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SEnCom

Stromnetze mit Informations- und Kommunikationstechnik

Projektstatus
Begonnen
Das Projekt SEnCom geht der Frage nach, wie sich Informations- und Kommunikationstechnologien in Stromnetze integrieren lassen.
Grafik: SEnCom

Das Projekt „Systemsicherheit von Energieversorgungsnetzen bei Einbindung von Informations- und Kommunikationstechnologien“, kurz SEnCom, soll sicherheits- und zuverlässigkeitsrelevante Herausforderungen bei der Integration einer Kommunikationsinfrastruktur in den Verteilungsnetzen aufdecken. Dabei gilt es, sowohl die Möglichkeit von externen Eingriffen in die Informations- und Kommunikationssysteme (IKT) als auch deren Auswirkungen auf den Netzbetrieb zu analysieren. Die Forscher betrachten vor allem die Beeinflussbarkeit der Versorgungszuverlässigkeit und Systemstabilität von Verteilungsnetzen sowie systemrelevante Rückwirkungen auf das Verbundnetz durch „Angriffe“ auf die IKT Systeme.

Die steigende Integration von dezentralen Energieerzeugern und Lasten, insbesondere in der Verteilungsnetzebene, stellt den Netzbetrieb und die Netzplanung vor neue Herausforderungen. Neben den klassischen Netzausbaumaßnahmen sind eine Vielzahl von intelligenten Betriebsführungsstrategien Gegenstand der Forschung und Entwicklung. In Abhängigkeit des Betriebsführungskonzepts ist zukünftig die Vernetzung und Kommunikation einer Vielzahl energietechnischer Komponenten aus den Bereichen der Zustandserfassung und Regelung erforderlich. Um einen sicheren und zuverlässigen Netzbetrieb gewährleisten zu können, ist es zwingend notwendig, dass teils neuartige Kommunikationsschnittstellen und -strukturen keinen externen Eingriff in den Netzbetrieb ermöglichen. Die Herausforderungen hinsichtlich der Sicherheit der zentral gesteuerten Stromnetze resultieren dabei insbesondere aus einer steigenden Zahl dezentraler Endpunkte, welche oft physikalisch schlecht gesicherte Bereiche darstellen.

Beispielhafte Darstellung der Integration von IKT in dezentrale Stromnetze.
Grafik: SEnCom

Wenngleich Netzbetreiber nach dem Energiewirtschaftsgesetz sowie der bevorstehenden Veröffentlichung des Sicherheitskatalogs der Bundesnetzagentur zu Maßnahmen für eine sichere IKT Infrastruktur verpflichtet werden, sind die potentiellen Angriffsszenarien sowie die Risiken hinsichtlich der Versorgungssicherheit noch weitestgehend unbekannt. Zur Beantwortung dieser Fragestellungen haben sich die Verbundpartner des Projekts SEnCom die folgenden sechs Arbeitsziele gesetzt:

  1. Erarbeitung von Szenarien für zukünftige Verteilungsnetzstrukturen unter weiterer Integration dezentraler Energieversorger und der damit einhergehenden Durchdringung von „intelligenten“ Komponenten mit kommunikationstechnischer Einbindung in die Netzleitsysteme.

  2. Ableitung von zukünftigen Bedrohungsszenarien für Angriffe auf die Energieversorgung in Folge der zunehmenden kombinierten Energie- und IKT-Infrastruktur mit Fokussierung auf Auswirkungen auf die Versorgungssicherheit.

  3. Ermittlung der Auswirkungen von Hackerangriffen auf die Versorgungssicherheit in der zukünftigen Energieversorgung sowie Bewertung der Auswirkungen beziehungsweise Einflussnahmen in Verteilnetzen auf überlagerte Netzebenen mit großflächigen Auswirkungen.

  4. Bewertung der Sicherheit gegen Angriffe auf verschiedene IKT Strukturen (experimentell und konzeptionell) und Ableitung von Maßnahmen zur Erhöhung der Versorgungssicherheit auf Basis des damit verbundenen Risikos der entsprechenden Schnittstellen im Netz.

  5. Bewertung der Potentiale der powerline-basierten Datenübertragung als sicheren und – aufgrund Nutzung der eigenen Infrastruktur – kostengünstigen Kommunikationsweg für den Netzbetreiber.

  6. Sensibilisierung der Branche für die Gefahren mit Hilfe eines Demonstrationsnetzes und Erarbeitung von technisch und wirtschaftlich sinnvollen Handlungsempfehlungen für die Etablierung von IT Sicherheit in zukünftigen Stromnetzen.

Demonstrator soll Netzzustände abbilden

Ein wesentlicher Bestandteil des Projektes besteht darin, die Möglichkeiten und Auswirkungen verschiedener Angriffsszenarien mittels eines Demonstrators zu ermitteln und abzubilden. Dazu wird ein am Institut für Hochspannungstechnik der RWTH Aachen vorhandenes Verteilungsnetzlabor um Netzleittechnik und Kommunikationsinfrastruktur, gemeinsam mit der Unterstützung der Partner P3 Communications, P3 Energy, Devolo, HS-Bremen, HS-RheinMain und PSI, erweitert. Auf dieser Grundlage können die Entwickler praktische Penetrationstests durchführen. Zur Beurteilung der Relevanz der Szenarien werden ganzheitliche Simulationsansätze realisiert, welche das Ziel verfolgen die Auswirkungen eines Eingriffes in die Kommunikationstechnik auf die Systemstabilität und Versorgungssicherheit in der Energieversorgung abzubilden. Gleichzeitig erfolgt die Analyse möglicher Angriffe auf die IKT-Infrastruktur. Hierbei unterwerfen die Forscher einzelne Kommunikationsmodule und -strecken intensiven Prüfungen und Analysen. Außerdem evaluieren sie den sinnvollen Einsatz erweiterter Sicherheitstechnologien. Etwa der Einsatz von Security Information and Event Management (SIEM)-Systemen für die Überwachung von Kommunikationsstrecken und Ansätze aus dem Bereich Trusted Computing für die Sicherstellung der Integrität kritischer Komponenten. Aus den simulatorischen sowie experimentellen Analysen werden Konzepte für einen sicheren Roll-Out von Kommunikationsinfrastruktur in der Energieversorgung entwickelt. Abschließend sollen Lösungskonzepte aufgezeigt und mit relevanten Marktteilnehmern diskutiert werden.

Für die Beantwortung der oben genannten vielseitigen Fragestellungen und die Erreichung der gesetzten Ziele hat sich für das Verbundprojekt SEnCom ein Konsortiums aus industriellen und akademischen Partnern für die relevanten energietechnischen sowie informations- und kommunikationstechnischen Bereiche gebildet.

Die Verbundstruktur des Forschungsvorhabens SEnCom
Grafik: SEnCom

Projektlaufzeit

12/2014 - 11/2016

Kontakt

Simon Haverkamp, M.Sc.
Verbundkoordinator
P3 Energy & Storage GmbH
Am Kraftversorgungsturm 3
52070 Aachen

Forschungsförderung

Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesem Projekt.

Basisinformationen

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