Intelligenz in der Zelle

Die Verteilnetzautomatisierung ist eine der Schlüsselaufgaben im SINTEG-Projekt C/sells.

Zu Beginn dieses Jahres ist das intensiv vorbereitete Schaufenster Großprojekt C/sells gestartet. Es ist eines von insgesamt fünf Projekten, die im Rahmen des SINTEG-Programmes als „Schaufenster für intelligente Energieversorgung“ gefördert werden. C/sells entstand auf Initiative der Smart Grids-Plattform Baden-Württemberg und umfasst heute auch Modellregionen in Bayern und Hessen. Wesentlich im Projekt sind der zelluläre Ansatz (cells) und die Einbeziehung des Marktes (sells). Angestrebt werden massentaugliche Lösungen, die es autonom handelnden „Zellen“ (zum Beispiel Ortsnetz, Liegenschaft, Quartier) ermöglichen sollen, abgestimmt im regionalen Netz zu interagieren. Dabei sollen insbesondere Flexibilitäten in und zwischen den Zellen genutzt werden, um das Gesamtsystem stabil und sicher zu betreiben.

Als Bindeglied zwischen Verbrauchern, Erzeugern, Prosumenten auf der einen Seite und dem Übertragungsnetz sowie dem Markt auf der anderen Seite spielen die Verteilnetze eine zentrale Rolle bei der Umsetzung: Hier müssen die wesentlichen technischen Grundlagen geschaffen werden, damit die interaktive Abstimmung zwischen Netz und Markt auf Basis des aktuellen Netzzustandes und der verfügbaren Flexibilitäten überhaupt stattfinden kann. „Probleme müssen nach dem Verursacherprinzip möglichst schon in der betroffenen Zelle gelöst werden“, sagt Peter Maas, Leiter Produktmanagement bei IDS. Das Unternehmen aus dem badischen Ettlingen übernimmt im Bereich der Verteilnetzautomatisierung im C/sells-Projekt eine Leitungsfunktion und konzentriert sich auf die systemtechnische Unterstützung des Verteilernetzbetreibers (VNB). „Grundsätzlich sind die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) in Deutschland für die Stabilität der Stromnetze zuständig“, erläutert Peter Maas. Im Zuge der Dezentralisierung der Energiesysteme sind die für die Netzstabilität relevanten Ressourcen dort allerdings immer weniger transparent, geschweige denn im direkten Zugriff. „Seit der EnWG-Novelle 2014 sind die VNB daher zur Mitwirkung verpflichtet, wenn sich eine Gefährdung oder Störung des Elektrizitätsversorgungssystems durch netz- oder marktbezogene Maßnahmen des ÜNB nicht oder nicht rechtzeitig beseitigen lässt“, betont Maas.

