Die Top 7 Vorteile einer Evolution von der klassischen Netzleittechnik zum ADMS

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Autoren: Gordon Paton, Senior Produkt Manager, ADMS, Grid-Softwarelösungen GE Digital & Paula Restrepo, Senior Product Manager, ADMS, Grid-Softwarelösungen für GE Digital

War es in der Vergangenheit ausreichend, im Netzbetrieb für definierte Prozesse einzelne, isolierte oder wenig integrierte Softwaresysteme einzusetzen, haben sich die Anforderungen an die Informationstechnologie in den letzten Jahren nachhaltig geändert.

Netze und Anlagen unterliegen einer wachsenden Dynamik durch die Integration von Aktorik und Sensorik bis in die unteren Spannungsebenen und Druckstufen. Die Datenmengen, die in den Leitwarten verarbeitet werden müssen, nehmen kontinuierlich zu und erfordern neue Wege der Speicherung und Verarbeitung sowie der visuellen Darstellung. Regulatorische Rahmenbedingungen erfordern neue technische Lösungen und stellen die Integration der IT-Systeme auf eine neue Stufe.

Mit der Entwicklung von der klassischen Netzleittechnik zu einem integrierten Advanced Distribution Management System (ADMS) wird den vielfältigen Anforderungen an den Netzbetrieb Rechnung getragen.

In diesem Papier möchten wir sieben herausragende Vorteile eines integrierten ADMS aufführen. Die langjährige Erfahrung von GE bei der globalen Entwicklung und Implementierung dieser Lösungen hat gezeigt, dass sie eine entscheidende Rolle bei der digitalen Transformation von Versorgungsunternehmen und Netzbetreibern spielen.

Der Wechsel von der klassischen Netzleittechnik zu einem integrierten ADMS bietet den Anwendern die Möglichkeit, die Effektivität im Netzwerkbetrieb signifikant zu steigern. Mit dem zentralen Blick auf Prozess-, Anlagen und Betriebsdaten erhalten die Anwender einen schnellen Überblick über den Zustand der Netze und den laufenden Arbeiten im Betrieb. Integrierte Analyse und Berechnungsfunktionen unterstützen bei der Bewertung des Netzzustandes und liefern aussagekräftige Prognosen. Im Fokus steht dabei immer der Blick auf die Gesamtsituation, wie sie ausschließlich mit einer integrierten Lösung möglich ist. Für die Leitwarte, die Netzplanung, das Servicecenter und zunehmend auch für den mobile Außendienst sind die Vorteile des integrierten ADMS ein Schlüssel für höhere Effektivität, betriebliche Sicherheit und einen verbesserten Kundenservice.

Fernwirktechnik in Verbindung mit dem SCADA System (Supervisory Control and Data Acquisition) ist eine bewährte Technologie, die äußerst zuverlässige die Steuerung und Überwachung der Anlagen in Echtzeit ermöglicht. SCADA ist aber nur eine von den mehreren Informationsquellen, die der Leitwarte zur Verfügung stehen.

Die Verteilnetzbetreiber investieren in den Ausbau der Fernwirktechnik, nicht nur in der Hoch- und Mittelspannung, sondern auch zunehmend in der Niederspannung. Diese Entwicklung führt dazu, dass in der Leitwarte die Menge an Daten aus der Fernwirktechnik zunehmen.

Hier rückt der Faktor Mensch in den Vordergrund. Das Personal in der Leitwarte sieht sich mit der Herausforderung konfrontiert, die stetig wachsende Zahl an Fernwirkinformationen und somit die steigende Zahl von Alarmen und Meldungen sicher zu beherrschen und angemessen zu reagieren. Die Zahl möglicher Fehlerquellen nimmt zu und die Gefahr von widersprüchlichen Informationen ist gegeben. Dies erhöht die Gefahr von möglichen Fehleinschätzungen, aus denen sich Handlungen ableiten, die einer kritischen Situation im Netz nicht gerecht werden.

Das ADMS bietet effiziente Lösungen für diese Herausforderungen. Integrierte Module unterstützen eine schnelle und sichere Integration und Prüfung der neuen Fernwirkanlagen.

Ein leistungsfähiges Echtzeit-Datenmanagement gepaart mit einer intelligenten Alarmbehandlung sorgt für Kontrolle über die bereitgestellten Informationen.

Die Integration der ADMS Kernmodule SCADA, Schaltmanagement, Störungsmanagement, Netzberechnung und Regelungsmanagement in einer Plattform und die Zusammenführung aller Daten und Prozess in einer intuitiven Benutzeroberfläche trägt entscheidend dazu bei, die richtigen Daten zur richtigen Zeit an den Anwender zu bringen. Dies steigert nachhaltig die Produktivität, Effizienz und Sicherheit im Netzbetrieb.

Verteilnetze gewinnen zunehmend an Komplexität. Diese Entwicklung wird seit vielen Jahren durch die Integration dezentraler Energieerzeugungsanlagen in allen Spannungsebenen vorangetrieben.

