Ulm/Neu-UlmMit Smart Grids planen

Die Smart Grids Forschungsgruppe der Hochschule Ulm betreibt mit der Netzgesellschaft der Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm zwei Testgebiete mit insgesamt 85 Photovoltaikanlagen.
(Bildquelle: Rainer Sturm/pixelio.de)
Durch die Energiewende hat sich das Anforderungsprofil an die Netzplanung und den Netzbetrieb sowie die Messtechnik geändert. Die für die Energieverteilung geplanten Netze müssen zunehmend die Einspeisung dezentraler Energiesysteme in der Mittel- und Niederspannungsebene sicherstellen. Jährliche Zählerablesungen in Haushalten und Gewerbebetrieben und Schleppzeigermessungen in Trafostationen reichen dazu als Planungsgrundlage nicht mehr aus. Für die Einhaltung der Spannungsbänder an den Netzanschlusspunkten und die Überprüfung der Auslegung der Betriebsmittel sind mehr Informationen und neue Methoden in Planung und Betrieb notwendig.
Die Smart Grids Forschungsgruppe der Hochschule Ulm betreibt gemeinsam mit der Netzgesellschaft der Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm zwei Testgebiete – Vorstadt-und Dorfnetz – zur Erprobung neuer Ansätze. Das Testgebiet im Ulmer Stadtteil Einsingen besitzt 133 Hausanschlusspunkte und einen 630 kVA-Transformator (Kilovoltampere). Es sind 22 Photovoltaikanlagen mit einer Gesamtleistung von 233 kWp (Kilowatt Peak) installiert. Das Testgebiet im ländlich geprägten Hittistetten besitzt 110 Hausanschlüsse, welche über zwei Transformatoren versorgt werden. Hier liegt die installierte Leistung der 63 PV-Anlagen bei 1067 kWp. Der Energiebedarf der Verbraucher in den beiden Testgebieten liegt bei circa einer Gigawattstunde (GWh).
Intelligent messen
In beiden Testgebieten finden im Sekundentakt Lastgangmessungen an allen Transformatorabgängen statt. Die Solarstromanlagen wurden mit RLM-Zählern (Registrierende Leistungsmessung) ausgestattet, welche Lastflüsse und Netzspannungen in Minutenauflösung erfassen. Für die Messung der Lasten werden Smart-Meter-Lösungen erprobt. Jedes Testgebiet ist mit einer Wetterstation ausgerüstet. Auf der Basis von Solar-Dach-Potenzialanalysen werden im Netzberechnungsprogramm PowerFactory verschiedene Ausbauszenarien untersucht.
Die Ergebnisse: Die Trafomessungen zeigen eine fast tägliche Umkehr des Lastflusses aufgrund der Einspeisung der Solarstromanlagen. Auch bei nur 25 Prozent jährlicher Einspeisung im Verhältnis zum Jahresenergiebedarf der Lasten treten in jedem Monat Rückspeisungen in das Mittelspannungsnetz auf. Die gemessene Solareinstrahlung bei blauweißem Himmel übersteigt die erwartete maximale Solareinstrahlung bei wolkenlosem Himmel deutlich. Diese Strahlungsüberhöhung aufgrund der Reflexion an Wolken führt zu Einspeiseleistungen, die über der Nennleistung der Anlagen liegen. Die Leistung der Rückspeisung in Hittistetten ist heute etwa viermal so hoch wie die Last. Die Auswertung der Spannungsmessungen an der Transformator-Sammelschiene zeigt deutliche Einflüsse durch die Solareinspeisung. Eine Änderung des Schaltzustands in der Mittelspannung führte bereits zu Grenzwertverletzungen des Spannungsbandes.
Für die Analyse der möglichen zukünftigen Entwicklungen wurden mit den Netzmodellen der Testgebiete die Auswirkungen der schrittweisen Nutzung aller freien Solar-Dachflächen berechnet. Neben dem klassischen Netzausbau, der im Wesentlichen den Austausch von Transformatoren und die Verlegung zusätzlicher Kabel und Leitungen umfasst, wurden auch Alternativen wie regelbare Ortsnetztransformatoren, Niederspannungsregelsysteme, die Blindleistungsregelung oder ein Einspeise-Management untersucht.
