Select language

Referentie
Distributienetwerk in realtime

Met een Cloud-project bereidt SWO Netz GmbH, een onderneming van Stadtwerke Osnabrück, zich voor op de stroomverdeling van de toekomst. Voor het beheer en de analyse van de gegevens maken de Nedersaksen gebruik van technologieën van WAGO.
Bereid u vandaag voor op wat er in 20 of 30 jaar werkelijkheid gaat worden - met deze taak ziet zich ook de SWO Netz GmbH geconfronteerd. Maar bang maken is overbodig. De volle dochteronderneming van de gemeentelijke infrastructuurdienstverlener Stadtwerke Osnabrück is onlangs begonnen met de toekomst van de stroomverdeling - eerst met een Smart Grid en vervolgens met een cloudsysteem dat de meetgegevens op verschillende manieren bruikbaar maakt. "Voor het eerst zijn we in staat om de toestand van het netwerk in realtime te zien en in detail te analyseren", zegt projectleider Christian Drecksträter.

De netuitbreidingskosten binnen de perken houden

De meetgegevens zijn afkomstig van een klein Smart Grid in Wüste, een stadswijk van Osnabrück. Van 2013 tot 2016 heeft SWO Netz GmbH hier als proefproject een intelligent netwerk opgezet. "We wilden met moderne technologieën nagaan, hoe we de uitbreiding van gedecentraliseerde energieproducenten zoals PV-systemen en bijkomende verbruikers zoals elektrische voertuigen in het net kunnen beheren, terwijl we de uitbreidingskosten van het net binnen redelijke grenzen houden", legt Drecksträter uit. Het projectgebied telt 60 gebouwen met 125 appartementen. Bijzonder is dat zeven fotovoltaïsche installaties op een kleine ruimte stroom produceren. "Medebepalend bij de keuze was dat het belastingsprofiel van het gebied overdraagbaar was op ongeveer 90 procent van het verzorgingsgebied van Osnabrück", legt Christian Drecksträter uit. Behoudens kleine afwijkingen is het belastingsprofiel in het gebied vergelijkbaar met het Duitse gemiddelde, d.w.z. dat het elektriciteitsverbruik 's morgens snel stijgt, overdag grotendeels stagneert op een middelmatig niveau en 's avonds weer een piek bereikt om daarna opnieuw te dalen.

De gegevens over het verbruik en het afgeleverde vermogen en andere relevante waarden zoals actief en reactief vermogen in het projectgebied zijn afkomstig van een lokaal netwerkstation en vijf kabelverdeelkasten, die met WAGO-componenten op intelligentie zijn afgestemd. Bovendien werd de fotovoltaïsche installatie van een buurtbewoner die ermee instemde om deel te nemen aan het project, uitgerust met een meetinrichting. De kern van de automatisering bestaat uit een Ethernet I/O-controller uit de 750-serie (750-880), en er zijn ook 3-fasige vermogensmeetmodules (750-494) en stroomtransformatoren uit de 855-serie in gebruik. In totaal registreren de componenten meer dan 215 meetwaarden.

Enorme schat aan informatie

Kort voor het einde van het Smart Grid-project, in het najaar van 2016, kwam Minden met het voorstel om niet slechts een deel van de gemeten gegevens te gebruiken. In plaats daarvan moesten alle gegevens doelgericht via een cloudapplicatie beschikbaar worden gemaakt. "Het vooruitzicht om belastingsgegevens en dergelijke nagenoeg in realtime te kunnen opvolgen en grondig te kunnen analyseren, was erg verleidelijk", aldus Ulrich Clausmeyer, hoofd netwerkmanagement bij SWO Netz GmbH. Het bedrijf uit Osnabrück implementeerde dit met de Cloud-Connectivity-tool van e!COCKPIT van WAGO. Als besturing maakt men gebruik van de 750-8207/025-001-controller met geïntegreerd VPN-modem. De software geeft de fysiek aanwezige componenten van het Smart Grid 1:1 weer, d.w.z. de WAGO-componenten die in het lokale netwerkstation en de verdeelkasten zijn geïnstalleerd. Ze worden weergegeven op de gebruikersinterface. Een muisklik op de afzonderlijke componenten opent lijsten met de actuele meetwaarden, die door de software ook in grafieken kan worden omgezet. Naast de meetwaarden van de intelligente netcomponenten ontvangt het bedrijf uit Osnabrück gedetailleerde informatie van één van de PV-installaties. "Wij kunnen hiermee de weersgegevens vergelijken met heel concrete prestatiewaarden", legt projectleider Drecksträter uit.

