Die konventionelle Netzplanung stößt an ihre Grenzen, die Modellierungen auf Basis von Advanced Metering Infrastructure (AMI) kann neue Möglichkeiten eröffnen.

Bild: iStock, enot-poloskun

Simulationen aus dem Daten-See Dynamische Netzplanung mit Smart-Meter- und Geodaten

29.08.2019

Die konventionelle Netzplanung stößt mit dem Ausbau erneuerbarer Energien und der E-Mobilität an ihre Grenzen. Zu aufwendig die bisherige Methodik, zu statisch das Konzept der Worst-Case-Auslegung der Netze. Modellierungen auf Basis von Advanced Metering Infrastructure (AMI) eröffnen neue Möglichkeiten.

Dezentrale Energieanlagen, Speicher, Eigenverbraucher und Elektromobilität stellen die Betreiber der Verteilnetze als Rückgrat der Energiewende vor große Aufgaben. Gefragt sind daher intelligente, digitale Lösungen, die flexibles Handeln und nachhaltige Entscheidungen auf Basis valider Daten ermöglichen. Dreh- und Angelpunkt einer effizienten Netzführung und -planung ist eine zentrale Datenhaltung, auf die alle Abteilungen des Netzbetreibers zugreifen können. Schließlich erfordert die zunehmende Komplexität und Dynamik im Verteilnetz schnelle, agile Prozesse, um den aktuellen und künftigen Herausforderungen auf der Mittel- und Niederspannungsebene operativ und strategisch begegnen zu können.

Damit zählen die Betreiber der Verteilnetze zu den Protagonisten der „Digitalisierung der Energiewende“. Dementsprechend wichtig ist es, dass sie über die notwendigen Kompetenzen und Tools verfügen. Ein wichtiger Aspekt der Digitalisierung ist dabei neben der Hard- und Software die Datenbasis. Je mehr Datenquellen genutzt werden, desto größer der operative Nutzen der daraus abgeleiteten Analysen, Szenarien und Simulationen.

Advanced Grid Analytics (AGA) von Landis+Gyr ist ein Querschnittstool, das unter anderem Daten aus dem Geoinfomationssystem und die AMI-Daten von Smart Metern mit Informationen aus den verschiedenen Sensoren in den Umspannwerken, Leitungen, Netzkomponenten und dem SCADA-System zusammenführt und so ein exaktes Bild aller Vorgänge im Netz ergibt. Die Lösung basiert auf einem mit den gängigen Geoinformationssystemen kompatiblen, dynamischen Konnektivitätsmodell, einer leistungsstarken NoSQL-Datenbank, hochkomplexen Analyse-Tools und Netzberechnungsalgorithmen. Auf Integrationsebene verfügt die Software über vielfältige Schnittstellen, die eine nahtlose Verknüpfung der verschiedenen Datenquellen ermöglichen. Alle erfassten und gespeicherten dynamischen und statischen Daten fließen dafür in einen zentralen Data Lake.

Dieses ganzheitliche Konzept über die verschiedenen Datenströme und Unternehmensbereiche zielt auf einen effizienteren, sichereren und ökonomischeren Netzbetrieb und eine effektive, wirtschaftliche Systemplanung. „Intelligente Netzplanung und smarte Lösungen für das Lastmanagement, mit denen sich unnötige Investitionen vermeiden lassen, sind zwei Seiten derselben Medaille. Beide zielen darauf, Netzstabilität und Energieeffizienz in Einklang zu bringen. Umso sinnvoller ist es, beiden mit einer Plattform wie AGA eine gemeinsame Basis zu geben“, so Ifigeneia Stefanidou, Innovation and Key Markets Manager bei Landis+Gyr.

Digitales Netzmodell als Planungsgrundlage

Im Zentrum der AGA-Plattform steht ein dynamisches elektrisches Modell des realen Systems, das über Algorithmen aus dem Data Lake generiert – und aktuell gehalten wird. „Quasi ein digitaler Zwilling des physischen Netzes, der für alle möglichen Analysen und Szenarien genutzt werden kann, ohne jedes Mal aufs Neue aufwendig generiert werden zu müssen“, so Stefanidou. In Simulationen lassen sich anhand des Modells und den auf Basis von historischen Daten definierten Last- und Produktionsprognosen Ausbaumaßnahmen, neue Anschlussnehmer oder Einspeiseszenarien durchspielen. Unter anderem können bei Netzanschlussgesuchen die möglichen Auswirkungen auf die Netzstabilität in Varianten simuliert und bewertet werden.

Netzanpassungen, die Integration von Speicherkapazitäten oder Prosumern können in „What-if“-Szenarien ebenso ausgewertet werden, wie die Effekte langfristiger Planungen einzelner oder mehrerer Teilstücke des Netzes. Somit können auf einer soliden, realen Datenbasis strategische Investitionsentscheidungen vorausschauender und bedarfsgerechter gefällt und deren Umsetzung wirtschaftlicher und effizienter gestaltet werden.

Europa an der Schwelle

Europaweit investieren derzeit Energieversorger und Verteilnetzbetreiber in den Ausbau ihrer AMI-Infrastrukturen. Parallel laufen erste Pilotprojekte und Tests für den Einsatz von AGA. „AMI-Daten, die in hoher Qualität nahezu in Echtzeit zur Verfügung stehen, sind eine Grundvoraussetzung für den Einsatz von Advanced Grid Analytics“, so Stefanidou. Auf der anderen Seite stehe ein beträchtlicher wirtschaftlicher Nutzen, so die Expertin: „Zahlreiche Projekte in den USA und anderen Märkten haben gezeigt, dass sich durch die Einbindung der AMI-Daten in AGA der Business Case für den Smart-Meter-Rollout schneller und besser rechnet.“

Bildergalerie

  • Berechnung des Stromflusses im Netz vor und nach dem Anlegen einer neuen PV-Anlage. Die Tabelle zeigt Spannungsänderungen.

    Bild: Landis+Gyr

  • Berechnung der Rückspeisung einer neu angelegten Photovoltaikquelle.

    Bild: Landis+Gyr

Firmen zu diesem Artikel
Verwandte Artikel