STADTWERKE FELLBACH RÜSTEN SICH MIT SMARTER MESSTECHNIK FÜR DIE HERAUSFORDERUNGEN IM VERTEILNETZ

STADTWERKE FELLBACH RÜSTEN SICH MIT SMARTER MESSTECHNIK FÜR DIE HERAUSFORDERUNGEN IM VERTEILNETZ

Um den Hochlauf der E-Mobilität zu ermöglichen, setzen die Stadtwerke Fellbach seit Frühjahr 2021 auf die Digitalisierung des Verteilnetz. Verteilt auf 3 Jahre werden 50 Ortsnetzstationen mit innovativer Stromnetzsensorik des Smart-Grid-Unternehmens SMIGHT ausgestattet. Der Netzbetreiber generiert so kontinuierlich Echtzeitdaten, mit denen eine völlig neue Sicht auf das Netz möglich wurde. Konkrete Erkenntnisse über den Netzzustand unterstützen die Umsetzung wichtiger Zukunftsstrategien.

Einbau der SMIGHT Grid2 Sensorik in einer Ortsnetzstation in Fellbach bei laufendem Betrieb. (Bildquelle: Stadtwerke Fellbach/Peter Hartung)

In Fellbach war von Anfang an klar, dass man sich den Herausforderungen der Energiewende aktiv stellt. Dazu gehört neben dem Betrieb einer Vielzahl eigener PV- und BHKW-Anlagen auch der Netzausbau. Seit Jahren vergrößert man Leitungsquerschnitte und stattet Trafostationen mit 630 kVA Trafos aus. Auch an Platz für Reservetrafos hat man gedacht. Das ist gut so, denn die Dynamik im Netz durch neue Verbraucher wie E-Fahrzeuge und Wärmepumpen sowie Einspeisung durch PV-Anlagen nimmt stetig zu. So betreiben auch die Stadtwerke Fellbach (SWF) bereits 5 öffentliche AC-Ladesäulen im Stadtgebiet, planen jedoch in 2022 eine deutliche Erweiterung der Ladeinfrastruktur.

MIT GRIPS STATT BAGGER E-MOBILITÄT ERMÖGLICHEN

Zudem gibt es Wallbox-Angebote für Privatkunden und Ladelösungen für Gewerbetreibende und Hausgemeinschaften. Insbesondere im Rahmen der KfW-Förderung für private Wallboxen spürte man in Fellbach eine deutliche Zunahme der Netzanschlussfragen. „Um das Thema E-Mobilität kommen Stadtwerke nicht herum. Die Komplexität in den Prozessen ist hoch“, erklärt Gerhard Ammon, Geschäftsführer der Stadtwerke Fellbach GmbH. „Wir haben festgestellt, dass die zu verbauende Technik oftmals deutlich mehr Aufwand erfordert als erwartet. Auch sind für Wallboxen oft separate Hausanschlüsse und Abschalteinrichtungen sowie lange Leitungswege nötig, sodass die Kosten steigen.“ Um die neuen Verbraucher für die Netzplanung berücksichtigen zu können, wurden alle bekannten Ladestationen und Wallboxen im GIS eingetragen. Dabei bringt der Kauf einer Wallbox nicht automatisch das sofortige Laden mit sich: Laut einer KfW-Umfrage haben 45% der Antragsteller noch kein E-Auto. Jedoch planen 93% der Haushalte eine Anschaffung in den nächsten 3 Jahren. Der Hochlauf und die steigende Last im Netz sind also absehbar.

Der Lastverlauf mehrerer Stationen in Fellbach weist auf eine vorhandene Schieflast hin. Ursache ist meist eine ungleiche Belastung der Phasen. (Bildquelle: SMIGHT)

Um diese Entwicklung von Beginn an zu beobachten und einen zielgerichteten Netzausbau zu betreiben, machte sich das Stromnetzteam der Stadtwerke Fellbach auf die Suche nach einer intelligenten, digitalen Lösung. „Wir brauchen in unserem Netz mehr Grips statt mehr Bagger. Wir können nicht einfach im ganzen Stadtgebiet mehr Kabel verlegen, um überall Lademöglichkeiten für E-Fahrzeuge zu schaffen“, verdeutlicht Gerhard Ammon. „Mehr Grips gibt es nur mit digitalen Lösungen“.

SMARTE MESSTECHNIK LIEFERT DATEN

Der Netzbetreiber entschied sich für die IoT-Lösung SMIGHT Grid2. Unter Nutzung patentierter Sensorik, welche in bestehende Ortsnetzstationen eingebaut wird, werden Echtzeitdaten (Strom, Spannung, Flussrichtung) aus der Niederspannung erhoben. Der Einbau kann vom eigenen Personal und bei laufendem Betrieb durchgeführt werden. Hierbei unterstützt eine App. Eine aufwändige Verkabelung entfällt, da der Sensor per Energy Harvesting aus Messwandlern versorgt wird. „Die Einfachheit und Schnelligkeit beim Einbau haben mich wirklich begeistert. Nach nur einer Stunde war eine Station ausgestattet und dann standen die Daten sofort zur Verfügung“, kommentiert Torsten Lempe, Netzmeister Strom bei Stadtwerke Fellbach.

