Bild 1. Ein Netzbetriebsmonteur der ED Netze GmbH beim Einbau der Smight-Sensorik. (Bildquelle: ED Netze GmbH/Roland Sigwart)
Die Energiewende ist und bleibt eine enorme Herausforderung für die Netzbetreiber. Die ED Netze GmbH modernisiert und digitalisiert daher kontinuierlich ihr Niederspannungsnetz, um auf den Zubau der Erneuerbaren-Energien-Anlagen und den Hochlauf der E-Mobilität vorbereitet zu sein. Zuletzt wurden diese Themen durch die ambitionierten Ziele im Koalitionsvertrag der neuen Bundesregierung nochmals in ihrer Dringlichkeit nach oben gestuft. »80 % des Stroms aus erneuerbaren Energien, ein Zubau von 200 GW an Photovoltaik und 15 Mio. Elektrofahrzeuge bis 2030 – das sind Zahlen, die uns als Netzbetreiber im Süden sehr stark beschäftigen«, sagt Franziska Heidecke, Leiterin Digitalisierung und Innovation bei ED Netze. »Es ist ganz klar, dass wir das in den Verteilnetzen bald spüren werden.«
Bei ED Netze hat man bereits im Jahr 2020 entschieden, diese Herausforderungen aktiv anzugehen. Dabei steht das Thema Transparenz in der Niederspannung ganz oben auf der Agenda. Hierzu hat sich der Netzbetreiber zwei Ziele gesetzt. Erstes Ziel ist eine auf Echtzeitdaten basierende strategische Netzplanung. Man will wissen, was (E-Mobilität, PV, Wärme) im Netz passiert – wann, wie stark und in welcher Geschwindigkeit. Beim zweiten Ziel geht es um die Digitalisierung der operativen Prozesse. Hierfür sollen die Messdaten den täglichen Netzbetrieb und die operative Netzplanung präziser und effizienter machen.
Smarte Messtechnik für die Niederspannung
Um das Niederspannungsnetz zu digitalisieren, entschied sich das Unternehmen für die IoT-Lösung Smight Grid, deren Sensorik in unter einer Stunde in bestehende Ortsnetzstationen (ONS) eingebaut werden kann. Die Messdaten werden sicher per Mobilfunk an die IoT-Plattform Smight IQ übertragen. Dem Anwender stehen die aufbereiteten Daten in einem Web-Portal zur Verfügung.
Im Frühjahr 2021 hat ED Netze 180 ONS mit Smight-Sensorik ausgestattet (Bild 1). Hierbei hat man sich zunächst auf das Netzgebiet Donaueschingen fokussiert, um Erfahrungen hinsichtlich Einbauprozess und Umgang mit dem System zu sammeln. Tatsächlich konnte man fast die vollständige Installation in den 180 ONS in nur sechs Wochen realisieren. »Während der Entwicklung unserer Lösung stand klar im Vordergrund, dass diese optimal zu den Abläufen der Monteure im Betrieb passen muss«, erläutert Oliver Deuschle, CEO von Smight. »Gerade wenn es um den Rollout in großen Netzgebieten geht, muss der Einbauprozess schnell und einfach sein. Dass unser Konzept aufgeht, zeigt die zügige Installation bei ED Netze.«
Messdaten liefern konkrete Mehrwerte
Seither werden 1 000 Abgänge kontinuierlich gemessen, sodass der Netzbetreiber unter anderem abgangsscharfe Lastprofile erhält, mit denen Netzmodelle und -prognosen deutlich präziser werden. Vor allem die Netzmodelle können mithilfe der Echtzeitdaten validiert und kontinuierlich optimiert werden. Die Netzplanung wird somit effizienter, genauer und auch die Kosten können optimiert werden. Ein Rollout der Lösung auf das gesamte Netzgebiet ist somit der nächste logische Schritt. Mit Blick auf die rund 3 800 weiteren ONS im Netzgebiet der ED Netze sollte jedoch vorab analysiert werden, an welchen Punkten im Netz der Einsatz von Messtechnik die größten Mehrwerte liefert. Hier kam das Analytics-Unternehmen Enersis aus der Schweiz ins Spiel. Mithilfe eines langfristig anwendbaren Clustering-Ansatzes sollte eine Messstrategie erarbeitet werden, die möglichst konkrete Einbauempfehlungen liefert. Hierbei werden ONS mit gleichen Eigenschaften oder Verhalten in Gruppen (Cluster) aufgeteilt.
Erfolgsfaktor Datenakquise
Ausgangspunkt war eine umfangreiche Datenanalyse, wozu ED Netze eine breite Datenbasis (GIS, Stammdaten, SAP IS-U, etc.) zur Verfügung stellte. Von Enersis wurden außerdem externe statistische Daten bereitgestellt, die Themen wie E-Mobilität und PV-Potenzial, aber auch soziologische Merkmale berücksichtigen. »Diese Daten erweitern die Beschreibung des Ist-Zustands und ermöglichen eine Aussage, welche Transformatoren in Zukunft am ehesten einer erhöhten Dynamik ausgesetzt sein werden«, erläutert Paula Oberfeier, Data Engineer bei Enersis. All das floss in das Grids Analytics Tool von Enersis ein und bildet so den Daten-Pool von ED Netze, der insgesamt 2 413 ONS und 82 883 Hausanschlüsse umfasst. Bereits diese Datenzusammenführung sorgte bei dem Netzbetreiber für eine deutliche Verbesserung der internen Datenbasis, die nun für Netzwirtschaft und -planung verwendet wird. »Ein weiteres Highlight im Projekt war die vorgenommene Verheiratung von GIS und SAP IS-U«, berichtet Oberfeier. »Diese ermöglicht ED Netze eine Sicht von der ONS über die verknüpften Objekte bis hin zum Hausanschluss inklusive der jeweiligen Tarife.«