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Niederspannungsleitsystem
Netzbetrieb in der Niederspannung neu denken
Warum klassische Leitsysteme nicht ausreichen und wie ein intelligentes Niederspannungsleitsystem die Grundlage für Versorgungssicherheit, Automatisierung und regulatorische Konformität schafft.
Die Energiewende verändert die Netze und damit die Anforderungen an deren Steuerung und Betrieb. Volatile Einspeisung, steuerbare Verbrauchseinrichtungen und neue regulatorische Vorgaben erhöhen die Komplexität und werden mitunter zur Herausforderung.
Im Fokus steht nämlich häufig die Niederspannung: hier fehlen oft Transparenz und verlässliche Integrationen. Zahlreiche Messdaten liegen zwar vor, sind aber teils unstrukturiert und noch nicht vollständig in Prozesse integriert. Gleichzeitig verlaufen viele Prozesse getrennt zwischen Betrieb und Planung – viele Synergien bleiben ungenutzt.
Eine reine Erweiterung bestehender Leittechnik auf die Niederspannung greift jedoch zu kurz, da sie weder für die Vielzahl dezentraler Messpunkte noch für die dynamische Steuerung im Massengeschäft ausgelegt ist. Gefragt ist ein intelligentes, skalierbares Leitsystem, speziell für die Anforderungen der Niederspannung. Mit der Intelligent Grid Platform (IGP) bietet envelio eine Lösung, die weit über herkömmliche Leittechnik hinausgeht: ein vollwertiger, digitaler Zwilling, der Netzführung, Automatisierung und Planung auf einer gemeinsamen Datenbasis vereint.
Leitsysteme für die Niederspannung: Neue Anforderungen für komplexe Netze
Klassische Leitsysteme, auch als SCADA-Systeme bekannt, sind seit Jahrzehnten der Standard zur Steuerung und Überwachung elektrischer Netze in der Hoch- und Mittelspannung. Sie ermöglichen es Netzbetreibern, den Zustand der Infrastruktur in Echtzeit zu erfassen, Störungen zu identifizieren, Schalthandlungen durchzuführen und den sicheren Netzbetrieb zu gewährleisten.
In der Niederspannung stellt sich die Situation bislang jedoch anders dar: Konventionelle Leitsysteme kamen hier kaum zum Einsatz. Die Gründe dafür sind vielfältig: Die Netzbelastung in der Niederspannung war früher vergleichsweise gering. Auch die Auswirkungen von Störungen sind in diesem Netzbereich meist weniger gravierend, da in der Regel weniger Kunden betroffen sind. Auf Basis einer Kosten-Nutzen-Abwägung wurde deshalb kaum Sensorik zur Zustandserfassung sowie Fernwirktechnik zur Steuerung ausgerollt. Deshalb basierte die Netzführung bislang häufig auf Erfahrungswerten, manuellen Abläufen oder Planungsdaten.
Erst in den letzten Jahren setzte ein Umdenken ein, ausgelöst durch regulatorische Anforderungen wie § 14a EnWG, den Rollout intelligenter Messsysteme sowie den beschleunigten Ausbau von dezentraler Erzeugung, Wärmepumpen und Ladesäulen. Die Folge: Mit der steigenden und volatileren Netzbelastung einerseits und regulatorischen Eingriffsmöglichkeiten andererseits wächst die operative Komplexität in der Niederspannung – und damit der Bedarf an digitalen Lösungen zur Überwachung und Steuerung.
Was muss ein Niederspannungsleitsystem können?
Ein Leitsystem für die Niederspannung muss anderen Anforderungen gerecht werden als Systeme in höheren Spannungsebenen. Die Rahmenbedingungen unterscheiden sich deutlich: Während die Kritikalität einzelner Maßnahmen in der Hochspannung höher ist, fällt in der Niederspannung eine deutlich größere Datenmenge mit höherer Dynamik an. Damit wird klar: Ein weiteres klassisches Leitsystem reicht nicht aus, denn in der Niederspannung geht es viel mehr um gezielte Steuerung und datenbasierte Entscheidungen – und das im täglichen Massengeschäft.
Ein zukunftsfähiges Niederspannungsleitsystem muss deshalb folgende Anforderungen erfüllen:
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Skalierbarkeit: Es muss in der Lage sein, Millionen von Datenpunkten in Echtzeit zu verarbeiten, ohne an Performance oder Zuverlässigkeit zu verlieren, auch bei stark wachsender Netzkomplexität.
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Selektivität: Es muss die Fähigkeit besitzen, aus einer Vielzahl an Daten gezielt die relevanten Informationen zu identifizieren, die für den sicheren und effizienten Betrieb entscheidend sind.
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Automatisierung: Manuelle Steuerung stößt in der Niederspannung schnell an ihre Grenzen. Intelligente, regelbasierte Prozesse mit automatischen Ausweichstrategien – z. B. bei fehlenden Messwerten oder Kommunikationsstörungen – sind essenziell.
