Proof of concept Slimme meters

Proof of concept Slimme meters

Eindrapport Eandis / Infrax

april/november

2010

Proof of Concept Slimme meters 2 Eindrapport Eandis / Infrax

Inhoud

0. Inleiding ........................................................................................................................... 4

1. Context onderzoekproject slimme meters ......................................................................... 5

1.1 Europese regelgeving ...................................................................................................... 5

1.2 Technische uitdaging in een gewijzigd energielandschap .............................................. 5

1.3. Nood aan 'slimme' meetinstallaties voor elektriciteit .................................................... 6

1.4 Kosten en baten over de hele waardeketen ................................................................... 6

1.5 Meerwaarde slimme meters voor de consument .......................................................... 7

1.6 Besluit .............................................................................................................................. 9

2. Voorstelling eerste onderzoeksproject of 'Proof of Concept' (PoC) ................................... 10

2.1 Gemeenschappelijk programma Eandis / Infrax ........................................................... 10

2.2 Twee communicatieconcepten voor de slimme meters .............................................. 10

2.3 Technische oplossing voor communicatie over het elektriciteitsnet (concept Eandis)11

2.4 Technische oplossing voor communicatie over het kabeltelevisienet (concept Infrax)14

2.5 Draadloze verbinding tussen het centraal beheersysteem en de meter (GPRS) ........ 17

2.6 Communicatie met de gasmeter .................................................................................. 17

2.7 Basisfunctionaliteiten slimme meters .......................................................................... 18

2.8 Doelstellingen PoC ........................................................................................................ 18

3. Evaluatie van de technische oplossingen ......................................................................... 19

3.1 Uitbouw van een testlab ............................................................................................... 19

3.2 Uitbouw van een Meter Operations Center (MOC) ...................................................... 20

3.3 PLC-concept met filters en multiple gateways (optie Eandis) ...................................... 20

3.4 Communicatieconcept via televisiekabelinfrastructuur (optie Infrax) ........................ 21

3.5 Functionaliteiten slimme elektriciteits- en gasmeters.................................................. 21

3.6 Verbruik van de 'slimme meter'-infrastructuur ............................................................ 22

3.7. Beveiliging van gegevens .............................................................................................. 23

3.8 Vier belangrijke voordelen van quasi ogenblikkelijke communicatie ........................... 23

3.9 ICT-ondersteuning ......................................................................................................... 24

3.10 Conclusies ...................................................................................................................... 25


4. Evaluatie impact op bedrijfsprocessen Eandis / Infrax ...................................................... 26

4.1 Vaststellingen ................................................................................................................ 26

4.2 Conclusies ..................................................................................................................... 26

5. Evaluatie plaatsing van slimme meters ............................................................................ 27

5.1 Situering ........................................................................................................................ 27

5.2 Vaststellingen ................................................................................................................ 27

5.3 Conclusies ..................................................................................................................... 28

6. Onderzoek energiebalans en connectiviteit ..................................................................... 29

7. Energie-efficiëntieonderzoek ........................................................................................... 30

7.1 Situering ........................................................................................................................ 30

7.2 Segmentatie .................................................................................................................. 30

7.3 Drie referentiegroepen ................................................................................................. 31

7.4 Feedback via maandelijkse en wekelijkse verbruiksrapporten .................................... 33

7.5 Documentatie over rationeel energiegebruik (REG)..................................................... 34

7.6 Eindevaluatie ................................................................................................................. 36

8. Veldtest actieve vraagsturing .......................................................................................... 37

8.1 Situering veldtest binnen onderzoeksproject Linear .................................................... 37

8.2 Residentiële praktijktest rond actieve vraagsturing ..................................................... 37

8.3 Onderzoeksproject in drie fasen ................................................................................... 38

8.4 Conclusies ..................................................................................................................... 39

9. Het privacy-aspect .......................................................................................................... 40

9.1 Situering ........................................................................................................................ 40

9.2 Technische beveiliging van gegevens ........................................................................... 40

9.3 Overleg via het Beleidsplatform van de VREG .............................................................. 40

10. Besluit PoC en volgende stappen ..................................................................................... 41

10.1 Besluit PoC ................................................................................................................ 41

10.2 Aanpak stap voor stap............................................................................................... 41

10.3 Scenario's voor een mogelijke grootschalige uitrol .................................................. 42

10.4 Actualisering kosten-batenanalyse ........................................................................... 42


0. Inleiding Tussen april en november 2010 deden de eerste zogeheten 'slimme' meters hun intrede in Vlaanderen. Dat gebeurde op initiatief van de distributienetbedrijven Eandis en Infrax. Zij wensten de technische haalbaarheid van deze nieuwe generatie verbruiksmeters voor elektriciteit en aardgas te testen in reële omstandigheden.

Dit rapport van Eandis en Infrax schetst de context van deze eerste praktijkproef of 'Proof of concept' en geeft tekst en uitleg bij de beoogde doelstellingen en de behaalde resultaten.


1. Context onderzoekproject slimme meters

1.1 Europese regelgeving

De Europese energie-efficiëntierichtlijn (EU 2006/32) vormde de basis voor de Europese strategie in verband met energie. Ze legde een besparing op van 9% tegen 2015 (ten opzichte van het gemiddelde jaarverbruik in de periode 2001 tot en met 2005).

Een verbeterde meetinfrastructuur vormt een van de middelen om deze besparing te halen. Meer en beter meten en meer frequente informatie naar klanten toe zouden de attitude van de energiegebruiker positief moeten beïnvloeden. Het concept 'slimme meter' deed zijn intrede.

De Europese strategie werd in december 2009 verder uitgebouwd met de 20-20-20 doelstellingen tegen 2020. Het toelaten van een aanzienlijke decentrale productiecapaciteit op de distributienetten noodzaakte een andere benadering en beheer van de netten. Het concept 'slimme netten' deed zijn intrede. De 'slimme meters' kregen een bijkomende taak als monitoring-, controle- en sturingsplatform voor het beheer van de distributienetten.

Begin 2010 legden de 'Richtlijnen van het derde energiepakket' van de Europese Commissie meer nadruk op de implementatie van de slimme meter.

Het derde energiepakket voorzag in:

een voorstel tot maandelijkse informatie naar klanten.

een financieel 'assessment' per lidstaat in september 2012. Voor België betekent dat een evaluatie op federaal niveau.

een installatie van slimme elektriciteitsmeters bij minimum 80 % van de klanten tegen 2020, indien geen enkel initiatief ter zake wordt genomen.

Met hun onderzoeksprojecten willen Eandis en Infrax de overheid ondersteunen in het kader van de besluitvorming over het al dan niet invoeren van slimme meters op termijn.

1.2 Technische uitdaging in een gewijzigd energielandschap

Oorspronkelijk is het elektriciteitsnet ontworpen om de stroom in één richting te vervoeren: van de centrale naar de klant. Met de komst van decentrale productie ontstaat verkeer in twee richtingen.

Minder en groener verbruiken, stelt meer eisen aan de meetsystemen van het distributienet: om het verbruik beter te meten en om de energiestromen beter te sturen. Slimme meters en slimme netten kunnen daarbij helpen.

Slimme meters zijn digitale verbruiksmeters die communiceren in twee richtingen: van en naar de verbruiker, van op afstand en op elk gewenst moment. Er zijn slimme meters voor elektriciteit en voor aardgas. Dagelijkse uitlezingen zijn niet meer voldoende om tijdig de juiste acties te ondernemen. Er is nood aan communicatie in quasi 'real time' om een stabiel en bedrijfszeker netwerk te kunnen garanderen.

Met slimme meters worden verbruikers 'slimme verbruikers'. De slimme meetinfrastructuur geeft hun de mogelijkheid om actief te participeren in hun eigen energiehuishouding en hun energieverbruik beter te beheren. Klanten die zelf energie produceren (via zonnepanelen, WKK …) krijgen dan weer een beter inzicht in de gelijktijdigheid tussen productie en afname en in de toekomstige noodzaak aan energieopslag.


1.3. Nood aan 'slimme' meetinstallaties voor elektriciteit

De behoefte aan ‘slimme’ functies in meetinstallaties voor elektriciteit neemt exponentieel toe: het aantal zonnepanelen op woon- en bedrijfsruimten is explosief gegroeid, steeds meer mensen kiezen voor een warmtepomp, (hybride) elektrische voertuigen zullen de komende decennia steeds talrijker op de wegen verschijnen en micro-WKK's (warmtekrachtkoppeling) zijn volop in ontwikkeling en worden de komende jaren op de residentiële en KMO-markt verwacht ...

De netbeheerders willen terecht voorkomen dat al die ontwikkelingen de stabiliteit van hun energiebevoorrading en de kwaliteit van hun dienstverlening in gevaar zouden brengen. Bovendien wordt verwacht dat het merendeel van de toekomstige ontwikkelingen voor alternatieve energieproductie (en -opslag) uiteindelijk zal leiden tot meer energieverkeer via het distributienet, tussen de lokale productie-eenheden en eindgebruikers. En dat kan leiden tot labiele spanningsniveaus en een verhoogd risico op overbelasting tijdens piekuren.

Studies voorspellen dat in 2020, in lijn met de Europese energiedoelstellingen, het geïnstalleerde vermogen aan lokale productie meer dan 50 % van de piekbelasting op de Vlaamse laag- en middenspanningsnetwerken zal bereiken. Omwille van de lagere betrouwbaarheid en beschikbaarheid van die lokale productie wordt het cruciaal om de netbelastingen op afstand te kunnen regelen om zo de stabiliteit van het net te verzekeren. Zo kan ook worden voorkomen dat er dure en vervuilende piekvermogencentrales moeten worden ingezet.

Geavanceerde intelligente verbruiksmeters bieden de mogelijkheid om piekbelastingen op twee manieren te beheersen:

1. Enerzijds kunnen commando’s nagenoeg ogenblikkelijk naar de slimme meters worden gestuurd. De grote meerderheid van de geadresseerde meters zal al na enkele seconden kunnen reageren op groepscommando’s. Daarbij kunnen ze ofwel de meter afschakelen (indien mogelijk), ofwel specifieke commando’s doorgeven aan ‘slimme’ apparaten in huizen en gebouwen (die draadloos of via een andere gestandaardiseerde interface worden aangestuurd).

2. De gestandaardiseerde interface van de slimme meters zal ook nuttig zijn om klanten via allerlei displays te informeren en sensibiliseren over hun energieverbruik. Eventueel kan hiermee ook interactiviteit worden gerealiseerd. Zo zou er ook bijkomende informatie, zoals bijvoorbeeld geplande onderhoudswerken die tijdelijke spanningsonderbrekingen tot gevolg hebben, aangekondigd kunnen worden.

1.4 Kosten en baten over de hele waardeketen

De algemene invoering van slimme meters en slimme netten vergt grote investeringen, dat valt niet te ontkennen. De impact van de investeringen op de eindrekening van de consument moet evenwel worden gezien in het licht van de globale kosten-batenanalyse die voor de invoering van slimme netten en slimme meters is gemaakt. Wat de klant uiteindelijk betaalt, mag niet worden verengd tot de component van het distributienettarief alleen.