Netwerkcondities met WAGO visualiseren

Het cloudsysteem laat niet alleen een realtime inzage in de status van het netwerk toe, maar maakt ook volledig nieuwe analyses mogelijk. Daarbij zijn de resultaten van de data-analyse tot nu toe deels zoals verwacht, maar deels toch ook verrassend. "We hebben nooit kritieke situaties gehad", begint projectmanager Drecksträter. Toch vonden we ongewone belastingsverdelingen, die door visualisaties van de WAGO-tool aan de oppervlakte zijn gekomen. "We hebben effectief een situatie vastgesteld waarin de fotovoltaïsche installaties bij een hoge productie niet alleen aan verbruikers in het projectgebied leverden, maar ook aan woningen in aangrenzend netwerkgebied die achter het slimme lokale netwerkstation liggen. Ook door deze verbruikers werd in deze periode geen vermogen opgevraagd, ze werden volledig gevoed door de PV-installaties", vertelt Christian Drecksträter. In nog een ander geval leverden de 3-fasige vermogensmeetmodules van WAGO verrassende informatie op: "Terwijl via twee fasen stroom uit PV-installaties werd toegevoerd, werd via de derde fase vermogen afgenomen", meldt Ulrich Clausmeyer. Beide gevallen hadden de operatoren in de netwerkcontrolekamer door hun ervaring al kunnen vermoeden. Nu is dit door harde feiten gestaafd.

Ontkoppelde systemen

De meetwaarden zijn ook voor het dagelijkse werk in de netwerkcontrolekamer beschikbaar gemaakt, ook al zijn ze niet allemaal bruikbaar. "Het kleine projectgebied levert een beheersbare hoeveelheid gegevens op. Voor de analyse was dit optimaal. Toch wilden we niet elke meetwaarde in ons besturingssysteem opnemen, gewoon omdat we die niet nodig hebben voor het netwerkbeheer", zegt Ulrich Clausmeyer. De in totaal 215 meetwaarden van het Smart Grid worden in de cloud gefilterd en samengevoegd tot 41 waarden. Bepaalde grenswaarden zijn gedefinieerd en bij overschrijding hiervan stuurt het systeem een bericht uit. Technisch loopt het cloudsysteem parallel met het besturingssysteem. De reden hiervoor is de toegangsbeveiliging. "Omdat het twee volledig onafhankelijke systemen zijn, is het voor hackers onmogelijk om ons controlesysteem via het cloudsysteem binnen te dringen," aldus Clausmeyer. Ook het cloudsysteem zelf kan niet worden gekraakt door cybercriminelen. Daarvoor zorgt Security by Design: dit is cyber-security die vooraf in de vorm van een layer-gebaseerde veiligheidsarchitectuur geïntegreerd is in de op Linux® gebaseerde besturingen van WAGO. De communicatie via het beproefde protocol MQTT wordt via een gecodeerde VPN-verbinding beveiligd.

Flexibiliteit voor toekomstige ontwikkelingen

Na deze eerste ervaringen met Smart Grid-en Cloud-systemen is het netwerkfiliaal van Osnabrücker Stadtwerke van plan om binnenkort een project in een groter gebied te starten. "Het is belangrijk dat we blijven nadenken over de huidige ontwikkelingen en verdere stappen zetten, terwijl we technologieën gebruiken die ons toelaten flexibel te blijven in onze beoogde netwerkplanning op lange termijn", zegt Christian Drecksträter. Per slot van rekening kan niemand vandaag met zekerheid zeggen hoeveel decentrale elektriciteitscentrales of elektrische voertuigen er over 20 jaar in het net moeten worden geïntegreerd. Zo blijft het netwerk van de toekomst in Osnabrück niet alleen betrouwbaar en veilig, maar kan het ook flexibel aan de ontwikkelingen worden aangepast.

Achtergrond: SWO Netz GmbH

SWO Netz GmbH is een volle dochteronderneming van Stadtwerke Osnabrück AG en is verantwoordelijk voor de planning, de bouw en de exploitatie van infrastructuurnetwerken in het stadsgebied. De activiteiten van de onderneming omvatten elektriciteit, gas, water, riolering, telecommunicatie en straatverlichting. Als een van de eerste netwerkbeheerders in Duitsland werd SWO Netz GmbH door TÜV Rheinland gecertificeerd volgens de IT-beveiligingscatalogus.

Tekst: Daniel Wiese
Foto: SWO Netz GmbH, Jens Sundheim

Productoverzicht

Uw contactpersoon bij WAGO

Market Management Industry Process

Andere serviceaanbiedingen: