Kundapplikation 28 februari 2024
Distributionsnätverk i realtid

SWO Netz GmbH, ett införlivande av Osnabrück kommunala nytta, förbereder sig för eldistribution i framtiden genom att etablera ett molnprojekt. Företaget, som är baserat i Niedersachsen, använder WAGO-teknik för att hantera och analysera deras data.
Verktyg måste för närvarande förbereda sig för verkligheten som kommer att finnas 20 eller 30 år i framtiden - en uppgift som SWO Netz GmbH också står inför. Handvridning hjälper inte. SWO Netz, ett helägt dotterbolag till Osnabrücks kommunala allmännyttiga infrastrukturleverantör, har inlett en resa in i framtiden för kraftdistribution - som börjar med ett smart nät, till vilket de lagt till ett molnsystem, för att använda mätdata på flera sätt. "För första gången kan vi observera status för nätverket i realtid och analysera det i detalj", säger projektledaren Christian Drecksträter.

Produktöversikt

Hålla kostnaderna för nätverksutbyggnad i schack

Mätdata kommer alla från ett litet smart nät, som ligger i Wüste-distriktet i Osnabrück. SWO Netz drev här ett intelligent nätverk som ett pilotprojekt från 2013 till 2016. "Vi ville använda modern teknik för att utforska hur vi kan hantera tillägg av decentraliserade energiproducenter, som PV-arrayer, och ytterligare konsumenter, som eVehicles, i nätverket. Samtidigt ville vi hålla nätutbyggnadskostnaderna i schack, förklarar Drecksträter. Projektet omfattade 60 byggnader med 125 lägenheter. En egenhet är att sju PV-system producerar el i detta lilla område. Drecksträter förklarar, "Ett avgörande kriterium för urvalet var att lastprofilen kunde överföras till cirka 90 % av Osnabrücks försörjningsområde." Med bara några få avvikelser matchar lastprofilen i området det tyska genomsnittet. Elförbrukningen ökar snabbt på morgonen, nivåerna avtar till en måttlig nivå under dagen, stiger till en annan topp på kvällen och sjunker sedan av över natten.

Uppgifterna om konsumenter och producenter samt andra relevanta värden, som aktiv och reaktiv effekt i projektområdet, samlas in på en lokal nätverksstation och fem kabeldistributionsskåp som var utrustade för intelligens med WAGO-komponenter. Dessutom tillät en invånare som gick med på att delta att hans PV-matris utrustades med mätinstrument. Kärnan i automatiseringen är en 750-seriens Ethernet I/O-controller (750-880), kombinerat med 3-fas strömmätningsmoduler (750-494) och 855-seriens strömtransformatorer. Sammanlagt detekterar komponenterna mer än 215 uppmätta värden.

Enorma kunskapsvinster

Strax före slutet av projektet för smarta nät, hösten 2016, lades ett förslag från Minden om att utvärdera mer än bara en bråkdel av uppgifterna. Istället kan all data användas på ett riktat sätt via en molnapplikation. "Potentialen för att spåra lastdata och andra variabler praktiskt taget i realtid och för att analysera det på djupet var verkligen lockande", säger Ulrich Clausmeyer, Grid Control Manager på SWO Netz. Osnabrück-verktyget implementerade molnanslutningen med hjälp av WAGOs e!COCKPIT ingenjörsprogramvara. De förlitar sig på PFC200 Controller (750-8207/025/001) med ett integrerat VPN-modem som sin styrenhet. Programvaran återspeglar alla fysiskt närvarande komponenter i det smarta nätet en-till-en. Dessa inkluderar WAGO-komponenterna som är installerade i den lokala nätverksstationen och i distributionsskåpen, vilka är representerade i användargränssnittet. Om du klickar med musen på en enskild komponent öppnas listor med aktuella mätvärden som sedan kan konverteras till diagram. Förutom mätvärdena från de intelligenta nätverkskomponenterna får verktyget också detaljerad information från ett av PV-systemen. "Vi kan därmed koppla specifika utgångsvärden till väderdata", förklarar Drecksträter.

IMG_5528.jpg

Visualisera nätverkstillstånd med WAGO

Molnsystemet ger mer än bara en realtidsvy av nätverksstatusen - det möjliggör också nya typer av analys. Resultaten från dataanalysen bekräftade ibland förväntningarna, men det fanns också en del överraskningar. "Vi har aldrig haft ett kritiskt tillstånd någonsin", säger Drecksträter. Det fanns dock ovanliga belastningsfördelningar som endast blev tydliga med visualiseringen som tillhandahålls av WAGO-verktyget. "Vi hade faktiskt den situationen att solcellssystemen inte bara försörjde konsumenter i projektområdet under hög produktion, utan också hus i ett intilliggande nätverksområde som ligger bakom den smarta lokala nätverksstationen. Under samma period användes ingen nätström av dessa konsumenter, de försörjdes helt av solcellssystemen, förklarar Christian Drecksträter. I ett annat fall överförde WAGOs 3-fas strömmätningsmodul några överraskande nyheter. "Medan solcellssystemen levererade el över två faser in i nätverket, drog de ström ner över den tredje fasen", rapporterar Ulrich Clausmeyer. Medan nätverkscentralchefen hade känt i benen att detta kunde vara fallet, var detta det första faktiska beviset på faktum.