In de verbruiksfactuur van de energieleverancier aan de klant zijn de deelcomponenten van verschillende marktspelers verwerkt: kosten om energie te produceren, kosten om netten aan te leggen en te onderhouden, kosten om energie te vervoeren, heffingen van de overheid. Elke marktspeler krijgt zijn deel, ook al is er uiteindelijk maar één factuur van de leverancier aan zijn klant. Er kan zich een verschuiving tussen de verschillende deelcomponenten voordoen, maar uiteindelijk zullen alle kosten en alle baten verrekend zijn in de factuur. Zo kan de netvergoeding stijgen, terwijl de verbruikskosten en de maatschappelijke kosten dalen.


Slimme meters genereren baten op vijf niveaus.

Ten eerste zijn er de vermeden kosten van investeringen in bijkomende productiecapaciteit.

Ten tweede zijn er de dalende verbruikskosten dankzij een grotere energie-efficiëntie. Met een slimme meter kan de ‘passieve’ gebruiker inderdaad evolueren naar een ‘slimme’ gebruiker die zijn energieverbruik actief beheert (Demand Side Management).

Ten derde zijn er de maatschappelijke baten zoals de beperking van niet-geregistreerde verbruiken en de vermindering van de CO2-emissies.

Ten vierde is er voordeel te halen uit de vermeden kosten met betrekking tot het niet behalen van de Europese 20-20-20-doelstellingen. Zo vormen de slimme netten een onmisbare schakel in het kader van de doelstelling 20 % hernieuwbare energie. Zonder de invoering van de slimme technologieën zijn enerzijds hogere en niet-efficiënte investeringen in netcapaciteit nodig (om de problematiek van de decentrale productie te kunnen opvangen) en bestaat anderzijds het risico op boetes omdat de Europese doelstellingen niet worden gehaald. Dat laatste is quasi realiteit omdat slimme netten en slimme meters noodzakelijk zijn voor het technisch realiseren en beheersen van de exponentiële groei van decentrale productie.

Ten vijfde zijn er nog diverse kwalitatieve baten die onrechtstreeks financiële voordelen opleveren, zoals een vlottere administratieve verwerking van verhuizingen en correctere verbruiksfacturen (dankzij een verbeterde datakwaliteit) en een beter beheer van storingen op het net.

1.5 Meerwaarde slimme meters voor de consument

Dankzij de slimme meters kunnen energieverbruikers evolueren naar 'slimme' verbruikers. Klanten kunnen bijvoorbeeld akkoord gaan om bepaalde toestellen in- of uit te laten schakelen. Om hen te motiveren, zou daar een voordeeltarief kunnen tegenover staan.

We blikken even vooruit in de toekomst en nemen het voorbeeld van de koelkast. Tijdens de spits, als de energievraag hoog is, kunnen toestellen (via signalen van de slimme meter) worden uitgeschakeld. Dat voorkomt piekbelasting op het net. Een goede zaak voor iedereen. En voor de koelkast? Ook geen probleem, want die kan best een tijdje zonder stroom.

Een ander voorbeeld is de 'slimme' wasmachine. Zo een wasmachine weet precies wanneer ze van start moet gaan. Dankzij de slimme meter, want die weet immers precies wanneer het tarief het meest voordelig is. Hij kan dan automatisch een signaal naar de wasmachine sturen om te starten.

Uiteraard ligt de keuze bij de consument. Die beslist of hij in het systeem meestapt of niet. De slimme meter doet de rest. Maar zover staan we voorlopig nog niet. Alles hangt af van de functionaliteiten die de overheid voor slimme meters zal vastleggen. Die zullen bepalen in welke mate de verschillende diensten en functionaliteiten een rechtstreekse meerwaarde kunnen betekenen voor de consument.

Betere verbruiksinformatie naar de consument

Dankzij de frequentere en meer gedetailleerde meting, krijgt de consument een betere inzage in zijn verbruik en het tijdstip ervan, wat dan weer bijdraagt tot een hoger energiebewustzijn.


Correctere facturatie (op maandbasis)

Dankzij de telelezing kan de facturatie gebeuren op basis van het werkelijke verbruik, met een grotere correctheid van de facturen tot gevolg (maar met onvoorspelbaarheid van het maandelijks te betalen bedrag).

Lagere interventiekosten en grotere klanttevredenheid

Aangezien meer interventies van op afstand en automatisch kunnen gebeuren (meteropneming, vermogensregeling, activatie, deactivatie …), moeten klanten niet meer thuis zijn voor het bezoek van de meteropnemer of de technicus, wat zorgt voor een grotere klanttevredenheid en een goedkopere service.

Vereenvoudiging verhuisprocedure en leverancierswissel

De telegelezen index bij verhuizing of leverancierswissel betekent een enorme vereenvoudiging van de administratieve rompslomp, waardoor ook veel betwistingen en misverstanden worden voorkomen.

Informatiedoorstroming via display, pc, digitale tv.

De mogelijkheid wordt bestudeerd om met de netgebruikers via een afzonderlijke display, pc, digitale tv …. te communiceren. Er is nog heel wat evolutie op dit vlak. De technische haalbaarheid van de brede waaier feedbackmogelijkheden en -wensen (bijvoorbeeld in het kader van energie-efficiëntie) zal nog verder worden onderzocht. De impact van verbruiksinformatie op het energiegedrag van de consument maakt momenteel het voorwerp uit van een energie-efficiëntieonderzoek in samenwerking met een extern onderzoeksbureau (meer info in hoofdstuk 7 van dit rapport).

Vereenvoudiging betaal- en oplaadmogelijkheden

De mogelijkheid bestaat om een slimme meter (zowel de elektriciteits- als de aardgasmeter) te laten fungeren als budgetmeter, een soort voorafbetalingsmeter en, in een latere fase, ook de voorbereiding van commerciële voorafbetaling.

Instelbaarheid op afstand van verschillende tariefperioden per dag.

Momenteel kennen we enkel dag-, nacht- en weekendperiodes. Als de 'slimme' gebruiker handig inspeelt op de aangeboden tariefperioden, kan hem dat een aardige financiële besparing opleveren. De impact van actieve tariefsturing op het verbruiksgedrag van de consument maakt momenteel het voorwerp uit van een studie in samenwerking met Linear (meer info in hoofdstuk 8 van dit rapport).

Nieuwe mogelijkheden voor innovatieve technologie

Dankzij slimme meters ontstaan nieuwe mogelijkheden om bijvoorbeeld de werking van lokale stroomproductie (verbruik/injectie) of het oplaadproces van elektrische voertuigen optimaal te laten verlopen. Slimme meters bieden ook perspectieven wat betreft het efficiënt beheer van oplaadtijden voor elektrische verwarming of warmwaterbereiding.

Nieuwe energiediensten

Dankzij de mogelijkheid om in 'real time' prijzen en tarieven aan te bieden en te beschikken over interfaces tussen de slimme meter en (toestellen in) de woning, kunnen nieuwe energiediensten ontstaan die de consumenten helpen om hun energieverbruik te beperken, het aandeel van hernieuwbare energie te optimaliseren en de efficiëntie van 'groene' netwerken te bevorderen.

Signaalfunctie in noodsituaties

Slimme meters kunnen informatie ontvangen vanuit een centraal systeem. Door verschillende meters te groeperen, ontstaat de mogelijkheid om groepscommando's te sturen, wat vooral nuttig kan zijn in geval van nood.


Kwaliteit energiebevoorrading

Door faseomschakeling van de meters kan de belasting van het netwerk dynamisch over de drie fasen worden verdeeld. Zo kunnen problemen rond power quality, zoals over- of onderspanningen, op afstand worden opgelost.

1.6 Besluit

Het energievraagstuk is wereldwijd één van de grootste maatschappelijke en economische uitdagingen. Tegen 2020 vraagt Europa 20 % minder energieverbruik, 20 % hernieuwbare energie en 20 % minder broeikasgassen.

In het licht van deze doelstellingen, hebben de distributienetbeheerders de verantwoordelijkheid om de beste keuzes te maken voor de uitbouw van het distributienet van de toekomst. De slimme netten en slimme meters zijn wellicht een onafwendbare noodzaak geworden, om zowel maatschappelijke als technische redenen.

Ze vormen een maatschappelijke noodzaak om tegemoet te kunnen komen aan de Europese en Vlaamse doelstellingen in verband met energieverbruik, broeikasgassen en hernieuwbare energie.

Ze vormen een technische noodzaak om het tweerichtingsverkeer van de energiestromen als gevolg van de lokale stroomproductie (via windmolens, zonnepanelen en warmtekrachtkoppeling of WKK) op een kostenefficiënte manier te kunnen beheersen.

Met de invoering van een slim netwerk wensen de Vlaamse distributienetbeheerders, Eandis en Infrax de nodige inspanningen te leveren om het beleid van de Europese en Vlaamse overheid in de praktijk om te zetten en maximaal in te spelen op de noden van de macro-economische context.

De nodige investeringen in slimme netten en slimme meters vallen hoofdzakelijk ten laste van de distributienetbeheerders. Daarom zullen de slimme technologieën wellicht leiden tot een hogere netvergoeding, maar daar staan lagere verbruikskosten en maatschappelijke voordelen tegenover.

De investeringen in slimme netten en slimme meters dienen uiteindelijk een maatschappelijk doel: ze dragen bij tot minder energieverbruik, meer hernieuwbare energie en minder broeikasgassen. En daar heeft de hele maatschappij, en de consument in het bijzonder, alleen maar baat bij. Iedereen is winnende partij.

De discussie rond de invoering van slimme meters en slimme netten mag zich niet verengen tot één deelcomponent van de waardeketen of één marktspeler. De extra kosten voor de distributienetbeheerders zijn onafwendbaar om tot een positieve eindbalans te kunnen komen voor de maatschappij als geheel, over alle betrokken partijen heen.

Kortom, slimme meters en slimme netten vormen een 'maatschappelijke verzekering voor morgen'. Het is dan ook logisch dat iedereen bijdraagt tot de maatschappelijke kosten ervan en ook kan genieten van de mogelijke baten. Dat is een economische wetmatigheid.


2. Voorstelling eerste onderzoeksproject of 'Proof of Concept' (PoC)

2.1 Gemeenschappelijk programma Eandis / Infrax

Eandis en Infrax hebben beslist een gemeenschappelijk programma op te starten om de technische concepten van de slimme meters te implementeren en te evalueren.

Wat deze eerste praktijkproef of 'Proof of Concept' betreft, gaat het in totaal om 4 750 elektriciteits- en gasmeters:

4 300 verbruiksmeters in Leest en Hombeek, twee deelgemeenten van Mechelen in het werkingsgebied van Eandis en

450 verbruiksmeters verspreid over het werkingsgebied van Infrax.

In hun ‘Proof of Concept’ willen Infrax en Eandis praktisch aantonen dat hun 'slimme meter'-concepten voldoen aan de strenge eisen op het vlak van meten, communiceren en functionaliteiten om een adequaat netbeheer en een performante dienstverlening aan de verschillende marktspelers te kunnen garanderen.

Door deze technische innovaties willen Infrax en Eandis hun bijdrage leveren in de uitwerking van de Europese energiestrategie.

2.2 Twee communicatieconcepten voor de slimme meters

Slimme meters kunnen gegevens doorsturen en ontvangen op verschillende manieren. In het kader van een eerste onderzoeksproject zijn in Vlaanderen twee communicatieconcepten uitgewerkt.