Mit der steigenden Komplexität ist die Zahl der eingesetzten Softwaresysteme, die die Netze und Anlagen in unterschiedlichen Modellen abbilden, gestiegen. Die teils manuellen Synchronisierungsleistungen zwischen den einzelnen Systemen führen zu deutlich erhöhten Aufwänden und sind ursächlich für Inkonsistenzen zwischen den einzelnen Modellen verantwortlich.  

Das ADMS führt die unterschiedlichen Modelle und Datenbestände in einem zentralen Modell zusammen. Dies reduziert den Einsatz von Schnittstellen, zentralisiert die Datenpflege und sichert in hohem Maße die Datenqualität. Mit dem Zusammenführen der Daten liefert das ADMS die Grundlage, aus den Daten Informationen zu erzeugen, die als eine gemeinsame Sicht auf das Verteilnetz präsentiert wird. Das ADMS gewährleistet somit einen effizienten Systembetrieb und schafft Raum für neue Aufgaben im Sinne der Kundenzufriedenheit. 

Die digitale Transformation führt dazu, dass in der Leitstelle und im Netzbetrieb die Bedeutung von digitalen Informationen zunimmt. Diese Entwicklung ist entscheidend für das ADMS, denn sie bedeutet, dass Daten aus verschiedenen IT- Systemen effektiv und qualitätsgesichert übernommen werden müssen.

Datenquellen, die zunehmend in den Vordergrund rücken sind Informationen aus intelligenten Messystemen (Smart Meter), Kundendaten aus den Kundeninformationssystem (CIS und CRM), Netz- und Anlagendaten aus den Geografischen Informationssystemen (GIS) und ERP-Systemen sowie Wetterdaten für die aktuelle Situation im Netzgebiet, wie auch zur Berechnung von Prognosen.

Das ADMS führt diese Daten zusammen ohne dabei Beschränkungen hinsichtlich der Datenmenge, Leistungsfähigkeit, Verfügbarkeit und Cyber Security zu unterliegen.

Für die Anwender bedeutet diese Fähigkeit, dass alle Informationen zentral verfügbar sind. Aus den Einzelinformationen bildet das ADMS ein Gesamtbild. Die Aktualität der Daten sowie eine übersichtliche Darstellung der Inhalte an den Arbeitsplätzen sind der Schlüssel für die richtige Situationseinschätzung. Aus ihr leitet das ADMS selbsttätig Aktionen wie die automatische Wiederversorgung im Fehlerfall ab und unterstützt die Anwender aktiv bei der Entscheidungsfindung in einem komplexen, technischen Umfeld.

Das ADMS ergänzt und integriert die traditionelle Netzleitechnik mit einem umfassenden Schaltmanagement, Störungsmanagement sowie einer einzigartigen, mobilen Lösung.

Diese Fähigkeiten unterstützen Netzbetreiber entscheidend bei der schnellen und effizienten Wiederversorgung im Fehlerfall. Neben der schnellen Identifizierung und Bewertung der Versorgungsunterbrechung liefert das ADMS detaillierte Informationen an Mitarbeiter und Kunden.

Das ADMS bietet bewährte Funktionen zur automatischen Wiederversorgung unter Berücksichtigung von technischen Rahmenbedingungen und Unternehmensrichtlinien. Es unterstützt darüber hinaus die Mitarbeiter bei der automatischen Erstellung von Schaltbriefen. Hierbei berücksichtigt das System die aktuelle und prognostizierte elektrische Lastsituation im Netz und liefert Vorschläge für Schaltaktivitäten zur Behebung oder Eingrenzung der Netzstörung.

Die Integration intelligenter Messsysteme (Smart Meter), Schnittstellen zu Social Media Plattformen wie Twitter™, Kundenservice-Applikationen zur Störungsannahme ergänzen das ADMS. Sie verbessern den Kundenservice in allen Phasen einer geplanten oder ungeplanten Versorgungsunterbrechung.

Die Bereitstellung von Netz- und Störungsinformationen auf mobilen Endgeräten erlaubt eine optimale Zusammenarbeit zwischen dem Leitwartenpersonal, Dispatchern und dem mobilen Außendienst. Alle an einer Störung beteiligten Mitarbeiter verfügen über die gleichen Informationen.

Wiederversorgungsschritte, z.B. selbstständig ausgeführte Schaltmaßnahmen in der Niederspannung erfolgen direkt auf dem mobilen Gerät und aktualisieren automatisch die Daten im ADMS.

