2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Consulectra Symposium 2015, Hamburg: Das SGAM Modell und seine praktische Anwendung Christian Neureiter Josef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Motivation  Energiewende  Integration erneuerbarer Energien  Verteilte Ressourcen mit volatilem Einspeiseverhalten: Auswirkungen auf Netzstabilität  Paradigmen Wechsel: „Load follows Generation“  Dynamisches Management bidirektionaler Energieflüsse  Aktive Kunden Partizipation (Demand Response)  Smart Grid  Verteilte Steuerungssysteme mit hohem IKT Anteil  Herausforderung: Entwicklung komplexer Systemarchitekturen  Viele beteiligten Stakeholder  Unterschiedliche Disziplinen & Domänen  Unterschiedliches Verständnis  Wie gemeinsam System-Architektur entwickeln – ohne gemeinsame Sprache? 2

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Begriffsbildung Gebäude Smart Grid Architektur-BeschreibungArchitektur-Entwicklung Architektur Framework / Views Einheitliche Darstellung aller relevanten Aspekte gemeinsame Sprache Architektur- Modellierung Modellierung mit CAD Werkzeugen  beliebige „Schnitte“ Referenz- Architektur „Blaupause“ z.B. Elektro-, Wasser- oder HKL Installation Abstraktions- Level Mein individualisiertes Häuschen © Konkrete Architekturen Relevante Aspekte? Modellierungs- Werkzeug? Abstraktions- Level?Referenz- Architektur? Lösungen???

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Smart Grid Architecture Model (SGAM)  Ziel: Gewährleistung von Interoperabilität 1.Strukturierte Darstellung des Smart Grid: SGAM-Ebene  Domänen: Kette der Energie-Erzeugung  Zonen: Automatisierungs-Pyramide 4

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Smart Grid Architecture Model (SGAM)  Ziel: Gewährleistung von Interoperabilität 1.Strukturierte Darstellung des Smart Grid: SGAM-Ebene  Domänen: Kette der Energie-Erzeugung  Zonen: Automatisierungs-Pyramide 2.Interoperabilität über mehrere Ebenen 5 Relevante Aspekte für Darstellung von Smart Grid Systemen

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Begriffsbildung Gebäude Smart Grid Architektur-BeschreibungArchitektur-Entwicklung Architektur Framework / Views Einheitliche Darstellung aller relevanten Aspekte gemeinsame Sprache Architektur Modellierung Modellierung mit CAD Werkzeugen  beliebige „Schnitte“ Referenz- Architektur „Blaupause“z.B. Elektro-, Wasser- oder HKL Installation Abstraktions- Level Mein individualisiertes Häuschen © Konkrete Architekturen Funktionale und technische Aspekte Modellierungs- Werkzeug? Abstraktions- Level?Referenz- Architektur? Lösungen??? Component Communication Business Function Information

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Smart Grid Modellierung  Modellierung von Smart Grid Systemen 1.Entwicklungsprozess 2.Domänenspezifische Modellierungssprache 7

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Smart Grid Modellierung  Modellierung von Smart Grid Systemen 1.Entwicklungsprozess 2.Domänenspezifische Modellierungssprache  Trennung von Funktionaliät und Technologie 1.Funktionalität („Was?“) 1.Business Layer 2.Function Layer 8 System Analyse

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Smart Grid Modellierung  Modellierung von Smart Grid Systemen 1.Entwicklungsprozess 2.Domänenspezifische Modellierungssprache  Trennung von Funktionaliät und Technologie 1.Funktionalität („Was?“) 1.Business Layer 2.Function Layer 2.Technologie („Wie?) 1.Information Layer 2.Communication Layer 3.Component Layer 9 System Analyse System Architektur

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Smart Grid Modellierung  Modellierung von Smart Grid Systemen 1.Entwicklungsprozess 2.Domänenspezifische Modellierungssprache  Die „SGAM Toolbox“  Domänenspezifische Sprache (SGAM)  Erweiterung für Enterprise Architect  Modellierungswerkzeug  Schritt-für-Schritt Modellierung  Beliebige Viewpoints  Beliebige Abstraktions-Level 10

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Smart Grid Modellierung  Modellierung von Smart Grid Systemen 1.Entwicklungsprozess 2.Domänenspezifische Modellierungssprache  Die „SGAM Toolbox“  Domänenspezifische Sprache (SGAM)  Erweiterung für Enterprise Architect  Modellierungswerkzeug  Schritt-für-Schritt Modellierung  Beliebige Viewpoints  Beliebige Abstraktions-Level 11

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Smart Grid Modellierung  Modellierung von Smart Grid Systemen 1.Entwicklungsprozess 2.Domänenspezifische Modellierungssprache  Die „SGAM Toolbox“  Domänenspezifische Sprache (SGAM)  Erweiterung für Enterprise Architect  Modellierungswerkzeug  Schritt-für-Schritt Modellierung  Beliebige Viewpoints  Beliebige Abstraktions-Level 12

