Die Energiebranche steht vor einem drastischen Wandel. Um diesen Übergang erfolgreich zu gestalten, muss sie von einer reaktiven zu einer proaktiven Netzsteuerung wechseln. Dafür sind Daten- und Softwarelösungen ebenso wichtig wie Hardware, schreibt Jens Dalsgaard, Principal Product Owner bei Volue.
22. Juni 2021
Nur wenige Dinge sind statisch. Es scheint jedoch fair zu sagen, dass der Betrieb von Stromversorgungsunternehmen jahrzehntelang statisch war. Das Morgen war dasselbe wie das gleiche Datum im Vorjahr.
Gelegentlich mussten Versorgungsunternehmen das Netz erweitern, wenn neue Wohngebiete gebaut wurden oder wenn Industrien expandierten und einen höheren Stromverbrauch erforderten. Natürlich gab es auch laufende Wartungsarbeiten. Und von Zeit zu Zeit die hektische Wiederherstellung nach sturmbedingten Ausfällen.
Doch das ändert sich – Stromversorgungsunternehmen stehen vor einem drastischen Wandel und müssen reagieren.
Zuverlässiger Zugang zu Elektrizität ist die Grundlage für Wachstum und das tägliche Leben. Umso mehr in der nahen Zukunft, wenn elektrische Energie fossile Brennstoffe ablösen wird.
Gleichzeitig wird der Betrieb eines Netzes zunehmend komplexer.
Dezentrale Erzeugungsmuster mit variabler erneuerbarer Energie (die sogar in das Verteilnetz einspeist) lösen die zentralisierten Kraftwerke ab, die planmäßig produzieren.
Elektrofahrzeuge laden und speisen Energie zurück ins Netz.
Hinzu kommt, dass eine zunehmende Anzahl von Stürmen und Waldbränden infolge des Klimawandels voraussichtlich zu mehr Ausfällen führen wird. Und dies muss bewältigt werden, während gleichzeitig regulatorische Anforderungen und Forderungen des Managements nach einem kosteneffizienteren Netzbetrieb erfüllt werden müssen.
Die Art und Weise, wie wir Stromnetze betreiben, muss sich ändern. Und wir müssen diese Herausforderungen auf intelligente Weise angehen, damit wir vermeiden, dass CapEx und OpEx explodieren.
Ich wage eine Prognose für eine bedeutende Entwicklung, die in den kommenden Jahren an Fahrt gewinnen wird. Die Stromversorgungsunternehmen, die erfolgreich liefern, sowie die Gesellschaften, in denen diese Unternehmen tätig sind, werden die Gewinner von morgen sein.
Die Energieversorgungsunternehmen, die erfolgreich liefern, sowie die Gesellschaften, in denen diese Unternehmen tätig sind, werden die Gewinner von morgen sein.
Jens DalsgaardPrincipal Product Owner, Volue
Historisch gesehen haben die Verteilnetzbetreiber (VNB) auf Netzausfälle reaktiv reagiert – nämlich dann, wenn sie von Kunden angerufen wurden, die einen Stromausfall oder Probleme mit der Stromqualität erlebten.
Das SCADA-Leitsystem ermöglicht die automatische Messung und Erkennung von Problemen auf höheren Spannungsebenen. Durch den Einsatz von Advanced Distribution Management System (ADMS)-Lösungen und die Integration von Smart Metern werden Qualitätsprobleme automatisch von den Zählern erfasst. Durch die Nutzung dieser Eingaben grenzt das ADMS potenzielle Fehlerpunkte automatisch ein.
Dennoch arbeiten Versorgungsunternehmen reaktiv – sie handeln, wenn Fehler auftreten.
Da der Netzbetrieb zunehmend unberechenbar wird, erkennen Versorgungsunternehmen, dass die Lösungen von gestern in der Zukunft nicht mehr ausreichen werden. Versorgungsunternehmen müssen vom Reagieren zum Steuern übergehen. Wir müssen proaktive Netzregelung liefern.
