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Harte Fakten

Die Stadtwerke Ratingen wollen die Instandhaltung und Entwicklung ihres Netzes strategisch optimieren.

TE-Messung im Rahmen von iNA.
TE-Messung im Rahmen von iNA.

Rainer Schermuly ist einer, der gestalten will – und zwar auf der Grundlage belastbarer Fakten. Als Gesamtverantwortliche Elektrofachkraft und Abteilungsleiter Stromversorgung ist er bei den Stadtwerken Ratingen (SWR) verantwortlich für ein Stromnetz von rund 1.700 Kilometern Länge mit 770 Ortsnetzstationen, über 1.500 Kabelverteilerschränken und vielen weiteren Betriebsmitteln. Dass sich die Versorgungsaufgaben ändern, sieht er ganz klar – dezentrale Einspeisung und geänderte Laststrukturen, der verstärkte Einsatz von Stromspeichern, sinkende Erträge und verringerte Erlösobergrenzen sowie die demographische Entwicklung betreffen die SWR genauso wie jedes andere deutsche Stadtwerk. Und obwohl Ratingen mit nur etwa 600 Einspeiseanlagen und einem vergleichsweise großzügig dimensionierten Netz keinen akuten Handlungsbedarf hat, will Rainer Schermuly schon heute die Weichen stellen für zukunftsfähige Instandhaltungs-, Erneuerungs- und Ausbaustrategien. „Im traditionellen Verteilnetzbetrieb waren die Maßnahmen in der Regel punktuell und basierten weitgehend auf den Empfehlungen der Netzmeister“, erläutert er. Diese Vorgehensweise will man ändern und den Wechsel zu einer ganzheitlichen, aktiven Steuerung im Netz- und Anlagengeschäft vollziehen. „Ganzheitlich“ ist dabei in Ratingen durchaus wörtlich zu nehmen, denn im Endergebnis wird eine Verzahnung des operativen, strategischen und regulatorischen Asset Managements sowie des Workforce Managements notwendig sein.

Objektive Zustandsermittlung

Ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg dorthin ist eine dezidierte Zustandsbewertung der wesentlichen Systemkomponenten innerhalb des Verteilnetzes. Dabei setzen die Stadtwerke auf die Unterstützung der SAG, die im Ratinger Verteilnetz die notwendigen Daten erfasst und aufbereitet. Zu Einsatz kommt dabei iNA – der Informationsdienst für Netze und Anlagen – ein Tool, das es Energieversorgern erlaubt, eine objektive Zustandsbewertung von Betriebsmitteln in Strom- und Gasnetzen durchzuführen. „Die Möglichkeit Betriebsmittelstandorte für Nachbesserungen mehrfach zu begehen, ist keine Option“, sagt Schermuly. Daher wurden im Vorfeld der Begehungen detaillierte Abstimmungen durchgeführt, um sicherzustellen, dass auch nur die tatsächlich benötigten Daten aufgenommen werden. Ein rund 80 Kriterien umfassender Inspektionskatalog, in dem den einzelnen Inspektionspunkten genau definierte Bewertungsregeln zugeordnet und anhand von Beispielfotos dargestellt werden, stellt sicher, dass die Zustandserfassung nach objektiven und einheitlichen Kriterien erfolgt. Zusätzlich zu den Sichtkontrollen werden diagnostische Messungen und Funktionstests im Rahmen der Begehungen durchgeführt, um so zum Beispiel Erdungswiderstände, Teilentladungen oder Temperaturverteilungen zu ermitteln. „Die Daten werden durch die SAG-Mitarbeiter mobil erfasst und stehen uns daher sehr zeitnah zur Verfügung“, schildert Rainer Schermuly die Vorgehensweise.

Ist die Datenaufnahme im Feld abgeschlossen, wird durch den Projektpartner SAG für jedes Betriebsmittel ein Zustandswert errechnet. „Zugrunde liegen wissenschaftlich fundierte Bewertungsmodelle und Systematiken, mit deren Hilfe sich die einzelnen Inspektionspunkte und ihre Bedeutung für den Anlagenzustand zuverlässig gewichten lassen“, sagt Nico Schultze vom SAG Produkt- und Innovationsmanagement. In Ratingen werden diese Daten in die unternehmenseigenen IT-Systeme übernommen und die Zustandswerte mit den bei den SWR vorhandenen Wichtigkeits-Indizes verknüpft. Im Ergebnis steht eine Übersicht der Betriebsmittel, aus der sofort ersichtlich wird, ob und welcher Handlungsbedarf besteht. Ein positiver Nebeneffekt: Durch die Zusammenführung der Daten aus unterschiedlichen Systemen gewinnen die Stadtwerke Ratingen eine aktuelle und konsistente Stammdatenbasis. Rainer Schermuly hat dabei ehrgeizige Ziele: „Ich möchte unsere Betriebsmittel vom Umspannwerk bis zum Hausanschluss komplett mit den entsprechenden Zustandsinformationen abbilden und bewerten“, sagt der Abteilungsleiter, der schmunzelnd einräumt, dass er „am liebsten auf jeder Komponente ein Prüfsiegel anbringen würde“. Konsequenterweise sind in Ratingen ab 2017 die Erfassung der etwa 58.000 Stromentnahmestellen, stichprobenartige TE-Messungen von Mittelspannungskabelteilabschnitten sowie Schleifenimpedanzmessungen an ausgewählten Niederspannungskabeln geplant.

