Hoewel de transitie naar hernieuwbare energie veelbelovend is, zet deze de elektriciteitsnetten onder zware druk. Enkele jaren geleden signaleerden de Nederlandse netbeheerders (DSO’s) een toenemend risico op netcongestie. Zij kwamen tot het inzicht dat een gedetailleerde, schaalbare methode ontbrak om realtime te communiceren en te coördineren met de groeiende hoeveelheid decentrale energiebronnen — zoals zonnepanelen, windturbines en batterijen — op hun netwerken.

Daarom startte Netbeheer Nederland in 2020 een project om de Realtime Interface (RTI) te ontwikkelen, een framework voor realtime informatie- en setpointcommunicatie tussen netbeheerders en decentrale energiebronnen op het Point of Common Coupling (PoCC). Ze stelden het project open voor marktpartijen die vrijwillig konden deelnemen, en ons team besloot die uitdaging aan te gaan.

De technische details van dit ontwikkelings- en implementatieproces werden gepresenteerd op de CIRED 2025-conferentie en zijn hier gratis te raadplegen. Dit artikel beschrijft die reis – de obstakels, het testen en de samenwerking die leidde tot het eerste gecertificeerde RTI-klanteindpunt.

Beginnen met wat we hadden

Voordat het RTI-project van start ging, bestond de Teleport al als een onafhankelijke, lokale controller voor gedistribueerde energiebronnen (DER’s). Het beheerde zonne-omvormers, windturbines en batterijopslagsystemen door marktsignalen te verwerken en de energieproductie, -opslag en -consumptie “achter de meter” te optimaliseren.

Belangrijke ontwerpaspecten maakten het geschikt voor de RTI-functionaliteit:

• Beveiliging: Gebouwd volgens beveiligingsprincipes die aansluiten bij de ISO 27001- en ENCS-richtlijnen.
• Hardware: Uitgerust met een krachtige Linux-gebaseerde processor en de dubbele Ethernet-poorten die nodig zijn voor RTI-netwerksegmentatie.
• Compatibiliteit: Ondersteunde een uitgebreide bibliotheek van meer dan 450 soorten assets.

Hoewel de basis sterk was, vereiste RTI-conformiteit realtime DSO-communicatie met behulp van het complexe IEC 61850-protocol, een protocol dat veel complexer was dan het Modbus-protocol dat we gewend waren.

Dus staken we de handen uit de mouwen en gingen aan de slag.

De IEC 61850-uitdaging

Het bouwen van IEC 61850-ondersteuning vanaf nul was nogal onpraktisch. We integreerden een bestaande bibliotheek van derden, maar deze was geschreven in C++, terwijl onze eigen bibliotheek een andere programmeertaal gebruikte. We moesten dus eerst een brug (een koppelingsmechanisme) tussen de twee creëren.

Het behalen van de IEC 61850-conformiteit was een veeleisend, stapsgewijs proces. De standaard zelf beslaat meer dan 10.000 pagina’s en testen vereiste specifieke hardwareconfiguraties. Omdat de Teleport niet beschikte over de benodigde digitale/analoge in- en uitgangen voor sommige tests, gebruikten we een extern Modbus-compatibel apparaat, waarbij we gebruik maakten van de ingebouwde Modbus-ondersteuning van de Teleport.

Om de kosten beheersbaar te houden en de ontwikkeling te versnellen, voerden we uitgebreide interne tests uit met de software van de officiële certificeringsinstantie voordat we de formele certificering aanvroegen. Deze iteratieve cyclus omvatte:

