Smart Grid

12 Netzstationen, 24 Transformatoren und zahlreiche Sensoren stellen die Basisinfrastruktur des ASCR Smart-Grid-Testbeds dar. Das allein macht das Stromnetz noch nicht intelligent, aber die ASCR untersucht, wie ein Übergang vom klassischen Netz in ein intelligentes Netz zu bewerkstelligen ist.

Smart-Grid-Migrationspfad

Der Ansatz dafür lautet: optimierter Einsatz von bestehenden Kupferreserven und Einbau smarter Sekundärtechnik. Nicht von heute auf morgen, sondern kontinuierlich, entlang des Smart-Grid-Migrationspfades. Dieser dient als Leitlinie, um den Übergang von einem passiven Verteilnetzbetrieb hin zu einem Smart-Grid-Betrieb, der sich durch bidirektionale Last- und Kommunikationsflüsse auszeichnet, zu vollziehen.

Monitoring des Netzes

Am Anfang des Migrationspfades steht die Datenakquise. Es gilt, den Netzzustand, sprich die Auslastung bis auf Niederspannungsniveau, transparent zu machen. Die Niederspannungsnetze bilden den größten Teil des Stromnetzes und sind in puncto Netzdynamik bzw. fluktuierender Spannungen die aktivsten Netzbereiche. Die Datenerfassung erfolgt über Smart Meter und selbstkonfigurierende Feldsensorik – dazu zählen etwa Power-Quality-Messgeräte (P855) oder Grid Monitoring Devices (GMDs). Smart Meter sind bereits erprobt, liefern aber nur grobes Datenmaterial. Zusätzliche Messsensorik stellt einen höheren Kostenaufwand dar, ermöglicht aber auch, den Netzzustand exakter abzubilden.

Wie viel Sensorik braucht es?

Eine der Kernfragen des ASCR-Forschungsprogramms ist deshalb, welches Minimum an Durchdringung mit Sensorik vorhanden sein muss, um bei Wahrung der Wirtschaftlichkeit ein hinreichendes Abbild des Netzzustandes für optimalen Netzbetrieb (und Netzplanung) zu erzeugen.

Kontakt:
Dr. Alfred Einfalt
alfred.einhalt@siemens.com

Dr. Thomas Karl Schuster
thomas.schuster@wienernetze.at

Testbed Smart Grid

Die Hauptkomponenten umfassen:
12 Netzstationen
24 Transformatoren (RONT, Amorph, Ester-MIDEL, Aluminium, Standard Öl)
Smart Meter (mehr als 500 Stück)
Grid Monitoring Devices (mehr als 100 Stück)

Planung & Niederspannungs-Management

Mit dem Datenmaterial lassen sich in einem weiteren Schritt entlang des Smart-Grid-Migrationspfades Management-Entscheidungen treffen, die zunächst ohne physischen Netzausbau auskommen. Sie stellen eine effiziente Alternative zur unspezifischen Worst-Case-Planung dar. Genaue Netzdaten ermöglichen – ohne aktiven Netzeingriff – die Nutzung der Infrastruktur näher an den physikalischen Grenzen und alarmieren frühzeitig bei drohenden Grenzüberschreitungen von Schwellwerten oder festgelegten KPIs (Key Performance Indicators). Kommt es zu einer solchen Überschreitung, dann können kurzfristig auf Basis des vorhandenen Datenmaterials Maßnahmen getroffen werden, die eine Beeinträchtigung der Versorgungsqualität verhindern.

Auch bei der langfristigen Netzplanung spielen historische Daten eine wesentliche Rolle. Sie ermöglichen durch entsprechende Auswertungen, Hochrechnungen und Simulationen die Festlegung punktgenauer Ausbaumaßnahmen. Mittels aktiver Netzeingriffe kann die Effizienz der Netzinfrastruktur weiter gesteigert werden. Voraussetzung dafür ist aber ein möglichst fehlertolerantes Verhalten dieser Komponenten. Darüber hinaus dürfen sie auch beim Roll-out und im Betrieb kaum Mehrkosten verursachen. Dies kann durch Systemlösungen sichergestellt werden, deren Komponenten Funktionen wie Zero Touch, Plug & Play, Plug & Automate unterstützen.

Der Vorteil des ASCR-Forschungs-Testbeds liegt darin, dass wir erstmals das Gesamtsystem – abgebildet auf dem Smart-Grid-Migrationspfad – in einem Projekt erforschen und so die Lösungen dem wirtschaftlichen Optimum näherbringen können.

Dr. Alfred Einfalt
Teilprojektleiter Smart Grid