Messdaten in der Anwendung: von der Phase bis zum Netzgebiet

Neue Funktionen im SMIGHT IQ

Verteilnetzbetreiber fit für die Zukunft machen. Das hat sich die SMIGHT GmbH zur Aufgabe gemacht. Neben einem einfachen und schnellen Einbau der Messlösung gehört dazu aber auch, die gewonnenen Daten aus der Ortsnetzstation direkt so aufzubereiten, dass sie sofort im täglichen Betrieb genutzt werden können. Neue Funktionalitäten im SMIGHT IQ ermöglichen es, aufkommende oder bestehende Engpässe oder Probleme im Niederspannungsnetz noch schneller zu erkennen. Dazu erhalten die Verantwortlichen zielgerichtet und sinnvoll aufbereitete Informationen über alle Ebenen hinweg: von der Station inklusive der Abgänge und einzelnen Phasen bis hin zum gesamten Netzgebiet.

Über 2.000 Ortsnetzstationen bei über 50 Verteilnetzbetreibern sind bereits mit SMIGHT-Sensorik ausgestattet. Das sind 14.000 Abgänge, die Messdaten im 15-Minuten-Takt erfassen: 5,4 Millionen Datenpunkte am Tag. Doch diese Daten müssen gelesen und interpretiert werden, um sinnvolle Maßnahmen daraus abzuleiten. Für die notwendige Transparenz sorgen Informationen direkt aus dem Webportal sowie von SMIGHT aufbereitete Reports.

Mehr Klarheit auf einen Blick
Wie stark ist die Ortsnetzstation ausgelastet und welche Rolle spielen Blind- oder Einspeiseleistung? Mit nur wenigen Klicks erhalten Anwenderinnen und Anwender im SMIGHT IQ sinnvolle Informationen über den Zustand der gesamten Station und können dann – wie gewohnt – bis hinab in die einzelnen Abgänge und Phasen die Zustände genauer betrachten und bewerten. Dafür sorgt eine neue Darstellung mit aggregierten Informationen, die eine obere Abschätzung über die Auslastung der Abgänge innerhalb der Station bietet. Ebenfalls neu und mit nur einem Klick verfügbar ist eine Darstellung über den Verlauf der Trafolast. Die Blind- und Einspeiseleistung lässt sich über diese beiden Ansichten bewerten, um Kabelbelastungen zu ermitteln. Und das wiederum ist die Grundlage für eine fundierte, auf Daten gestützte Maßnahmenplanung.

Vorteile für Netzbetrieb, -planung und -ausbau
Die neuen Funktionalitäten und Möglichkeiten bieten Mehrwerte für verschiedene Arbeitsbereiche rund um das Niederspannungsnetz. Im täglichen Netzbetrieb liefern die gewonnenen Daten wichtige Erkenntnisse, um Schaltmaßnahmen zielgerichtet durchzuführen, zu bewerten und zu überwachen.

In der Netzplanung unterstützt SMIGHT dabei, Kennzahlen aus der Literatur für das eigene Netz zu validieren. Stark- und Schwachlastfälle lassen sich auf Stations-, Abgangs- und Phasenebene bestimmen und Charakteristika von E-Mobilität, Photovoltaik, Blockheizkraftwerken und Wärmepumpen ermitteln.

Und auch für den weiteren Ausbau oder Erneuerungsplanungen im Niederspannungsnetz sind die Daten eine gute Grundlage, um die Lastentwicklung inklusive der Saisonalität zu beobachten und Erneuerungsmaßnahmen richtig zu priorisieren.

Auswirkungen auf das Netzgebiet
Dazu erhalten SMIGHT Anwenderinnen und Anwender ab Februar monatlich per E-Mail wichtige Kennzahlen aller gemessenen Stationen und Abgänge in ihren Netzgebieten auf einer Seite zusammengefasst als PDF. Unter anderem sehen sie in dem monatlichen Report die Entwicklung der Auslastung ihrer Abgänge über die letzten Monate sowie die Maximalwerte einzelner Abgänge bzw. Stationen. Natürlich können alle Daten wie gewohnt über eine komfortable Schnittstelle in Echtzeit direkt an weitere Systeme wie z.B. zur Netzsimulation gekoppelt werden.