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Smart Grid Modellierung  Modellierung von Smart Grid Systemen 1.Entwicklungsprozess 2.Domänenspezifische Modellierungssprache  Die „SGAM Toolbox“  Domänenspezifische Sprache (SGAM)  Erweiterung für Enterprise Architect  Modellierungswerkzeug  Schritt-für-Schritt Modellierung  Beliebige Viewpoints  Beliebige Abstraktions-Level  Frei verfügbar   Downloads  Dokumentation inkl. Video-Tutorials 13

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Wichtige Abstraktions-Level  Abstraktionen und Abstraktions-Level frei gestaltbar  Beispiele unterschiedlicher Abstraktionen im „Component Layer“ 14 Interfaces und Security RequirementsIKT Netzwerk-Topologie

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Begriffsbildung Gebäude Smart Grid Architektur-BeschreibungArchitektur-Entwicklung Architektur Framework / Views Einheitliche Darstellung aller relevanten Aspekte gemeinsame Sprache Architektur Modellierung Modellierung mit CAD Werkzeugen  beliebige „Schnitte“ Referenz- Architektur „Blaupause“z.B. Elektro-, Wasser- oder HKL Installation Abstraktions- Level Mein individualisiertes Häuschen © Konkrete Architekturen Funktionale und technische Aspekte SGAM Toolbox IKT, Security, Interfaces, ET,… Referenz- Architektur? Lösungen??? Component Communication Business Function Information

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Referenz-Architektur  ENTSO-E Role Model  Business Layer 16

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Referenz-Architektur  ENTSO-E Role Model  Business Layer  NIST IR 7628 Guidelines for Smart Grid Cyber Security  Use Case Collection   Logical Reference Model  ~ 46 Actors  ~ 140 Interfaces   22 Interface Categories   Security Requirements  ~200 High Level RQ 17 NIST Logical Reference Model AktorInterfaces Interface Category Security Requirements

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Referenz-Architektur  Beispiel Modellierung mit SGAM Toolbox - Szenario „Smart Metering“ 18 Interfaces mit Security Requirements

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Referenz-Architektur  ENTSO-E Role Model  Business Layer  NIST IR 7628 Guidelines for Smart Grid Cyber Security  Use Case Collection   Logical Reference Model  ~ 46 Actors  ~ 140 Interfaces   22 Interface Categories   Security Requirements  Integration in SGAM  Selber Ursprung!  NIST Domain Model  Einfaches Mapping 19 NIST LRM ENTSO-E RM NIST UC

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Referenz-Architektur  Kommunikations- und Daten Standards  Interaktive Übersicht der IEC: http: 20

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Begriffsbildung Gebäude Smart Grid Architektur-BeschreibungArchitektur-Entwicklung Architektur Framework / Views Einheitliche Darstellung aller relevanten Aspekte gemeinsame Sprache Architektur Modellierung Modellierung mit CAD Werkzeugen  beliebige „Schnitte“ Referenz- Architektur „Blaupause“z.B. Elektro-, Wasser- oder HKL Installation Abstraktions- Level Mein individualisiertes Häuschen © Konkrete Architekturen Funktionale und technische Aspekte SGAM Toolbox Electric Network, ICT- Network, Security,… ENTSO-E Role Model, NIST LRM,… Lösungen??? Component Communication Business Function Information

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Anwendung  Projekt INTEGRA  Smart Grids Modellregion Salzburg  ~20 Smart Grid Teilprojekte und Demonstratoren   INTEGRA: Konsolidierung zu einer Smart Grid Gesamt-Architektur  Zusammenfügen der Teillösungen zu „Big-Picture“  Besonderer Fokus: „Security & Privacy by Design“  Bottom-Up Approach  Erste Version der SGAM-Toolbox (V0.1)  Anforderungen an Entwicklungswerkzeug  Erfahrungen mit Anwendung  Seither stetige Weiterentwicklung (aktuell V0.4)  Projektende:

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Mögliche Anwendung  Projekt „RASSA“  „Reference Architecture for a Secure Smart Grid in Austria“  Start Juni 2015  Vorarbeiten und mögliche Anwendung in RASSA  Fertigstellung des Modells der internationalen Referenz-Architektur  Veröffentlichung als EA file und HTML (Click-through Model) Mitte Juli 2016  oder  Ableitung eines adaptierten Österreich Modells aus der Referenz-Architektur 23

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Zusammenfassung  Beschreibung von Smart Grid Architekturen…  SGAM liefert einheitliche Basis  SGAM Toolbox: Modellierungswerkzeug   Downloads  Smart Grid Architekturen…  Verschiedener Input für Referenz-Architekturen  NIST, ENTSO-E, M/490,…  Basis für Instanziierung konkreter Architekturen  Aktuelle Arbeiten…  ENTSO-E + NIST LRM + M/490 Use Cases + IEC Standards = Referenzarchitektur  Release Juli 2015  oder 24

2015, June 24thJosef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control | Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit, gerne beantworte ich Ihre Fragen! Christian Neureiter Josef Ressel Center for User-Centric Smart Grid Privacy, Security and Control