Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

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  • Publication
    IT-Sicherheit der Energiesynchronisationsplattform
    ( 2021)
    Ronge, Karlheinz
    ;
    Oeder, Andreas
    ;
    Schimmelpfennig, Jens
    ;
    Winter, Christian
    ;
    Ahrens, Raphael
    Die im Rahmen des Projekts SynErgie entwickelte Energiesynchronisationsplattform (ESP) mit ihren Teilplattformen Marktplattform (MP) und Unternehmensplattform (UP) nutzt IKT-Infrastruktur zum Austausch von Informationen. Dabei ist neben der Kommunikation in internen Firmennetzen auch die Nutzung öffentlicher Kommunikationsnetze ein wichtiger Bestandteil. Neben dem Schutz vertraulicher Produktionsdaten und von Firmen-Know-how spielt der Manipulationsschutz der Flexibilitätsangebote und der Umsetzungssignale, sowie deren Verfügbarkeit eine wichtige Rolle, da diese direkte Rückwirkung auf das Stromnetz haben können. Zur Gewährleistung des Sicherheitsniveaus, d.h. insbesondere auch zur Minimierung des Risikos beim Betrieb der Plattformen und aus praktischer Perspektive zur Abwehr von potentiellen Angriffen auf und über die Plattformen, wurden verschiedene technische und organisatorische Sicherheitsmaßnahmen definiert, welche in diesem Diskussionspapier thematisiert werden. Mittels Threat Modeling werden bei der Entwicklung der Komponenten und Services der ESP mögliche Bedrohungen sowie Schwachstellen oder das Fehlen geeigneter Schutzmaßnahmen ermittelt. Die Definition von Sicherheitslevels für die Services ermöglichen eine Abstufung der IT-Sicherheitsanforderungen und der zu ergreifenden IT-Sicherheitsmaßnahmen, die sich nach dem jeweiligen Schutzbedarf der zu verarbeitenden Daten richten. Das Security-Life Cycle Management begleitet dabei die Plattformen in allen Entwicklungs- und Betriebsphasen. Durch ein zugriffsbasiertes Rollenmodell werden die Aufgaben und damit die Zugriffsrechte von Rollen bestimmt. Dabei stehen eine sinnvolle Aufgabentrennung, das Need-to-Know-Prinzip, sowie das Least-Privilege-Prinzip im Vordergrund. Mit einer sogenannten Public-Key-Infrastruktur werden Identitäten plattformübergreifend und, wenn erforderlich, auch innerhalb von Plattformen bescheinigt, so dass die an einer Kommunikation beteiligten Partner und Komponenten Gewissheit über die Identität der Quellen und Empfänger ihrer Informationen haben. Für die physische und logische Infrastruktur der ESP sind ebenfalls Maßnahmen vorgesehen, etwa in Bezug auf die Netzwerkinfrastruktur, die Identitäts- und Berechtigungsverwaltung und das Logging.Diese Veröffentlichung ist Teil der Reihe ""Diskussionspapiere V4 - Konzept der Energiesynchronisationsplattform"".
