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Begriff Infrastruktur-Informationssystem

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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