Intelligente Stromnetzsteuerung per Funk - Einbau der ersten „StromPager“ sorgt bei Energienetzbetreiber für Kostenersparnis und mehr Sicherheit
Die Stromnetz Berlin GmbH versorgt derzeit knapp zwei Millionen Haushalte mit Strom. Als Pilotprojekt wurden im Umspannwerk Britz jetzt die ersten „StromPager“ der IK Elektronik GmbH eingebaut. Ein Austausch der früheren Sende- und Empfangsgeräte war aufgrund der alten Technik und des damit verbundenen aufwendigen und nicht effizienten Unterhalts notwendig geworden. Die neue funkbasierte Lösung bietet der Stromnetz Berlin eine wesentliche Kostenersparnis und gleichzeitig mehr Sicherheit als die zuvor eingesetzte Rundsteuer-Lösung.
Last- und Einspeisemanagement: „StromPager“ steuern per Funk sicher, individuell, einzeln und an jedem Ort Verbraucher und dezentrale Energieerzeuger. Bild: IK Elektronik GmbH
„Mit dem StromPager ist eine einzelne Steuerung der Energieerzeuger möglich, was die Last im Energienetz konstant hält. Das senkt den Energieverbrauch enorm, da im Netz weniger Reserve angelegt werden muss“, erläutert Marko Herold, Produktmanager bei IK Elektronik, das Prinzip. Bild: IK Elektronik GmbH
„Das Gerät wird in cirka 30 Minuten in den Schaltkasten im Haus eingebaut und bietet preislich wirklich eine attraktive Lösung“, weiß Thomas Röstel, Leiter Asset Strategie der Stromnetz Berlin GmbH. Bild: Stromnetz Berlin GmbH
Während die vorherige leitungsgebundene Technologie mit ihrer kleinen Bandbreite und der dementsprechend hohen Grundinvestition sehr hohe Aufwendungen in der Erneuerung verursacht hätte, konnten mit der jetzigen funkbasierten Lösung Senderanlagen, Ankoppelzellen und 10-kV-Schaltfelder eingespart werden. Bild: Stand der Stromnetz
Der „Strompager“ ist vor allem für Stadtwerke sowie Stromerzeugungsanlagen interessant. Obwohl die Individuallösungen mit vier Schaltausgängen derzeit für größere Anlagen ausgelegt sind, haben die Hersteller bereits Standardlösungen für kleinere Stadtwerke geplant. Bild: IK Elektronik GmbH
Die Ansteuerung der an die „StromPager“ angeschlossenen Verbraucher oder Energieerzeuger kann nun sofort, zeitgesteuert und sowohl einzeln als auch für Gruppen erfolgen. Die Kooperation zwischen dem Hersteller der „StromPager“, der IK Elektronik, dem Funknetzbetreiber e*Message und dem Stromversorger Stromnetz Berlin bietet so eine komplette Lösung für die Netzsteuerung.
Bisher wurden in den betroffenen Versorgungsnetzen die Verbrauchseinrichtungen per Tonfrequenz-Rundsteuertechnik oder Schaltuhren gesteuert. Da in Berlin in einigen Stadtteilen die Erneuerung der Energienetze anstand und eine intelligente Steuerung – auch für Verbraucher, die dezentrale Energiequellen wie Windräder und Blockheizkraftwerke nutzen – bisher noch nicht möglich war, entwickelte die IK Elektronik GmbH gemeinsam mit dem Stromnetz Berlin, dem Mobilfunknetzbetreiber e*Message W.I.S. Deutschland GmbH und der Bosch Software Innovations GmbH eine funkbasierte Steuerungstechnologie. Während die Rundsteuerung vormals über das Stromnetz selbst erfolgte, was infolge der nötigen Wartung und Erneuerung hohe Kosten mit sich brachte, bietet der StromPager nun eine einfache und kostengünstige Alternative: Bei einem Überangebot können die Energieerzeuger dynamisch abgeschaltet werden.
„Um kurzfristige Netzüberlastungen zu vermeiden, benötigt der Netzbetreiber bei einer Einspeisung von Strom aus EE, wie etwa PV oder Windkraft, eine Möglichkeit zur Steuerung beziehungsweise Abschaltung derselben“, erklärt Marko Herold, Produktmanager bei IK Elektronik. „Mit den klassischen Rundsteuer-Technologien kann allerdings nur in Gruppen ab- oder angeschaltet werden. Der ‚StromPager‘ ermöglicht im Gegensatz dazu für jeden einzelnen Energieerzeuger eine stufenweise Absenkung der Einspeisung.“ Im Falle der Verbrauchersteuerung, z. B. bei Nachtspeicheröfen oder Wärmepumpen, werden derzeit neben der Rundsteuerung über das Stromnetz, welche für die Erzeugung der benötigten Schaltimpulse größere Leistungen erfordert, auch häufig Zeitschaltuhren verwendet. Diese sind jedoch relativ unflexibel. Mit dem „StromPager“ gestaltet sich die Steuerung jetzt wesentlich effizienter, flexibler und darüber hinaus sicher gegenüber Hackerangriffen. Die Belastung des Energienetzes kann damit gesteuert werden. „Durch die Verringerung von Lastspitzen muss das Netz mit weniger Reserve ausgelegt werden“, erläutert Herold das Prinzip.