Das ADMS bietet neben den bekannten Betriebsführungsfunktionen wie SCADA, Schaltmanagment und Störungsmanagement eine Vielzahl integrierter höherer Entscheidungs- und Optimierungsfunktionen. Hierzu zählen beispielsweise:

• Netzberechnungsfunktionen für Übertragungsnetze und Verteilnetze der höheren Spannungsebene wie State Estimation, Netzsicherheitsrechnung (Contingency Analysis), Lastfluss- und Kurzschlussrechnung
• Netzberechnungsfunktionen für Verteilnetze der Mittelspannung und Niederspannung wie Distribution State Estimation, Lastfluss- und Kurzschlussrechnung
• Trennstellenoptimierung für die Mittelspannung
• Automatisierte Widerversorgung im Fehlerfall für Mittelspannungsverteilnetze und Primäranlagen
• Automatische Spannungs-/Blindleistungsoptimierung (Integrated Volt/Var Control)
• Automatische Regulierung dezentraler Erzeugungsanlagen unter Berücksichtigung der Netztopologie

Mit der fortschreitenden Integration dezentraler Erzeugungsanlagen und den daraus resultierenden Rahmenbedingungen der Regulierung ergeben sich neue Herausforderungen und Anforderungen an die Leitwarte.

Das ADMS ist diesen Anforderungen gewachsen und bietet schon heute bewährte Lösungen. 

Mit dem integrierten Modul Adaptive Network Management (ANM) bietet das ADMS eine integrierte Lösung zur automatischen Regelung dezentraler Erzeugungsanlagen. Das Modul berücksichtigt dabei technische Rahmenparameter wie Grenzwerte, elektrische Parameter wie Wirk- und Blindleistung der Anlagen sowie der Verteilnetze, an denen sie angeschlossen sind.  Topologie-Änderungen, die sich durch Schaltmaßnahmen ergeben, sowie aktuelle Arbeiten am Netz  werden dabei ebenso berücksichtigt, wie die Verfügbarkeit der Anlagen hinsichtlich der fernwirktechnischen Anbindung.

Neben der aktiven Steuerung der dezentralen Erzeugungsanlagen bietet das ADMS die Möglichkeit das Verhalten dieser Anlagen im Kontext der Verteilnetz zu berücksichtigen. Hier zählen Funktionen wie:

• Berücksichtigung von Einspeiseprognosen innerhalb der Lastflussrechnung und interaktiven Schaltbrieferstellung
• Integration von dezentralen Erzeugungsanlagen in die Kapazitätsanalyse der automatischen Wiederversorgung im Störungsfall.

Die Integration der dezentraler Erzeugungsanlagen erfolgt in allen Spannungsebenen des ADMS. Mit dieser Fähigkeit, die explizit die Niederspannung mit einschließt, ist das ADMS für zukünftige Anforderungen, wie sie z.B. aus auf der Integration von Klein-Anlagen, der Elektro-Mobilität und dezentralen Speicherinfrastruktur erwachsen, gerüstet.

Bis vor wenigen Jahren war die Nutzung von mobilen Geräten im Rahmen von Schaltmaßnahmen nicht denkbar. Mit dem ADMS wird der Zugriff auf Netzbildern in Realzeit und die interaktive Nutzung von Schaltbriefen auf den mobilen Geräten zu einer Selbstverständlichkeit.

In der Leitwarte werden geplante Schaltmaßnahmen vorbereitet, überprüft und genehmigt. Die Übergabe der Schaltbriefe auf das mobile Gerät und die interaktive Abarbeitung der Schaltschritte mit Einbindung betrieblicher Dokumente, wie z.B. Verfügungsberechtigungen erfolgt online zwischen der Warte und dem mobilen Außendienst.

Schaltbriefe im Feld in Verbindung mit Echtzeitdaten der Netzbilder auf dem mobilen Gerät unterstützen eine effiziente und sichere Nachführung. Mit der Bestätigung der nachgeführten Schaltmaßnahmen erfolgt die automatische Aktualisierung der Netzbilder in der Leitwarte.  

Sicherheit wird bei der mobilen Lösung groß geschrieben: Dies gilt nicht nur für Aspekte der IT Sicherheit, sondern auch für betriebliche Belange wie Pufferung von Daten auf den mobilen Geräten, transaktionsgesicherte Kommunikation mit der Leitwarte und eine SOS Notfallmeldefunktion, die sowohl aus der Leitwarte als auch von den mobilen Geräten ausgelöst wird.

Der Betrieb der Verteilnetze unterliegt einem stetigen Wandel und die Veränderungen gewinnen zunehmend an Geschwindigkeit.

Mit dem ADMS leitet GE die Evolution von der klassischen Netzleittechnik zu einer neuen Generation modularer, integrierter Betriebsführungslösungen ein.

Damit trägt GE den wachsenden Anforderungen der digitalen Transformation in den Leitwarten und im Netzbetrieb der Verteilnetzbetreiber Rechnung.

Die Herausforderungen sind vielfältig: Zunehmende Komplexität im Netz, optimierte Visualisierung der Informationen, Einbindung des Außendienstes, Transparenz im Kundenservice und Erfüllung der regulatorischen Anforderungen.

Das GE ADMS ist für die Zukunft gerüstet!

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