Die Stromnachfrage wird exponentiell wachsen, insbesondere in den Schwellenländern. In diesen Regionen wird die Nachfrage bis 2030 um mehr als 2.600 TWh steigen - das ist das Fünffache des derzeitigen deutschen Strombedarfs.
Um diesen Ausbau zu ermöglichen und gleichzeitig den Klimawandel zu bekämpfen, ist ein schneller Ausbau der erneuerbaren Energien erforderlich. Die traditionellen Stromnetze sind jedoch nicht für den Umgang mit unsteten Energiequellen wie Wind und Sonne ausgelegt.
Eine der größten Herausforderungen ist das fehlende Echtzeit-Netzmanagement, das zu Spannungsinstabilität, Frequenzschwankungen und Oberwellenverzerrungen führen kann. Netzinstabilität kann zu kostspieligen Stromausfällen führen, die Unternehmen und Haushalte beeinträchtigen.
Was sind intelligente Netze und warum sind sie wichtig?
Digitale Technologien, Sensoren und Software ermöglichen es den Versorgungsunternehmen, Angebot und Nachfrage effektiver und in Echtzeit aufeinander abzustimmen. Dieser IoT-gesteuerte Ansatz für die Energieverteilung, das so genannte intelligente Netz, kann dazu beitragen, die Kosten zu minimieren und gleichzeitig die Zuverlässigkeit und Stabilität der Stromversorgung zu maximieren.
Die IEA schätzt, dass sich die Investitionen in Smart-Grid-Technologien bis 2030 von rund 330 Mrd. USD pro Jahr auf 750 Mrd. USD mehr als verdoppeln müssen, um die globalen Netto-Null-Ziele zu erreichen.
Digitale Umspannwerke sind die Bausteine intelligenter Netze. Sie ermöglichen eine optimierte Datenverarbeitung, nahtlose Kommunikation und vorausschauende Wartung durch Datenanalyse in Echtzeit. IoT-fähige Sensoren erkennen Geräteausfälle frühzeitig, so dass die Betreiber eine proaktive Wartung durchführen können und das Risiko ungeplanter Ausfälle minimiert wird.
Ein weiterer zentraler Vorteil von Smart Grids ist die Optimierung des Energieflusses. Fortgeschrittene Analysen und Algorithmen des maschinellen Lernens optimieren den Netzbetrieb dynamisch, was zu einer verbesserten Effizienz und einer geringeren Verschwendung führt, indem Spannungspegel und Verteilungsmuster auf der Grundlage der Echtzeitnachfrage angepasst werden.
Diese erhöhte Flexibilität erleichtert die Integration erneuerbarer Energiequellen in das Netz und macht das System widerstandsfähiger gegen extreme Wetterereignisse oder Anlagenausfälle.
All-in-one-DMS für intelligente Netze
Energie-DMS sind entscheidend für den Erfolg intelligenter Netze. Hier kommen Lösungen wie die zenon Software-Plattform von COPA-DATA ins Spiel.
zenon ermöglicht die nahtlose Integration in bestehende Leitstellen und Systeme und bildet die Basis für ein All-in-One-DMS zur Netzüberwachung, Stationssteuerung und Prozessvisualisierung in der Leitwarte oder als Gateway zu übergeordneten Systemen.
Mit zenon können Betreiber mehrere erneuerbare Energiequellen wie Wasserkraftwerke, Windparks und Photovoltaikanlagen steuern. Das System verbindet auch Energiespeichersysteme mit dem Netz und ermöglicht die Visualisierung von Live-Daten sowie die Auswertung von archivierten Messdaten.
Alarme lösen bei Überschreitung von Parametern wie z.B. der Netzfrequenz sofort automatische Reaktionen und Prozesse aus, so dass das Bereitschaftspersonal sofort eingreifen kann, um Ausfälle zu verhindern.
Darüber hinaus protokolliert zenon automatisch Ereignisse und Messwerte, um ein vollständiges Datenarchiv zu erstellen, das fundierte Betriebsentscheidungen zur Optimierung des Netzes ermöglicht. Der zenon Process Recorder zeigt aufgezeichnete Ereignisse, Messwerte und Trends chronologisch direkt im Prozessbild an.
Auf dem Weg zu einem nachhaltigen Netz
Die Digitalisierung und das IoT ermöglichen Versorgungsunternehmen den Übergang von traditionellen Energieverteilungsnetzen zu Smart Grids.
Intelligente Stromnetze optimieren die Stabilität und Zuverlässigkeit der Stromversorgung und integrieren gleichzeitig erneuerbare Energiequellen, die für das Erreichen von Net Zero entscheidend sind.
Ein vielseitiges DMS, das mehrere Kommunikationsprotokolle unterstützt, ist die Voraussetzung für den schnellen Ausbau von Smart Grids. Software-Plattformen wie zenon sind das Rückgrat digitaler Umspannwerke und ermöglichen ein proaktives Management der Netzinfrastruktur mit minimalen Ausfallzeiten und optimaler Ressourcenzuweisung.
Lesen Sie auch unseren englischen Originaltext How distribution management systems make grids smarter.