Die Netzberechnungen machen auch den großen Einfluss der Effizienz der zukünftigen Solarmodule auf die Belastung der Betriebsmittel deutlich. Der Modulwirkungsgrad heute üblicher Solarmodule mit der Nutzung aller Solar-Dachflächen ergibt eine Belastung des Ortsnetztransformators von 140 bis 170 Prozent. Dagegen führt die Verwendung hocheffizienter Sunpower-Module zu einer Belastung von 225 Prozent.
IT-Kosten verringern
Auf Basis der Solar-Dach-Potenzialanalysen lassen sich auch Aussagen über die zukünftige Netzbelastung für das gesamte Netzgebiet ableiten. Dazu wurden alle PV-Anlagen von geeigneten Dachflächen dem nächstgelegenen Transformator zugeordnet und im ersten Schritt die Nennleistung der Anlagen mit der Nennleistung der Transformatoren verglichen. Der Vollausbau führt zu einer Überlastung von 50 Prozent der öffentlichen Transformatoren.
Die Analysen der Messergebnisse in den Testgebieten und die Netzberechnungen zu den Auswirkungen des weiteren Ausbaus der Solarstromanlagen machen deutlich, dass Verteilnetzbetreiber mehr Informationen aus den Mittel- und Niederspannungsnetzen benötigen. Die Nutzung von intelligenten Messystemen durch den Smart Meter Roll-out insbesondere für die Solarstromanlagen kann hier zu einer Lösung führen.
Gleichzeitig konnte gezeigt werden, dass in Zukunft detaillierte Netzberechnungen als Grundlage für die strategische Netzplanung und die damit verbundenen Investitionsentscheidungen notwendig sind. Damit lassen sich im Netzbetrieb auch Verletzungen des Spannungsbands bei einem Wechsel des Schaltzustands vorausschauend erkennen. Bei der Umsetzung dieser Maßnahmen hat sich gezeigt, dass es eine zusätzliche Herausforderung darstellt, die Daten aus den verschiedenen IT-Systemen zusammenzuführen. Dafür ist eine Standardisierung von Schnittstellen notwendig. Die Einführung eines Informationsmodells, zum Beispiel auf Basis von CIM (Common Information Modell), kann zu einer deutlichen Reduzierung der IT-Kosten führen und gleichzeitig die Abhängigkeit von einzelnen Software-Lieferanten verringern.
Dieser Beitrag ist in der November/Dezember-Ausgabe von stadt+werk erschienen. Hier können Sie ein Exemplar bestellen oder die Zeitschrift abonnieren.
Westnetz: Reaktion auf Kritik am Smart-Meter-Roll-out
[23.09.2026] Westnetz reagiert auf die Kritik der Smart-Meter-Initiative an Problemen beim Smart-Meter-Roll-out. Der Netzbetreiber räumt Einschränkungen bei der Marktkommunikation ein und will offene Vorgänge mit zusätzlichen Ressourcen und spezialisierten Teams schneller abbauen. mehr...
Smight: Kritische Netzsituationen erkennen
[15.09.2026] Der Anbieter Smight hat mit SMIGHT NeMS ein neues Netzmanagementsystem für die Niederspannung vorgestellt. Die Plattform soll Messdaten, Steuerung und Prognosen zusammenführen und Verteilnetzbetreiber bei der Umsetzung regulatorischer Vorgaben unterstützen. mehr...
Regensburg: Netzbetreiber modernisiert Schaltanlage
[11.09.2026] Regensburg Netz hat eine Mittelspannungsschaltanlage im Norden der Stadt umfassend modernisiert. Die neue Anlage kommt ohne das Isoliergas Schwefelhexafluorid aus und soll die Betriebssicherheit erhöhen. Zum Einsatz kommt Clean-Air-Technologie von Schneider Electric. mehr...
Konstanz: Erneuerung von Hochspannungsleitung
[08.09.2026] Die Stadtwerke Konstanz haben eine grenzüberschreitende 110-Kilovolt-Leitung aus der Schweiz erneuert. Das Projekt ist Teil eines umfassenden Netzausbaus, mit dem sich der Versorger auf einen bis zu dreimal höheren Leistungsbedarf vorbereitet. In den kommenden Jahren sollen dafür mehr als 150 Millionen Euro investiert werden. mehr...