• Het debuggen van het datamodel:
  Initiële tests brachten inconsistenties aan het licht, deels door problemen in de vroege RTI-datamodelspecificaties, die we hebben gerapporteerd aan Netbeheer Nederland. Vroege tests hadden een faalpercentage van ongeveer 20% als gevolg van mismatches of onnodige controles. Zorgvuldige verfijning van datamodellen en configuraties verbeterde de naleving geleidelijk.
• Bugs opsporen in de bibliotheek:
  De server- en rapportagefuncties waren bijzonder uitdagend vanwege de structuur van de bibliotheek en de enorme omvang van de standaard. Omdat onze hardware vrij efficiënt was, waren standaard debugtools niet altijd effectief. Onze engineers vertrouwden sterk op het invoegen van gedetailleerde logs in de bibliotheekcode zelf om het gedrag ervan te begrijpen. We voegden logs toe, analyseerden de output, documenteerden fouten in detail en rapporteerden deze aan de leverancier van de bibliotheek. Sommige bugs werden verholpen, en andere… moesten we zelf oplossen.
• Iteratie- en regressietesten:
  Elke oplossing vereiste hertesten. Soms zorgde een oplossing voor een probleem er onbedoeld voor dat een eerder geslaagde test mislukte (een regressie), wat verdere verfijning vereiste totdat de oplossing volledig gevalideerd was.

RTI laten werken met marktsignalen

Vergeleken met de complexiteit van IEC 61850 was het implementeren van de specifieke RTI-logica eenvoudiger. De RTI definieert in essentie een specifiek datamodel en een reeks acties met behulp van het IEC 61850-protocol. Netbeheer Nederland leverde duidelijke technische specificaties en een verificatieplan waarin het vereiste gedrag en de tests werden beschreven.

De grootste uitdaging bij de implementatie van de RTI was om de RTI-functionaliteit te laten samenwerken met de marktsignalen die de Teleport al beheerde (d.w.z. dagprijzen, balanceringsmarktsignalen en lokale regelkringen).

In tegenstelling tot een typische setpoint die gericht is op een exact doel, definieert de dynamische RTI-limiet een maximale drempel voor teruglevering of verbruik van stroom. We moesten deze limiet afstemmen op de bestaande marktgebaseerde optimalisatie.

Onze oplossing was om de meest restrictieve beperking te berekenen door de minimumwaarde te nemen van alle actieve limieten (RTI, marktsignalen, lokale beveiliging). Dit garandeert RTI-conformiteit en behoudt tegelijkertijd flexibiliteit voor marktoptimalisatie. Het systeem kan de productie volledig uitschakelen. Op een gemiddeld niveau opereren of de feed-in maximaliseren – afhankelijk van de combinatie van beperkingen.

Van bètatesten tot certificering

Omdat de RTI-specificatie tijdens de ontwikkeling nog in ontwikkeling was, zijn we begonnen met testen met de “beta.4”-versie. We hebben actief samengewerkt met Netbeheer Nederland en feedback gegeven op het datamodel en de testprocedures. Bij gebrek aan een officiële tool hebben we zelfs een kleine, handmatige testtool ontwikkeld voor verificatie. Deze RTI-specifieke tests waren gericht op het valideren van gedragingen zoals het correct inschakelen van de “veilige modus” bij verlies van de verbinding. We hebben snel aan de bèta-eisen voldaan door kleine problemen die zich voordeden, zoals het omgaan met negatieve setpointwaarden, snel op te lossen.

Nadat de definitieve RTI-specificatie (versie 1.0) was uitgebracht, waren er slechts kleine aanpassingen nodig, voornamelijk het configureerbaar maken van bepaalde verbindingsinstellingen voor verbeterde beveiliging. Na deze laatste aanpassingen en hercertificering werd de Teleport in april 2024 officieel het eerste gecertificeerde RTI-klanteindpunt.

Van lab naar veld

Certificering is één ding; de praktijk is iets heel anders. We werkten nauw samen met de Nederlandse netbeheerder Enexisje kan op de website van Enexis het hele verhaal lezen. voor de tests.