Een concept dat gebaseerd is op communicatie via het gewone elektriciteitsnet om gegevens door te sturen of te ontvangen, het zogeheten 'PLC'-concept (waarin PLC staat voor 'Power Line Communication'). Voor dat concept heeft Eandis een Europees octrooi verkregen.

Een concept dat gebaseerd is op communicatie over het breedbandnetwerk van de kabeltelevisie. Volgens dat systeem heeft elke slimme meter een eigen internetverbinding via de breedband van het kabeltelevisienetwerk. Vooral Infrax kiest voor dat systeem, omdat dit bedrijf het kabeltelevisienet in eigen beheer heeft en gebruik kan maken van eigen capaciteit en modeminfrastructuur op de kabel.


2.3 Technische oplossing voor communicatie over het elektriciteitsnet (concept Eandis)

Alle woningen zijn met elkaar verbonden via het laagspanningsnet. Op bepaalde punten worden de gegevens van een aantal meters verzameld, die dan verder over een breedbandverbinding naar de centrale computer worden verstuurd. De communicatie gebeurt dus in twee stappen:

communicatie over het laagspanningsnet (via een PLC-communicatiemodem in de meterkast)

communicatie over het internet (via een breedbandmodem).

Om datagegevens op een optimale manier over het elektriciteitsnet te kunnen versturen, heeft Eandis een systeem ontwikkeld dat alle ruis en storende signalen filtert. Voor deze uitvinding heeft Eandis een Europees octrooi verkregen. De aanvraag voor een wereldwijd octrooi is nog hangende.

Het technologieconcept van Eandis omvat twee componenten:

Een nieuwe PLC-filtermethode die de kwaliteit en betrouwbaarheid van datacommunicatie over het laagspanningsnet optimaliseert door de ‘ruis’ te filteren. Alle aansluitingen op de laagspanningskabel worden gefilterd, zelfs de vertrekken van de laagspanningscabine.

Een systeem waarbij de meters langs meerdere kanalen (multi-gateway) een verbinding kunnen maken met het internet. Die mogelijkheid zorgt voor redundantie in de communicatie. Mocht er een verbinding wegvallen dan kan die immers worden overgenomen door een andere. Elke meter kan op elk PLC-segment minstens kiezen tussen twee gateways om verbinding te maken met het internet.


Volgens dit model gaan de data voor 90 % over PLC (met filter) en voor 10 % rechtstreeks over breedband-internet naar de server.

Met andere woorden: in 1 op 10 actieve verbindingen - de zogeheten 'Masters' - worden de meterdata verstuurd via een breedbandaansluiting (98 %) of GPRS (2 %). In de andere huisaansluitingen (met filter) - de zogeheten 'Slaves' - gaan de data (via een communicatiemodem in de meterkast) over PLC naar een adres met breedband- of GPRS-aansluiting (= 'Master').

Componenten van de slimme meterinstallatie (concept Eandis)

In het PLC-model bestaat de slimme meterinstallatie uit drie afzonderlijke componenten:

de meterkast (inclusief PLC-communicatiemodem)

de filter

de breedbandmodem (voor meters die een breedbandverbinding hebben met de centrale computer).

Filterwerking

Grafische voorstelling van het ruisniveau: witte lijn (boven) zonder filtering - rode lijn (onder) met filtering

Meterkast (inclusief PLC-communicatiemodem)

Filter Breedbandmodem


Traditionele ‘Power Line Communication’ (PLC) is onvoldoende betrouwbaar voor real time smart metering. Dat is voornamelijk te wijten aan de gevoeligheid voor 'ruis' die wordt opgewekt door allerlei aangesloten elektrische apparatuur in woning en kantoorgebouwen. Het filterconcept van Eandis belet dat die ruis doordringt naar de laagspanningsnetwerken en daardoor de communicatie zou verstoren. Dankzij de gepatenteerde technologie van Eandis, wordt in bestaande netwerken een vermindering in ruisniveau waargenomen van meer dan 20 dB.

Gebouwinstallaties en distributietransformatoren in elektriciteitscabines onderdrukken de PLC-signalen op het laagspanningsnet. Dat kan vermeden worden door filters toe te voegen in serie met de stroomvoerende draden in elke aansluiting. De filters staan er garant voor dat de PLC-modems hogere signaalniveaus kunnen injecteren. Dat biedt opnieuw een verbetering van de signaal-ruisverhouding terwijl de filters een te verwaarlozen impact hebben op de netspanning en de netverliezen.

Dezelfde filters, maar dan met een capaciteit van 300 A, worden ook geïnstalleerd in de laagspanningscabines op elke kabel die eruit vertrekt. Op die manier wordt belet dat de middenspanningstransformatoren verderop in het netwerk hun ruis doorgeven aan het laagspanningsnetwerk en langs die weg de communicatie storen.

Multigateway

Volgens het PLC-communicatieconcept worden alle aansluitingen op de laagspanningskabel gefilterd, zelfs de vertrekken van de laagspanningscabine. Elke meter kan op elk PLC-segment minstens kiezen tussen twee gateways om verbinding te maken met het internet.

De klassieke 'concentrators' in de laagspanningscabines zijn vervangen door minstens twee gateways op elke tak van het netwerk, zodat de gemiddelde afstand tussen de meters en hun geselecteerde gateway tot viermaal korter worden (zie figuur). Daardoor verbetert de communicatiekwaliteit drastisch, waardoor ook het gebruik van ‘repeaters’ in de meters overbodig wordt en de netto beschikbare bandbreedte per meter opnieuw verhoogt.

GPRS kabeltelevisienetwerkxDSL netwerk

Meerdere gateways

CONCEN-TRATOR

Eandisconcept

Concept met

concentrator


Door de vervanging van de concentrators in de laagspanningscabines door meerdere gateways is de communicatie niet meer afhankelijk van één enkel kanaal (single point of failure). De beschikbare bandbreedte in een PLC-kanaal wordt nu ook gedeeld door een veel kleiner aantal meters en elke meter kan de gateway kiezen met het sterkste PLC-signaal en dus de beste communicatiekwaliteit. Mocht de kwaliteit van de verbinding tussen een meter en de gateway op een bepaald ogenblik verslechteren, dan kan de betreffende meter overschakelen naar een andere gateway zodat het verlies van controle over de meter wordt vermeden. Dit effect is vergelijkbaar met wat gebeurt bij gsm-netwerken: wanneer een gsm zich te ver van een basisstation begeeft, schakelt hij over naar een meer nabij gelegen basisstation zonder dat de verbinding wordt verbroken.

Voor dit eerste onderzoeksproject maakten de gateways geen gebruik van eventueel bestaande breedbandmodems in de woningen, maar werd voor elke 'master' een eigen breedbandmodem geplaatst. In een latere fase is het wel de bedoeling om de bestaande breedbandmodems in te schakelen om data door te sturen.

2.4 Technische oplossing voor communicatie over het kabeltelevisienet (concept Infrax)

Op dit schema zijn de meters in een aantal woningen (die gevoed worden vanuit eenzelfde laagspanningscabine) voorgesteld. Elke woning is via het kabelnetwerk (“Infra-X-net”) rechtstreeks verbonden met het centraal systeem om de meters en de meterdata te beheren. (AMM staat voor Automated Meter Management en MDM voor Meter Data Management.)

Elk kwartier vraagt het centraal systeem automatisch de verbruiksgegevens op bij de slimme meters en registreert ze in het centrale systeem. De operator van dit centraal systeem kan, indien gewenst, bijkomende verbruiksgegevens of andere meterinformatie opvragen.

Laagspanningscabine

Distributienet laagspanning

Centraal systeem


Componenten van de slimme meterinstallatie (concept Infrax)

In elke woning waarvan de bewoners deelnemen aan het proefproject, is een slimme meterinstallatie geplaatst. Die bestaat uit verschillende componenten.

Een slimme elektriciteitsmeter: dit is een elektronische meter die besturingssoftware bevat waardoor de meetgegevens van op afstand kunnen worden uitgelezen en waardoor de meter eveneens van op afstand kan worden bediend.

Een communicatiemodule die de signalen van de slimme meter doorgeeft aan de kabelmodem.

Een kabelmodem om de communicatie via het kabelnetwerk te verzekeren

Een 'splitter' die het kabeldistributiesignaal splitst tussen de kabeltelevisiedistributie en de slimmemetersignalen zodat beide probleemloos naast elkaar kunnen verlopen

Eventueel een slimme gasmeter die eveneens van op afstand kan worden uitgelezen en aangestuurd.

De elektriciteitsmeter, de communicatiemodule en de kabelmodem bevinden zich in de meterkast (zie tekening).

Voor appartementen is bovenstaande standaardopstelling economisch en technisch niet aangewezen, omdat zulke gebouwen vaak over aparte lokalen voor elektriciteitsmeters en gasmeters beschikken. Hier zijn meerdere elektriciteits- en/of gasmeters op dezelfde communicatiemodule en kabelmodem aangesloten.


Keuze van de gebieden waar een slimme meter werd geplaatst (volgens concept Infrax)

Volgens het Infrax-concept verloopt de communicatie rechtstreeks tussen de slimme meters in één woning en het centraal systeem. Daarom kunnen de woningen individueel worden voorzien van slimme meters en is het niet noodzakelijk een gehele straat of gehucht te voorzien van slimme meters.

Om dat aan te tonen, heeft Infrax de plaatsing van de slimme verspreid over zijn hele werkingsgebied. Onderstaand schema geeft de gemeenten aan waar een aantal slimme meters is geplaatst. In totaal gaat het om 269 adressen en 450 meters (waarvan ongeveer 60 % slimme elektriciteitsmeters en 40 % slimme gasmeters).

Ook werden in een aantal cabines slimme meters geplaatst om te kunnen analyseren of de som van de verbruiken van alle woningen, die vanuit die cabine worden bevoorraad, overeenkomt met het in de cabine gemeten verbruik.

De slimme meters zijn op de vermelde adressen geïnstalleerd tijdens de tweede helft van 2010.

Geografische spreiding


2.5 Draadloze verbinding tussen het centraal beheersysteem en de meter (GPRS)

Naast een verbinding via een vaste lijn (zowel via de televisiedistributiekabel als via het telefonienetwerk (xDSL)), kan er in sommige gevallen nood zijn aan een alternatief communicatiekanaal met het centrale beheersysteem, bijvoorbeeld op een afgelegen site waar geen breedbandverbinding beschikbaar is.

Dat alternatieve communicatiekanaal maakt gebruik van de beschikbare draadloze netwerken (gsm/GPRS) binnen Vlaanderen. Net zoals een gsm-toestel spraak doorstuurt en ontvangt via de opgestelde gsm-antennes, stuurt en ontvangt de communicatiemodule van de slimme meter digitale data via de opgestelde gsm/GPRS-antennes.

Zowel bij gsm als GPRS wordt er gewerkt met SIM-kaarten. Het is dus wel een vereiste dat de slimme meter in een lokaal wordt geplaatst waar er een bereikbaarheid is van de gsm/GPRS-signalen.

2.6 Communicatie met de gasmeter

Om het aantal communicatiemodules te beperken geeft de gasmeter zijn gegevens door aan de communicatiemodule van de elektriciteitsmeter. Dat kan op twee manieren.

Via draadverbinding: in 75 % van de gevallen kan de gasmeter met draad worden verbonden met de communicatiemodule van de slimme elektriciteitsmeter.