„Der Zustand jeder einzelnen Station hat Auswirkungen auf das gesamte Netzgebiet“, betont Oliver Deuschle, Geschäftsführer der SMIGHT GmbH. „Daher ist es unerlässlich und uns ein großes Anliegen, den Netzbetreibern auf allen Ebenen – von der Phase bis hin zum Netzgebiet – Informationen aus dem Netz zur Verfügung zu stellen. Und zwar so aufbereitet, dass die Datendirekt in Anwendung kommen und konkrete Maßnahmen abgeleitet werden können.“

Stadtwerke Völklingen Netz GmbH: Keine Überraschungen mehr im Netz

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Das Auftreten einer Schieflast oder Lastüberschreitungen sind nur zwei Szenarien, welche die Stadtwerke Völklingen Netz GmbH dank SMIGHT Grid2 frühzeitig erkannt und behoben haben. Die von der SMIGHT GmbH entwickelte IoT-Technologie bestehend aus Sensorik, Klappwandlern und Gateway misst abgangs- und phasenscharf direkt in der Ortsnetzstation und unterstützt die Mitarbeitenden dabei, den täglichen Netzbetrieb zu meistern. SMIGHT Grid2 ist aber auch hinsichtlich der Auswirkungen von Elektromobilität und Wärmewende in der Niederspannung ein wichtiger Baustein der zukünftigen Digitalisierungsstrategie in Völklingen.

Die Stadtwerke Völklingen Netz GmbH haben ihr Niederspannungsnetz fest im Griff. „Dank SMIGHT wissen wir, dass wir noch nicht an die Kapazitätsgrenzen gestoßen sind – das ist ein beruhigendes Gefühl, vor allem, da wir vorrausschauen können, dass in absehbarer Zeit höhere Lasten auf die Netze zukommen werden“, erklärt Dr. Karsten Wünsche, Geschäftsführer der Stadtwerke Völklingen Netz GmbH.

Bereits seit einigen Jahren beschäftigt sich das Unternehmen intensiv mit der Digitalisierung seines Verteilnetzes – speziell in den Ortsnetzstationen. Die SMIGHT-Lösung überzeugte vor allem durch den schnellen und flexiblen Rollout und den unkomplizierten Einbau. Weniger als eine Stunde dauerte es, um eine Station auszurüsten und nach 15 Minuten sind die ersten Daten auf der Webplattform zu sehen. So konnte Michael Trautwein, Leiter Netzbetrieb, in so manchen Netzbereichen Handlungsbedarf feststellen. Zum Beispiel verursachten PV-Anlagen, die einphasig überwiegend auf einer Phase angeschlossen wurden, eine deutliche Schieflast im Netz.

Im Bereich eines Wasserwerkes sorgten die Anlaufströme mehrerer gleichzeitig zugeschalteter Pumpen für Grenzwertüberschreitungen der eingesetzten Schutzeinrichtungen, die dank SMIGHT Grid2 vor einem möglichen Ausfall erkannt und behoben werden konnten.

Aber auch für eine vorausschauenden Netzplanung ist die SMIGHT-Technologie zum festen Bestandteil in Völklingen geworden. Um die tatsächliche Menge an Ladestationen im Netz zu eruieren, wurden die Daten der KFW-Förderung ausgewertet und mit den Messdaten aus der Ortsnetzstation verglichen. Das Ergebnis: „Viele der installierten Ladepunkte sind noch gar nicht in Gebrauch“, erklärt Michael Trautwein. „Aber das wird kommen – die Frage ist nur, wann. Mit dem Einsatz der SMIGHT-Technologie sind wir darauf vorbereitet.“

Perspektivisch vorbereitet

Die Stadtwerke Völklingen Netz wissen, dass sie ganzheitlich denken müssen, um die künftigen Herausforderungen zu meistern: den Rollout des intelligentes Messsystems (iMSys), die steigende Elektromobilität, die Wärmwende aber auch die gesetzlichen Vorgaben durch das Energiewirtschaftsgesetz (steuerbare Verbrauchseinrichtungen nach EnWG§14a).
Dr. Karsten Wünsche resümiert: „Die Daten aus dem GIS, den iMSys und den Lastvergleichsmessungen zusammenzuführen und gezielt mittels dynamischer Netzberechnung für Steuerungs- und Regelungsaufgaben einzusetzen – das wird die große Herausforderung für unsere Digitalisierungsstrategie in den kommenden Jahren. Und SMIGHT ist für dieses Vorhaben ein wichtiger Baustein“.