Proaktiver Netzbetrieb bedeutet, dass das Versorgungsunternehmen rund um die Uhr, 365 Tage im Jahr, die Last jedes Kabels, jeder Freileitung und jedes Transformators berechnet – und dies auch für den prognostizierten kurzfristigen Verbrauch und die Produktion jedes Zählers. Für das gesamte Netz.
Auf diese Weise wird das Versorgungsunternehmen potenzielle Überlastungen und Spannungsprobleme im Voraus kennen und kann Softwarelösungen ermöglichen, automatisch mit Elektrofahrzeugen, die sich mit dem Netz verbinden, mit dezentralen Energieerzeugern, mit Verbrauchern, die flexible Lasten anbieten, zu verhandeln und so die Netzbelastung proaktiv zu steuern.
Volkswagen hat kürzlich angekündigt dass ab 2022 alle seine Elektrofahrzeuge einen bidirektionalen Energiefluss ermöglichen werden. Ich zweifle nicht daran, dass alle Automobilhersteller dies bald anbieten werden.
Dies sollte von Netzbetreibern genutzt werden, um Batterien zu laden, wenn dies für das lokale Netz vorteilhaft ist, und aus Batterien ins Netz einzuspeisen, wenn dies erforderlich ist. Dabei wird selbstverständlich sichergestellt, dass die Batterie bei Bedarf geladen ist.
EV-Besitzer werden zu Prosumenten. Wir machen die Vielzahl lokaler Batterien zu einer Stärke statt zu einer Herausforderung.
Ebenso kann eine proaktive Netzregelung Signale an Solaranlagenbesitzer oder andere Distributed Energy Resources (DER) senden, um die Produktion vorübergehend abzuschalten, zu reduzieren oder anderweitig anzupassen, wenn die Netzbelastung oder die Spannungen sich den Grenzwerten nähern.
Um dies zu unterstützen, benötigen Versorgungsunternehmen ein neues Portfolio an Softwarelösungen.
In der Zukunft werden Daten- und Softwarelösungen ebenso wichtig sein wie Hardware.
Die Grundlage jeder Entscheidungsfindung sind Daten.
Zur Unterstützung der proaktiven Netzregelung sind die Datenanforderungen zwar anspruchsvoll, aber erreichbar. Dies zeigt sich an den vielen Versorgungsunternehmen, die sich darauf konzentriert haben.
Der Wert von Daten und Software – nicht nur als vage Wertschätzung, sondern als konkreter Wert in der Unternehmensbewertung – wird bei jedem VNB zum Diskussionsthema werden. Unternehmen, die dies nicht verstehen, stehen vor schwierigen Zeiten.
Versorgungsunternehmen werden ein neues Portfolio an Softwarelösungen benötigen.
Jens DalsgaardPrincipal Product Owner, Volue
Ein echter digitaler Zwilling des Netzes umfasst eine konsolidierte Dokumentation der Netzgeometrie, Konnektivität, des Schaltzustands, der Impedanzdaten und Anlagendaten – in einem Detaillierungsgrad, der topologische Analysen und die Verfolgung über Schaltkreise, Spannungsebenen und durch Umspannwerke hinweg ermöglicht.
Es ist entscheidend, Außendienstmitarbeitern den Zugriff zu ermöglichen, alle Netzdaten überall, jederzeit und auf jedem Gerät einzusehen, zu nutzen und zu aktualisieren.
Die Aufgabe, Datenqualität aufzubauen und aufrechtzuerhalten, einer zentralisierten GIS-Abteilung zu überlassen, führt zu ineffizienten Arbeitsabläufen – und schöpft den optimalen Datenwert nicht aus.
Ich stelle mir generell eine nahe Zukunft vor, in der VNBs weniger Prozesse und Arbeitsabläufe haben, die von der Büroarbeit abhängen, und in der die damit verbundenen Engpassprobleme entfallen.
