­ruc­tu­re infor­ma­ti­on system

Abkür­zungIIS

Bemer­kung: kei­ne

Beziehungen

Weitere Erläuterungen zum Begriff Infrastruktur-Informationssystem

Einordnung des Infrastruktur-Informationssystems in das intelligente Energiesystem

Die Infor­ma­ti­ons­in­fra­struk­tur stellt Digi­ta­li­sie­rungs­mit­tel zur Nut­zung regio­na­ler, erneu­er­ba­rer Ener­gie, zur Stei­ge­rung der Ener­gie­ef­fi­zi­enz und für neue Mobi­li­täts­kon­zep­te sowie zur ver­netz­ten Betrach­tung die­ser The­men bereit.

Die Smart­ness eines Ener­gie­sys­tems (Smart Ener­gy Sys­tem) basiert auf der Ver­net­zung der Kom­po­nen­ten der Ener­gie­in­fra­struk­tur sowie der Bereit­stel­lung der Basis für auto­ma­ti­sier­te und wis­sens­ba­sier­te Inter­ak­tio­nen der genann­ten Komponenten.

Die Digi­ta­li­sie­rung der Ener­gie­in­fra­struk­tur kann dabei Mehr­wer­te durch

  • neue Kom­mu­nal­diens­te,
  • die Unter­stüt­zung urba­ner Pla­nung und Simu­la­ti­on sowie
  • Faci­li­ty-Manage­ment und Smart Home

schaf­fen.

 

Die genann­ten Leis­tun­gen benö­ti­gen gemein­sa­me Daten und Diens­te, die über Platt­for­men bereit­ge­stellt wer­den kön­nen. Eine siche­re, ver­trau­ens­wür­di­ge Kom­mu­ni­ka­ti­ons­in­fra­struk­tur, die sowohl im Ener­gie­sys­tem als auch im Mobi­li­täts­be­reich und ande­ren Lebens­be­rei­chen benö­tigt wird, kann Infor­ma­tio­nen zusam­men­füh­ren. Gleich­zei­tig gewähr­leis­tet sie auch Pri­vat­heit und Schutz von Orga­ni­sa­ti­ons­da­ten durch eine selbst­be­stimm­te Reich­wei­te der Daten­über­mitt­lung inner­halb der Zel­len (Gebäu­de, Stadt­quar­tier, Stadt, Regi­on) sowie über Zell­gren­zen hinweg.

Es gilt, Auto­no­mie, Pri­vat­heit sowie Ver­bun­den­heit und damit Regio­na­li­tät trotz glo­ba­ler Digi­ta­li­sie­rung zu vereinen.

 

Nach­fol­gen­de Glie­de­rung der Kom­po­nen­ten des intel­li­gen­ten Ener­gie­sys­tems kann somit ange­wen­det wer­den. In jeder Ener­gie­zel­le wie­der­holt sich die Struk­tur die­ser Kom­po­nen­ten, wobei durch Ver­bin­dung von Ener­gie­zel­len der Stu­fe n und Hin­zu­fü­gen einer neu­en Kom­po­nen­te (z.B. gemein­schaft­li­ches Manage­ment­sys­tem) eine neue ein­ge­bet­te­te Ener­gie­zel­le der Stu­fe n+1 entsteht.

Komponentenstack IIS

Abbil­dung: Begriffs­mo­dell zu Kom­po­nen­ten des intel­li­gen­ten Energiesystems

 

Die Infor­ma­ti­ons­in­fra­struk­tur (syn­onym zum Infra­struk­tur-Infor­ma­ti­ons­sys­tem (IIS)) setzt sich aus nach­fol­gen­den Kom­po­nen­ten zusammen:

Im Rah­men eines zel­lu­lar geglie­der­ten Ener­gie­or­ga­nis­mus bezeich­net der Bestand­teil Smart Grid die gemein­sa­men, ver­net­zen­den Kom­po­nen­ten zur Ver­bin­dung von ein­zel­nen Ener­gie­wand­ler-Kom­po­nen­ten als auch der Energiezellen.

