Netzumbau für die Energiewende: Digitaler Zwilling Umspannwerk

Netzbetreiber stehen vor einer Mammutaufgabe. Sie müssen ihre Netze für diese komplexen Anforderungen fit machen. Für naturenergie netze gehört dazu der Neubau, aber auch die Modernisierung einiger bestehender Umspannwerke. Dabei besteht die Herausforderung nicht nur darin, die Werke an den steigenden Strombedarf anzupassen. Sie müssen vielmehr für eine weitaus größere Flexibilität ertüchtigt werden, was Energiequellen und -flüsse sowie die exakte Steuerung des Stroms betrifft.

Im Zentrum: Der Digitale Zwilling

Das Vorhaben ist anspruchsvoll und nicht im Alleingang zu stemmen. So haben sich im Rahmen eines Pilotprojekts Eplan (Sekundär-, d. h. Steuerungstechnik) und entegra (Primärtechnik, d. h. stromführende Komponenten) mit naturenergie netze zusammengetan. Beide Unternehmen waren auf diese Aufgabe vorbereitet, denn sie erarbeiten im VDE-Arbeitskreis „Der Digitale Zwilling in der Netz- und Elektrizitätswirtschaft“ genau das, was naturenergie netze für den ersten (Vor-)Planungsschritt benötigte: die Zusammenführung von Primär- und Sekundärtechnik in einem Modell.

Ein Modell für alle Nutzer

Dieses Modell wird nun in der Praxis erprobt. Rainer Beck, Koordinator im Bereich Netzentwicklung bei naturenergie netze: „Wir tauschen in einem vorhandenen und sehr komplexen Umspannwerk die gesamte Sekundärtechnik aus – bei laufendem Betrieb.“ Planung und Ausführung bei diesem ersten Projekt laufen bislang schon sehr viel schneller ab als bisher. Und – so die Perspektive – bereits beim zweiten Projekt soll sich der einmalige Mehraufwand für den Aufbau des gemeinsamen Datenmodells amortisiert haben.

Primär- und Sekundärtechnik vereint

Mathias Schuy, Business Development Manager bei entegra: „Was wir hier machen – Primär- und Sekundärtechnik eines Umspannwerks in einem Digitalen Zwilling zu integrieren –, ist bisher einzigartig und verspricht großen Nutzen.“

Kann man das konkreter fassen? Rainer Beck: „Natürlich. Schließlich müssen wir nachweisen, dass sich der Einmalaufwand schnell amortisiert. Nach der ersten Projektphase der Vorplanung zeichnet sich eine deutliche Zeiteinsparung beim Umbau von Umspannwerken ab – und das bei jedem Projekt.“

Sekundärtechnik standardisieren

Erleichtert oder überhaupt erst möglich wurde die Dreierkonstellation von entegra, Eplan und dem Verteilnetzbetreiber, weil naturenergie netze vor zwei Jahren die Software-Lösungen Eplan Electric P8 und Eplan Pro Panel für die Planung der Sekundär-, sprich Steuerungstechnik eingeführt hat. Dafür verantwortlich war und ist Simon Rümmele, Projektleiter im Bereich Netzentwicklung: „Mit Eplan können wir die Standardisierung und ein effizienteres Engineering der Sekundärtechnik vorantreiben – und eine durchgängige Planung, die wir auch im Betrieb nutzen können, für die vorbeugende Instandhaltung und für Revisionen.“

naturenergie netze verfolgt das Ziel, künftig nicht mehr – so wie es generell üblich ist – jedes Umspannwerk nach dem Unikat-Prinzip zu planen und zu bauen. Statt dessen soll es, ähnlich wie im (Sonder-)Maschinenbau, künftig zwei Standardmodelle geben, auf deren Basis Varianten gebildet werden. Die Grundlage dafür wird durch den Digitalen Zwilling und die Verbindung von Eplan und der entegra-Lösung primtech geschaffen: ein zukunftsweisendes Konzept.

Jan Oliver Kammesheidt, Vertical Market Manager Energy bei Eplan erklärt: „Was wir hier und in der VDE-Arbeitsgruppe erarbeiten, werden viele Netzbetreiber für sich nutzen, um ihre Umbau- und Neubauprojekte schneller planen und umsetzen zu können.“

Primärtechnik – kurz erklärt

Dazu gehören alle Betriebsmit­tel, die für Verteilung und Transport von elektrischer Energie zuständig sind: Schaltgeräte, Sammelschienen, Trenner, Transformatoren und Leitungen. Mit der Software „primtech 3D by entegra“ lassen sich Freiluftschaltanlagen von Umspannwerken effizient planen und konstruieren. Voll funktionsfähige 3D-Modelle dienen dabei als Grundlage für den Digitalen Zwilling zur nahtlosen Integration in moderne Planungs- und Betriebskonzepte.

Sekundärtechnik – kurz erklärt

Dazu gehören alle Geräte und Anlagen, die nicht direkt für Transport bzw. Wandlung elektri­scher Energie zuständig sind, also die Steuerung und Überwachung der Primärtechnik. Eplan bietet mit dem Eplan Data Portal sowie der Eplan Plattform passende Gerätedaten und Software-Tools für effizientes Elektro-Engineering – von der Vorplanung über das Engineering mit automatisierter Schaltplaner­stellung. Rittal VX Schalt­schrank-Systemtechnik und bauartgeprüfte VX25 Ri4Power Schalt- und Energievertei­lungsanlagen sorgen für den zuverlässigen Betrieb.

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Den kompletten Anwenderbericht finden Sie hier: Digitale Revolution im Umspannwerk

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