Das deutsche Stromnetz steht im Zuge der Energiewende vor zwei großen Herausforderungen: Es muss nicht nur irgendwie digitalisiert und damit automatisiert werden, sondern auch die Anforderungen des Paragrafen 14a EnWG erfüllen. Mit der Lösung GridCal machen kommunale Stromnetznetzbetreiber ihre Netze für beides fit.
Aktuell sorgen bundesweit 865 Verteilnetzbetreiber für eine zuverlässige Stromversorgung im Mittel- und Niederspannungsbereich. Die meisten davon sind kommunale Unternehmen wie Stadtwerke, die tief in ihrer jeweiligen Region verwurzelt sind. Entgegen der Kritik, es seien für eine erfolgreiche Energiewende viel zu viele Betreiber im Einsatz und die Netze zu unterschiedlich, ist die regionale Verankerung ein echter Vorteil. Denn die einzelnen Betreiber kennen ihre Infrastruktur sehr genau und beweisen Tag für Tag ihre Zuverlässigkeit. Zugleich sind sie im Zuge der Energie-, Mobilitäts- und Wärmewende mit einem noch nie dagewesenen volatilen Mix aus grünen Erzeugern und neuen Verbrauchern konfrontiert – und müssen nebenbei die umfangreichen Anforderungen aus dem Paragrafen 14a EnWG erfüllen.
Der regulatorische Rahmen, der sich derzeit im zweiten Eckpunktepapier der Bundesnetz- agentur (BNetzA) zum Paragrafen 14a herauskristallisiert hat, dreht sich im Kern um die Integration von Mess- und Monitoring-Systemen. Auf dieser Basis sollen Netzbetreiber dann in der Lage sein, eine netzorientierte Steuerung durchzuführen. Hintergrund sind drohende Engpässe durch den zeitweise höheren Strombedarf etwa durch Wallboxen oder Wärmepumpen. Dieser kann selbst vom überdimensionierten deutschen Netz nicht mehr ohne Weiteres aufgefangen werden. Sowohl die Frage nach dem Monitoring als auch die nach der Steuerung bereiten vielen Verantwortlichen bei kommunalen Netzbetreibern jedoch Sorge. Mit GridCal gibt es jetzt eine Lösung, die sofort einsetzbar ist und langfristig Mehrwerte bietet.
Risiken von fragwürdigen Lösungen
Die meisten Ortsnetz- und Trafostationen sind Bestandsanlagen, die teilweise 20 Jahre und älter sind. Sofern diesen die technischen Voraussetzungen zur Übermittlung von Netzzustandsdaten fehlen, ist es Betreibern nach Paragraf 14a erlaubt, netzorientiere Steuerungshandlungen präventiv mit einem längeren Vorlauf durchzuführen – mit der Übergangsfrist bis maximal zum 31.12.2028. Dabei treibt der Umgang von Betreibern mit der Frist mitunter seltsame Blüten: Während die einen auf ein schnelleres Smart Meter Rollout hoffen, greifen andere auf vermeintlich effektive Cloud- Lösungen zurück. Sinnvoll ist weder das eine noch das andere. Denn in erstem Fall ist es kaum absehbar, wann die intelligenten Messsysteme in der Fläche vorhanden sind – geschweige denn, wie mit der erwartbaren Flut an Daten umzugehen ist. Das führt bei anderen wiederum dazu, den direkten Schritt in eine Cloud-Lösung zu gehen, was allerdings auch abgewogen werden sollte.
Denn ein zentraler Ansatz über eine Cloud birgt deutliche Risiken: Neben der unnötig hohen Datenmenge, die die Energie- und Umweltkosten ansteigen lässt, sprechen auch technische Aspekte wie Datacenter-Ausfälle und die internationale Rechtslage allem voran bei US-Cloud-Anbietern gegen eine Cloud- Lösung. So sind laut einer aktuellen Studie des Uptime Institute rund 66 Prozent der öffentlichkeitswirksamen Ausfälle digitaler Infrastruktur auf Drittanbieter wie Cloud- oder Service- Provider zurückzuführen. Zudem macht der Blick auf Gesetze wie den USA Patriot Act oder den Cloud Act deutlich, wie lang der Arm von US-Sicherheitsbehörden sein kann – selbst auf Rechenzentren von US-Cloud-Anbietern auf dem Hoheitsgebiet der EU. Vor allem kommunale Unternehmen sollten sich daher ihrer Verantwortung bewusst sein und solche Risiken vermeiden.