 

Die Zugriffs­kom­po­nen­ten umfas­sen Kom­po­nen­ten zum mes­sen­den und steu­ern­den Zugriff auf Kom­po­nen­ten der Ener­gie­in­fra­struk­tur. Zu den Mess­ein­rich­tun­gen wer­den hier sowohl die moder­nen Mess­ein­rich­tun­gen zur Ver­brauchs­ab­rech­nung als Bestand­teil intel­li­gen­ter Mess­sys­te­me, inter­ne Mess­ein­rich­tun­gen in der Lie­gen­schaft (Sub­me­te­ring) als auch Mess­ein­rich­tun­gen im Ener­gie­netz und im Bereich der Netz­be­triebs­mit­tel gezählt. Der steu­ern­de Zugriff erfolgt über Steu­er­ein­rich­tun­gen, wobei Ener­gie­ma­nage­ment Gate­ways und Steu­er­bo­xen Bei­spie­le für digi­ta­le Steu­er­ein­rich­tun­gen in Lie­gen­schaf­ten sind.

 

Die Kom­mu­ni­ka­ti­ons­kom­po­nen­ten ver­net­zen die Ener­gie­in­fra­struk­tur zur Über­tra­gung von Infor­ma­tio­nen über Ener­gie­flüs­se und zum Sta­tus von Kom­po­nen­ten. Dazu gehö­ren Kom­mu­ni­ka­ti­ons­net­ze und Kom­mu­ni­ka­ti­ons­be­triebs­mit­tel.

Die Kom­mu­ni­ka­ti­ons­net­ze bestehen aus Kom­mu­ni­ka­ti­ons­ka­nä­len zur Über­tra­gung von Infor­ma­tio­nen sowie ver­schie­de­nen Kom­mu­ni­ka­ti­ons­kno­ten zur Len­kung und zur Über­set­zung von Infor­ma­ti­ons­flüs­sen (z.B. Modem, Rou­ter). Kom­mu­ni­ka­ti­ons­ka­nä­le kön­nen einer­seits durch Kabel (lei­tungs­ge­bun­de­ne Kom­mu­ni­ka­ti­on) und ande­rer­seits durch draht­lo­se Ver­bin­dun­gen (lei­tungs­lo­se Kom­mu­ni­ka­ti­on) gebil­det werden.

Für Kom­mu­ni­ka­ti­ons­be­triebs­mit­tel wer­den bei­spiel­haft das Netz­werk­ma­nage­ment zur Ein­hal­tung von Ser­vice-Levels bei der Kom­mu­ni­ka­ti­on als Grund­la­ge einer hohen Ver­sor­gungs­si­cher­heit, die PKI-Infra­struk­tur zur Siche­rung der Infor­ma­ti­ons­über­tra­gung und die Ver­wal­tung von Netz­werk­do­mä­nen für das zel­lu­la­re Ener­gie­sys­tem aufgeführt.

 

Für die Basis­kom­po­nen­ten (umschrie­ben auch durch Platt­for­men­kom­po­nen­ten, die Basis­diens­te und Basis­in­for­ma­tio­nen anbie­ten) wird eine Glie­de­rung in die nach­fol­gen­den vier Grup­pen vorgeschlagen:

 

Aus­tausch­kom­po­nen­ten ermög­li­chen die gemein­sa­me Samm­lung und Auf­be­rei­tung von Infor­ma­tio­nen, die für zusam­men­wir­ken­de Akteurs­grup­pen von Inter­es­se sind (z.B. Fle­xi­bi­li­täts-Katas­ter).