Einfache und schnelle Installation
Zusätzlich kann – aufbauend auf dem Netz-Know-how von e*Message – mit dem StromPager der Vorteil eines sehr sicheren, nicht manipulierbaren, landesweiten Netzes mit BSI (Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik) -konformer Signatur und Verschlüsselungstechnologie genutzt werden. Durch das abgesicherte Pagernetz sind alle Datenübertragungen geschützt. Das gilt auch für strukturschwächere Gegenden: Über 800 Basisstationen sorgen für eine fast 100-prozentige Netzabdeckung in der Bundesrepublik.
Für die Montage des „StromPagers2“ ist nur ein sehr geringer Installationsaufwand nötig. Nachdem das Gerät auf einer Unterschiene montiert wurde, wird Spannung angelegt und die Empfangsbereitschaft durch Uhrzeitsynchronisation gewährleistet. Anschließend erfolgt dann die Programmierung beziehungsweise Zuordnung zu einer Gruppe. Die Parametrierung läuft als mobile Anwendung auf dem Laptop des Anwenders, der über GSM mit der Zentrale des Energienetzbetreibers verbunden ist. „Das Gerät wird in nur cirka 30 Minuten in den Schaltkasten im Haus eingebaut und bietet preislich wirklich eine attraktive Lösung“, weiß Thomas Röstel, Leiter Asset Strategie der Stromnetz Berlin GmbH. „Für die 220 ‚StromPager‘, die wir im Bereich des Umspannwerks Britz eingebaut haben, brauchten vier Monteure somit cirka zwei Monate, um das Pilotprojekt zu verwirklichen.“
Bevor die Geräte aber dort installiert wurden, mussten zunächst die Kunden identifiziert werden, die den Pager im Versorgungsgebiet bekommen sollten. Dazu schrieb Stromnetz Berlin alle Kunden mit einer Vorlaufzeit von sechs Wochen zur Terminvereinbarung an. „Obwohl dieser telefonisch fixiert wurde, sind rund zehn Prozent beim Montagetermin dennoch nicht anwesend. Eine sehr sorgfältige Terminplanung ist daher unerlässlich“, erklärt Röstel.
Pilotanwendung ermöglicht Lernschleife, die Entwicklung zugute kommt
Da die IK Elektronik GmbH auch schon die Funkbaugruppe entwickelt hat, die Bestandteil des „StromPagers“ ist, war Röstel von deren Kompetenz und Zuverlässigkeit überzeugt. „Natürlich sind bei Pilotanwendungen immer Verbesserungen zu erwarten, das ist ja auch der Sinn der Sache“, erläutert der Experte. So wurde im Nachgang etwa noch die mobile Anwendung des Monteurs optimiert: Dieser kann jetzt selbst eine Einzelsteuerung vornehmen und erhält gleich darauf die Rückmeldung zur Parametrierung. „Durch diese Lernschleife können wir jetzt ein System ganz ohne Kinderkrankheiten anbieten“, so Röstel. In einem nächsten Rollout soll das Gerät gleich in fünf weiteren Netzen verbaut werden.
Auch Herold sieht großes Zukunftspotenzial in dem Gerät. „Der StromPager ist für alle interessant, die Energie verteilen wollen. Das sind vor allem Stadtwerke, kleine und große Anlagen und geht bis hin zur Straßenbeleuchtung.“ Obwohl die Individuallösungen mit vier Schaltausgängen derzeit für größere Anlagen ausgelegt sind, hat die Kooperation bereits Standardlösungen für kleinere Stadtwerke geplant. Denn mit der IT, die von Bosch Software Innovations dazu entwickelt wurde und die Schnittstelle zwischen Netzwerkbetreibern und Servern herstellt, kann der Stromnetzbetreiber die Lösung an individuelle Anforderungen anpassen. Durch den Zugriff auf die Technologie können – auf Anforderung – von IK Elektronik StromPager mit anderen Gehäusen oder anderen Anschlüssen bereitgestellt werden.
Fazit
Vor allem Netzbetreiber profitieren von dem System: So kann durch eine optimale Energieverteilung die Netzlast gesteuert werden. Die Anbindung an die Software erfolgt schnell und unkompliziert, eine eigene Infrastruktur ist nicht nötig. Darüber hinaus bietet das Übertragungsmedium eine verschlüsselte und damit sichere Lösung.
Im Versorgungsgebiet der Pilotanlage in Britz konnte so die alte Tonfrequenzrundsteuerung ersetzt werden. Während die vorherige leitungsgebundene Technologie mit ihrer geringen Übertragungskapazität und der dementsprechend hohen Grundinvestition sehr hohe Aufwendungen in der Erneuerung verursacht hätte, konnten mit der jetzigen funkbasierten Lösung Senderanlagen, Ankoppelzellen und 10-kV-Schaltfelder eingespart werden. „Sowohl die Betriebskosten für Instandhaltung und elektrische Energie wie auch neue Investitionen konnten dadurch eingespart werden“, zeigt sich Röstel zufrieden.
Kontakt: IK Elektronik GmbH, 08262 Muldenhammer, Tel. 037465 40920, Fax 37465 4092100, info@ik-elektronik.com, www.ik-elektronik.com