Versorgungsunternehmen werden Apps anbieten, die die Entscheidungsunterstützung direkt zum Außendienstmitarbeiter bringen – sei es bei der Planung eines neuen Netzes, der Durchführung von Kurzschluss- und Lastflussberechnungen, dem Austausch von Anlagen oder der Ausführung von Wartungsaufgaben.
Wie in vielen anderen Branchen sind Apps und die damit verbundene Zugänglichkeit eine Notwendigkeit im Datenmanagement. Jeder Außendienstmitarbeiter wird bald über die Werkzeuge verfügen, die Geschäftsprozesse unterstützen.
Doch eine aktuelle Dokumentation des Netzes ist nur eine Seite der Medaille. Die andere Seite sind Smart Meter, die stündliche Zählerstandsablesungen liefern und Daten zur Netzauslastung sowie zur Dienstleistungsqualität bereitstellen.
Auf dieser Datenbasis wird der VNB ein Software-Portfolio benötigen, das Folgendes bietet:
Zuverlässige kurzfristige Prognosen des Verbrauchs und der Erzeugung an jedem Zähler.
Aktuelle und kurzfristige Lastflussberechnungen sowie die Vorhersage bevorstehender Netzengpässe.
Automatische Identifizierung von Abhilfemaßnahmen – welche Batterien geladen und als lokale Erzeugungseinheiten genutzt werden sollen, welche dezentralen Energieressourcen (DER) abzuschalten sind und welche Trennschalter umzuschalten sind.
Trading mit den zahlreichen Elektrofahrzeug- und DER-Eigentümern sowie Einheiten, die nun als Anbieter von Energieflexibilitätsdienstleistungen agieren.
Proaktive Netzsteuerung bietet die Mittel, Investitionen in den Netzausbau zu verhindern oder aufzuschieben sowie Netzverluste zu minimieren.
Dieser Mehrwert kann mit den Eigentümern von Elektrofahrzeugen und lokalen Batterien geteilt werden, die als Anbieter von Flexibilitätsdienstleistungen agieren. Wir steuern auf eine Zukunft mit einer unüberschaubaren Anzahl von Anbietern von Energieflexibilitätsdienstleistungen zu.
Wir hören oft, dass Mikronetze die Lösung für die Herausforderungen seien. Ich bin der Überzeugung, dass Mikronetze das Ergebnis der Lösungen sein werden.
Energieversorgungsunternehmen stehen vor großen Veränderungen, und immer wenn tiefgreifende Veränderungen eintreten, wächst die Unsicherheit.
In solchen Situationen neigen viele Organisationen dazu, sich auf das zu konzentrieren, was schiefgehen könnte, wenn sie ihre seit Jahrzehnten bewährten Arbeitsweisen ändern. Organisatorischer Widerstand ist natürlich, aber genau hier ist das Management gefragt.
Auch wenn die Lösungen kostspielig sein werden, sind sie weniger teuer als der Hardware-Weg, also das Verlegen von mehr Kupfer. Auch dies erfordert, dass die Führungsebene den neuen Weg mitträgt und die Finanzierung sicherstellt.
Versorgungsunternehmen, die sich dieser neuen Herausforderung stellen, müssen verstehen, dass es sich um einen komplexen Wandel handelt und die Transformation einige Zeit in Anspruch nehmen wird.
Und so herausfordernd dies auch sein mag – lassen Sie uns nicht außer Acht lassen, dass die Alternative zur proaktiven Netzsteuerung sehr wohl darin bestehen könnte, eine nachlassende Netzzuverlässigkeit und steigende Betriebskosten für das Netz und/oder den Einsatz zusätzlicher Hardware zu akzeptieren. Und Gesellschaften, die kein florierendes Wirtschaftsleben aufrechterhalten können.
Wenn Sie erfahren möchten, wie Volue-Software Sie bei der proaktiven Netzsteuerung unterstützen kann, nehmen Sie Kontakt mit uns auf.
* Dieser Artikel wurde zuerst in Energy Central veröffentlicht.