Abwick­lungs­kom­po­nen­ten kön­nen sich regel­mä­ßig zwi­schen unter­schied­li­chen Akteu­ren wie­der­ho­len­de Pro­zess­ab­läu­fe unter­stüt­zen. Dies betrifft zum Bei­spiel die Regis­try zur Bereit­stel­lung von Adres­sie­run­gen und Funk­ti­ons­lis­ten für Kom­po­nen­ten der Ener­gie­in­fra­struk­tur, die Gate­way-Admi­nis­tra­ti­on, das Regel-Manage­ment bei kon­kur­rie­ren­den Zugrif­fen auf Kom­po­nen­ten der Ener­gie­in­fra­struk­tur sowie die Abwick­lungs­dienst­leis­tung bei ver­trag­lich rele­van­ten, auto­ma­ti­siert abge­wi­ckel­ten Pro­zes­sen mit Intel­li­gen­ten Ver­trä­gen (z.B. auch bei Daten­spei­che­rung zu Trans­ak­tio­nen in einer Blockchain).

Daten­kom­po­nen­ten stel­len von ver­schie­de­nen Akteu­ren beim Betrieb von Ener­gie­sys­te­men gemein­sam benö­tig­te Daten (z.B. Bilan­zen, Pro­gno­sen, Mess­da­ten, Geo­da­ten) bereit. Daten sind dabei nicht zwin­gend in der Infra­struk­tur zu spei­chern. Sie wer­den je nach Bedarf in geschütz­ter Wei­se emp­fan­gen und wei­ter­ver­teilt, kön­nen jedoch bei ent­spre­chen­der Ver­ein­ba­rung auch ver­ar­bei­tet und gespei­chert wer­den. Daten wer­den als Infor­ma­tio­nen defi­niert, die in einer zur auto­ma­ti­schen Ver­ar­bei­tung geeig­ne­ten Wei­se dar­ge­stellt werden.

Inter­ope­ra­bi­li­täts­kom­po­nen­ten bil­den die Grund­la­ge zur Nut­zung gemein­sa­mer Daten­mo­del­le und Kom­mu­ni­ka­ti­ons­pro­fi­le. Dies ermög­licht Inter­ope­ra­bi­li­tät beim Ein­satz von Steu­er- und Mess­ein­rich­tun­gen sowie Ener­gie­wand­lern unter­schied­li­cher Her­stel­ler. Kom­mu­ni­ka­ti­ons­pro­fi­le umfas­sen eine Men­ge von Kom­mu­ni­ka­ti­ons­pro­to­kol­len für bestimm­te Anwen­dungs­fäl­le unter Nut­zung ein­ein­deu­tig defi­nier­ter, pro­fi­lier­ter Teil­men­gen von Daten­mo­del­len, um die auto­ma­ti­sier­te Abwick­lung von Pro­zes­sen zu gewährleisten.

Zur Orga­ni­sa­ti­on der Infor­ma­ti­ons­über­tra­gung auf Basis gemein­sa­mer Spra­chen gehö­ren ver­ein­bar­te Pro­to­kol­le (z.B. Kommunikations‑, Berech­ti­gungs- und Verschlüsselungsprotokolle).

 

Verweise

[Kieß­ling, A., & Arndt, S. (2020)] SIN­TEG-Pro­jekt C/sells / DKE/DIN GAK 111.0.5. Draft zu Public avail­ab­le spe­ci­fi­ca­ti­on (PAS) Ter­mi­no­lo­gie „Zel­lu­lä­res, intel­li­gen­tes Ener­gie­sys­tem. Frank­furt, April 2020

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Über Andreas Kießling 88 Artikel
Andreas Kießling hat in Dresden Physik studiert und lebt im Raum Heidelberg. Er beteiligt sich als Freiberufler und Autor an der Gestaltung nachhaltiger Lebensräume und zugehöriger Energiekreisläufe. Dies betrifft Themen zu erneuerbaren und dezentral organisierten Energien. Veröffentlichungen als auch die Aktivitäten zur Beratung, zum Projektmanagement und zur Lehre dienen der Gestaltung von Energietechnologie, Energiepolitik und Energieökonomie mit regionalen und lokalen Chancen der Raumentwicklung in einer globalisierten Welt.

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