FRIKOPPLADE SYSTEM

Mätvärdena är också användbara för det dagliga arbetet i nätverkets kontrollcenter; dock är inte alla nödvändiga. "Det lilla projektområdet gav en hanterbar mängd data, vilket var optimalt för analys. Men vi vill inte använda varje enskilt mätvärde i vårt styrsystem, helt enkelt för att de inte är nödvändiga för nätstyrning, säger Ulrich Clausmeyer. Totalt 215 mätvärden från det smarta nätet filtreras i molnet och aggregeras till 41 värden. Vissa gränsvärden definieras och systemet signalerar när de överskrids. I tekniska termer körs molnsystemet parallellt med styrsystemet. Åtkomstsäkerhet är anledningen till detta. "Eftersom det här är två helt oberoende system förhindras hackare från att tränga in i styrsystemet från molnet", förklarar Clausmeyer. Molnsystemet är inte heller lätt för datatjuvar att spricka. Skydd är genom Security by Design - cybersäkerhet i form av en lagerbaserad säkerhetsarkitektur som från början integreras i Linux®-baserade styrenheter från WAGO. Kommunikationen är säker med det beprövade MQTT-protokollet över en krypterad VPN-anslutning.

Flexibilitet för framtida utveckling

Efter sina första erfarenheter med smarta nät och molnsystem planerade dotterbolaget Osnabrück ett nytt projekt i ett större område. Enligt Christian Drecksträter "är det viktigt att vi tänker igenom den aktuella utvecklingen och de steg som följer, och sedan använder teknik som gör att vi kan förbli flexibla i nätverksplaneringen på lång sikt." I slutändan kan ingen i dag definitivt ange hur många decentraliserade kraftverksanläggningar eller e-fordon som kommer att behöva kopplas till nätet om 20 år. Därför behöver Osnabrück ett nätverk som inte bara är pålitligt och redo för framtiden, utan också kan anpassa sig flexibelt till utvecklingen.

Bakgrund: SWO Netz GmbH

SWO Netz, ett helägt dotterbolag till Osnabrücks kommunala allmännyttiga företag, ansvarar för utformning, byggande och drift av kommunens infrastrukturnät. Verksamhetsområdena inkluderar el, gas, vatten, avloppsvatten, telekommunikation och gatubelysning. Som en av de första nätoperatörerna i Tyskland certifierades SWO Netz av TÜV Rheinland enligt IT-säkerhetskatalogen.

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

Produktöversikt

Controller ETHERNET; 3:e generationen; Uttag för SD-kort

Artikel nr.: 750-880

Controller ETHERNET ; 3:e generationen ; Uttag för SD-kort

3-fas effektmätning; 480 VAC, 5 A

Artikel nr.: 750-494/000-001

3-fas effektmätning ; 480 VAC, 5 A

PFC200-controller; 2 x ETHERNET, RS-232/-485, mobil radiomodul; Fjärrstyrningsteknologi; Ext. temperatur

Artikel nr.: 750-8207/025-001

PFC200-controller ; 2 x ETHERNET, RS-232/-485, mobil radiomodul ; ...

Tångströmtransformator; Primär märkström: 200 A; Sekundär märkström: 1 A; Märkström: 0,2 VA; Noggrannhetsklass: 1; Kabellängd: 3 m

Artikel nr.: 855-4101/200-001

Tångströmtransformator ; Primär märkström: 200 A ; Sekundär märkström: 1 A ; ...

Enkel hantering av komplexa energiflöden

För Tobias Kurth från Energy Brainpool är digitaliseringen av energiomställningen nyckeln till en decentraliserad energimarknad. WAGOs lösningar möjliggör.

energy_windraeder_solarpanel_himmel_sonne_gegenlicht_fotolia_90524193_2000x1500.jpg

Energihandel med blockchains

Blockchains möjliggör direkta transaktioner mellan producenter och konsumenter. WAGO förklarar exakt hur det fungerar och vad det kan betyda för framtiden.

energy_blockchain_frau_telefon_gettyimages-522543583_2000x1500.jpg
Förnybar energigenerering

Förnybar energigenerering

Målet som måste uppnås är en pålitlig och säker energiförsörjning. Med produkter och lösningar från WAGO kan du framgångsrikt forma energiomställningen på en hållbar basis

energy_wechselrichter_solar_windkraft_gettyimages-522921291_2000x1500.jpg
Förnybar energigenerering
Energinät

Intelligenta energinät

Automatisering av energinät har många fördelar. En av dessa är möjligheten till fjärrunderhåll. WAGO erbjuder dig rätt lösningar för implementering.

energy_energienetze_strom_ausbau_gettyimages-595759396_2000x1500.jpg
Energinät
Energilagringssystem

Energilagringssystem

Energilagringssystem avlastar elnätet, vilket ökar flexibiliteten hos strömförsörjningen. WAGO-teknik möjliggör övervakning och kontroll av lagringssystem.

energy_bidirektionale_stromtankstelle_fehringer_nacht_violett_2000x1500.jpg
Energilagringssystem
Inmatningshantering

Inmatningshantering

Intelligent nätverkande och kontroll av förnybar energi är en stor utmaning för nätoperatörer. WAGO kan hjälpa dig med kompetens, produkter och lösningar.

energy_integration-dezentraler-einspeiser_einspeisemanagement_windenergie_gettyimages-700834979_2000x1500.jpg
Inmatningshantering