Fast 370.000 Entnahmestellen auf einer Fläche von rund 6.000 km2, 4.500 Ortsnetzstationen sowie 50 nachgelagerte Stadtwerke und Weiterverteiler: In der Pfalz und im Saarpfalz-Kreis setzen mehr als eine halbe Million Menschen bei der kommunalen Stromversorgung auf die Pfalzwerke Netz. Neu erschlossene Wohn- oder Gewerbegebiete in das Verteilnetz zu integrieren, ist für das Unternehmen Routinearbeit.
Lastschwankungen durch einzelne Windparks oder größere Photovoltaikanlagen waren in der Vergangenheit meist gut prognostizierbar und vergleichsweise einfach zu beherrschen. Zwar wurden Ortsnetzstationen und Kabelverteilschränke regelmäßig überprüft, eine kontinuierliche Erfassung und Auswertung aktueller Lastdaten galt jedoch als nicht zwingend erforderlich.
Sprunghafter Anstieg der Anschlussgesuche
Dann kam die Energiewende, und statt mit neuen Abnehmern wurde der Versorger auf einmal mit einer Vielzahl zusätzlicher Erzeuger konfrontiert. „Bis vor fünf Jahren war die Zahl der Anschlussgesuche noch überschaubar und neue Erzeugungsanlagen konnten zügig ins Netz integriert werden“, berichtet Stefan Lang, Abteilungsleiter Infrastruktur Bau und Services bei Pfalzwerke Netz. „2023 erlebten wir dann mit rund 10.000 neuen Anträgen einen absoluten Boom, und seitdem stellen wir uns perspektivisch auf jährlich etwa 7.000 neue Anschlussgesuche ein.“ Innerhalb von nur drei Jahren verdoppelte sich die Zahl an neuen Erzeugungsanlagen auf mehr als 50.000, und in der Netzplanung konnte von Routinearbeit keine Rede mehr sein.
Die zusätzlichen Erzeugungsanlagen in die jeweiligen Ortsnetze zu integrieren und verstärkt mit plötzlich aufkommenden Lastschwankungen umzugehen, stellt das Planungsteam seitdem vor große Herausforderungen. „Anhand von Simulationsrechnungen konnten wir die möglichen Auswirkungen einer Vielzahl neuer Anlagen lediglich abschätzen. Hinzu kamen private Wallboxen, die aufgrund staatlicher Förderung auch ohne Vorhandensein eines E-Autos vorsorglich installiert wurden. Ob und wie sich diese irgendwann auf den Netzbetrieb auswirken, können wir derzeit nur erahnen.“ Gleiches galt für den Zubau an Wärmepumpen, der im Versorgungsgebiet bei Pfalzwerke Netz allein von 2024 auf 2025 um 40 Prozent ansteigen sollte. Mit dem Regierungswechsel in Berlin geriet die Energiewende dann aber ins Stocken, und für den Moment sind Prognosen als Basis einer künftigen Netzplanung bedingt belastbar.
Heterogene Anlagenstruktur als Hindernis
Nichtsdestotrotz: Als Folge der Energiewende unbedingt erforderlich und vom Gesetzgeber auch gefordert, muss ein Monitoring zur Netzstabilität durch die Digitalisierung der Niederspannungsebene erfolgen. Wie praktisch alle regionalen Verteilnetzbetreiber stand und steht Pfalzwerke Netz damit vor dem Problem der wirtschaftlichen Machbarkeit. Über Jahrzehnte sukzessive erweitert, umgebaut oder modernisiert, zeichnet sich die Struktur der Ortsnetze durch eine Vielzahl an unterschiedlichen Anlagen aus. Während die technische Ausstattung von der Steckverbindung bis zum Sammelschienensystem weitestgehend standardisiert ist, gilt das für die bauliche Konstruktion der einzelnen Ortsnetzstationen oder Kabelverteilschränke nicht. Während der fortlaufenden Modernisierung der Anlagen geriet der Einbau neuer oder zusätzlicher Technik oft zum Geduldspiel, weil es an Platz mangelte oder die ursprünglichen Hersteller bestimmter Installationskomponenten gar nicht mehr existierten. Die nun unausweichliche Digitalisierung der Anlagen auf wirtschaftlich vertretbare Weise und mit Hilfe einer universell einsetzbaren Standardlösung zu realisieren, schien zunächst kaum machbar.
SGIM für alle Einbausituationen geeignet
Parallel zu den Planungen präsentierte die EMH Energie-Messtechnik dann jedoch erweiterte Installationsmöglichkeiten in Verbindung mit dem Smart-Grid-Interface-Modul (SGIM). Von EMH und BeEnergy SG gemeinsam entwickelt, digitalisiert und überträgt das SGIM nach individuellen Vorgaben aktuelle Daten zu Spannung, Strömen, Leistung und weiteren Parametern an die Leittechnik des Netzbetreibers. „Typischerweise wird das SGIM auf einem freien Platz im 185-mm-Sammelschienensystem montiert“, erklärt EMH-Vertriebsleiter Lars Busekrus. „Bei ungünstigen Platzverhältnissen kann die Plattform in abgewandelter Bauweise als SGIM60 aber auch an Wänden oder Halterungen installiert werden.“ Für Stefan Lang von Pfalzwerke Netz hatte sich die Problematik einer heterogenen Anlagenstruktur damit erledigt. „In Zusammenarbeit mit EMH haben wir vier SGIM-Varianten definiert, die praktisch allen Einbausituationen in den ausgewählten Stationen gerecht werden“, so Stefan Lang. Je nach Standort stehen SGIM-Systeme mit Platz für drei oder sechs Wandlermodule sowie Plattformen für die Aufnahme von wahlweise drei oder sechs Rogowski-Modulen zur Auswahl. Ausführliche Installationshinweise dienen den Montageteams als Unterstützung beim Umgang mit allen erdenklichen Einbausituationen vor Ort.
Wo welches System in welcher Konfiguration zum Einsatz kommt, legen die Netzplaner des Versorgungsunternehmens anhand vorliegender Daten fest - oder es wird ausprobiert: „Das SGIM-System bietet den großen Vorteil einer schnellen und einfachen Installation, sodass die Sinnhaftigkeit der Datenerfassung an beliebigen Standorten erst einmal getestet werden kann, bevor eine Festlegung erfolgt“, so Lars Busekrus von EMH. Was Pfalzwerke Netz angeht, sollen nach und nach voraussichtlich 1.500 Standorte mit SGIM ausgestattet werden.
Einbindung neuer Anlagen deutlich vereinfacht
Nachdem inzwischen mehr als 200 SGIM-Systeme im Niederspannungsnetz von Pfalzwerke Netz installiert wurden, machen sich die Vorteile der neuen Technologie zusehends bemerkbar: „Mit jedem neu installierten SGIM können wir die Netzauslastung präziser als zuvor beurteilen und obendrein auch die Bearbeitung von Anschlussgesuchen verbessern“, freut sich Stefan Lang. „Wir können die Netze nun verstärkt auf Basis tatsächlicher Daten steuern und die gesammelten Informationen erleichtern für die Zukunft auch die weitere Planung des Netzausbaus“, so Lang. „Was uns angeht, haben wir für das Monitoring von Lastdaten auf der Niederspannungsebene mit dem SGIM eine Rundum-sorglos-Lösung gefunden.“
