Digitalisierung und Smartifizierung des Netzbetriebs

Spätestens mit dem neuen Klimaschutzgesetz, das höhere Klimaziele bis 2030 und Treibhausgasneutralität bis 2045 festschreibt, und mit der Veröffentlichung der neuen BMWi-Langfristszenarien ist klar: Die Transformation des Energiesystems wird nochmals beschleunigt. Die erhöhten Ausbauziele für Erneuerbare Energien, der Hochlauf der Elektromobilität und die Transformation des Wärmesektors führen weiterhin zu Herausforderungen für alle Akteure der Energiewende.

Die Digitalisierung ist dabei Treiber des Wandels und Lösungsoption zugleich – nur mit der Vernetzung und Orchestrierung von Komponenten, Systemen und Akteuren können die neuen Anforderungen erfüllt werden. Es gilt die Netzinfrastruktur zu transformieren. Wegen des Wandels des Nutzerverhaltens und der Versorgungsaufgabe werden in den Stromverteilnetzen die Netzbelastungen weiter ansteigen. Neue Fähigkeiten als Netzbetreiber, zusätzliche Informationen und weiterentwickelte Betriebsmittel sind erforderlich, um weiterhin einen zuverlässigen, sicheren und effizienten Betrieb zu gewährleisten.

Geeignete Strategien für die Digitalisierung und Smartifizierung des Netzbetriebs sind erforderlich.

Die Forderung nach der Digitalisierung der Netzinfrastrukturen ist zunächst relativ abstrakt. Wir haben deswegen im Rahmen unseres Impulspapiers „Auf dem Weg zum digitalen Verteilnetzbetreiber“ 22 Handlungsfelder identifiziert, die eine Grundlage für die Entwicklung einer Digitalisierungsstrategie bieten. Dabei ist der aktuelle Entwicklungsstand in der Landschaft der deutschen Verteilnetzbetreiber wie immer sehr heterogen – somit sind die Transformationsfelder teilweise schon adressiert und mit unterschiedlicher Dringlichkeit versehen.

Folgende Topthemen werden aktuell von einer Vielzahl der Netzbetreibern bearbeitet:

1. Transparenz Netzzustand

Im  Netzbetrieb müssen die betrieblichen Grenzwerte, bspw. für Ströme und Spannungen, zu jedem Zeitpunkt eingehalten werden. Durch Messtechnik kann der aktuelle Netzzustand erhoben und die Einhaltung dieser Restriktionenüberprüft werden.

2. Integration von Daten / Data Warehouse

Der Netzbetreiber greift für einen sicheren und effizienten Netzbetriebauf eine Vielzahl verschiedener Datenquellen und Datenhaltungssysteme zurück. Mit einem einheitlichen Datenmodell können diese Daten systematisiert genutzt werden.

3. IT-Systemlandschaft

Zukünftig wird die Modularisierung der IT-Systemlandschaft stark zunehmen, damit bei Änderungen nur einzelne Module erweitert oder angepasst und Funktions- und Datenredundanzen abgebaut werden müssen.

4. Neue Betriebskonzepte

Die Netze wedren stärker an ihren technischen Grenzwerten betrieben werden. Insbesondere mit der Einführung von Redispatch 2.0 sowie der Novellierung der Spitzenglättung nach § 14a EnWG werden Eingriffe im laufenden Betrieb erforderlich.

5. Werkzeuge Smart Grid

Der Werkzeugkasten Smart Grid hat sich in den letzten Jahren deutlich erweitert. In Netzplanung und Betrieb besteht ein vergrößerter Lösungsraum, um das Netz technisch, wirtschaftlich und regulatorisch zu optimieren.

6. Intelligente Messsysteme

Mit dem Rollout intelligenter Messsystem wird eine standardisierte, interoperable und sichere Kommunikationsplattform zum Endkunden geschaffen. Das SMGW liefert weiterhin Netzzustandsdaten und setzt Steuersignale für Last- und Erzeugungsmanagement um.

Mit der Transformation des Netzbetriebs können vielfältige Potenziale für den Netzbetreiber gehoben werden, schon kurzfristig werden wichtige Mehrwerte für den Netzbetreiber erzielt. 

Die wichtigsten Potenziale sind:

• Die Kosten für die Integration der Erneuerbaren Energien, Elektromobilität und Wärmepumpen können gesenkt werden.
• Stranded Investments in falsche Lösungen werden vermieden.
• Bestehende Ineffizienzen werden identifiziert und abgebaut, übergreifende Prozesse wie Redispatch 2.0 ermöglicht.
• Neue Kundenbedürfnisse, bspw. an einen effizienten Netzanschlussprozess, werden erfüllt
• Mitarbeitende werden aufgrund der Erhöhung des Automatisierungsgrads entlastet
• Ein Digitalisierungskonzept erleichtert eine erfolgreiche Konzessionsbewerbung, und eine Absicherung gegenüber neuen Wettbewerbern findet statt.

Wir verfolgen einen ganzheitlichen Ansatz für die Digitalisierung des Netzbetriebs. Für die Sicherstellung eines sicheren, effizienten und nachhaltigen Netzbetrieb ist das Orchestrieren einer Vielzahl von Akteuren, Komponenten und Systemen erforderlich. 

Die Transformationsbedarfe der verschiedenen Themenfelder:
 

Die vier Kernpunkte unseres mehrstufigen Vorgehens sind:

1. Identifikation der Handlungsfelder: 
Basierend auf dem Impulspapier „Auf dem Weg zum digitalen Verteilnetzbetreiber“ sowie Use-Cases und Themenfeldern, die beim Netzbetreiber bereits verfolgt wird, wird ein erstes Zielbild für den zukünftigen Netzbetrieb mit zu priorisierenden Themen beschrieben.

2. Erhebung des Ist-Stand: 
Über eine Erhebung der eingesetzten Primär- und Sekundärtechnik, die Erstellung einer Datenlandkarte, die Skizzierung der bestehenden IT-Landschaft sowie eine Analyse der Prozesse wird ein Überblick des bestehenden Digitalisierungsstandes erstellt.

3. Ableitung von Digitalisierungs-Strategien: 
Mit einem Soll-/Ist-Abgleich werden konkrete Maßnahmen in den beschrieben Themenfeldern abgeleitet. Zeit- und Ressourcenbedarf für die Umsetzung sowie Wechselwirkungen werden bestimmt.

4. Roadmap: 
Abschließend werden die Erkenntnisse in einer kompakten Roadmap für die Digitalisierung zusammengefasst. Somit wird die Umsetzbarkeit und Anschlussfähigkeit sowie die Mitnahme wichtiger Stakeholder sichergestellt.

Wir unterstützen Sie von der Entwicklung einer Roadmap zur Digitalisierung als Strategie für die nächsten Jahre bis zur Vertiefung einzelner Themengebiete, wie bspw. der Auswahl geeigneter Messtechnik oder Netzplanungssoftware. Basierend auf unserer umfangreichen Marktübersicht bestehender Produkte und Lösungen sowie den Erfahrungen aus der Begleitung einer Vielzahl von Netzbetreibern in ähnlichen Fragestellungen stehen wir Ihnen mit unserer Expertise zur Seite.