Via draadloze verbinding: in 25 % van de gevallen is de afstand tussen de elektriciteits- en de aardgasmeter zo groot dat er geen draadverbinding tot stand kan worden gebracht.

Zowel voor de bedrade als voor de draadloze versie, biedt de markt meters aan met het Europese standaardprotocol M-Bus (EN 13757). Die gasmeters zijn voorzien van batterijen die de nodige energie leveren om te communiceren en te schakelen.


De voorkeur gaat uit naar de verbinding met draad.

De draadverbinding biedt een grotere communicatiezekerheid dan een draadloze verbinding

In de definitieve oplossing zal de draadverbinding de energie kunnen leveren van de elektriciteitsmeter naar de gasmeter. Zo vervalt hier de noodzaak van een batterij, wat de exploitatiekosten drukt.

2.7 Basisfunctionaliteiten slimme meters

In het kader van het Derde Europese Energiepakket heeft ERGEG (de vereniging van Europese regulatoren) aanbevelingen uitgevaardigd wat betreft het dienstenaanbod van slimme meters voor elektriciteit en aardgas.

Om die aanbevolen diensten te kunnen leveren, moet de slimme meter over een aantal basisfunctionaliteiten beschikken, zoals:

. uitleesbaarheid op afstand van geïnjecteerde en verbruikte energie

tweewegcommunicatie

. meerdere meetregisters en timeframes

vermogenschakelaar, op afstand bedienbaar en instelbaar

. interface met de woning / automatisering in de woning

. informatie via webportaal / gateway

Naast de aanbevelingen van ERGEG bepaalt de Europese Commissie, via het Europees Mandaat 441, de communicatieprotocols en functionaliteiten van de slimme meters. Het Mandaat heeft als doel de Europese standaarden te harmoniseren ten einde interoperabiliteit tussen de verschillende verbruiksmeters (voor water, aardgas, elektriciteit en warmte) mogelijk te maken.

2.8 Doelstellingen PoC

Via de Proof of Concept van Eandis en Infrax werd vooral de kwaliteit van de gebruikte technologie geëvalueerd. Er werd ook onderzocht in welke mate de bekomen redundantie in het toegangsnetwerk bijdraagt tot een grotere betrouwbaarheid en een kleiner aantal interventies om communicatieproblemen op te lossen.

De doelstellingen van de Proof of Concept omvatten verschillende facetten.

De technische oplossingen van slimme meters uitwerken en testen.

De impact analyseren van de slimme meter op de interne bedrijfsprocessen van Eandis/Infrax.

De slimme meterinstallaties plaatsen.

De energiebalans en connectiviteit onderzoeken per laagspanningscabine en -kabel onderzoeken.

Een energie-efficiëntieonderzoek opstarten.

De veldtest naar actieve vraagsturing (in samenwerking met Linear) faciliteren.


3. Evaluatie van de technische oplossingen

Tijdens de ‘Proof of Concept' (PoC) zijn volgende aspecten getest: .

de technische kwaliteit van de gekozen oplossingen:

voor Eandis: communicatie via het elektriciteitsnet (PLC of Powerline Communication) met filter en verder via breedbandinternet en via GPRS (beperkte proef)

voor Infrax: het maximaal benutten van het televisiekabelnetwerk als communicatienetwerk

de basisfunctionaliteiten van de slimme meters.

3.1 Uitbouw van testlabs

Om de communicatieconcepten te kunnen uittesten en evalueren, en de uitrol van de slimme meters in de praktijk degelijk te kunnen voorbereiden, hebben Eandis en Infrax laboratoria voor slimme meters gebouwd.

Beide labs bieden waarheidsgetrouwe kopieën van een elektriciteitsnet waarop tests kunnen worden uitgevoerd in gecontroleerde omstandigheden. Dat kan voor diverse netarchitecturen en communicatieconcepten.

Infrax concentreert zich op kabelcommunicatieconcepten en gebruikt ook gekoppelde gasmeters.

Eandis richt zich voornamelijk op architecturen met en zonder PLC-filters. In het betrokken lab kunnen grote aantallen meters en meerdere gateways worden aangesloten. Er kan ook ruis van alle mogelijke types worden geïnjecteerd om de gevolgen voor de verschillende aangeboden PLC-oplossingen te onderzoeken.

Dit testlab van Eandis maakt het mogelijk verschillende communicatieoplossingen voor slimme meters te evalueren en te vergelijken onder gecontroleerde omstandigheden. Dertien selecteerbare aansluitingen uit het 320 meter lange laagspanningsnet staan opgesteld in de achterliggende ruimte. Alle karakteristieken van dit testnet zijn gebaseerd op waarden die in operationele netten werden gemeten. Een behoorlijk realistisch mathematisch model van het net is ook beschikbaar om er 'wat als'-analyses mee uit te voeren, bijvoorbeeld om de werking van bepaalde filters te kunnen voorspellen.


3.2 Uitbouw van een Meter Operations Center (MOC)

In het nieuwe Meter Operations Center (MOC), wordt de uitrol van de slimme meters en de status van het communicatienetwerk nauwgezet opgevolgd. Het is de aangewezen locatie om de mogelijkheden van slimme meters, het communicatienetwerk en bijhorende systemen didactisch voor te stellen.

Er zijn specifieke engineeringtools ontwikkeld voor diverse efficiënte oplossingen:

een visualisatietool om altijd een overzicht te hebben van de status van het communicatienetwerk, gekoppeld aan allerlei data over de netinfrastructuur

data-analysetools om de meterbereikbaarheid grafisch voor te stellen en om data uit verschillende databases te combineren

een database om problemen efficiënt op te volgen

3.3 PLC-concept met filters en multiple gateways (optie Eandis)

De technische testen tonen duidelijk aan dat het PLC-concept met filters en multiple gateway degelijk werkt. De resultaten bewijzen dat de communicatie via PLC een betrouwbaarheid biedt die vergelijkbaar is met die van normale communicatienetwerken.

De meeste problemen met de software van de meters (in het vakjargon 'firmware' genoemd) en de gateways zijn opgelost, al dient het multi-gateway-protocol nog verder te worden verbeterd om een betere keuze van gateway en een snellere onderlinge overschakeling mogelijk te maken.

Dankzij de filters dragen de PLC-signalen verder. Een betere signaal-ruisverhouding zorgt voor betrouwbare PLC-communicatie, die op haar beurt een onmiddellijke communicatie via het internet mogelijk maakt.

De betrouwbaarheid van het systeem wordt nog verhoogd door meerdere internettoegangen per groep van meters te voorzien zodat iedere meter van die groep bij een uitval van zijn internetconnectie een alternatieve weg kan vinden. Dit wordt het ‘multiple gateway’ concept genoemd.


Firmware kan centraal van op afstand succesvol worden doorgestuurd naar de meters.

De huidige PLC-communicatiemiddelen in het buitenland maken enkel dagelijkse uitlezingen mogelijk. De PoC-concepten lezen vier kwartuurwaarden per uur uit. De testen met kwartuuruitlezingen waren positief: maar liefst 97 % van de ingelezen kwartuurwaarden van de elektriciteits- en aardgasmeters zijn binnen het uur ter beschikking in het gegevensbestand van het systeem.

3.4 Communicatieconcept via televisiekabelinfrastructuur (optie Infrax)

Er is ook duidelijk aangetoond dat het concept televisiekabelinfrastructuur voor het doorsturen van slimme meterdata perfect bruikbaar is.

Na meer dan een jaar werking van de slimme meters, is vastgesteld dat de door Infrax geoptimaliseerde technische oplossing erg betrouwbaar en robuust is: op enkele uitzonderingen na worden alle meters elk kwartier uitgelezen. Slechts zelden moeten er interventies worden uitgevoerd in de woning / meterkast zelf. De voorgekomen problemen hadden vaak een externe oorzaak zoals de onbeschikbaarheid van de kabelcommunicatie naar aanleiding van bijvoorbeeld een onweer.

3.5 Functionaliteiten slimme elektriciteits- en gasmeters

Een actieve deelname in de bespreking van het Europese mandaat 441 voor de standaardisatie in communicatietechnologieën bleek al snel noodzakelijk. Eandis en Infrax hebben dan ook actief deelgenomen aan de totstandkoming van de ERGEG-documenten om de basis- en additionele functionaliteiten van slimme meters te definiëren. Dat gebeurde onder meer door hun deelname aan een werkgroep in de schoot van de VREG. Die werkgroep heeft als doel om de voorgeschreven diensten en functionaliteiten van de slimme meters concreet te vertalen naar optimale meterconfiguraties conform de Europese standaarden en de wettelijke en bedrijfsregels inzake beveiliging.

De volgende toekomstige functionaliteiten van de elektriciteitsmeter zijn met succes uitgetest.

Meting van kwartuurwaarden, zowel voor afname als voor injectie

Doorsturen van alarmen zoals:

te hoge of te lage spanning

inbraak in de meter

communicatie

enz…

Uitschakelrelais voor het aan- en uitschakelen op afstand: het ging hier vooral om testen in labomgeving en kleinschalige productietesten. Er werd veiligheidshalve beslist geen schakelingen uit te voeren bij de deelnemers van de PoC.

Vermogensregeling op afstand: ook hier ging het uitsluitend om testen in labomgeving en kleinschalige productietesten.

Doorgeven van gegevens van stroom en spanning (= Power Quality)


Tijdens de PoC had de elektriciteitsmeter nog geen P1-poort ter beschikking. Die poort, die de verbruiker rechtstreeks de meetgegevens ter beschikking kan stellen, wacht nog op de resultaten van de standaardisatie-oefening van het Europese mandaat 441.

De volgende toekomstige functionaliteiten van de gasmeter zijn met succes uitgetest.

Uitlezing op afstand van kwartuurwaarden via de elektriciteitsmeter

Draadloze en bedrade tweewegcommunicatie met de elektriciteitsmeter

Openen en sluiten van de gasklep op afstand: het ging hier vooral om testen in labomgeving en kleinschalige productietesten).

3.6 Verbruik van de 'slimme meter'-infrastructuur

Om de technische concepten uit te testen werd gebruik gemaakt van nieuwe prototypes of van in de markt bestaande componenten die werden omgevormd tot prototypes (meestal via een aanpassing van de firmware).

Voor het Infrax-concept werd als communicatiemodule (MUC-module waar MUC staat voor Multi Utility Communication) een prototype gebruikt dat is ontworpen voor de Duitse markt. Een bestaande kabelmodem werd gebruikt voor de verbinding naar het kabeltelevisienetwerk.

Voor het Eandis-concept werden prototypes voor de filters ontworpen. De bestaande PLC-modem werd omgevormd tot een prototype voor het multigateway-principe en de concentrator bedoeld voor de Nederlandse en Franse markt werd omgevormd tot een prototype gateway naar internet (kabeltelevisie of ADSL). Voor de verbinding met het internet werden afzonderlijke modems (kabel of ADSL) geplaatst.

Prototypes lenen zich echter niet voor een studie naar het toekomstig verbruik van de 'slimme meter'-infrastructuur. Toch werd een eerste vergelijking gemaakt tussen de componenten van de bestaande aansluiting en de aansluiting van de slimme meter.

Er is een onderscheid gemaakt tussen verbruiksafhankelijke en verbruiksonafhankelijke componenten.

