Die Energiewende verändert Erzeugung, Verteilung und Verbrauch von Strom. Photovoltaikanlagen, Wärmepumpen, Batteriespeicher und Elektrofahrzeuge machen aus bislang passiven Niederspannungsnetzen dynamische Energiesysteme. Verteilnetzbetreiber müssen dezentrale Erzeuger und steuerbare Verbrauchseinrichtungen sicher integrieren. Intelligentes Energiemanagement darf daher nicht am Gebäude enden, sondern muss das gesamte Niederspannungsnetz einbeziehen.
Energiemanagement braucht Netztransparenz
Lokale Energiemanagementsysteme verbessern den Energieeinsatz in Gebäuden, während Netzbetreiber die physikalischen Grenzen des Stromnetzes berücksichtigen müssen. Gerade in der Niederspannung fehlen jedoch häufig belastbare Informationen über aktuelle Netzzustände. Werden Messwerte, Netzmodelle und betriebliche Anwendungen verknüpft, lassen sich Belastungen bewerten, kritische Situationen früh erkennen und geeignete Maßnahmen ableiten. Hier setzt die Smart Grid Operation Platform (SGOP) von Vivavis an: Das modulare Niederspannungsleitsystem verbindet digitale Netzabbildung, Zustandsüberwachung und automatisierte Steuerung auf einer Plattform.
Vom digitalen Zwilling zur automatisierten Netzsteuerung
Mit den aufeinander aufbauenden Produktausprägungen SmartBase, SmartDisplay und SmartControl ermöglicht die SGOP eine bedarfsgerechte Digitalisierung des Niederspannungsnetzes.SmartBase erzeugt aus GIS-Daten einen digitalen Zwilling für transparente Netzführung und Netzanschlussprüfungen. SmartDisplay ergänzt ihn um Messdaten, Lastflussberechnungen, Netzzustandsermittlung und Prognosen. SmartControl steuert flexible Verbraucher und Erzeugungsanlagen automatisiert zur Behebung von Engpässen und unterstützt damit Paragraf 14a EnWG und Paragraf 9 EEG.
Lokales und netzorientiertes Energiemanagement verbinden
Ein Home Energy Management System (HEMS) optimiert Wärmepumpe, Batteriespeicher oder Ladeeinrichtung nach Eigenverbrauch, Kosten und Komfort. Für Netzbetreiber sind dagegen die physikalischen Netzgrenzen maßgeblich. Beziehen oder speisen viele Anlagen gleichzeitig hohe Leistungen, können auch lokal verbesserte Betriebsweisen Engpässe verursachen. Deshalb müssen Gebäude- und Netzebene koordiniert werden. Die SGOP schafft dafür die netzseitige Grundlage und führt Netzmodell, Messdaten und Flexibilitäten zusammen.
Neben Messwerten aus Ortsnetzstationen und Fernwirktechnik können Daten intelligenter Messsysteme eingebunden werden. Smart-Meter-Werte der Tarifanwendungsfälle 7, 9 und 10 werden über ein vorgelagertes pEMT-System empfangen, entschlüsselt und per Dateiimport, REST-API oder weiteren Schnittstellen an die SGOP übergeben. Eine direkte Kommunikation mit dem Smart-Meter-Gateway ist nicht erforderlich.
Die Abbildung oben zeigt die Zusammenführung im Niederspannungsleitsystem. Die Struktur hinter dem Hausanschluss wird bis zu den Lokationsbündeln abgebildet. Mess- und Marktlokationen sowie Flexibilitäten wie Wärmepumpen, Ladeeinrichtungen und Speicher werden den Netzanschlusspunkten zugeordnet. So verbindet die SGOP Netzmodell, Messdaten und Flexibilitätspotenziale. Kritische Bereiche werden farblich hervorgehoben, sodass Handlungsbedarf unmittelbar erkennbar ist.
Hochauflösende Messdaten aus Haushalten, Erzeugungsanlagen und steuerbaren Verbrauchseinrichtungen verbessern das Bild des Netzzustands. Zusammen mit dem digitalen Zwilling ermöglicht die SGOP Lastflussberechnungen, Prognosen und die frühe Erkennung von Überlastungen oder Spannungsproblemen. Bei Bedarf können netzorientierte Steuerungsmaßnahmen eingeleitet, Kapazitäten effizienter genutzt und weitere Anlagen integriert werden.
Regulatorik als Treiber der Digitalisierung
Paragraf 14a EnWG und Paragraf 9 EEG erhöhen die Anforderungen an die netzorientierte Steuerung von Verbrauchern und Erzeugungsanlagen. Dafür sind belastbare Netzzustandsinformationen, geeignete Prozesse sowie eine interoperable IT- und OT-Infrastruktur erforderlich.
Ein Niederspannungsleitsystem verbindet die technische Bewertung der Netzsituation mit Umsetzung und Dokumentation erforderlicher Maßnahmen. Da Netzstruktur, Messtechnik, Datenqualität und Anzahl steuerbarer Anlagen variieren, unterscheidet sich auch der Digitalisierungsbedarf der Netzbetreiber. Der modulare Aufbau der SGOP berücksichtigt diese Unterschiede: Netzbetreiber können mit schlanken Produktausprägungen starten und den Funktionsumfang schrittweise erweitern.
Mehr Transparenz für einen zukunftsfähigen Netzbetrieb
Mehr Netztransparenz verbessert betriebliche Entscheidungen, macht kritische Zustände früher sichtbar und ermöglicht einen gezielteren Einsatz vorhandener Betriebsmittel. Auch ohne flächendeckende Echtzeitmessung unterstützt die SGOP Netzanschlussprüfungen. Das digitale Netzmodell und synthetische Normlastprofile ermöglichen statische Berechnungen von Lastflüssen, Spannungsbändern und potenziellen Engpässen. So lassen sich neue Wärmepumpen, Ladeeinrichtungen, Speicher oder Erzeugungsanlagen bewerten und Netzausbaumaßnahmen priorisieren.
Mit zusätzlichen Messdaten aus Ortsnetzstationen und intelligenten Messsystemen werden die Berechnungen präziser. Die Verknüpfung von Topologie, Stammdaten, Messwerten und Ergebnissen zeigt Belastungsschwerpunkte und unterstützt die gezielte Planung von Netzverstärkungen. Die Nutzung von Flexibilitäten kann temporäre Engpässe entschärfen und Netzkapazitäten besser ausschöpfen. Zugleich lassen sich Anschlussanfragen fundierter bewerten und Investitionen auf belastbarer Datengrundlage planen. Die SGOP ersetzt den notwendigen Netzausbau nicht, ergänzt ihn aber um intelligente, datenbasierte Netzführung.
Fazit
Modernes Energiemanagement endet nicht am Hausanschluss. Erst die Verbindung lokaler Energiemanagementsysteme mit intelligenter Netzführung ermöglicht eine systematische und netzverträgliche Nutzung dezentraler Flexibilitäten. Die Smart Grid Operation Platform von Vivavis begleitet Netzbetreiber modular von der digitalen Transparenz bis zur aktiven Steuerung und unterstützt den Wandel zu einem datenbasierten, vorausschauenden und zunehmend automatisierten Niederspannungsnetzmanagement.