Automatismen und Flexibilitäten für Netzstabilität

Durch das zellulare Konzept im Projekt C/sells sollen solche Störungen nach Möglichkeit im Vorfeld vermieden oder im Verbund der Netzbetreiber in vertikaler oder horizontaler Richtung effizient bewältigt werden (Abstimmungskaskade). Das erfordert automatisierte Kommunikations- und Regelungsprozesse zwischen allen beteiligten Akteuren, mit denen die vielfältigen Möglichkeiten der Netzsteuerung optimal genutzt werden können. „Hier müssen neben dem Einspeisemanagement von dezentralen Erzeugern natürlich auch Speicher oder regelbare Lasten mit einbezogen werden“, betont Peter Maas. Auch die Marktprozesse müssten seiner Überzeugung nach der neuen Situation angepasst werden. „Signale können nicht mehr einfach ad hoc gesetzt werden, man muss immer die Folgen für das Netz bedenken.“ Prognosen von Erzeugung und Verbrauch werden vor diesem Hintergrund immer wichtiger. Das Konzept der IDS, das im Rahmen von C/sells in der Praxis erprobt wird, sieht vor, alle erforderlichen Informationen und Abläufe über die Leittechnik abzubilden. Als Grundlage dienen dabei das IDS-Netzleitsystem IDS HIGH-LEIT und die Netzmanagementsuite ACOS NMS – beides Produkte, die sich seit langem in der Versorgungswirtschaft im Einsatz befinden und kontinuierlich weiterentwickelt werden. „In Kombination mit entsprechender Messtechnik – darunter insbesondere auch der intelligenten Messsysteme (iMSys) – erfassen und bewerten diese Systeme Netzzustände, Einspeisung, Lasten und Flexibilitäten über alle Spanungsebenen hinweg und bilden diese auf einer Netzampel ab“, erläutert Peter Maas. Die Steuerungsaufgaben in der Zelle auf Anlagen-, Ortsnetz- oder Umspannwerkebene können die IDS- Automatisierungs- und Fernwirkgeräte der ACOS 7-Serie übernehmen. Die Kompaktfernwirkgeräte ACOS 710, ACOS 711 und ACOS 720 etwa lassen sich auf Basis von Standardprotokollen in bestehende Leitsystemumgebungen integrieren. Sie eignen sich zum Beispiel für das Einspeisemanagement für dezentrale Erzeugungsanlagen, Ortsnetzstationen in elektrischen Verteilnetzen sowie die Direktvermarktung. Mit dem High-End- Gerät ACOS 750 können flexible Feld- und Stationseinheiten für die Nieder-, Mittel-, Hoch- und Höchstspannung aufgebaut werden. Standard- Messsystem- und Befehlsausgabebaugruppen erlauben hier die direkte Anschaltung von Messwandlern und Schalterantrieben ohne Zwischenwandler oder Koppelrelais. Für komplexe Automatisierungsanwendungen stehen umfangreiche Funktionen zum Schaltfehlerschutz, für Schaltsequenzen, Trafo- und Erdschlussspulenregelung, Noteinspeisesteuerung etc. zur Verfügung.

„Auch für die netzdienliche Einbindung von intelligenten Messsystemen (iMSys) hat die IDS mit dem CLS-Operator in Verbindung mit ACOS 730 als erweiterte Steuerbox Lösungen entwickelt, um dezentrale Erzeuger, Verbraucher und Speicher zu erfassen und zu steuern. ACOS 730 wurde speziell für kleinfernwirktechnische Aufgaben entwickelt und kann zum Beispiel als Smart Grid Controller für die intelligente Regelung von Ortsnetzstationen, die Steuerung von Straßenbeleuchtungen oder als Steuer- und Überwachungseinheit in Netzen rohrgebundener Medien genutzt werden”, erläutert Peter Maas. Im Zuge der Digitalisierung der Energiewende eignet sich ACOS 730 auch als erweiterte Steuerbox für größere Erzeugungsanlagen. Über die CLS-(Controllable- Local-System) Schnittstelle des Smart Meter Gateway (SMGW) werden die Steuerboxen gesetzeskonform angeschlossen.

Chance für die Entwicklung

Mit diesem Werkzeugkasten sieht sich die IDS auch für die anspruchsvollen Aufgaben im C/sells-Projekt gut aufgestellt. „Gleichzeitig bieten die Projekte im ,Schaufenster´ eine enorme Chance, unsere Produkte und Lösungen für künftige Anwendungsszenarien weiterzuentwickeln“, freut sich der Leiter Produktmanagement. Erste Demonstrationen des Konzepts und der Technologie sind gemeinsam mit den Stadtwerken Schwäbisch Hall, der Netze BW und der TransNet BW geplant.

Kontakt: IDS GmbH, Eva-Maria Erler, 76275 Ettlingen, T +49 (0) 72 43/2 18-202, eva-maria.erler@ids.de

Bild: Quelle: NickSorl/shutterstock,
Erich Westendarp/pixelio, BMWI, IDS GmbH

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