Verbruiksafhankelijke componenten

Het verbruik van deze componenten wordt bepaald door de stroom die erdoor gaat. Voorbeelden zijn: zekeringen, automaten, bekabeling … Ook de filter in het Eandis-concept is zo’n component. Berekeningen en testen hebben uitgewezen dat voor een gemiddelde woning ( 3 500 kWh per jaar ) de filter een verbruik heeft tussen de 0.15 en 0.20 kWh per jaar. Dat verbruik is dus verwaarloosbaar.

Verbruiksonafhankelijke componenten

Voor de bestaande aansluiting zijn dat de elektromechanische meter en het ontvangsttoestel voor de dag-nachtomschakeling.


Voor de 'slimme meter'-aansluiting zijn dat de meter, de communicatiemodule en de modem naar de Telecom-netwerken.

Verdere studie en ervaring in een volgende onderzoeksfase (de pilootfase) zullen meer duidelijkheid geven in de verdere ontwikkeling van de aansluiting voor slimme meters.

3.7. Beveiliging van gegevens

Bij de aanvang van de “Proof of Concept” (PoC) is een uitgebreide risicoanalyse uitgevoerd wat de beveiliging van slimme meters betreft. Zo is een veiligheidsexpert ('security officer') aangesteld binnen de 'slimme meter'-organisatie en zijn security teams gevormd bij zowel Eandis als Infrax. Via assessments en testen hebben zij een eerste evaluatie op vlak van beveiliging uitgevoerd. Er is een beveiligingsbeleid uitgewerkt met het oog op de borging van veilige bedrijfspraktijken.

Met deze security teams zijn continu meer gedetailleerde risicoanalyses uitgevoerd bij nieuwe projecten of projectwijzigingen om zo vroeg mogelijk te kunnen inspelen op de beveiligingsnoden. Deze proactieve aanpak liet toe om doorheen alle stappen van de PoC beveiliging in te bouwen en tijdig veiligheidsmaatregelen te nemen. Deze maatregelen zijn gebaseerd op goede praktijken en standaarden zoals ISO27002, NERC CIP, NISTIR7628 en andere.

Er zijn ook diepgaande studies uitgevoerd rond meer specifieke onderwerpen zoals authenticatie (aan de hand van paswoorden, sleutels, certificaten, enz.) en de uitbouw van een Security Operations Center (Trustcenter) om de veiligheid van de nieuwe 'slimme' omgeving te bewaken.

Om zekerheid te verkrijgen over de beveiliging zijn de nieuwe meters en centrale systemen grondig getest door een gespecialiseerde beveiligingsfirma, waarna de resultaten van deze testen als verbeteringen zijn verwerkt.

Daarnaast zijn veranderingen, nieuwe technologieën, trends en dreigingen blijvend opgevolgd. Zo namen Eandis en Infrax deel aan conferenties, hielden ze marktverkenningen en legden ze contacten met andere distributienetbeheerders, de privacy commissie en regulatoren. Op het einde van de PoC zijn dan ook lessen getrokken die vandaag worden meegenomen in de verdere fasen van het programma slimme meters.

3.8 Vier belangrijke voordelen van quasi ogenblikkelijke communicatie

Met de communicatieconcepten van Eandis en Infrax is het mogelijk om bijna elke meter binnen een periode van 15 minuten na het gemeten kwartuurinterval uit te lezen. Bijgevolg kunnen de elektriciteits- en gasmarkten worden voorzien van ‘near real time’-informatie of quasi ogenblikkelijke communicatie. Die biedt de volgende vier belangrijke technische voordelen, naast de bekende voordelen van slimme meters, zoals een bewustere energieconsument en de uitlezing van meetgegevens op afstand.

1. Minder reservevermogen nodig

Door een verbeterde voorspelling van de belasting is minder reservevermogen nodig waardoor de evenwichtskosten voor elektriciteitsretailers afnemen. Zonder die mogelijkheid is er steeds meer actieve reservecapaciteit nodig om de wispelturigheid van steeds meer 'onvoorspelbare' lokale elektriciteitsproducties op te vangen. Ook transmissienetbeheerder Elia heeft een kleinere draaiende reserve nodig om de frequentieregeling van het net te kunnen garanderen.


2. Prepay-functionaliteit

Met het ‘near real-time'-concept kan de snelle en betrouwbare oplading van krediet in de verbruiksmeters worden gegarandeerd. Dataverwerking is mogelijk, zowel in de meters als in de centrale systemen. De toekomstige marktprocessen kunnen daarvan gebruikmaken om nieuwe diensten te ontwikkelen, ten voordele van de klant.

3. Meten van stroom- en spanningskwaliteit

De minimale en maximale waarden van stromen en spanningen worden in elk interval van 15 minuten gemeten, met eventueel een alarm dat wordt gegenereerd wanneer bepaalde grenzen worden overschreden. Optioneel kan ook worden gedacht aan de mogelijkheid om op vraag van een operator golfvormen van stroom of spanning in korte tijdsintervallen te registreren om zo op afstand diagnose van eventuele kwaliteitsproblemen mogelijk te maken.

4. Waarborgen van het securityniveau

Dankzij de 'near real time'-informatie is het mogelijk eventuele securityproblemen snel te detecteren en op te lossen, wat de garantie op een afdoende beveiliging van de metergegevens aanzienlijk verhoogt.

3.9 ICT-ondersteuning

Op het vlak van ICT, werden enkele initiatieven ontwikkeld.

In de eerste plaats werd het lastenboek opgesteld voor de applicatie die zorgt voor het beheer van de meters en de metergegevens. Internationaal wordt deze applicatie het Automated Meter Management Systeem (AMM) genoemd. Het gunningstraject werd uitgevoerd en het service management van het AMM-systeem werd geïmplementeerd.

Voor het opzetten van de laboratoriumomgeving en het Meter Operating Centrum (MOC) werden de nodige netwerken en infrastructuur in dienst genomen.

Daar waar geen bestaande ICT-tools aanwezig waren, was de ontwikkeling van nieuwe applicaties nodig voor de PoC:

een tool voor de opname van een situatieschets tijdens een voorbereidend bezoek, om gerichter de saneringen en metervervangingen te kunnen voorbereiden en plannen

een assetdatabase 'slimme meters' waarin de projectspecifieke gegevens worden bewaard die niet zijn voorzien in de bestaande systemen

een tool die assetdata en meetdata combineert, zodat allerlei technische en communicatiegerelateerde analyses kunnen worden uitgevoerd.

Dankzij de PoC konden de ICT-organisaties de nodige ervaring opdoen om de verschillende applicaties te kunnen opzetten en uitwerken. In ieder geval is er vanuit ICT-oogpunt een voldoende onderbouwd draagvlak om een uitrol op grotere schaal aan te kunnen.


3.10 Conclusies

De proof of concept is technisch geslaagd. Beide concepten werken degelijk, zowel bij Eandis als bij Infrax.

Met het oog op een eventuele verdere uitrol van slimme meters moet rekening worden gehouden met volgende aandachtspunten.

Verhoging van de betrouwbaarheid van de producten, de systemen, de communicatiemodules van de elektriciteitsmeters en de modems.

Voor het concept televisiekabelinfrastructuur moeten oplossingen worden gezocht voor locaties waar de kabeloplossing niet op een kostenefficiënte manier kan worden gerealiseerd.

Verder investeren in labomeving en kennisopbouw met het oog op verbeterde concepten en nieuwe moge-lijkheden voor kostenoptimalisatie.

Bij samenwerking met meerdere leveranciers moet de communicatie tussen de verschillende componenten gegarandeerd blijven.

Een verregaande samenwerking met de telecomoperatoren voor het doorsturen van data.

Verdere optimalisatie van de software en wiskundige technieken voor connectiviteitsbepaling en detectie van energetische onevenwichten.

Kostenefficiënt en montagevriendelijk design van de meteropstellingen.

Verdere verwerking van de resultaten van het energie-efficiëntieonderzoek.

De vele ervaringen en ‘lessons learned’, opgedaan gedurende de PoC met materialen, analyses, werkmethodes, installaties, beheer van systemen en meters, softwareontwikkeling, -upgrades en -testen moeten leiden tot een hoger niveau van kwaliteit en professionaliteit tegen verantwoorde kosten.


4. Evaluatie impact op bedrijfsprocessen Eandis / Infrax

4.1 Vaststellingen

Aangezien de “Proof of Concept” voorzien was als een technische test voor beide communicatieconcepten, zonder direct gevolg voor de dagelijkse werking van de interne diensten, is er oorspronkelijk uitgegaan van een zeer beperkte impact op de bedrijfsprocessen en -applicaties.

Na analyse bleek evenwel een aantal ingrepen onontbeerlijk. Daarom zijn enkele bestaande processen en ondersteunende applicaties gewijzigd, om de uitrol van de slimme meters in het PoC-gebied op een gestructureerde manier mogelijk te maken. Hierna enkele voorbeelden.

Voorbereiden van de situatieschets (de beschrijving van de bestaande situatie in de woningen), de saneringen en installatieprocessen

Opmaken van nieuwe scripts voor het callcenter, zodat afspraken met eindgebruikers konden worden gemaakt voor de vervanging van hun bestaande meter

Aanpassen van bestaande scripts voor het callcenter en het reguliere proces 'storingsbeheer', zodat mogelijke interventies op slimme meters kunnen worden opgevangen

Ontwikkelen van een specifiek planbord voor planning en opvolging van de metervervangingen op het terrein

Creëren van elektronische werkopdrachten die, net zoals in de processen van de reguliere operaties, naar de mobiele werkplekken van de nettechnici kunnen worden gestuurd

Opmaken van een specifieke beschrijving van de werking van de slimme meter (certificaten) zodat de berekening van verbruiken via de bestaande processen geen hinder ondervindt.

Eén van de pijlers om verandering te kunnen ondersteunen is een gedegen opleidingsprogramma. Zo zijn acht specifieke opleidingsmodules ontwikkeld, zowel met praktische trainingen voor de nettechnici van Eandis en Infrax, als infosessies en administratieve opleidingen voor onder andere backoffice-medewerkers, meteropnemers en medewerkers uit de klantenkantoren. Meer dan 200 medewerkers volgden reeds een opleiding.

4.2 Conclusies

Het organisatiemodel heeft efficiënt gewerkt. De noodzakelijke proces- en applicatie-aanpassingen in de PoC waren een goede leerschool voor een eventuele verdere uitrol van de slimme meters in de toekomst.

Uit de PoC is verder gebleken dat een succesvolle uitrol enkel mogelijk wordt als de processen zoveel mogelijk worden geautomatiseerd en grondige end-to-end testen tijdig kunnen worden uitgevoerd.


5. Evaluatie plaatsing van slimme meters

5.1 Situering

Om de plaatsing van de slimme meter optimaal te laten verlopen, werden voorbereidende bezoeken gepland om de bestaande situatie van de meterinstallatie in kaart te brengen. Daarbij is vastgesteld dat in een aanzienlijk aantal woningen voorbereidingen moesten worden getroffen om de plaatsing van de slimme meter toe te laten.

Zo was er in heel wat woningen onvoldoende plaats om de huidige meterkast te vervangen door de slimmemeterkast. De slimmemeterkast heeft standaard de afmetingen 25 cm op 60 cm en in vele woningen was de huidige meterkast ingebed in een kleinere ruimte.

Daarnaast moest de slimme gasmeter via een kabel verbonden worden met de (communicatiemodule in de) slimmemeterkast. Tot slot moest (in het Infrax-concept) ook nog de coaxkabel van de kabeldistributie tot bij de meterkast worden gebracht.

