Mega-Projekt NETZlive bei Netze BW: Auf dem Weg zum Gesamtbild

30.03.2020 – Erfolgreiche Projekte beginnen oft mit Personen, die sich für eine Idee begeistern und diese beharrlich verfolgen. Bei NETZlive war das zum Beispiel Franziska Heidecke, heute Projektleiterin und Teamleiterin Netzdatenmanagement bei der Netze BW GmbH. Als Heidecke vor knapp zwei Jahren während ihrer Auslandstätigkeit bei einem Strategieworkshop erstmals näher mit den Themen Netztransparenz und Netzanalytik in Berührung kam, war ihr klar: „Das müssen wir umsetzen – und zwar auf allen Spannungsebenen.“

Den eigentlichen Anstoß gaben dann die seit 2018 geltenden EU-Vorschriften zur GLDPM (Generation and Load Data Provision Methodology). Diese verpflichten Verteilnetzbetreiber, den vier Übertragungsnetzbetreibern mit 48 Stunden Vorlauf energieträgerscharfe Einspeise- und Lastprognosen zu liefern. „Der Aufwand zur Erhebung und Aufbereitung der Zeitreihen erwies sich bei unseren circa 850 betroffenen Trafos in rund 350 Umspannwerken mit Bordmitteln noch als gut machbar“, berichtet Franziska Heidecke. Gleichzeitig reifte die Idee, aus dieser Pflicht eine Kür zu machen und Transparenz auch in den unteren Spannungsebenen zu realisieren, um sinnvoll planen und bei Bedarf rasch steuern zu können.

Selbst entwickelte Cloudlösung

Die zentrale Herausforderung besteht dabei nicht in erster Linie in der Beschaffung der notwendigen Daten, wie die Projektleiterin erläutert, sondern darin, die vielen einzelnen Puzzleteile zu einem Gesamtbild zusammenzufügen. So erheben bereits seit 2017 Lastgangzähler in 50 Ortsnetzstationen zweier 20 .000 Volt-Schaltkreise in Aitrach und Tannheim Stromstärken und Spannungsqualität . Die Region an der Iller gilt als Hochburg der Photovoltaik. Das Datenvolumen nimmt mit dem Ausbau der Messkampagne extrem zu. „Die IT unserer drei Zentralen Leitstellen ist dafür überhaupt nicht ausgelegt“, berichtet Franziska Heidecke.

Netze BW Zugangsdaten Tool
Zustandsdaten werden bei Netze BW mit einem eigens entwickelten Tool erfasst. (Foto: Netze BW GmbH)

Nach Abdeckung der Pflichteinbaufälle werden im Netzgebiet der Netze BW zudem 500 .000 Smart Meter installiert sein, die Netzzustandsdaten liefern können. Als Bindeglied zwischen den Ortsnetzen und der Mittelspannungsebene betreibt die EnBW-Tochter weit über 25.000 Trafos. Die ersten 550 werden seit Mitte 2019 mit einfachen, selbst entwickelten Sensoren ausgestattet. Die wiederum decken 18.000 Messpunkte für die Stromstärke auf der letzten Meile zu den Netzkunden ab, wo mögliche Schwachstellen im Zusammenhang mit dezentraler Einspeisung und/oder E-Mobilität ihren Ursprung haben. „Diese immensen Datenmengen aus den unterschiedlichen Betriebsmitteln und Spannungsebenen aufzunehmen, zu bündeln und sinnvoll zu strukturieren, ist die Grundvoraussetzung für die Digitalisierung der Netzprozesse“, sagt die Projektleiterin.

Marktanalysen hätten allerdings schon frühzeitig ergeben, dass keine der derzeit verfügbaren Lösungen für die konkreten Zwecke der Netze BW geeignet schien. Daher startete man 2018 „auf der grünen Wiese“ mit dem Projekt NETZlive, an dessen Ende eine modulare Gesamtlösung stehen soll, mit der sich Zustandsdaten aus der Mittel- und Niederspannung bündeln, anreichern und für unterschiedliche operative Zwecke analysieren und bereitstellen lassen. Dabei sei durchaus mitgedacht, diese Lösung auch anderen Netzbetreibern anzubieten.

Plattform für qualifiziertes Datenmanagement

Den Kern von NETZlive bilden zwei Basisprodukte, die als eine Art „Datenstaubsauger“ Informationen aus unterschiedlichen Quellen zusammenführen, strukturieren und anwenderfreundlich bereitstellen. So liefert die NETZzeitreihenauskunft derzeit Strom- und Spannungsdaten aus unterschiedlichen Betriebsmitteln der Mittelspannung.

