Energieflüsse im Oberleitungsnetz in Echtzeit sichtbar machen

Die Stadt Solingen verfolgt zusammen mit kommunalen Unternehmen und Kooperationspartnern aus Wissenschaft und Praxis das Ziel, den öffentlichen Personen-Nahverkehr (ÖPNV) in Solingen künftig rein elektrisch und emissionsfrei zu gestalten. Die Integration neuer Komponenten in das Oberleitungsbussystem umfasst folgende Systeme:

• Batterie-Oberleitungsbusse (BOB)
• Photovoltaiksysteme (PV)
• statische Speichersysteme
• Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge (EVCS)
• bidirektionale Gleichrichter-unterwerke.

Darüber hinaus steht die Entwicklung einer Simulationsumgebung für das Oberleitungsbussystem im Fokus. Diese berücksichtigt folgende Aspekte:

• Netzzustandserkennung und -überwachung
• intelligente Regelung von Oberleitungsbussystemen
• optimierte Planung von Oberleitungsbussystemen.

Das Netz transparent machen

Christian von Kalben aus dem Bereich Asset Management bei der SWS Netze Solingen GmbH beschreibt die aktuelle Aufgaben wie folgt: »Unter Berücksichtigung der Forschungsaspekte soll ein Leitsystem für alle im Bereich Oberleitungsnetz tätigen Akteure entwickelt werden. Das Oberleitungsnetz wird somit überwacht und lässt sich im Hinblick auf unterschiedliche Lastverteilungen steuern. Zudem soll das Leitsystem das Oberleitungsnetz visualisieren und so einen digitalen Zwilling des Netzes erstellen.« Für seine Kollegen und ihn hat sich hieraus die Aufgabe ergeben, alle Lastflüsse, die im Oberleitungsnetz auftreten, zu ermitteln. Da es bereits vor dem BOB-Projekt Überlegungen gab, das Netz weiter zu digitalisieren, hatte sich das Team rund um von Kalben bereits einen Überblick im Markt verschafft, wer sich als potenzieller Partner für Netzdigitalisierung, Datenaufbereitung und Visualisierung eignen könnte. Sie entschieden sich für das in Krefeld ansässige Unternehmen PSInsight.

Dieses bietet mit GridCal eine Plug-&-Play-Systemlösung an, die durch modulare Hard- und Softwarekomponenten eine wirtschaftlich effiziente und unkomplizierte dezentrale Digitalisierung der Verteilnetze ermöglicht. Das Besondere ist die Software, die auf handelsüblicher Hardware innerhalb der Ortsnetzstationen betrieben wird, nach dem dezentralen zellularen Ansatz arbeitet und dabei ohne den Einsatz einer Cloud sofort zu Ergebnissen führt. Der Netzbetreiber bleibt dabei von der ersten Minute unabhängig, hält seine Daten selbst vor und kann die gesamte Wertschöpfung der Netzdigitalisierung im Unternehmen behalten. »Das war ein wesentlicher Faktor bei der Auswahl des Systems. Hinzu kommt, dass GridCal unkompliziert bei der Montage und Inbetriebnahme sowie flexibel, zukunftssicher und leistungsfähig ist. Das hat uns überzeugt und wir haben uns entschlossen, den nächsten Schritt mit PSInsight und GridCal zu gehen«, erläutert von Kalben die Entscheidungsfindung.

Dezentralisierung als grundsätzlicher Lösungsansatz

Außer der GridCal-Software umfasst das System unter dem Produktnamen GridCal Node (GCN) zahlreiche Hardware-Komponenten – beispielsweise ein industriell gehärtetes Automatisierungssystem mit Fernwirkcontroller auf Linux-Basis, Power-Quality-Messgeräte und LTE- oder alternative Kommunikationseinheiten. Die von der Messtechnik hochauflösend erfassten Ströme und Spannungen werden direkt in der Ortsnetzstation ausgewertet und archiviert. Hinzu kommt die kontinuierliche lokale Datenaufbereitung und Visualisierung über Anzeigesysteme sowie die Netzüberwachung in der Ortsnetzstation auf Basis von Netzsimulationsrechnungen. Dezentrale Erzeugungsanlagen und Ladesäulen lassen sich aufgrund dieser lokalen Algorithmen direkt durch die GCN dezentral steuern, selbst wenn die Funkverbindung zum Verteilnetzbetreiber unterbrochen sein sollte. »Aus unserer Sicht ist es nicht zielführend, die Digitalisierung der Verteilnetze darauf aufzubauen, alle Informationen ungefiltert an einen zentralen Datenspeicher zu senden. Dezentrale Aufgaben werden dezentral gelöst – ortsnetzübergreifende Aufgaben entsprechend in der Zentrale«, erläutert Philipp Huppertz, Geschäftsführer von PSInsight, den Entwicklungsansatz.