5.2 Vaststellingen

Met een realisatiegraad van meer dan 99 % werden de plaatsingen tijdens de PoC succesvol afgesloten. Bij de overblijvende dossiers waren er nog slechts negen weigeringen.

De plaatsing van de installaties had betrekking op het volledige traject, vanaf de opname van een situatieschets, de sanering van 25 % van alle aftakkingen, tot en met alle aansluitingswerken tijdens de drie maanden van de uitrol. Daaruit bleek dat de bestaande processen en systemen niet ontworpen zijn om grote volumes te verwerken waardoor de arbeidsintensiteit zeer hoog lag en de informatie van de technische installaties niet altijd optimaal was.

Ter voorbereiding van de saneringsdossiers en de dossiers voor metervervangingen werd een tijdelijke backoffice opgericht die ook instond voor de planning. Hoewel de opvolging van de technici en de (her)planning soms moeizaam verliep, werden ongeveer 100 opdrachten per dag uitgevoerd. Veiligheid en klantgerichtheid hadden hierbij de hoogste prioriteit.

Voor de uitvoering werd een beroep gedaan op eigen technici van Eandis en Infrax en stond een aantal aannemersploegen klaar om afwezigheden op te vangen. Twee schrijnwerkers werden ingeschakeld omdat honderden meters waren ingebouwd in kasten en traphallen.

Tijdens de laatste week van de uitrol doken in Leest en Hombeek problemen op met de gateways die de communicatie verzorgen tussen de slimme meters en de modem. Daardoor kwam de bereikbaarheid van de meters in het gedrang. Voor de vervanging van die gateways konden we gelukkig rekenen op de goodwill van de klanten van Leest en Hombeek.

Eandis en Infrax konden rekenen op een goed opgebouwd communicatieplan en een nauwe samenwerking met de gemeente- en stadsbesturen. De gezamenlijke brieven met de besturen, en de aanwezigheid van Burgemeester en Schepenen tijdens de infoavonden in de verschillende wijkraden, zorgden ongetwijfeld voor een grotere acceptatie van het project bij de klanten.


De samenwerking met de telecomoperatoren Telenet en Belgacom, voor de aansluiting van de breedbandverbinding, verliep vlot.

5.3 Conclusies

De grootste uitdaging is de opgebouwde kennis en ervaring te implementeren in een vlot lopend proces en een technische plug-and-play oplossing, met meterinstallaties die in een minimum van tijd te vervangen zijn.

Indien wordt beslist om een verdere uitrol te realiseren, zal er nood zijn aan nieuwe, geautomatiseerde processen en systemen die een maximale datakwaliteit garanderen en de volumes van een grootschalige uitrol aankunnen.

Om grootschalige metervervangingen klantvriendelijk uit te voeren, moet kort op de bal worden gespeeld en is ook voldoende organisatorische flexibiliteit nodig. Het bestaande technische reglement wordt best vertaald in een juridisch kader met uitvoeringsmodaliteiten rond metervervangingen, meer bepaald wat betreft de toegankelijkheid van de woning en de bereikbaarheid van de meters. De VREG zal onderzoeken of de huidige bepalingen rond toegankelijkheid toereikend zijn dan wel moeten worden aangevuld.

Uit de ervaringen met de PoC bleek duidelijk dat het repetitieve karakter van de metervervangingen na enkele weken zorgde voor kortere plaatsingstijden. De werkinstructies moeten daarom zo veilig, eenduidig en volledig mogelijk zijn zodat de installaties na één bezoek correct functioneren en extra interventies maximaal worden vermeden.

Eandis en Infrax kunnen terugblikken op een geslaagde aanpak in het kader van de PoC. Op basis van die ervaring kan, mits enige finetuning, de uitdaging worden aangegaan om eventueel over te gaan tot een uitrol van 50 000 slimme meters in een volgende fase van het slimmemeterprogramma.


6. Onderzoek energiebalans en connectiviteit

Tijdens het eerste proefproject zijn wiskundige rekenmethodes ontwikkeld om de energetische onbalans op te sporen en de juiste positionering van een welbepaalde meter op een welbepaalde kabel (connectiviteit) te bepalen.

Die rekenmethodes zijn ook getest op hun bruikbaarheid.

Tijdens de PoC in Leest en Hombeek zijn slimme meters geplaatst op elk uitgaand vertrek in de cabines. Samen met de slimme meters die op elk verbruikspunt geplaatst zijn, biedt dat de mogelijkheid om energiebalansen uit te rekenen.

Het verschil tussen uitgaande en inkomende energie moet immers gelijk zijn aan nul. Wanneer dat niet het geval is, zijn er twee mogelijkheden: ofwel zijn er verliezen op het vertrek, ofwel zijn er te veel of te weinig verbruikspunten in rekening gebracht.

Die laatste optie biedt de mogelijkheid om de laagspanningsconnectiviteit te corrigeren. Een verbruikspunt verwijderen uit de lijst, of een ander verbruikspunt in de buurt toevoegen, kan in dat geval immers leiden tot een perfecte energiebalans.

Aan de hand van dat concept kan een algoritme worden opgemaakt dat de laagspanningsconnectiviteit van een groter gebied corrigeert.


7. Energie-efficiëntieonderzoek

7.1 Situering

In 2008 heeft KEMA in opdracht van de VREG een kosten-batenanalyse opgesteld voor de uitrol van slimme meters in Vlaanderen. Een belangrijk aandachtspunt hierbij was de verbetering van de energie-efficiëntie dankzij de invoering van slimme meters. Bij gebrek aan actuele cijfers heeft KEMA deze verbetering toen, op basis van literatuurstudies, ingeschat op 1,5 % (indien geen gebruik wordt gemaakt van een display).

In het kader van het eerste onderzoeksproject met 4 750 slimme meters (waarvan 4 300 in Leest en Hombeek en 450 in het werkingsgebied van Infrax) werd de vraag actueel om de hypothese van 1,5 % te valideren op basis van reële vaststellingen. Aangezien het vooropgestelde besparingspercentage van 1,5 % dezelfde grootteorde heeft als de nauwkeurigheid van de residentiële meters zelf en een vergelijking van louter historische waarden weinig relevant is, drong zich een heel precieze statistische aanpak op.

Om de impact van de slimme meters op het energieverbruik van de consument in kaart te brengen, hebben Eandis en Infrax opdracht gegeven aan een extern onderzoeksbureau om een energie-efficiëntieonderzoek op te starten. Daarbij werd een aanpak ontwikkeld rond drie assen: segmentatie, referentiegroepen en feedbackinformatie.

Om de bevindingen van dit energie-efficiëntieonderzoek te kunnen extrapoleren naar de hele Vlaamse populatie is een methodiek ontwikkeld die de testpopulatie vergelijkt met de data van een VREG-studie op basis van socio-demografische factoren.

7.2 Segmentatie

De onderliggende motivatie om de populatie te segmenteren ligt in het feit dat het statistisch gezien relevanter is om een energiebesparing aan te tonen van bijvoorbeeld 7,5 % bij een populatie van 20 % dan een gemiddelde besparing van 1,5 % bij 100 % van de populatie. Het grote voordeel ligt in het feit dat een verbetering van 7,5 % significant is en de invloed van de meetfout sterk reduceert. Bovendien kunnen we vaststellen dat enkele vergelijkbare projecten in Europa datzelfde principe van segmentatie hanteren.

De uitdaging ligt in de bepaling van de juiste segmentatiecriteria en de toewijzing van gebruikers aan de verschillende segmenten. In het energie-efficiëntieonderzoek voor Eandis en Infrax is gewerkt met een segmentatiemodel op basis van de criteria 'milieugedreven' en 'financieel gedreven'. Alle deelnemers aan het onderzoek zijn gesegmenteerd op basis van eenzelfde vragenlijst. Zo zijn vier verschillende types Vlaamse energieverbruikers in kaart gebracht.

9,1 % is financieel gedreven en niet milieugedreven

6,4 % is financieel én milieugedreven)

81 % is noch financieel noch milieugedreven

3,5 % is niet financieel gedreven, maar wel milieugedreven.


7.3 Drie referentiegroepen

De testpopulatie bestaat uit drie referentiegroepen. Elke groep wordt op een verschillende manier benaderd met de bedoeling om uit de resultaten de precieze impact van de slimme meter op het energieverbruik te kunnen distilleren.

Groep A: consumenten met een slimme meter (populatie proefproject slimme meters)

Deze groep bestaat uit een representatieve steekproef van ongeveer 1 500 gezinnen waar tijdens het eerste proefproject (Proof of Concept of PoC) een slimme meter is geplaatst en waarvan bijgevolg de meetgegevens beschikbaar zijn. De geselecteerde gezinnen hebben zich via een enquête vrijwillig als deelnemer aan het onderzoek aangeboden.

De betrokken gezinnen ontvangen op regelmatige tijdstippen feedback over hun verbruik (via maandelijkse en wekelijkse verbruiksrapporten) en individuele documentatie over rationeel energiegebruik (REG).

Groep B: SLP-klanten (populatie met telelezing buiten proefproject slimme meters)

Deze groep bestaat uit ongeveer 1 000 SLP-klanten. SLP staat voor 'Synthetic Load Profile' of 'synthetisch lastenprofiel'. Het gaat om klanten waar destijds telegelezen meetapparatuur voor elektriciteit is geplaatst, met de bedoeling op basis van hun statistische gegevens verschillende 'klantenprofielen' te bepalen en verbruiksprognoses te kunnen maken. Ook van deze groep zijn alle meetgegevens beschikbaar.

Om het verbruiksgedrag van de SLP-klanten niet te beïnvloeden en aldus de statistische betrouwbaarheid van SLP-gegevens niet in het gedrang te brengen, ontvangen de betrokken SLP-klanten geen feedback over hun verbruik en geen individuele REG-documentatie. Groep B is op geen enkele manier aangesproken in het kader van het energie-efficiëntieonderzoek en kan dus de 'normale' evolutie van Vlaanderen reflecteren.


Groep C: consumenten met jaarlijkse meteropneming (populatie zonder telelezing)

Deze groep bestaat uit ongeveer 2 500 gezinnen waar de meterstanden jaarlijks manueel worden geregistreerd. Aan deze groep is gevraagd om de meterstanden zelf op regelmatige tijdstippen (driemaandelijks) te registreren en door te sturen.

De betrokken gezinnen krijgen geen feedback over hun verbruik, maar ontvangen wel de REG-documentatie zoals deelgroep A.

Uit de onderlinge vergelijking van de drie referentiegroepen kan de impact op het energieverbruik van de verbruiksrapporten enerzijds en van de REG-documentatie anderzijds precies worden gemeten.

De vergelijking tussen groep A (met verbruiksrapporten en REG-documentatie) en groep B (zonder verbruiksrapporten noch REG-documentatie) meet de globale impact van de verbruiksrapporten en de REG-documentatie samen.

De vergelijking tussen groep A (met verbruiksrapporten) en groep C (zonder verbruiksrapporten) meet de impact van de verbruiksrapporten.

De vergelijking tussen groep C (met REG-documentatie) en groep B (zonder REG-documentatie) meet de impact van de REG-communicatie.