Die Daten werden mit Hilfe eines Gateways sicher per Mobilfunk an die IoT-Plattform SMIGHT IQ übertragen. Netzbetreiber können diese dann aufbereitet in einem passwortgeschützten Web-Portal einsehen. „Für uns stand bei der Entwicklung der Lösung im Vordergrund, dass diese optimal zu den Abläufen der Monteure im Betrieb passt“, erläutert Oliver Deuschle, CEO SMIGHT. „Für den Anwender soll nach dem Einbau nur noch die Nutzung der Daten im Vordergrund stehen. Um Datenübertragung, Geräte-Monitoring und Software-Updates kümmern wir uns.“

MESSDATEN ZEIGEN UNGLEICHMÄSSIGE AUSLASTUNG

Die Installation wird durch eine App unterstützt, welche durch einen einfachen Scan-Vorgang Sensoren und Gateway der Station zuweist. (Bildquelle: Stadtwerke Fellbach/Peter Hartung)

Während einem Pilotprojekt im Herbst 2020 konnte man sich in Fellbach von der Zuverlässigkeit des Systems überzeugen und entschied sich dann für einen flächendeckenden Rollout über 3 Jahre. Ziel der systematischen Datenerfassung ist, ein aussagekräftiges Gesamtbild des Netzzustands zu erhalten. Inzwischen liegt dem Netzbetreiber eine Datenbasis über fast 12 Monate vor, die zu wertvollen Erkenntnissen führte. „Wir sehen, dass die Phasen oftmals nicht gleichmäßig ausgelastet sind“, berichtet Tors- ten Lempe „Vor allem L1 ist meist höher belastet als die anderen Phasen, was teilweise zu erheblichen Schieflasten führt.“ Für den Netzbetrieb liegt hierin großes Potenzial, das Netz besser auszulasten. Konkret gibt es nun die Vorgabe, L2 oder L3 anzuschließen. Auch werden nachträglich bereits angeschlossene Phasen geändert, um die Last optimal zu verteilen.

Anhand der Daten wurde zudem deutlich, dass einzelne Kabel unterschiedlich stark belastet sind. An hochbelasteten Kabeln können keine Wallboxen mehr angeschlossen werden. Abhilfe schaffen nun gezielte Umschaltungen, die zu einer gleichmäßigen Last im Netz führen und den Anschluss zusätzlicher Wallboxen ermöglichen. „Mit dieser neuen Sicht auf unser Netz können wir einen erheblichen Beitrag dazu leisten, die E-Mobilität als Teil der Energiewende zu verwirklichen“, sagt Gerhard Ammon überzeugt. „Sogar einzelne Ladevorgänge können wir in den Daten erkennen. Wir sehen tatsächlich, was in unserem Netz passiert und können angemessen darauf reagieren.“

AUSBLICK & FAZIT

Nachdem man in Fellbach durch die Nutzung der SMIGHT-Lösung die Basis zur Digitalisierung im Netz geschaffen hat, werden zügig weitere Projekte angegangen. So arbeitet man aktuell an einem Prozess zur Identifikation geeigneter Standorte für öffentliche Ladestationen. Auch auf das Thema Dokumentation der errichteten Ladeinfrastruktur und aller Einspeiser will man einen besonderen Fokus legen. Nur wenn alle „Player“ im Netz bekannt und sichtbar sind, kann der Netzbetrieb funktionieren. Wunschvorstellung wäre der intelligente Kabelverteilerschrank, der mit allen Wallboxen im Kabelstrang kommuniziert, die Leistung optimal verteilt und damit die Kabel perfekt auslastet.

„Mit SMIGHT Grid2 haben wir einen Riesenschritt getan, um unser Netz besser zu verstehen und uns für die Zukunft zu rüsten“, sagt Gerhard Ammon und ergänzt: „Gerade in einem städtisch geprägten Verteilnetz ist es wichtig, die vorhandene Infrastruktur optimal zu nutzen. Mit SMIGHT Grid2 haben wir dafür das optimale Werkzeug an der Hand und können mit Hilfe der nun zur Verfügung stehenden Daten E-Mobilität einfacher ermöglichen und Netzanschlussfragen zügig bearbeiten.“

Seit Jahren sind die Stadtwerke Fellbach einer der großen Treiber der Energiewende in der Region Stuttgart. Mit dem digitalen Blick ins Verteilnetz schaffen sie nun wichtige Voraussetzungen für eine klimafreundliche Energie- und Verkehrswende.

 

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SMIGHT – EnBW Energie Baden-Württemberg AG
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