Digitale Ameisen für bessere Stromnetze

Die digitalen Ameisen lernen, gute Verbindungen von schlechten zu unterscheiden. Für gut befundene Teillösungen werden verstärkt und fließen in den nächsten Optimierungszyklus mit ein – das Ergebnis verbessert sich kontinuierlich. „Unter tausenden Netzvarianten die möglichst beste herauszufiltern, ist eine typische Optimierungsaufgabe, wie wir sie im Automotive-Engineering an vielen Stellen lösen“, sagt Schollmeyer. Dieses Know-how hat IAV in die neue Software für die Energiewirtschaft gepackt.

IAV Optera stellt die errechneten Varianten grafisch dar. Der Netzplaner kann sie vergleichen, manuell verändern und so eine optimale Netzstruktur entwerfen. Beim Partner LEW Verteilnetz GmbH (LVN) in Augsburg waren bereits erste Tests im Regelbetrieb erfolgreich. Netzplaner Stephan Fettke: „Die Software IAV Optera bietet durch die Automatisierung von Arbeitsschritten und die hohe Flexibilität bei der Parametrierung ein großes Potenzial für eine effiziente und realistische Zielnetzplanung auf Basis von topographischen Grundkarten. Unsere bisherige Erprobung der Software zeigt, dass sie ein sehr hilfreiches Werkzeug bei der Bewältigung unserer heutigen Planungsaufgaben ist.“

Ein Fall aus der Praxis: In einem ländlichen Verteilnetz mit regionalen Lastschwerpunkten und vielen Solaranlagen kommen bereits mehrere Leitungen an ihre Grenzen, zusätzlich prognostiziert der Betreiber einen Lastanstieg aufgrund von Elektrofahrzeugen. Ergo: Einige Netzbereiche werden in vielen Schaltzuständen überlastet sein. Der Betreiber will gegensteuern.

Für seine Zielnetzstudie verwendete der Planer neben der Bestandsanalyse verschiedene Optimierungsfunktionen von IAV Optera: Damit können beispielsweise Abzweigmuffen platziert oder Kabelquerschnitte vergrößert werden. Die Routenoptimierung verwandelt Netzentwürfe auf der Basis von Luftlinien in Trassenverläufe entlang von Straßen. Auf Grundlage von Geodaten werden Autobahnen, Flüsse, Bahntrassen und Naturschutzgebiete umgangen oder Querungen finanziell berücksichtigt.

Die naheliegende Lösung im Fall des ländlichen Verteilnetzes: auf 8,5 Kilometern die überlasteten Leitungen gegen neue Kabel austauschen und zusätzlich die Abgänge der Umspannwerke verstärken. IAV Optera schlägt eine Alternative vor: zwei neue Verbindungen im westlichen Netzgebiet und eine kurze Neubauleitung im Südosten. So kommt der Netzbetreiber dank IAV Optera mit nur 6,9 Kilometer neuer Leitungen aus – und spart 20 Prozent der Investitionskosten gegenüber der intuitiven Lösung.

„Die Software macht zwar alles automatisch, sie ersetzt aber niemals den Netzplaner. Im Gegenteil: Seine langjährige Expertise verbessert das gute Ergebnis von IAV Optera“, betont Schollmeyer. Der Planer definiert nicht nur die Eingangsparameter und wählt die Optimierungsfunktionen, über eine Editierfunktion lässt er auch sein Detailwissen zu den Netzeigenheiten in die Studie einfließen.

IAV Optera wird als Software-as-a-Service angeboten. Damit entfallen die Installation und die Integration in die IT-Landschaft beim Verteilnetzbetreiber. Planer bedienen die Software über ein Web-Frontend, das über eine verschlüsselte Verbindung mit dem Server kommuniziert. Dessen Standort in Deutschland sowie ein IT-Sicherheitskonzept garantieren Vertraulichkeit und Datensicherheit. IAV speichert die Netzdaten nur für die Dauer der Berechnung. Volle Kontrolle über die eigenen Daten und ein optimiertes Verteilnetz – IAV Optera schafft beides.

Der Artikel erschien in der automotion 01/2021, dem Automotive Engineering-Fachmagazin von IAV. Hier können Sie die automotion kostenfrei bestellen.