Naast deze drie referentiegroepen is via enquêtering ook een steekproef gemaakt van 'Vlaanderen als geheel'. De verdeling van deze groep over de verschillende segmenten moet toelaten om de resultaten van testgroep A (met slimme meter) te extrapoleren naar de totale populatie en te komen tot een exacte inschatting van de verbeterde energie-efficiëntie dankzij de slimme meter.


7.4 Feedback via maandelijkse en wekelijkse verbruiksrapporten

De loutere plaatsing van een slimme meter zal, zoals uit alle studies blijkt, geen (of slechts een zeer tijdelijke) impact hebben op het verbruiksgedrag van de consumenten. Daarom is het belangrijk om de consumenten met een slimme meter (referentiegroep A) correcte en tijdige feedback te geven over hun energieprestaties. Bedoeling is de deelnemers te confronteren met evoluties en abnormaliteiten in hun consumptiepatroon. Bij gebrek aan koppeling met financiële gegevens (facturatie) is deze feedback voorlopig de enige hefboom om het consumptiegedrag te beïnvloeden.

Aanpak

Vanaf midden februari 2011 ontvingen de consumenten uit referentiegroep A hun verbruiksgegevens in de vorm van rapporten: maandelijkse verbruiksrapporten per brief (vanaf februari 2011) en wekelijkse verbruiksrapporten per mail (vanaf maart 2011). Zo kregen de consumenten een duidelijk inzicht in hun verbruiksprofiel en konden ze zien wat het resultaat is van hun energiebesparende inspanningen. Want meten is weten.

Inhoud verbruiksrapporten

De maandelijkse verbruiksrapporten bevatten persoonlijke informatie over:

de meterstanden (zoals geregistreerd aan het begin en op het einde van de voorbije maand)

de evolutie van het maandverbruik (ten opzichte van het vorige jaar en sinds de start van de testperiode in januari)

de evolutie van het jaarverbruik (ten opzichte van het vorige jaar)

de verbruiksscore (de persoonlijke verbruiksscore in vergelijking met gelijkaardige gezinnen)

tips om energie te besparen (verwijzing naar de website Eandis / Infrax).


De wekelijkse verbruiksrapporten bevatten persoonlijke informatie over:

de meterstanden (zoals geregistreerd aan het begin en op het einde van de voorbije week)

de evolutie van het weekverbruik (ten opzichte van het vorige jaar en sinds de start van de testperiode in januari)

het weekprofiel (met een overzicht van het persoonlijk verbruik dag na dag en kwartier na kwartier)

de verbruiksscore (de persoonlijke verbruiksscore in vergelijking met gelijkaardige gezinnen)

tips om energie te besparen (verwijzing naar de website Eandis / Infrax).

Meer gedetailleerde informatie over het persoonlijke elektriciteits- en aardgasverbruik (met verbruiksoverzichten per maand, week of dag) konden de betrokken gezinnen oproepen via de websites van respectievelijk Eandis en Infrax. Om de persoonlijke verbruiksrapporten te kunnen bekijken, identificeren de betrokkenen zich met een persoonlijke code.

Alle informatie is uitgewerkt in leesvriendelijke tabellen en grafieken.

Beveiliging en privacy

Om veiligheidsredenen en ter bescherming van de privacy bevatten de verbruiksrapporten geen naam- of adresgegevens. Het rapport is opgesteld op basis van de EAN-code van de aansluiting en het nummer van de verbruiksmeter voor elektriciteit en/of aardgas.

De rapporten zijn verstuurd vanuit een hiertoe speciaal aangemaakte mailboxen (voor Eandis vanuit [email protected] en voor Infrax vanuit [email protected]) waarmee de consument de garantie krijgt dat hij zijn gegevens uit een vertrouwde en betrouwbare bron ontvangt.

7.5 Documentatie over rationeel energiegebruik (REG)


In 2011 heeft het energie-efficiëntieonderzoek nagegaan wat het verband is tussen de aanwezigheid van een slimme meter en de invloed van ontvangen informatie over rationeel energiegebruik (REG).

Aanpak

Groep A (ongeveer 1 500 gezinnen) kreeg op zes verschillende momenten REG-communicatie. Ook een controlegroep van 2 500 gezinnen zonder slimme meter (groep C) ontving dezelfde informatie. In totaal zijn er dus zo’n 4 000 gezinnen onderzocht.

De REG-communicatie is rechtstreeks naar de klant gestuurd door respectievelijk Eandis en Infrax. De thema’s en de timing hebben beide ondernemingen op elkaar afgestemd. In de praktijk bestond de communicatie telkens uit een REG-brochure en een persoonlijke commerciële brief. Zowel de groep met slimme meters als de controlegroep zonder slimme meters kregen exact dezelfde informatie. In de communicatie is dus niet actief verwezen naar het proefproject ‘Slimme meters’ of naar de verbruiksrapporten.

Twee segmenten

Voor de REG-communicatie zijn de vier segmentatietypes herverdeeld over twee hoofdsegmenten.

Eerder financieel gedreven groep

Eerder milieugedreven groep

De inhoud van de REG-documentatie was voor deze twee hoofdsegmenten dezelfde, terwijl de begeleidende brieven verschillende boodschappen in de kijker stelden. De brief naar de financieel gedreven groep legde het accent op geldbesparingen, de brief naar de milieugedreven groep op milieuaspecten en een groenere toekomst voor de kinderen.

Zes keer REG in 2011

In totaal is in de loop van 2011 zesmaal een REG-communicatie gebeurd. De eerste communicatie startte rond 15 maart 2011, een maand nadat de groep met slimme meters het eerste maandrapport met verbruiksgegevens had ontvangen.

Dit waren de afgesproken timing en onderwerpen:

15.03.2011: draaischijf met REG-tips

15.04.2011: condensatieketel op aardgas

15.05.2011: warmwaterbereiding

15.09.2011: verdien veel geld zonder moeite (algemene gedragtips REG)

15.10.2011: isoleren en ventileren

15.11.2011: verlichten

Onderzoeksresultaten

Het energie-efficiëntieonderzoek vergelijkt de meetgegevens van de groepen met een slimme meter met die van de controlegroepen, met of zonder REG-communicatie. Bij de controlegroepen zijn de meetgegevens driemaal manueel opgehaald in de loop van 2011. De bevindingen rond energie-efficiëntie zijn nadien geëxtrapoleerd naar de hele Vlaamse bevolking.


7.6 Eindevaluatie

De gecapteerde gegevens in het kader van de individuele verbruiksfeedback vormen de basis voor de eindevaluatie van de gerealiseerde energie-efficiëntieverbetering. Na 12 maanden worden de cijfers van de drie referentiegroepen statistisch geanalyseerd, in samenwerking met het centrum van statistiek-UA. Daarbij moet de typologie van de referentiegroepen toelaten om de effecten van groeiende bewustwording in het algemeen, van gerichte educatieve communicatie en van geïndividualiseerde terugkoppeling van verbruiksgegevens op basis van de slimme meters duidelijk te onderscheiden.

Het energie-efficiëntieonderzoek liep van januari 2011 tot februari 2012. Het eindrapport wordt verwacht in maart 2012.


8. Veldtest actieve vraagsturing

8.1 Situering veldtest binnen onderzoeksproject Linear

De impact van actieve vraagsturing maakt het voorwerp uit van het onderzoeksproject Linear. Linear is een grootschalig project rond intelligente elektriciteitsnetwerken in Vlaanderen. Het project bestudeert hoe we hernieuwbare energiebronnen, zoals wind - en zonne-energie, in het distributienetwerk kunnen inschakelen en optimaal gebruiken. Dat gebeurt door het energieverbruik aan te passen aan de hoeveelheid energieproductie die op dat moment beschikbaar is.

Linear werkt samen met een twintigtal partners, waaronder Eandis, Infrax, K.U. Leuven, VITO en de Vlaamse overheid.

De onderzoekers volgen het energieverbruik en de productie van groene stroom nauwlettend op en besturen van op afstand enkele 'slimme toestellen' bij de gezinnen. De test houdt rekening met een viertal gezinsprofielen, waaronder ook huishoudens die niet per definitie energiebewust leven of die sceptisch staan ten opzichte van nieuwe technologieën.

Naast de meting van productie en verbruik, krijgen de proefgezinnen een display met mogelijke elektriciteitstarieven. Op basis van die informatie kunnen de gezinnen zelf beslissen om bepaalde toestellen op andere, goedkopere tijdstippen te laten draaien. Linear zal er bij de deelnemers op aandringen om zoveel mogelijk rekening te houden met de doorgestuurde tarieven en tijdsintervallen.

De praktijktest voert ook onderzoek naar de zogenaamde 'actieve vraagsturing'. Hiertoe wordt een doosje geplaatst tussen het betrokken toestel en het stopcontact. Het centrale Linear-systeem bepaalt, via het doosje, wanneer een toestel werkt en wanneer niet.

In het kader van de praktijktest, plant Linear een veldonderzoek in de regio Leest en Hombeek waar Eandis in 2010 4 300 slimme meters heeft geplaatst. Linear wenst zich daar te concentreren op een woonwijk en dieper in te gaan op de actieve vraagsturing via 'slimme netten'.

De recrutering van de veldtestpopulatie in Leest en Hombeek start in februari 2012 en de proef zelf midden 2012.

8.2 Residentiële praktijktest rond actieve vraagsturing

Concreet omvat Linear acht verschillende werkpakketten. Die bestuderen en analyseren specifieke toepassingsgebieden, waaronder energieconsumptiepatronen, flexibiliteit van eindgebruikers en concepten voor energieopslag.

Eén van de werkpakketten omvat een grootschalige residentiële (laagspanningsnetwerken) praktijktest rond actieve vraagsturing. In die praktijktest worden twee controlestrategieën uitgerold en geëvalueerd: ‘Time of Use’ en ‘actieve vraagsturing’:


‘Time of Use’

Om het energieverbruik beter af te stemmen op de actuele toestand van het elektriciteitsnet, wordt elke dag ingedeeld in zes vaste tijdzones, elk met een verschillend energietarief. Zo kan bijvoorbeeld beter worden ingespeeld op het aanbod van zonne- en windenergie dat sterk afhankelijk is van het tijdstip van de dag en de weersomstandigheden.

Het Linear-project laat de gebruikers toe om hun energieverbruik te verschuiven naar periodes waar goedkopere tarieven gelden, en daarnaast hun totale energieconsumptie te herbekijken en waar mogelijk verminderen. Dat heet het ‘time-of-use’-systeem. Een van de doelen van Linear is om na te gaan hoe en in welke mate eindgebruikers reageren op deze prijssignalen. De proefgezinnen krijgen een display met de mogelijke tarieven en kunnen zelf beslissen om bepaalde toestellen op andere, goedkopere tijdstippen te laten draaien. Linear zal er bij de deelnemers op aandringen om zoveel mogelijk rekening te houden met de doorgestuurde tarieven en tijdsintervallen.

‘Automatische actieve vraagsturing’

Sommige huishoudtoestellen bieden een zekere vorm van flexibiliteit. Enerzijds zijn er toestellen die in staat zijn om energie op te slaan. Bijvoorbeeld de opslag van warmte (in boilers) of koude (in diepvriezers en koelkasten). Anderzijds zijn er ook toestellen waarvan de werking kan worden uitgesteld of verschoven in de tijd. Bekende voorbeelden zijn hier de vaatwasser of de wasmachine.