Die Integration weiterer Messstellen, darunter auch der intelligenten Messsysteme, ist geplant. Demgegenüber stellt der NETZmodellkonfigurator eine Plattform für Informationen aus Systemen wie Leitwarten, GIS oder SAP bereit, die aus allen drei Spannungsebenen der Netze BW stammen. Pate stand dabei der europäische Common Grid Model Exchange Standard (CGMES). „Wir verfolgen hier den Ansatz ‚Puzzle statt Silos‘, wodurch die übergreifende Berechnung von Stromflüssen erheblich erleichtert wird“, führt Franziska Heidecke aus.

Die Prozesse liefen bereits reibungslos, zudem gäbe es schon spannende Ansätze für die weitere Entwicklung, berichtet die Projektleiterin: „Angesichts der exponentiell steigenden Datenmengen wird die automatisierte Datenevaluation und -logistik auf dieser Ebene sicherlich künftig eine zentrale Rolle spielen.“

Abstimmungs- und Informationsprozesse strukturieren und automatisieren

Auf den beiden Basisprodukten von NETZlive setzen Tools für ganz konkrete Handlungsfelder im Netzbetrieb auf. So etwa der NETZkoordinator, der die Prozesse beim Bau und Betrieb des Netzes erleichtern soll. Wie der Name andeutet, geht es darum, Abstimmungs- und Informationsprozesse zu strukturieren und zu automatisieren, die aktuell aufwändig per Telefon oder Mail erfolgen.

Dabei liefert die Plattform den Mitarbeitern der Leitwarten, den Betriebsplanern oder Monteuren der Bereitschaft in Echtzeit und auf einer eigens entwickelten Benutzeroberfläche Zugriff auf die Planung von Schaltungen oder Inbetriebnahmen. „So können die notwendigen Maßnahmen besser abgestimmt, vereinfacht und sicherer gemacht werden“, sagt Franziska Heidecke. Noch im ersten Halbjahr 2020 soll bei Netze BW die Einführung des NETZkoordinators beginnen.

Verteilnetze SMIGHT GmbH
Minutenscharfe Einblicke in Verteilnetze sind heute bereits möglich. (Foto: SMIGHTGmbH)

Transparenz bei der Datenabbildung

Die Anwendung NETZtransparenz basiert auf KI-Algorithmen und zielt in der Endausbaustufe darauf ab, anhand der Daten aus ausgewählten Messstellen minutenscharf den tatsächlichen Netzzustand abzubilden – auch und insbesondere mit Blick auf einen eventuellen Ausbaubedarf. „In unseren NETZlaboren erzielen wir hier schon sehr gute Ergebnisse“, berichtet Franziska Heidecke. Um die State Estimation auszuweiten, gilt es nun, diese Erfahrungen so zu verallgemeinern, dass die Digitalisierung der Verteilnetze, speziell in der Niederspannung, effizient geplant und umgesetzt werden kann. „Aktuell arbeiten wir dazu an Berechnungen, die zeigen, wo welche Messtechnik erforderlich ist, um flächendeckend zu vernünftigen Ergebnissen zu kommen“, erläutert die Projektleiterin. Mit dem Ausbau dieser Infrastruktur wachse dann die Transparenz in den Netzen.

Komfortablere Engpasserkennung

Mit einer deutlich verbesserten und komfortableren NETZengpasserkennung auch im Mittelspannungsnetz knüpft NETZlive am Ursprung, der GLDPM, an. „Verbindet man die zunehmende Netztransparenz und die betriebliche Erfahrung mit Wettervorhersage und Rechenmodellen, lässt sich Handlungsbedarf früher abschätzen und damit oft vermeiden“, sagt Fransziska Heidecke.

Bislang sehen sich die Verantwortlichen sehr kurzfristig mit der Notwendigkeit für ein Einspeisemanagement konfrontiert, wobei die genauen Zusammenhänge oft nicht deutlich werden. Das will Netze BW mit der NETZengpasserkennung ändern. Langfristig möchte die Projektleiterin sogar darauf hinarbeiten, dass NETZlive den Operatoren Handlungsempfehlungen geben kann.

Bei der Netze BW sollen Engpässe aufgrund herannahender Starkwindfronten oder Perioden mit wolkenlosem Himmel bei schwacher Last mit bis zu einer Woche Vorlauf identifiziert werden. Mittelfristig ist sogar geplant, das Engpassmanagement auf die Ebene der Ortsnetzstationen herunterzubrechen. Damit bewegt sich die Kür wieder in Richtung einer neuen gesetzlichen Pflicht. Im Zuge des „Redispatch 2 .0“ sollen ab Herbst 2021 auch die unteren Spannungsebenen der VNB am Datenaustausch mit den ÜNB für den Redispatchmarkt teilnehmen. (pq)

Kontakt

Netze BW GmbH
Franziska Heidecke,
f.heidecke@netze-bw.de

www.netze-bw.de