Laboratoriumtests kwamen eerst: Enexis installeerde apparatuur in hun faciliteit, terwijl wij een Teleport vanuit ons eigen lab bedienden. Aanvankelijk gebruikten we geen echte energiebronnen; de Teleport genereerde synthetische metingen en reageerde op stuursignalen. We controleerden de basiscommunicatie (kwamen de verzonden metingen overeen met de ontvangen metingen?) en gingen vervolgens over op complexere scenario’s, zoals het inschakelen van de veilige modus, het verzenden van afschakelingssignalen en het simuleren van verbindingsverlies, waarbij we de resultaten vergeleken met de verwachte uitkomsten. Toen het werkte, gingen we over op de veldtests.

Veldtests brachten de omstandigheden uit de praktijk met zich mee. We installeerden een Teleport en een energiemeter op een testlocatie, aangesloten op zonne-omvormers, terwijl Enexis apparatuur aan de kant van de netbeheerder plaatste. Een Ethernetkabel verbond de twee opstellingen voor RTI-communicatie.

We reproduceerden de labscenario’s, maar gebruikten nu daadwerkelijke meetgegevens en verstuurden echte stuurcommando’s naar de omvormers. Dit maakte directe observatie en validatie van vermogensveranderingen aan beide zijden van de verbinding mogelijk. We begonnen met de bètaversie van de RTI-specificatie en testten de daaropvolgende updates op afstand.

We stuitten op één praktische uitdaging: de zonne-omvormers stonden op 50 meter afstand, waardoor extra Ethernet-infrastructuur nodig was. Ondanks deze logistieke hindernissen waren de veldtests een succes. Ze bewezen dat de Teleport betrouwbaar kon functioneren onder realistische omstandigheden en voldeed aan alle RTI-vereisten. Verdere tests met netbeheerders Stedin en Liander bevestigden ook de interoperabiliteit en benadrukten het cruciale belang van strikte naleving van de specificaties door alle partijen.

Lessen uit het proces

• Complexiteit vereist geduld.
  Naleving van IEC 61850 vereiste methodisch, iteratief werk. Er zijn geen shortcuts bij de implementatie van een protocol dat zo uitgebreid is.
• Realistische omstandigheden brengen nieuwe uitdagingen aan het licht.
  Laboratoriumtests valideren de functionaliteit. Veldtests onthullen logistieke problemen – zoals het garanderen van betrouwbare communicatie over afstand – die je niet in een laboratorium kunt voorzien.
• Samenwerking verbetert het resultaat.
  Nauwe samenwerking met Netbeheer Nederland en netbeheerders stelde ons in staat de RTI-specificatie te verfijnen op basis van daadwerkelijke implementatie-ervaring. Feedback van stakeholders betrof zowel technische als operationele aspecten.
• Standaarden maken schaalvergroting mogelijk.
  De gecertificeerde Teleport werkt nu bij meerdere Nederlandse netbeheerders. We hebben de Teleport ook aangepast en gecertificeerd voor de regelgeving van Griekenland en Vlaanderen (België) – en er volgen er nog meer! – waarmee we aantonen hoe een gestandaardiseerd ontwerp een bredere Europese uitrol mogelijk maakt.

Vooruitblik

De ontwikkeling van het eerste RTI-eindpunt was een traject waarbij ons team zich verdiepte in technische aspecten (met name de complexiteit van IEC 61850!), de praktische aspecten van de implementatie in het veld en de absolute noodzaak van nauwe samenwerking tussen alle stakeholders: Netbeheer Nederland, netbeheerders en technologieleveranciers zoals wij.

De succesvolle certificering en implementatie van de Teleport onderstreept de gereedheid ervan om het Nederlandse net te ondersteunen. En het werk gaat door. Toekomstige RTI-versies staan ​​al gepland: versie 1.1, die volgend jaar verschijnt, zal de cyberbeveiliging verbeteren met TLS-encryptie, en versie 2.0 streeft naar een internetgebaseerde architectuur die zowel realtime als geplande controle ondersteunt.

Voor geïnteresseerden die dieper willen ingaan op de technische details van de ontwikkeling, de testprotocollen en het compliance-traject, raden we je om ons volledige artikel te lezen dat is gepresenteerd op de CIRED 2025-conferentie.