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Prozessintegration: Netzführung darf nicht isoliert betrachtet werden. Ein modernes System muss sich nahtlos in bestehende IT-, Betriebs- und Planungsprozesse integrieren und so ein durchgängiges, aktuelles Netzabbild ermöglichen.
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Hohe Datenqualität: Nur valide, kontinuierlich aktualisierte Netzmodelle schaffen die Grundlage für ein zuverlässiges Engpassmanagement, sichere Steuerung und stabile Netzführung – selbst bei fragmentierter Datenlage.
Die Anforderungen an ein LV SCADA sind damit klar umrissen und sie zeigen: Die Digitalisierung der Niederspannung ist kein „Downscaling“ bestehender Systeme, sondern erfordert ein grundlegend neues Denken.
Konventionelles Leitsystem vs. Niederspannungsleitsystem
| Konventionelles Leitsystem | Niederspannungsleitsystem | |
| Grad der Skalierbarkeit | Geringe Ausprägung, Fokus auf geringerer Datenmenge | Verbreitung und Analyse von Massendaten, Durchführung rechenintensiver Simulationen |
| Integrationspotenzial in andere Prozesse | Monolithische Architektur mit statischen Daten | Einbindung schnell veränderlicher Massendaten aus verschiedenen Quellen |
| Selektivität der benötigten Infos | Hohe Transparenz und Sichtbarkeit aller Ereignisse | Angemessene Auswahl relevanter Infos aus großen Datenmengen |
| Automatisierungsgrad & Bedienkonzept | Niedriger Grad der Automatisierung, manuelle Entscheidungsunterstützung in sämtlichen Prozessen | Hoher Grad der Automatisierung, Umgehungsstrategien für Abweichungen vom Regelprozess |
Regulatorik als Treiber und Chance
Die Energiewende ist nicht nur technologisch, sondern auch regulatorisch geprägt – und genau hier entstehen zentrale Anforderungen an den Netzbetrieb. Ein wesentlicher Treiber ist § 14a EnWG: Er erlaubt Verteilnetzbetreibern, steuerbare Verbrauchseinrichtungen im Bedarfsfall netzdienlich zu regeln. Damit das in der Praxis gelingt, sind jedoch weit mehr als technische Voraussetzungen nötig.
Die Anforderungen reichen von der sicheren Anbindung der Verbraucher über die kontinuierliche Bewertung des Netzzustands bis hin zur automatisierten Auswahl, Ausführung und Dokumentation von Steuermaßnahmen. Ergänzend kommen Vorgaben wie § 9 EEG hinzu, der eine Abregelung von Erzeugungsanlagen unter bestimmten Bedingungen ermöglicht, und § 12 EnWG, der verlangt, dass steuerbare Anlagen nicht nur technisch steuerbar sind, sondern diese Fähigkeit auch regelmäßig überprüft wird.
Ein modernes Niederspannungsleitsystem muss deshalb in der Lage sein, diese regulatorischen Anforderungen ganzheitlich umzusetzen und das technisch, operativ und prozessual.
Dazu gehören:
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Skalierbare Systemarchitektur, die auch bei wachsender Anzahl steuerbarer Einheiten zuverlässig funktioniert
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Interoperabilität mit verschiedenen Gateway-, Mess- und Steuerungstechnologien
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Kontinuierliche Anpassung an Veränderungen und neue Anforderungen
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Lückenlose und rechtskonforme Dokumentation aller Vorgänge
Kurzum: Die Einhaltung regulatorischer Vorgaben ist kein Add-on, sondern eine zentrale Funktion eines zukunftsfähigen Leitsystems in der Niederspannung und zugleich eine Chance, Netzführung neu zu denken und systematisch zu automatisieren.
Die envelio Intelligent Grid Platform (IGP) als Niederspannungsleitsystem
Die envelio IGP wurde entwickelt, um genau diese Anforderungen zu erfüllen. Als skalierbare, interoperable Plattform vereint sie Daten, Prozesse und Automatisierung auf einer gemeinsamen technischen Basis, weit über die Möglichkeiten klassischer SCADA-Systeme hinaus:
Automatisierte Netzzustandsermittlung
Im Online Monitoring erhalten Netzbetreiber in Echtzeit Einblick in kritische Betriebsmittel und Netzabschnitte, basierend auf einer kontinuierlichen Zustandsschätzung, die Smart-Meter- und Sensordaten dynamisch kombiniert. Abweichungen vom Regelbetrieb werden somit sofort erkannt und können automatisiert verarbeitet oder weitergeleitet werden. Dabei wird stetig geprüft, ob Grenzwertverletzungen vorliegen und gleichzeitig ausreichend Daten für eine mögliche § 14a-konforme Steuerung vorhanden sind.
