Projektanforderung: Transparenz in der Niederspannung
Stadtwerke stehen zunehmend vor der Herausforderung, die wachsende Komplexität und Dynamik im Niederspannungsnetz infolge der Energiewende aktiv zu managen. Durch den stetigen Ausbau dezentraler Erzeugungsanlagen, die zunehmende Verbreitung von Elektromobilität sowie den Einsatz von Wärmepumpen entstehen neue und stark schwankende Lastprofile. Diese Entwicklungen erfordern eine deutlich höhere Transparenz und eine präzise Erfassung relevanter Netzdaten, um den sicheren und effizienten Netzbetrieb auch künftig gewährleisten zu können.
Ziel des Projekts ist es, eine flächendeckende, kosteneffiziente und skalierbare Monitoring-Lösung im Niederspannungsnetz zu konzipieren und umzusetzen. Damit sollen aktuelle Netzbelastungen sichtbar gemacht, Engpässe frühzeitig erkannt und die Grundlage für eine vorausschauende Netzplanung geschaffen werden.
Anforderungen an das System
Die zu entwickelnde Monitoring-Lösung soll folgende Anforderungen erfüllen:
- Präzise und zuverlässige Messung relevanter elektrischer Größen (z. B. Spannung, Strom, Frequenz, Oberschwingungen)
- Einfache Nachrüstung in bestehenden Verteilerschränken
- Sichere und standardisierte Datenübertragung (z. B. Mobilfunk, LoRaWAN)
- Integration in bestehende Netzmanagement- oder IoT-Plattformen
- Bereitstellung von Schnittstellen für Analyse und Visualisierung
Aufbau und Funktionsweise des GRIDALYZER
Der GRIDALYZER der comtac AG ist ein modulares Power-Meter-System für Niederspannungsnetze, das speziell für den Einsatz in Trafostationen und Kabelverteilern konzipiert wurde. Es besteht aus einem Spannungssensor und bis zu 20 Stromsensoren, die über eine vertauschungssichere Daisy-Chain-Verkabelung miteinander verbunden werden. Diese modulare Architektur ermöglicht eine flexible Anpassung an unterschiedlichste Netzstrukturen und Messaufgaben.
Das System erfasst phasen- und abgangsaufgelöste Messwerte für Spannungen, Ströme, Leistungen, Phasenlagen und Oberschwingungen. Eine integrierte künstliche Intelligenz (KI) analysiert kontinuierlich die Netzqualität und erzeugt Spannungsqualitätsindikatoren, die eine sofortige Bewertung von Netzstörungen wie Spannungseinbrüchen, Flicker, Oberwellen oder Transienten ermöglichen.
Die Kommunikation und Spannungsversorgung erfolgt über ein gemeinsames Bus-Kabel mit Modbus RTU-Schnittstelle, über das alle Messdaten einfach ausgelesen werden können. Zusätzlich verfügt der GRIDALYZER über eine USB-Schnittstelle zur Diagnose und Anzeige aktueller Betriebszustände. Firmware und KI-Modelle sind updatefähig, wodurch das System stets auf dem neuesten Stand bleibt.
Dank IP67-Schutzklasse, korrosionsgeschütztem Gehäuse und Steckverbindern ist der GRIDALYZER auch bei widrigen Umgebungsbedingungen zuverlässig einsetzbar. Die Installation wird durch Status- und Diagnose-LEDs, Bajonett-Verschlüsse der Rogowski-Spulen und eindeutige Modul-IDs erleichtert – für einen schnellen, fehlerfreien Aufbau.
Mit diesen Eigenschaften ist der GRIDALYZER ein intelligentes, robustes und erweiterbares Messsystem, das Stadtwerken eine präzise Datengrundlage für Netztransparenz, Qualitätsbewertung und vorausschauende Netzplanung bietet.
Effekt und Nutzen des GRIDALYZER im Netzbetrieb
Der Einsatz des GRIDALYZER hat für Stadtwerke einen entscheidenden Beitrag zur digitalen Transformation des Niederspannungsnetzes geleistet. Durch die kontinuierliche Erfassung und Analyse von Strömen, Spannungen und Leistungsflüssen gewinnen Sie eine sehr detaillreiche Transparenz über den Zustand Ihres Netzes – in Echtzeit, ortsgenau und belastbar für operative und strategische Entscheidungen.
1. Lastmanagement in der Betriebsführung:
Mit dem GRIDALYZER können Ihre Netzmeister Netzengpässe live erkennen. Über die Echtzeitdaten lässt sich unmittelbar nachvollziehen, welche Abgänge oder Stränge überlastet sind. In einem konkreten Fall konnte durch einfaches Umschalten in der Station ein drohender Engpass sofort behoben werden – ohne Versorgungsunterbruch und ohne aufwendige Messkampagnen. Das System ermöglicht damit ein vorausschauendes und reaktionsschnelles Netzmanagement.
2. Unterstützung der Netzplanung:
Bei Anschlussanfragen liefert der GRIDALYZER sofortige Informationen über die aktuelle Netzsituation. Netzplaner können auf Basis der gemessenen Last- und Spannungswerte rasch beurteilen, ob ausreichende Kapazitäten für neue Verbraucher oder Einspeiser vorhanden sind. Das beschleunigt Genehmigungsprozesse und erhöht die Planungssicherheit – insbesondere in dynamisch wachsenden Netzgebieten.
3. Assetmanagement und Lebensdauerbewertung:
Durch die präzise Messung von Strömen und Lastverläufen lässt sich die tatsächliche thermische Belastung von Trafos und Kabeln eindeutig bestimmen. Diese Daten liefern eine fundierte Grundlage, um Restlebensdauer, Wartungsbedarf und Investitionsprioritäten objektiv zu bewerten. So wird klar ersichtlich, wo im Netz zuerst Ersatz- oder Verstärkungsinvestitionen erforderlich sind.
4. Netzvermarktung und strategische Planung:
Die erhobenen Daten schaffen zudem neue Marktpotenziale: In gut ausgelasteten oder gezielt ausbaufähigen Netzabschnitten können Wärmepumpen oder Ladeinfrastrukturen gezielt gefördert werden. Damit wird das Netz nicht nur stabiler und effizienter betrieben, sondern auch aktiv als wirtschaftlicher Standortfaktor genutzt.
Der GRIDALYZER liefert somit die Basis für ein datengetriebenes, zukunftsfähiges Netzmanagement, das Betriebsführung, Planung, Assetstrategie und Vermarktung intelligent miteinander verbindet.
Stefan Huber, Sales Engineer
Profitieren Sie von einem einzigartigen Portfolio und individuellen Lösungen für mehr Effektivität, Effizienz und Transparenz bei Ihren IoT-Anwendungen. Ihren Use Case bearbeiten wir bei Comtac in der Rolle eines Technologiepartners und eines Produktmanagers zusammen mit Ihren Experten.