Netzplanung: Strom, Gas und Wasserstoff rücken enger zusammen
[08.09.2026] Die Bundesnetzagentur hat die Entwürfe für die neuen Szenariorahmen Strom sowie Gas und Wasserstoff zur Konsultation gestellt. Sie zeigen mögliche Entwicklungen von Energieerzeugung und -verbrauch bis 2040 und 2045 und bilden damit die Grundlage für die weitere Netzplanung. mehr...
Mitnetz Strom: Pilotprojekt zur Auswertung historischer Netzdaten
[04.09.2026] Künstliche Intelligenz soll bei mehreren Verteilnetzbetreibern historische Netzdaten zu Niederspannungskabeln besser nutzbar machen. Das Pilotprojekt Cable Age prüft, wie sich daraus belastbare Informationen für Datenmanagement, Netzplanung und Asset Management gewinnen lassen. mehr...
Umfrage: Probleme beim Roll-out von Smart Metern
[31.08.2026] Eine Befragung des Verbraucherzentrale Bundesverbands zeigt weiter Schwierigkeiten beim Ausbau intelligenter Messsysteme. 91 Prozent der befragten Messstellenbetreiber berichten von Problemen. mehr...
Smart Grid: Kostengünstigster Weg zum Netzzustand
[31.08.2026] Eine Studie von Smight und der Horizonte-Group zeigt: Der Einsatz von Stationsmesstechnik ist in den meisten Fällen der wirtschaftlichste Weg zur Netzzustandsermittlung. Die Kostenunterschiede zu anderen Ansätzen sind dabei teilweise erheblich. mehr...
Bremerhaven: Forschungsprojekt zur Belastbarkeit von Stromkabeln
[25.08.2026] Ein Forschungsprojekt in Bremerhaven entwickelt ein Monitoring-System, das die thermische Belastung erdverlegter Hochspannungskabel bei zunehmender Bodenaustrocknung überwachen soll. Besonders für die Anbindung von Offshore-Windparks könnte die Technik helfen, klimabedingte Risiken für kritische Netzinfrastruktur frühzeitig zu erkennen. mehr...
Regulatorik: Hochspannung im System
[20.08.2026] Energieversorger müssen sich in den kommenden Jahren auf zahlreiche regulatorische Neuerungen einstellen. MaBiS-Hub, Lieferantenwechsel Gas in 24 Stunden, AgNeS, HEDWIG und MiSpeL bringen insbesondere für die IT-Infrastrukturen Herausforderungen mit sich. mehr...
Schleswig-Holstein: Suedlink-Tunnel fertiggestellt
[20.08.2026] Unter der Elbe ist der Tunnel für die Stromtrasse Suedlink fertig vorgetrieben. Das Bauwerk ElbX bringt den Netzausbau zwischen Schleswig-Holstein und Niedersachsen einen entscheidenden Schritt voran und soll ab 2028 Windstrom in den Süden transportieren. mehr...
CLS-Management: Thüga SmartService startet Roll-out
[18.08.2026] Thüga SmartService hat bei fünf Messstellenbetreibern das CLS-Management in den produktiven Betrieb überführt. Bis Ende August sollen fünf weitere Kunden folgen. Für das Gesamtjahr sind 40 Produktivsetzungen geplant. mehr...
Bundesnetzagentur: Rückläufige Zahlen bei Netzengpassmanagement
[13.08.2026] Das Netzengpassmanagement ist im ersten Quartal 2026 deutlich zurückgegangen. Die Bundesnetzagentur verzeichnete weniger Maßnahmen und Kosten, zugleich verschieben sich die Engpässe zunehmend in die Verteilernetze. mehr...
Mitnetz Strom: Drohnen überwachen das Stromnetz
[10.08.2026] Mitnetz Strom setzt Drohnen flächendeckend für die Inspektion und Überwachung seines Stromnetzes ein. Die Technik soll den Netzbetrieb sicherer und effizienter machen und liefert zugleich Daten für KI-gestützte Zustandsanalysen. mehr...
evu+: Online-Karte bietet Überblick über Stromverteilnetze
[06.08.2026] Eine neue Online-Karte zeigt die Stromnetzbetreiber in Deutschland und ihre angeschlossenen Erzeugungsanlagen sowie Batteriespeicher. Die Übersicht soll die Rolle der Verteilnetzbetreiber für Energiewende und Versorgungssicherheit anhand öffentlicher Daten sichtbar machen. mehr...