Automatisches Engpassmanagement
Das integrierte Engpassmanagement steuert dynamisch und gesetzeskonform Einspeiser und Verbraucher, ohne dass manuell eingegriffen werden muss. Eine topologische Live-Visualisierung zeigt dabei alle aktiven Steuermaßnahmen auf einen Blick und macht Netzsituationen transparent und nachvollziehbar.
Validierung von Schalthandlungen
Im Schaltmanager sind neben der Transparenz über die aktuelle Topologie – inklusive temporärer Schaltzustände – die Planung, Simulation und das Nachführen von Schalthandlungen möglich. Hier können Schaltpläne erstellt werden, wobei je Schaltmaßnahme geprüft wird, ob diese durchgeführt werden kann, ohne die Versorgungsaufgabe zu gefährden.
Verzahnung von Planung und Betrieb – PlanOps
Besonders innovativ ist die Integration der Netzführung mit der Netzplanung im Rahmen von PlanOps. Hier verbindet die IGP Planung und Betrieb konsequent: Maßnahmen im Netz werden nicht nur ausgeführt, sondern auch analysiert und zur Priorisierung von Planungsmaßnahmen genutzt. Aus Erfahrungswerten werden datenbasierte Entscheidungen – und Netzplanung wird zum integrierten Bestandteil der Betriebsführung. Der entscheidende Vorteil: Grundlage aller Prozesse der IGP bildet der digitale Zwilling: Ein einheitliches Netzmodell, das stetig mit aktuellen Daten angereichert wird.
So profitieren Netzbetreiber von einem Niederspannungsleitsystem
Ein modernes Niederspannungsleitsystem wie die envelio IGP zahlt direkt auf die zentralen Herausforderungen von Netzbetreibern ein: vom gezielten Netzausbau über automatisierte Betriebsprozesse bis hin zur regulatorisch sicheren Steuerung.
1. Netzausbau, wo er wirklich nötig ist
Die frühzeitige Erkennung von Engpässen und die automatisierte Steuerung verfügbarer Flexibilitäten ermöglichen es, Netzausbau dort durchzuführen, wo er tatsächlich erforderlich ist. Das reduziert Investitionskosten und schafft Planungssicherheit.
2. Betrieb effizienter und robuster gestalten
Schnellere Reaktionszeiten: Automatisierte Prozesse sorgen für eine sofortige Erkennung und Verarbeitung von Abweichungen – ein wesentlicher Vorteil im dynamischen Tagesgeschäft.
Standardprozesse ohne manuelle Eingriffe: Wiederkehrende Aufgaben, wie die Behandlung von Anomalien oder die Steuerung bei Engpässen laufen automatisiert ab und entlasten Betriebsteams nachhaltig.
Skalierbarkeit für wachsende Datenmengen: Die Plattform ist auf hohe Datenvolumen ausgelegt und bleibt auch bei weiterem Smart-Meter-Rollout oder neuen Steuerobjekten leistungsfähig und stabil, ohne Anpassungen am Grundsystem.
3. Regulatorische Anforderungen sicher erfüllen und integrieren
Handlungsfähigkeit unter § 14a EnWG und § 9 EEG: Die IGP unterstützt Netzbetreiber dabei, steuernd einzugreifen, Maßnahmen nachvollziehbar zu dokumentieren und Prozesse revisionssicher umzusetzen.
Nahtlose Prozessintegration: Plattformdenken statt Silos ist die Devise für das Niederspannungsleitsystem: Planung, Betrieb und Steuerung greifen auf einer integrierten Plattform ineinander. Das ermöglicht durchgängige Datenflüsse, höhere Entscheidungsgeschwindigkeit und einen flexiblen Zugriff für unterschiedliche Nutzergruppen.
Fazit: Warum Netzbetreiber jetzt handeln sollten
Die Anforderungen an die Niederspannung wachsen, schnell und in alle Richtungen: Verschärfte regulatorische Vorgaben, volatile Einspeisung, steigende Komplexität im Netzbetrieb. Klassische Mittelspannungsleitsysteme stoßen dabei an ihre Grenzen, insbesondere in puncto Skalierbarkeit, Automatisierung und Prozessintegration.
Wer auch in Zukunft handlungsfähig bleiben will, muss heute die richtigen Weichen stellen: Für Systeme, die Transparenz schaffen, Abläufe automatisieren und regulatorische Anforderungen zuverlässig umsetzen.
Nur so gelingt es,
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den Netzbetrieb sicher und stabil zu steuern,
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Investitionen zielgerichtet und kosteneffizient zu planen
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und die Digitalisierung des Verteilnetzes nachhaltig voranzutreiben.
Mit der Intelligent Grid Platform (IGP) stellt envelio die technologische Grundlage bereit, für einen effizienten, zukunftssicheren und regulatorisch konformen Betrieb der Niederspannung.