Retrofit: Letzte Meile einfach digitalisiert

Variable Komponenten ermöglichen Lösung beliebiger Anwendungsfälle

Die Datenerfassung an wichtigen Knotenpunkten der Verteilnetze zu digitalisieren, ist eine wesentliche Voraussetzung für die Schaffung einer zukunftsfähigen und vor allem durchgehend stabilen Stromversorgung. Angesichts der Vielfalt an unterschiedlichen Konstruktionen der vorhandenen Ortsnetzstationen und Kabelverteilschränke, gibt es für die erforderlichen Umbauten allerdings keine allgemein gültige „Blaupause“. Als Lösung erlaubt das von der EMH Energie-Messtechnik GmbH angebotene Retrofit-Konzept auf vergleichsweise einfache Weise die Modernisierung praktisch beliebiger Systeme, sodass Netzbetreiber den damit verbundenen Zeit- und Kostenaufwand präziser kalkulieren können.

Obschon die Energiewende von politischer Seite mit Hochdruck vorangetrieben wird, sind die hiesigen Niederspannungsnetze auf zunehmende E-Mobilität und Einspeisungen aus regenerativer Energieerzeugung längst noch nicht ausreichend vorbereitet. Neben einem gezielten Netzausbau braucht es vor allem ein intelligentes Einspeise- und Lastmanagement, was wiederum die permanente Verfügbarkeit aktueller Daten aus dem Netzbetrieb (Spannungen, Ströme, Leistungen, Energieverbräuche und Netzqualitätsparameter) erforderlich macht.

Zur Erfassung von Lastdaten aus Ortsnetz- und Trafostationen setzen zahlreiche Netzbetreiber inzwischen zwar elektronische Geräte ein, deren Aufzeichnungen aber üblicherweise nur in größeren zeitlichen Abständen manuell ausgelesen und anschließend nach und nach in den unternehmenseigenen IT-Systemen ausgewertet werden. Ein effizientes Lastmanagement wird langfristig jedoch nur gelingen können, wenn auftretende Lastspitzen frühzeitig sichtbar werden.

Netzbetreiber vor großer Herausforderung

Um fortlaufend einen guten Überblick zur Auslastung der Niederspannungsnetze zu behalten, sollten daher eine Vielzahl an Ortsnetzstationen und Kabelverteilverschränken mit der nötigen Technik zur automatischen Erfassung und Übertragung der entsprechenden Informationen ausgestattet sein. Die Netzbetreiber stehen damit vor einer enormen Herausforderung: Auf der Ebene der Niederspannung zählen die Verteilnetze allein in Deutschland rund 650.000 Ortsnetzstationen und darüber hinaus mehr als eine Million Kabelverteilschränke. Bauart und Betriebszeit der installierten Anlagen sind alles andere als homogen, dank sukzessivem Ausbau kommen in ein und demselben lokalen Netz häufig unterschiedliche Konstruktionen mehrerer Hersteller zum Einsatz. Mal sind die jeweiligen Räumlichkeiten extrem beengt, andernorts wurde für eine später mögliche Erweiterung der Kapazitäten von Anfang an genügend Platz geschaffen.

Individuelle Lösungen unumgänglich

Für die Notwendigkeit der Digitalisierung und Implementierung entsprechender Monitoring-Technologien bedeutet das: Vorhandene Anlagen nach einem einheitlichen Konzept zu modernisieren, ist in der Praxis kaum machbar. Selbst wenn ein Großteil der im jeweiligen Ortsnetz installierten Hardware weitgehend identisch ist und nach standardisierten Abläufen bearbeitet werden kann, braucht es für alle weiteren in die Modernisierung einbezogenen Standorte und auch für die Verknüpfung von alten mit neuen Softwarekomponenten immer wieder vom Standard abweichende, individualisierte Lösungen. Hinzu kommt, dass die für ein Retrofit infrage kommenden Knotenpunkte keineswegs willkürlich festgelegt werden können, um auf diese Weise den Aufwand für individuell notwendige Modifikationen möglichst auf ein Minimum zu reduzieren. An welchen Standorten die Digitalisierung von Ortsnetzstationen oder Kabelverteilschränken sinnvoll erscheint, entscheidet sich vielmehr erst nach eingehender Analyse ortsbezogener Lastdaten.

Modular aufgebautes Retrofit-Konzept

Damit Netzbetreiber dennoch realistisch planen und den Aufwand für die Modernisierung kalkulieren können, setzt das von der EMH Energie-Messtechnik GmbH in Kooperation mit der BeEnergy SG GmbH entwickelte Retrofit-Konzept auf Modularität und für jeden Anwendungsfall individuell passgenaue Hard- und Softwarekomponenten. Als Basis dient das von EMH angebotene Smart Grid Interface Modul SGIM, eine Hardwareplattform, die kundespezifisch mit unterschiedlichen Funktionsmodulen ausgestattet werden kann. Standardmäßig ausgelegt auf den unterbrechungsfreien Einbau in einem 185mm-Sammelschienensystem, kann das System je nach örtlicher Gegebenheit alternativ auch an einer Wand oder einer Tür montiert werden. Konzipiert als zentrale Einheit zur Erfassung physikalischer Größen und deren Umwandlung in digitale Daten, bilden die im SGIM anlagenspezifisch kombinierbaren Funktionsmodule eine umfassende Retrofit-Basis für alle relevanten Aufgabenstellungen:

Die vom SGIM bereitgestellten Daten ermöglichen über eine einfache Lastaussage hinaus die genaue Abbildung der jeweils aktuellen Netzsituation, inklusive der beispielsweise durch Photovoltaikanlagen oder E-Ladeinfrastruktur verursachten Belastung mit harmonischen Oberschwingungen.

Über die Hardware hinaus, werden im Rahmen des Retrofit-Konzeptes von EMH auch alle für die Aufbereitung und Übertragung der Messdaten notwendigen Softwarekomponenten bereitgestellt:

Alle in Kombination mit dem SGIM verwendeten und von EMH bereitgestellten Softwarekomponenten entsprechen den regulatorisch vorgegebenen Anforderungen hinsichtlich der Sicherheit von Kritischen Infrastrukturen.

Dank der offenen und skalierbaren Softwarestruktur kann das SGIM in unterschiedlichste, auch komplexe oder heterogene IT-Infrastrukturen und Softwareumgebungen eingebunden werden. Nach dem Retrofit-Konzept von EMH digitalisierte Ortsnetzstationen oder Kabelverteilschränke sind damit auch auf die Möglichkeit einer Migration von der Fernwirkwelt in die IoT-Welt vorbereitet.

Kontakt / Impressum

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