  • Publication
    Konzept der Energiesynchronisationsplattform. Diskussionspapier V3
    (Fraunhofer IGCV, 2020)
    Reinhart, Gunther
    ;
    Bank, Lukas
    ;
    Brugger, Martin
    ;
    Hieronymus, Aljoscha
    ;
    Köberlein, Jana
    ;
    Roth, Stefan
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    Bauernhansl, Thomas
    ;
    Sauer, Alexander
    ;
    Bauer, Dennis
    ;
    Kaymakci, Can
    ;
    Schel, Daniel
    ;
    Schlereth, Andreas
    ;
    Fridgen, Gilbert
    ;
    Buhl, Hans Ulrich
    ;
    Bojung, Caroline
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    Schott, Paul
    ;
    Weibelzahl, Martin
    ;
    Wenninger, Simon
    ;
    Weigold, Matthias
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    Lindner, Martin
    ;
    Ronge, Karlheinz
    ;
    Oeder, Andreas
    ;
    Schimmelpfennig, Jens
    ;
    Winter, Christian
    ;
    Jarke, Matthias
    ;
    Ahrens, Raphael
    Das Kopernikus-Projekt SynErgie entwickelt eine IT-Plattform, die automatisierten und standardisierten Handel mit industriell bereitgestellter Energieflexibilität ermöglichen soll. Wie diese Plattform funktionieren könnte, zeigt das Diskussionspapier ""Konzept der Energiesynchronisationsplattform"": Die zunehmende Nutzung von Strom aus erneuerbaren Quellen führt aufgrund der Wetterabhängigkeit von Wind und Sonne zu einem zunehmend volatileren Stromangebot. Damit das notwendige Gleichgewicht von Angebot und Nachfrage im Elektrizitätssystem jederzeit gewährleistet werden kann, sind Maßnahmen zum Ausgleich dieser Schwankungen notwendig. Energieintensive Industrieprozesse beinhalten ein hohes Flexibilitätspotenzial, um mittels Demand-Response, diesen Schwankungen zu begegnen. SynErgie arbeitet daran, den gesamte Prozess des Energieflexibilitätshandels von der Maschine bis an die Märkte auf einer IT-Plattform zu automatisieren und zu standardisieren. Die Energiesynchronisationsplattform besteht aus zwei logischen Teilplattformen, einer Markt- und vielen Unternehmensplattformen. Ziel bis Mitte 2022 ist es, ein durchgängiges Konzept einschließlich des Daten- und Informationsflusses von der Maschine bis zu den Energiemärkten zu entwickeln und in einer Referenzarchitektur abzubilden. Außerdem soll das Konzept im Rahmen einer Vielzahl von Forschungs- und Industriedemonstratoren und insbesondere in der Modellregion Augsburg mit lokalen Akteuren in einem umfassenden Testbetrieb erprobt werden. Mehr zur Energiesynchronisationsplattform, der Markt- und Unternehmensplattform, zur Informationssicherheit der IT-Plattformen, Anwendungsbeispielen und den Zukunftsvisionen können Sie im Diskussionspapier nachlesen.
  • Publication
    Flexible IT Platform for Synchronizing Energy Demands with Volatile Markets
    ( 2018)
    Schott, Paul
    ;
    Ahrens, Raphael
    ;
    Bauer, Dennis
    ;
    Hering, Fabian
    ;
    Keller, Robert
    ;
    Pullmann, Jaroslav
    ;
    Schel, Daniel
    ;
    Schimmelpfennig, Jens
    ;
    Simon, Peter
    ;
    Weber, Thomas
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    Abele, Eberhard
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    Bauernhansl, Thomas
    ;
    Fridgen, Gilbert
    ;
    Jarke, Matthias
    ;
    Reinhart, Gunther
    Abandoning fossil and nuclear energy sources in the long run and increasing amount of renewable energies in electricity production causes a more volatile power supply. Depending on external realities, renewable energy production emphasizes the need for measures to guarantee the necessary balance of demand and supply in the electricity system at all times. Energy intensive industry processes theoretically include high Demand Response potentials suitable to tackle this increasing supply volatility. Nevertheless, most companies do not operate their production in a flexible manner due to multiple reasons: among others, the companies lack know-how, technologies and a clear business case to introduce an additional level of flexibility into their production processes, they are concerned about po ssible impacts on their processes by varying the electricity demand and need assistance in exploiting their flexibility. Aside from fostering knowledge in industry companies, an IT-solution that supports companies to use their processes Demand Response potential has become necessary. Its concept must support companies in managing companies energy-flexible production processes and monetarize those potentials at flexibility markets. This paper presents a concept, which integrates both companies and energy markets. It enables automated trading of companies Demand Response potential on different flexibility markets.
