Effiziente und kostengünstige Überwachung für umweltfreundlichere Stromnetze
Im Juni 2018 hat die EU ehrgeizige Ziele für den Anteil der erneuerbaren Energien am Gesamtenergieverbrauch festgelegt: bis 2030 sollen mindestens 32 % dieses Verbrauchs aus erneuerbaren Energiequellen stammen. Dieses Ziel ist zwar erreichbar, stellt die VNB jedoch vor große Herausforderungen. Ein höherer Anteil an erneuerbaren Energien in Stromnetzen bedeutet eine niedrigere Spannungsstabilität, was wiederum bessere Überwachungslösungen erfordert, die ein ständiges Situationsbewusstsein gewährleisten. Genau das bietet ADMS. „Nur wenige Betreiber konnten eine vollständige Überwachungslösung für ihre Netze einrichten. Aber auch sie haben mit Skalierbarkeitsproblemen zu kämpfen, die mit unserer Technologie behoben werden können“, so Antonello Monti, Koordinator von ADMS und Leiter des Instituts Automation of Complex Power Systems (ACS) am E.ON Energieforschungszentrum der RWTH Aachen. Ziel von ADMS war es, 25 % mehr erneuerbare Energie in bestehende Verteilernetze zu integrieren. Um dies zu ermöglichen, wollte das Team die Netzstabilität unter Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften um 20 % verbessern. Die über den neuesten Stand der Technik hinausgehenden Produkte des Projekts für VNB und seine Datenanalyse-/ Modellierungstechnologie zur Verteilungsautomatisierung können das Verhalten von Nieder- und Mittelspannungsnetzen anhand nur weniger Netzknoten modellieren und vorhersagen. VNB-Komponenten bestehen aus kostengünstigen zeitsynchronisierten Mikro-Zeigermessgeräten und Produkten zur Überwachung von Nieder- und Mittelspannungsnetzen, die an strategischen Standorten eingesetzt werden. Erstere führen hochgenaue zeitsynchronisierte Messungen von Netzvariablen wie Spannung und aktuellem Phasenwinkel durch, während zweitere Massenmessungen von Netzparametern wie Stromstärke, Wirk- und Blindleistung sowie Oberschwingungen vornehmen. „Ich denke, wir können behaupten, dass wir das erste Projekt sind, das eine vollständig datengesteuerte Zustandsschätzung vorschlägt“, erklärt Monti. „Einer der wohl wichtigsten Projekterfolge ist, dass unsere Mess- und Überwachungslösungen letztendlich noch mehr lernen konnten, als wir erwartet hatten. In einem Feldversuch erkannten die VNB zum Beispiel, dass ihre Verluste weit höher waren als ursprünglich angenommen.“ ADMS unterstützt die bestehenden Netzverwaltungssysteme der VNB und bietet eine kostengünstige Ausbauoption. Monti gibt zu, dass dies wahrscheinlich eine der Hauptherausforderungen des Projekts war, da die ordnungsgemäße Überwachung von Verteilernetzen normalerweise eine große Anzahl von Netzknoten erfordert. Das Projekt musste nicht nur diese Zahl verringern, sondern auch kostengünstigere Sensoren mit doppeltem Verwendungszweck (Überwachung und Schutz) entwickeln, die einen datengesteuerten Ansatz für das Überwachungs- und Zustandsschätzungsverfahren unterstützen. Neben dem Einsatz von mehr erneuerbaren Energien und der Verbesserung der Stabilität kann das System auch 25 % mehr Netzkapazität generieren, die Kosten für die Netzintegration um 20 % senken und die Dauer von Netzausfällen sowie die Anzahl der Kundenverluste um 15 % reduzieren. Obwohl das Projekt im September 2018 abgeschlossen worden war, wurden alle laufenden Feldversuche über die Projektdauer hinaus verlängert und erweitert. „Wir sehen dies als nächsten Schritt auf dem Weg zu einer echten Kommerzialisierung“, erklärt Monti. „Sollte die zweite Runde von Feldversuchen erfolgreich sein, könnten wir zu einem echten Einsatz übergehen.“ Im Hinblick auf die EU-Finanzierung wurden alle Mitglieder des ADMS-Konsortiums gebeten, an einem weiteren H2020-Projekt namens SOGNO teilzunehmen, das ihnen die einzigartige Gelegenheit bietet, ihre Produkte zu testen und zu verbessern.
Schlüsselbegriffe
ADMS, VNB, erneuerbare Energie, Netzstabilität, Automatisierung, intelligentes Stromnetz