Foto: SMIGHT Grid2 im Einsatz bei der Stadtwerke Völklingen Netz GmbH. Quelle: Stadtwerke Völklingen Netz GmbH

Mit Echtzeitdaten aus der Niederspannung planen und entscheiden

Einbau in Ludwigsburg

Stadtwerke Ludwigsburg-Kornwestheim setzen auf IoT-Lösung von SMIGHT für mehr Transparenz.

Derzeit sind die Stadtwerke Ludwigsburg-Kornwestheim dabei, ihre Netzstationen mit SMIGHT-Technologie auszustatten. Die IoT-Lösung misst abgangs- und phasenscharf und liefert Echtzeitdaten und Analysen aus dem Verteilnetz. Nach einem erfolgreichen Pilotprojekt sollen nun in den nächsten Monaten 100 weitere Stationen mit intelligenter Sensorik ausgestattet werden, um die Zustände im Niederspannungsnetz durch Messdaten sichtbar zu machen. 

Nach vielen Wallbox-Anträgen im letzten Jahr steigt bei Kunden der Stadtwerke Ludwigsburg-Kornwestheim (SWLB) aktuell das Interesse an Wärmepumpen. Auch der PV-Zubau und somit die Einspeisung nehmen weiter zu. Die SWLB standen, wie viele andere Netzbetreiber auch, vor der Herausforderung, diese Variablen in der Niederspannung im Blick und damit im Griff zu behalten. Mit SMIGHT Grid2 fanden sie eine Lösung, die in wenigen Tagen implementiert war und nun als fundierte Planungs- und Entscheidungsgrundlage kontinuierlich Daten aus dem Netz liefert.

Nachdem die SWLB bereits einige mehr oder weniger aufwändige Systemtests durchgeführt hatte, starteten sie im März 2022 eine achtwöchige Pilotphase mit SMIGHT Grid2 an fünf ausgewählten Stationen. Zuerst wurden die fünf Stationen und Nutzer im Verwaltungstool angelegt, danach installierten die Monteure vor Ort Sensoren, Wandler und Gateway. Über die App wird der Sensor mit dem Backend und den dort angelegten Stationen verbunden, indem der QR Code auf Sensor abgescannt und eingelesen wird. Nach 15 Minuten im SMIGHT IQ visualisiert und verfügbar.

Die Daten sprechen lassen

Nicht nur Jürgen Blank und sein Team nutzen die Daten, um das Netz im Blick zu behalten, sondern auch die Kollegen und Kolleginnen in der Netzplanung: vor allem in Bezug auf den rückwärts gerichteten Strom über die installierten PV-Anlagen oder zeitlich begrenzte Auslastungen durch die Wallboxen und Ladesäulen. „Eine punktuelle Messung bringt da gar nichts. Mit SMIGHT Grid2 haben wir jetzt eine permanente Lösung, auf die wir uns verlassen können“, sagt Jürgen Blank, Gruppenleiter Umspannwerke und Stationstechnik. „Aktuell ist unser Netz im grünen Bereich. Damit das auch so bleibt, haben wir die nötige Transparenz geschaffen. Und wir haben eine saubere Grundlage für eine fundierte Netzplanung.“

Denn dass Theorie und Praxis nicht immer übereinstimmen, zeigt sich besonders an einer Station, die als unkritisch eingestuft wurde, aber sehr hohe Lastspitzen aufwies. Noch immer ist die genaue Ursache nicht ganz geklärt, doch fest steht: Ohne permanente Messung wäre dieses Phänomen wohl unentdeckt geblieben.

Der weitere Ausbau sieht nun vor, in den nächsten Monaten 100 Stationen mit SMIGHT Grid2 auszustatten. Weitere 100 sollen im Jahr 2024 folgen.

Die Technik dahinter

Herzstück der SMIGHT-Lösung sind die Sensoren. Sie versorgen sich über die Magnetkernwandler selbst mit Energie, benötigen nur wenig Platz. Das Gateway – die Zentraleinheit – benötigt lediglich eine 230 V Versorgung und misst einphasig die Schienenspannung. Es nimmt die Sensordaten per Mobilfunk auf und überträgt diese als 15-min-Werte an die IoT-Plattform SMIGHT IQ.

Foto: Die Stadtwerke Ludwigsburg-Kornwestheim beim Einbau der neuen Stationen. Quelle: SWLB