Energy goes ICT

Angesichts der Herausforderungen der Energiewende ist das Thema zu einem Kernthema für den Wirtschaftsstandort Österreich geworden. Die Arbeitsgruppe liefert technologische und ökonomische Standortbestimmungen.

Erst mit Informations- und Kommunikationstechnologien werden Themen wie Smart Metering, Smart Grids, Smart Home oder Elektromobilität möglich. Nahezu jede Anwendung, die im Zusammenhang mit diesen Themen steht, erfordert die Anbindung an eine Kommunikationsinfrastruktur. Auch das Stromnetz der Zukunft wird nicht nur ein Netz zur Übertragung von Energie, sondern auch ein Datennetz sein.

Arbeitsgruppenleiterin:
Dipl.-Ing. Dr. Angela Berger
Geschäftsführerin Technologieplattform Smart Grids Austria
angela.berger(at)smartgrids.at

Aktuelle Beiträge zu Energy goes ICT

Synchronisation von Stromnetzen

Potentielle Störungen des GNSS(Global Navigation Satellite System)-Empfangs stellen eine ernste Bedrohung dar, die gravierende Auswirkungen haben kann.

Dipl.-Ing. Roman Lesjak

Sicherheit des GNSS-Empfangs bei der Synchronisation von Stromnetzen

Stromnetze werden vielfach mit GNSS(Global Navigation Satellite System)-Zeitinformationen synchronisiert. Dabei wird vorausgesetzt, dass der GNSS-Empfänger eine korrekte Zeitinformation erhält. Dies ist jedoch keineswegs selbstverständlich. GNSS-Signale werden häufig unabsichtlich oder auch absichtlich gestört oder sogar verfälscht. Oftmals kommen Störsender zum Einsatz, die auf den GNSS-Frequenzbändern dauerhaft inhaltslose Signale aussenden. Diese Geräte werden Jammer genannt. Der GNSS Empfänger kann dann keine Zeit- und Positionsinformation mehr liefern. Typische Szenarien solcher absichtlichen Störungen sind militärische Konflikte, aber auch alltägliche Situationen, z. B. wenn jemand innerhalb einer überwachten Fahrzeugflotte die Position des eigenen Fahrzeugs verheimlichen will. Unabsichtliche Störungen geschehen durch andere Sender, die regelkonform die GNSS-Frequenzbänder verwenden. Als Beispiel seien so genannte DMEs (Distance Measuring Equipment) erwähnt, die der Navigation in der Luftfahrt dienen. Ein Totalausfall der GNSS-Zeitinformation führt bei der Synchronisation von Stromnetzen meist dazu, dass auf alternative Systeme umgeschaltet wird. Es ist meist kein Verlust der Synchronisation zu befürchten.

Gefährlicher sind Verfälschungen der GNSS-Signale. Die Satellitensignale selbst können zwar nicht verfälscht werden, aber mit entsprechendem technischem Aufwand ist es möglich, den GNSS-Empfänger mit geringfügig stärkeren Signalen zu bestrahlen, sodass der Empfänger dieses terrestrische, verfälschte Signal des so genannten Spoofers auswertet. Viele moderne GNSS-Empfänger verfügen über interne Vorkehrungen um Spoofing-Signale zu erkennen. Da ein überhöhter Signalpegel oder Sprünge in Zeit oder Ort in den echten Satellitensignalen jedenfalls nicht vorkommen, kann dies zur Erkennung genutzt werden. Auch ein Vergleich mit anderen Sensoren (z. B. Atomuhren, Mobilfunk-Zellortung oder WLAN-basierte Lokalisierung) ist ein gängiges Mittel zur Erkennung. Spoofing ist immer eine beabsichtigte Störung.

Potentielle Störungen des GNSS-Empfangs stellen eine ernste Bedrohung dar, die gravierende Auswirkungen haben kann. Ein Team von Expertinnen und Experten des Instituts DIGITAL der JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft untersucht in einer Reihe von Forschungsprojekten konkrete Bedrohungen und Situationen. Im Projekt TACTIC wurde in Zusammenarbeit mit der Energienetze Steiermark GmbH die Möglichkeit von Spoofing-Angriffen auf so genannte Phase Measurement Units (PMUs) getestet und bestätigt. Die PMU folgte tatsächlich einem Spoofing-Signal, das geringfügig stärker war als die echten GNSS-Signale und dessen Zeitinformation verfälscht wurde und sich sehr langsam, aber signifikant von der richtigen Zeit wegbewegte.

Im Projekt GIREKO legt JOANNEUM RESEARCH derzeit die Basis für eine dynamische Interferenzlandkarte für Österreich. Aktuell erkannte GNSS-Störungen durch Jamming und Spoofing sollen nahezu in Echtzeit in die Landkarte eingetragen werden.

JOANNEUM RESEARCH führt diese Projekte in Zusammenarbeit mit dem Bundesministerium für Landesverteidigung als Bedarfsträger und mit der Firma IGASPIN GmbH durch. Für das Projekt GIREKO kommt das Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus im Rahmen des Sicherheitsforschungs-Förderprogramms KIRAS auf, das Projekt TACTIC wurde im Weltraumprogramm ASAP des Bundesministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie finanziert.

Projektpartner

Projekt TACTIC

Projekt GIREKO