Het Linear-proefproject maakt van deze flexibiliteit gebruik door het startmoment van bepaalde toestellen uit te stellen naar meer voordelige periodes. Hiertoe wordt een doosje geplaatst tussen het betrokken toestel en het stopcontact. Het centrale Linear-systeem bepaalt dan via het doosje wanneer het toestel werkt en wanneer niet.

Het doel van dit proefproject (of praktijktest) is om de technologie voor automatische actieve vraagsturing te preciseren en in de praktijk uit te testen.

8.3 Onderzoeksproject in drie fasen

De residentiële praktijktest wordt in drie fasen uitgerold, waarbij het aantal deelnemers en toestellen steeds stijgt en waarbij progressief verschillende en steeds meer geavanceerde modellen worden geëvalueerd en gevalideerd.

De eerste twee fasen vinden verspreid over Vlaanderen plaats. De laatste fase wordt in Leest en Hombeek uitgerold, waarbij het expliciet de bedoeling is om de impact van actieve vraagsturing op wijkniveau te onderzoeken.

Fase 1

Onderzoekers testen technologie en concept bij 30 gebruikers, verdeeld over Vlaanderen. Deze eerste fase onderzoekt het effect van een bijkomende meter en aanstuurbare stopcontacten op de uitvlakking van het verbruik.


Fase 2

Hier gebeurt de uitgebreide praktijktest met 100 huishoudens verspreid over Vlaanderen. Deze test duurt in het totaal twee jaar.

Bij de proefgezinnen wordt een meetsysteem geïnstalleerd dat het energieverbruik op kwartierbasis registreert (jaar 1). Deze meting loopt gedurende één jaar en is nodig om een referentiemeting te hebben waarbij alle seizoenen worden doorlopen.

Na de referentiemeting wordt er een systeem van ‘actieve vraagsturing” geïnstalleerd met slimme apparaten (jaar 2). Dit systeem zal gedurende een jaar actief zijn, om een vergelijking te kunnen maken met de referentiemeting. Onderzoekers willen onder andere weten of er inderdaad meer elektriciteit uit zonne-energie lokaal gebruikt wordt. Is de belasting van het elektriciteitsnet inderdaad verminderd? Zijn de zonnepanelen minder vaak afgeschakeld? Is er een betere afstemming tussen lokaal opgewekte hernieuwbare elektriciteitsproductie en lokaal verbruik?

Na afloop van het project wordt alle meet- en controleapparatuur weer weggehaald en wordt er een enquête afgenomen om alle ervaringen in kaart te brengen.

Fase 3

In deze laatste stap wordt specifiek onderzoek gedaan naar slimme netten en actieve vraagsturing op wijkniveau. Deze test gebeurt in Leest en Hombeek.

8.4 Conclusies

De praktijktesten van Linear kunnen een belangrijke bijdrage en praktijkervaring leveren aan de lopende projecten van Eandis en Infrax rond slimme meters en - vooral - slimme netten.

De hoofdonderwerpen van de praktijktesten van Linear liggen bij het afstemmen van energieverbruik en -aanbod, onder meer via ‘actieve vraagsturing’. Energiebesparing is daarbij niet het hoofdonderwerp van dit onderzoek.

Concrete onderzoeksresultaten worden pas verwacht in 2013. De resultaten zullen niet tijdig beschikbaar zijn om de kosten-batenanalyse medio 2012 te voorzien van cijfers en conclusies. Om die reden voorziet Eandis een aantal extra tussentijdse proeven over het effect van huisautomatisering en slimme sturingen op het energiegebruik. De resultaten van die proeven zullen de kosten-batenanalyse verder kunnen aanvullen.


9. Het privacy-aspect

9.1 Situering

Op 14 augustus 2009 publiceerde het Europees Parlement en de Raad van de Europese Unie de Richtlijn 2009/72/EG van 13 juli 2009 betreffende de gemeenschappelijke regels voor de interne markt voor elektriciteit.

Op 22 januari 2010 heeft de Europese Commissie haar interpretatieve nota met betrekking tot deze Richtlijn gepubliceerd. Niettegenstaande dat geen wettelijk bindende tekst is, geniet hij toch een zeker aanzien wat de interpretatie van de Richtlijn betreft. Zo geeft de nota iets meer uitleg over het privacy-aspect, zij het dat hier gewoon wordt teruggegrepen naar het bestaande wetgevende kader inzake de confidentialiteit van verbruikersgegevens.

Onverminderd enige andere wettelijke verplichting tot het verstrekken van informatie, eerbiedigt de distributienetbeheerder de vertrouwelijkheid van de commercieel gevoelige gegevens die hem bij zijn bedrijfsvoering ter kennis komen, en voorkomt hij dat informatie over zijn eigen activiteiten die commercieel voordeel kan opleveren, op discriminerende wijze wordt vrijgegeven.

9.2 Technische beveiliging van gegevens

In het kader van het eerste proefproject slimme meters, hebben Eandis en Infrax een studie uitgewerkt over de beveiliging van gegevens (security). Die studie resulteerde in de integratie van security-experten in de 'slimme meter'-organisatie.

Het is de bedoeling dat het aspect veiligheid van informatie en gegevens intrinsiek moet zijn verwerkt in de bedrijfsprocessen en dat alle processen met betrekking tot de gegevens van slimme meters zijn gereviseerd en goedgekeurd door een securitymanager.

9.3 Overleg via het Beleidsplatform van de VREG

Het privacy-aspect van slimme meters vormt een van de gespreksonderwerpen van de werkgroep 'Markt en consument' van het Beleidsplatform van de VREG.

Eandis en Infrax maken deel uit van deze werkgroep en verlenen hun volle medewerking aan alle onderzoeksaspecten in dat verband.

Het spreekt voor zich dat Eandis en Infrax ten volle uitvoering zullen geven aan het privacybeleid van de overheid met betrekking tot de gegevensverwerking van slimme meters.


10. Besluit PoC en volgende stappen

10.1 Besluit PoC

In alle geledingen van het project mag de PoC succesvol worden genoemd. Dat positief resultaat is van aard om een voorstel op te zetten voor een pilootproject met 50 000 slimme meters.

10.2 Aanpak stap voor stap

Het programma slimme meters gaat stap voor stap te werk.

Een eerste onderzoeksproject (Proof of Concept of PoC) werd uitgevoerd in 2010 en had betrekking op 4 300 meters in het werkingsgebied van Eandis (Leest en Hombeek) en 450 meters in het werkingsgebied van Infrax. Deze PoC had als hoofdbedoeling de kwaliteit van de toegepaste technieken te testen. Daarnaast zal dit onderzoeksproject nagaan in welke mate de slimme meters een bijdrage kunnen leveren tot de verhoging van de energie-efficiëntie.

Na deze eerste fase volgde een evaluatiemoment om te beslissen of in 2012 wordt overgegaan naar een pilootproject van 50 000 slimme elektriciteits- en aardgasmeters (40 000 meters verdeeld over het werkingsgebied van Eandis en 10 000 in het werkingsgebied van Infrax).

De bedoeling hier is ervaring op te doen met de processen rond de installatie van slimme meters, de logistiek, de exploitatie van de meters en systemen en het beheer van grote hoeveelheden data (meetgegevens en statusinformatie).

Indien dit pilootproject positief wordt beoordeeld en er een akkoord is van de Vlaamse overheid, kan worden beslist om op termijn over te gaan tot een grootschalige uitrol (van maximum 5 miljoen meters over heel Vlaanderen (waarvan 3,8 miljoen meters in het werkingsgebied van Eandis en 1,2 miljoen meters in het werkingsgebied van Infrax).


10.3 Scenario's voor een mogelijke grootschalige uitrol

De beslissing om over te gaan tot een grootschalige uitrol van de slimme meter hangt af van verschillende criteria.

Een technisch matuur systeem zal de toekomstgerichte marktprocessen ondersteunen om de Europese doelstellingen te realiseren. In de Proof of Concept werden de meter- en communicatieconcepten technisch geëvalueerd. In het pilootproject worden deze concepten verder technisch geoptimaliseerd tot een mature technologie die voldoet aan de eisen van een grootschalige uitrol.

De economische haalbaarheid van een globale uitrol wordt berekend in de businesscase of kosten-batenanalyse. De kennis van de investeringsprijzen van alle componenten en van de jaarlijkse kosten en baten van de slimme meters zal gefaseerd groeien in het kader van de verschillende onderzoeksprojecten.

Het juridisch kader voor de invoering van slimme meters moet worden vastgelegd in de Vlaamse regelgeving, in lijn met de voorschriften van het Derde Europese Energiepakket. Dat pakket bevat volledig nieuwe bepalingen met betrekking tot de slimme elektriciteits- en gasmeter. Volgens de richtlijn kan een lidstaat een 'slimme meter'-syteem onderwerpen aan een economische evaluatie van de kosten en baten voor de markt. Elke lidstaat onderzoekt daarbij welk systeem economisch haalbaar is, kosteneffectief en efficiënt. In de interpretatieve nota wordt een lijst toegevoegd van baten die in dergelijke studie worden meegenomen.

De commissie voorziet twee mogelijkheden. Ofwel wordt er geen kosten-batenanalyse uitgevoerd en moet in 2020 80 % van de afnemers een dergelijke slimme meter hebben. Ofwel wordt er wel een analyse uitgevoerd en, als die positief is, moet tegen 2020 80 % van de afnemers (waarvoor de kosten-batenanalyse positief is) een dergelijke meter hebben. Een dergelijke evaluatie vindt uiterlijk plaats op 3 september 2012.

Om de rechtsonzekerheid in de sector te vermijden, is een snelle en duidelijke omzetting nodig van de Elektriciteits- en Aardgasrichtlijn in federale en/of gewestelijke regelgeving.

10.4 Actualisering kosten-batenanalyse

De Vlaamse regulator VREG wenst de kosten-batenanalyse te actualiseren op basis van de recente ontwikkelingen in de Vlaamse en Europese regelgeving en de verbeterde inzichten in de kosten en baten dankzij de PoC en het pilootproject.

De kosten-batenanalyse zal ook rekening houden met de verschillende beleidsopties:

een totale uitrol bij alle consumenten, een uitrol naargelang de keuze van de consument of een preferentiële plaatsing bij specifieke doelgroepen.

Bij de opvolging en de verdere sturing van het project slimme meters, zal de VREG vooral oog hebben voor de logistieke aspecten, de mogelijke functionaliteiten van de slimme meter, de marktprocessen en de baten die de slimme meters kunnen opleveren voor alle betrokken marktspelers, inclusief de eindklanten.

De oorspronkelijke businesscase is opgemaakt in voorbereiding van de Proof of Concept (2007-2008). De ervaringen van de Proof of Concept en van het pilootproject zullen verdere analyse, verfijning en verruiming van de businesscase mogelijk maken. Die resultaten zullen dan ook systematisch worden geënt op de parameters die een rol spelen in de kosten-batenanalyse.

In afwachting van meer recente kosten-batenanalyses, wordt onverminderd verder gewerkt om de diverse kostencomponenten van de slimme meters te drukken, rekening houdend met de gewenste functionaliteiten.

Verantwoordelijke uitgever: Luc Desomer, Communicatie en Public affairs Eandis, Brusselsesteenweg 199, 9090 Melle - februari 2012

Proof of concept Slimme meters

Documents

Transcript of Proof of concept Slimme meters