Neues auf bewährtem Fundament
Mit GridCal können Netzbetreiber jetzt Bestands- und Neuanlagen ohne Cloud-Nutzung nach den Vorgaben von Paragraf 14a aufrüsten, wobei der Umgang mit den wichtigen Netzdaten vollständig im Rahmen ihrer eigenen Infrastruktur bleibt. Die Systemlösung besteht aus Hardware-Komponenten, den GridCal Nodes (GCN), und einem Software-Teil, dem GridCal Operator (GCO). Erstere erheben und analysieren mittels Edge Computing direkt vor Ort die Netzdaten, was die Netzstationen zu den maßgeblichen Taktgebern der Energiewende im Verteilnetz macht. Die selbstständig agierenden Nodes bewerten bei Bedarf ohne zeitliche Verzögerung fortlaufend das Netz und melden etwa einen Engpass an den Operator, der sich unmittelbar in die IT-Infrastruktur eines Netzbetreibers installieren lässt. Auf diese Weise behält der kommunale Anbieter nicht nur seine Datenhoheit, sondern auch seine Souveränität über die gesamte technische Infrastruktur.
Kommt es zu einem oben erwähnten Engpass, kann der Operator sofort eine Abriegelung veranlassen. Er kann aber auch zunächst zusätzliche Smart-Meter-Daten aus dem betroffenen Bereich abrufen, um daraus Maßnahmen abzuleiten. Das macht ihn zum Letztentscheider, der erst bei einem konkreten Anlass aktiv wird – im Gegensatz zur pauschalen Massendatenübertragung, wie es rein zentrale Systeme erfordern. So erfüllt das Zusammenspiel von Nodes und Operator nicht nur die Vorgaben des Paragrafen 14a in Sachen Monitoring. Auch die netzorientierte Steuerung in kritischen Situationen wird dadurch realisiert.
Langfristig vorgesorgt
Im Gegensatz zu einem rein zentralen Ansatz sorgt die hybride Vorgehensweise außerdem für ein Höchstmaß an Flexibilität: Während sich die Nodes passgenau auch bei jahrzehntealten Anlagen integrieren lassen und langfristig hochaggregierte Netzdaten erheben und speichern können, bietet der Operator den Rahmen zur Analyse und Steuerung, der sich bedarfsgerecht anpassen lässt. Indem er die Nodes orchestriert und die gesammelten Netzinformationen bündelt, kann der GridCal Operator zentrale räumliche und zeitliche Analysen der Netzzustände einzelner Stationen wie der gesamten Netztopologie durchführen. Zudem ist er in der Lage, die Netzstationen aus der Ferne über eine abgesicherte Verbindung anzusteuern – und das ganz ohne Cloud.
Dass sich kommunale Netzbetreiber für die Netzautomatisierung auch in Zukunft auf steigende Anforderungen bei den Analyse- und Steuerungsmöglichkeiten einstellen müssen, hat die Diskussion um den Paragrafen 14a gezeigt. Eine Lösung, die sie unabhängig von Drittanbietern wie Cloud-Providern und Messstellenbetreibern macht und zugleich Flexibilität beim Umfang von Updates und des Anwendungsbereichen schafft, ermöglicht ihnen, langfristig vorzusorgen. Ein solcher mitwachsender Maßanzug ist GridCal. Dass das so bleibt, dafür sorgt auch die GridCal Alliance. Hier hat sich eine Vielzahl an Partnern zusammengeschlossen, die von einzelnen Komponenten über Services bis hin zu kompletten Ortsnetzstationen Lösungen für eine optimale Verteilnetzdigitalisierung entwickeln.
Autor: Philipp Huppertz, Geschäftsführer der PSInsight GmbH
www.gridcal.com