Sichere IT-Architekturen und Methoden für digitalisierte Energiesysteme

Christian Neureiter, Günther Eibl & Dominik Engel (Fachhochschule Salzburg)

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Durch die Digitalisierung des Stromnetzes ergeben sich neue Herausforderungen. Aus einer ehemaligen Top-Down Architektur wird ein verteiltes System mit interagierenden Teilnehmern. Digitalisierte Energiesysteme stellen also fast immer „Systems of Systems“ dar, in denen verschiedene Systeme miteinander kommunizieren müssen. Ansätze aus dem interdisziplinären Fachgebiet „Systems Engineering“ liefern die Werkzeuge, um diese Herausforderungen zu adressieren. Hier geht es darum, wie komplexe technische Systeme in großen Projekten realisiert werden können. Zentral dabei sind systemübergreifend verständliche „Sprachen“ und Prozesse und miteinander kompatible Entwurfsmethoden.

Beim Entwerfen der System-Architektur wird außerdem der Frage nachgegangen, wie die Komplexität eines solchen Energiesystems abgebildet werden kann. Dafür liefert das menschliche Gehirn Vorbilder: Um die Komplexität der echten Welt erfassbar zu machen, stützen wir uns hier auf die zwei Paradigmen „Abstraktion‘“ und „Separation of Concerns“. So gibt es abstrahierte Modelle für die Beschreibung elektrischer Schaltungen, Software, etc.

Nicht der Mangel an Modellen ist das Problem, sondern die Integration dieser zu einem großen Ganzen – über Disziplinen- und Domänengrenzen hinweg. Mit der Architektur von intelligenten Energiesystemen und ihrer Sicherheit sowie der Überwindung der genannten Hindernisse beschäftigen wir uns in der Forschung. Es gilt die Prämisse: wenn sich Systeme vernetzen, dann müssen auch die zugehörigen Entwurfsmodelle und darüber hinaus die entwerfenden Organisationen kompatibel zueinander sein. Auch IT-Sicherheit kann besser umgesetzt werden, wenn sie bereits auf der Architekturebene bedacht wird.

Das Ziel interoperabler Systeme und Organisationen ist, Stand heute, noch nicht erreicht – die Richtung wurde aber bereits eingeschlagen. Und der gerade stattfindende Roll-out von Elektromobilität und allen damit einhergehenden Konsequenzen erhöht hierfür nochmals deutlich die Geschwindigkeit.