Situationsbewusstsein in Umspannwerken

 

Der Anteil von Wasser-, Biomasse-, Wind-, Sonnen- und geothermischer Energie am europäischen Energiemix erreichte im dritten Quartal 2019 insgesamt einen Anteil von 33 Prozent. Im Zuge der Entwicklung des kontinentalen Energienetzes wird die Überwachung dieser Systeme immer komplexer. Jürgen Resch, Industry Manager Energy & Infrastucture bei COPA-DATA erklärt, welche Herausforderungen für die Betreiber von Umspannwerken durch Datenlücken entstehenden und wie Technologie zur Schaffung eines größeren Situationsbewusstseins beitragen kann.

 

Europas Bemühungen um erneuerbare Energien schreiten voran. Das gilt leider nicht für die Technologie, die in netzgebundenen Anlagen zum Einsatz kommt. Mehrere der fortschrittlicheren Volkswirtschaften Europas haben von den seit langem etablierten Energiesystemen profitiert, von denen einige bereits mehr als hundert Jahre alt sind. Die Langlebigkeit dieser Netze mag zwar beeindrucken sein, die Betreiber dieser alternde Infrastruktur stehen jedoch vor der Herausforderung, modernen Anforderungen gerecht zu werden.

 

Die zunehmende Diversifizierung der Energiequellen zwingt die Betreiber dazu, die Überwachung ihrer Netze anzupassen. Im Unterschied zu der Vorhersehbarkeit beim Einsatz fossiler Brennstoffe erfordern erneuerbare Energiequellen ein höheres Maß an Beobachtung, um Anomalien zu erkennen. Dies liegt einerseits am volatilen Charakter der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien, andererseits aber auch an der steigenden Zahl an Netzeinspeisungen. 

 

 

Netzleitstelle im Umspannwerk

Für die Betreiber von Umspannwerken bringt dieser erweitere Energiemix eine erhöhte Abhängigkeit von Netzleitsystemen (Distribution Management System/DMS) – IT-Anwendungen zur Erfassung, Anzeige und Analyse von Netzdaten. Mit einem DMS sind Betreiber in der Lage, auf Umspannwerkebene Netzoperationen anhand von Echtzeitinformationen auszuführen. Damit kann die Effizienz verbessert, der Stromfluss optimiert und vor allem Fehler identifiziert werden, die zu Ausfällen führen könnten.

 

Die wichtigste Funktion eines DMS ist die Bestimmung des Lastflusses. Die Lastflussanalyse ist die wesentlichste Voraussetzung für Entscheidungen, die auf Umspannwerkebene und darüber hinaus getroffen werden. Durch diese Daten erhalten die Betreiber Informationen über den Zustand des Netzes, die Spannungspegel und die Leistungssystemelemente in Echtzeit. Obwohl die Lastflussberechnung so wertvolle Daten liefert, ist dieser Vorgang auf Umspannwerkebene eher unüblich.

 

 

Datenlücken

Aufgrund der alternden Netze in Europa sind viele Umspannwerke und Sekundärstationen für die Berechnung von Lastflussdaten eher schlecht ausgerüstet. Dass Daten für die Betreiber von Umspannwerken gar nicht zugänglich sind, kommt zwar selten vor, oft ist es aber so, dass diese aufgrund invalider Daten lückenhaft sind. Diese Datenlücken sind beispielsweise Ergebnis defekter Hardware. In der Regel ist auf Mittel- und Niederspannungsebene jedoch gar keine Hardware zur Erfassung bestimmter Datenpunkte installiert. 

 

Vorhandene Datenlücken bedeuten für die Betreiber von Umspannwerken, dass sie Gefahr laufen, ein potenzielles Problem zu übersehen. Um Netzdaten valide darstellen zu können, hat der Betreiber drei Möglichkeiten: Er kann Anlagen mit höherer Kapazität installieren, Mess- und Kommunikationsanlagen zur Erfassung von Daten installieren oder die Last von einem zentralen Punkt aus schätzen. Das alles kann kostspielig sein und letzteres bedarf einiger Rechenleistung, um eine genaue Schätzung zu kalkulieren. Das wiederum erfordert ein Investment in Technologie.

 

 

Komplette Übersicht

Die Betreiber benötigen Zugriff auf alle Daten, die im Netz generiert werden. Aufgrund der Größe vieler moderner Energienetze ist diese Beschaffung jedoch keine einfache Aufgabe. Die genaue Erfassung von Daten erfordert hier den Einsatz einer SCADA-Software. Darüber hinaus muss diese Software mit allen Komponenten der Netzhardware kompatibel sein, ungeachtet des Alters, der Marke und des OEM: Eine wahre Herausforderung für die zunehmend alternde Infrastruktur Europas.

Die zenon Energy Edition von COPA-DATA ist genau darauf ausgelegt.

 

Für die hardwareunabhängige Plattform ist das Alter der europäischen Energieinfrastruktur kein Hindernis. Die zenon Energy Edition ist mit DMS-Funktionen ausgestattet ist und wird daher auch als D-SCADA bezeichnet. Dadurch sind Datenlücken für die Betreiber von Umspannwerken keine Herausforderung mehr.

 

Angesichts der fortschreitenden Diversifizierung des Energiemixes in Europa muss sich auch die auf Umspannwerkebene eingesetzte Technologie weiterentwickeln. Die Betreiber laufen derzeit Gefahr, in den Netzdaten auf Datenlücken zu stoßen und so wichtige Informationen zu übersehen. Das könnte gefährliche Störungen und Ausfällen zur Folge habenführen. Eine Überholung der etablierten Energieinfrastruktur in Europa kommt aufgrund ihres beachtlichen Alters nicht in Frage. Der Einsatz neuer Technologien ist daher nicht nur empfehlenswert, sondern eine essenziell notwendig.

 

Dieser Artikel wurde auch von Jürgen Resch auf LinkedIn veröffentlicht und aus dem Englichen übersetzt.

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