  • Publication
    Konzeption der Energiesynchronisationsplattform
    ( 2018)
    Reinhart, Gunther
    ;
    Bank, Lukas
    ;
    Brugger, Martin
    ;
    Roth, Stefan
    ;
    Simon, Peter
    ;
    Bauernhansl, Thomas
    ;
    Bauer, Dennis
    ;
    Colangelo, Eduardo
    ;
    Eigenbrod, Hartmut
    ;
    Grigorjan, Arthur
    ;
    Pfeilsticker, Lena
    ;
    Schel, Daniel
    ;
    Schulz, Fabian
    ;
    Fridgen, Gilbert
    ;
    Hering, Fabian
    ;
    Keller, Robert
    ;
    Schott, Paul
    ;
    Jarke, Matthias
    ;
    Ahrens, Raphael
    ;
    Pullmann, Jaroslav
    ;
    Abele, Eberhard
    ;
    Weber, Thomas
    ;
    Bühner, Volker
    ;
    Meyer, Benjamin
    Der langfristige Verzicht auf fossile und nukleare Energiequellen und die zunehmende Nutzung erneuerbarer Energien bei der Stromerzeugung führen zu einer volatileren Stromversorgung. In Abhängigkeit von externen Realitäten betont die Produktion erneuerbarer Energien die Notwendigkeit von Maßnahmen, die das notwendige Gleichgewicht von Angebot und Nachfrage im Elektrizitätssystem jederzeit gewährleisten. Energieintensive Industrieprozesse umfassen theoretisch hohe Demand-Response-Potenziale, die geeignet sind, diese zunehmende Liefervolatilität zu bewältigen. Dennoch betreiben die meisten Unternehmen ihre Produktion aus mehreren Gründen nicht flexibel: Unter anderem mangelt es den Unternehmen an Know-how, Technologien und einem klaren Business Case, um eine zusätzliche Flexibilität in ihren Produktionsprozessen einzuführen mögliche Auswirkungen auf ihre Prozesse durch Variation des Strombedarfs und Unterstützung bei der Ausnutzung ihrer Flexibilität. Neben der Förderung von Wissen in Industrieunternehmen ist eine IT-Lösung erforderlich, die Unternehmen dabei unterstützt, das Demand-Response-Potenzial ihrer Prozesse zu nutzen. Das Konzept muss Unternehmen dabei unterstützen, die energieflexiblen Produktionsprozesse von Unternehmen zu steuern und diese Potenziale in Flexibilitätsmärkten zu monetarisieren. Dieses Arbeitspapier stellt ein Konzept vor, das sowohl Unternehmen als auch Energiemärkte integriert. Es ermöglicht den automatisierten Handel des Demand-Response-Potenzials von Unternehmen auf verschiedenen Flexibilitätsmärkten.
  • Publication
    Flexible IT-platform to Synchronize Energy Demands with Volatile Markets
    ( 2017)
    Bauer, Dennis
    ;
    Abele, Eberhard
    ;
    Ahrens, Raphael
    ;
    Bauernhansl, Thomas
    ;
    Fridgen, Gilbert
    ;
    Jarke, Matthias
    ;
    Keller, Fabian
    ;
    Keller, Robert
    ;
    Pullmann, Jaroslav
    ;
    Reiners, René
    ;
    Reinhardt, Gunther
    ;
    Schel, Daniel
    ;
    Schöpf, Michael
    ;
    Schraml, Philipp
    ;
    Simon, Peter
    Based on the goal of exiting nuclear and fossil energies within the electricity generation, the percentage of renewable energies in the energy mix rises. Due to renewable energies' dependence on natural resources like sun or wind this development leads to a volatile energy supply on the markets. To satisfy their customers' needs even with a volatile energy supply, especially companies of the manufacturing sector need to consider this development. Production processes need to be developed further to be more energy efficient and to be adaptable in their energy demand to volatile supply. This includes being operable on various power levels or with different kinds of energy such as electricity or gas. Energy-flexible production processes need to be supported by flexible IT solutions. While there are already solutions for demand-side-management on the company side as well as on the market side, there are no holistic solutions yet, allowing for integration regardless of company or market boundaries. Therefore, this paper presents the concept of a service-oriented architecture for a flexible IT-platform to synchronize energy demands with volatile markets. A holistic approach allows for integration of companies as well as energy markets and enables an automated and efficient exploitation of demand response potentials.