Intelligente Netzplanung

Intelligente Netzplanung: Lastflussrechnungen identifizieren „Hot Spots”
Intelligente Netzplanung: Lastflussrechnungen identifizieren „Hot Spots”

Doch für Rainer Schermuly ist die optimierte Instandhaltungsplanung nur ein Aspekt für die strategische Gesamtausrichtung des Verteilnetzes, im Fachbegriff auch als integriertes Asset Management bezeichnet. „Wenn wir Investitionen wirklich nachhaltig planen wollen, reicht der Blick auf die Betriebsmittel allein nicht aus“, so Schermuly. „Zusätzlich müssen wir das Netz technisch betrachten, künftige Anforderungen und regulatorische Rahmenbedingungen einbeziehen und vor diesem Hintergrund die unterschiedlichen Optionen für den Ausbau-, Umbau- oder die Ertüchtigung hinsichtlich des Nutzens und der Kosten evaluieren.“ Den ersten Schritt auf diesem Weg gehen die Stadtwerke Ratingen derzeit im Rahmen eines weiteren Projekts mit der SAG, welches das Kürzel iNP – intelligente Netzplanung – trägt. Grundlage ist eine Analyse des netztechnischen Ist-Zustands, die in Ratingen anhand des vorhanden rechenfähigen Netzmodells (Neplan) durchgeführt wurde. „Darauf aufbauend entwickeln wir Szenarien für die mögliche zukünftige Netznutzung“, erläutert Dr.-Ing. David Echternacht, der das Projekt bei der SAG leitet. Die Grundlage dabei bilden sowohl disaggregierte Bundes- und Länderszenarien zur Entwicklung der Last- und Einspeisesituation als auch lokale Planungen – in Ratingen haben dazu bereits Workshops stattgefunden. Anhand der ermittelten Eckdaten führt die SAG dann eine Zielnetzplanung durch, bei der die optimale zukünftige Netzstruktur ermittelt wird. „Dabei können neben konventionellen Maßnahmen wie Netzausbau beziehungsweise -rückbau auch innovative Betriebsmittel und Konzepte, wie beispielsweise Spitzenkappung, Längsregler oder Smart Grids, berücksichtigt werden“, sagt Dr. Echternacht. Ein weiterer wichtiger Faktor in der Zielnetzplanung sind vorgegebene Planungsgrundsätze des Netzbetreibers, wie etwa der Umbau von „dreibeinigen“ Netzen zu Ringnetzen oder die Zusammenlegung von Stationen. Auch eine normgerechte Durchführung von Kurzschlussstromberechnungen zur Überprüfung des Schutzkonzeptes und die Berechnung von Zuverlässigkeitskenngrößen sind Projektbestandteile.

Der ganzheitliche Blick

Im Rahmen des integrierten Ansatzes werden abschließend bei den SWR die Ergebnisse der intelligenten Zielnetzplanung (iNP) mit den Ergebnissen der Bewertung der Netz- und Anlagenzustände (iNA) verknüpft, um so langfristig einen tragfähigen Investitionsfahrplan zu erhalten. „Dabei werden durch den Vergleich von Ziel- und Ist-Netz die erforderlichen Maßnahmen abgeleitet und unter Berücksichtigung der Ergebnisse der Zustands- und Wichtigkeitsbewertung sowie technischer Randbedingungen konkrete Reihenfolgen und Zeitpunkte für die Umsetzung ermittelt“, erläutert Dr. David Echternacht. So könne beispielsweise bei hohem Wichtigkeitsindexwert und schlechtem Zustand eine ursprünglich erst mittelfristig geplante Erneuerungsmaßnahme vorgezogen werden oder ein erforderlicher Netzumbau bereits früher realisiert werden, um Instandhaltungsmaßnahmen einzusparen. Genau um diesen praktischen Nutzen geht es auch Rainer Schermuly: „Ich bin für unser Netz verantwortlich und muss Entscheidungen treffen, die die Qualität und die Kosten der Stromversorgung beeinflussen. Eine nachhaltige Netzentwicklung hin zu einem kostenoptimalen Netz bei entsprechend hoher Versorgungsqualität kann es nur geben, wenn wir den Ist-Zustand unseres Verteilnetzes möglichst genau kennen.“

Kontakt: Stadtwerke Ratingen GmbH, Rainer Schermuly, 40878 Ratingen, rainer.schermuly@stadtwerke-ratingen.de
SAG GmbH, Dr.-Ing. David Echternacht, 46049 Oberhausen,Tel. +49 208 43464-405, david.echternacht@sag.eu
Nico Schultze, 44269 Dortmund, Tel. +49 231 725488-641, nico.schultze@sag.eu

Bilder: SAG GmbH