Reallabor: Netzservice Stadtwerke Karlsruhe und KIT simulieren Stromnetz der Zukunft
25. Jul 2024
Projektpartner erstellen Digitalen Zwilling von bestehendem Stromnetz. Projekt soll Netzstabilität langfristig sichern.
Die Stadtwerke Karlsruhe Netzservice GmbH (SWKN) und das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wollen das Karlsruher Stromnetz gemeinsam fit für die Zukunft machen: Die Projektpartner modellieren dazu das virtuelle Abbild eines bereits real bestehenden Teils des Karlsruher Stromnetzes. Der Digitale Zwilling soll ein Ortsnetz im Stadtteil Neureut detailgenau abbilden. Auch die Bürgerinnen und Bürger vor Ort können bei dem Projekt mithelfen.
Projektziel ist die digitale Nachbildung eines repräsentativen Niederspannungsnetzes. An dem digitalen Modell können anschließend verschiedene Auslastungs-Szenarien des Netzes getestet werden. Der Netzservice kann so die Auswirkungen dieser Szenarien auf die zukünftige Stabilität des Stromnetzes prüfen und Ausbaubedarfe erkennen. Die Erkenntnisse fließen in die Netzplanung des Netzbetreibers ein. Die Ansprüche an Stromnetze im Niederspannungsbereich steigen kontinuierlich - bedingt durch den zunehmenden Einsatz von Wallboxen, PV-Anlagen, Stromspeichern und anderen elektrischen Geräten. Für den Netzbetreiber ist es daher von großer Bedeutung, zu verstehen, wie das Netz auf Veränderungen reagiert und welche Ausbaubedarfe bestehen.
Für das Projekt haben KIT und Netzservice sich eine Ortsnetzstation im Stadtteil Neureut ausgesucht (An der Trift, An der Vogelhardt, An der Waldschule, Gildestraße, Mistelweg, Moldaustraße und Zehntwaldstraße). Das zu simulierende Netz umfasst rund 400 Anschlussnutzer von in etwa 180 Hausanschlüssen. Grund für die Auswahl ist die Repräsentativität des Niederspannungsnetzes vor Ort: Eine repräsentative Mischung zwischen PV-Anlagen-Besitzenden, Wärmepumpen-Betreibenden, privaten Haushalten und Gewerbe besteht.
Für die Modellierung werden unter anderem Geoinformationssystemdaten, aktuelle Messdaten oder Daten über verbaute Zähler verwendet. KI wird ebenfalls zum Einsatz kommen. Auch Bürgerinnen und Bürger im entsprechenden Ortsnetz können mithelfen: Durch einen gezielten Einbau von Test-SmartMetern bei Verbraucherinnen und Verbrauchern im Ortsnetz kann der Netzservice reale Netzzustandsdaten in das Modell integrieren und dieses verbessern – unter anderem Spannungen und Ströme. Bei den SmartMetern handelt es sich dabei um intelligente, digitale Stromzähler, deren Aufgabe es ist, den Energieverbrauch eines Haushalts oder eines Unternehmens in Echtzeit zu messen und die Spannungsqualität zu erfassen. Die Verbrauchsdaten werden ausschließlich anonymisiert erfasst und geben keine sensiblen Daten weiter. Mögliche Testhaushalte und Testunternehmen werden in den kommenden Wochen schriftlich durch den Netzservice angefragt werden. Die Teilnahme am Reallabor erfolgt ausschließlich auf freiwilliger Basis.
„Das Reallabor ist entscheidend, um die Herausforderungen der zukünftigen Energieversorgung zu meistern. Die Ansprüche der Verbrauchenden an das Stromnetz von morgen steigen kontinuierlich: Wallboxen, Wärmepumpen oder auch Stromspeicher werden die Stromnetze in Zukunft vor große Herausforderungen stellen. Nur durch detailgenaue Analyse des aktuellen Netzes und langfristige, vorausschauende Planung des Netzausbaus, können wir diesen neuen Anforderungen gerecht werden. Mit den aus dem Projekt gewonnenen Erkenntnissen werden wir in der Lage sein, gezielte Maßnahmen zu ergreifen, um weiterhin ein stabiles und effizientes Stromnetz zu gewährleisten“, so Stephan Bornhöft, Geschäftsführer der Stadtwerke Netzservice GmbH.
Auch Professor Thomas Leibfried, Leiter des Instituts für Elektroenergiesysteme und Hochspannungstechnik am KIT, hebt die Projektbedeutung hervor: „Wir freuen uns sehr, gemeinsam mit dem Netzservice an diesem für Karlsruhe wichtigen Projekt mitwirken zu können. Die Zusammenarbeit ermöglicht es uns, Technologien in dem Bereich der digitalen Modellierung zu erproben. Gemeinsam setzen wir mit dem Reallabor ein starkes Zeichen für die Zukunftsfähigkeit des Karlsruher Stromnetzes. Die Ergebnisse des Projektes werden maßgeblich dazu beitragen, die Netzstabilität in Karlsruhe zu sichern und die Energiewende vor Ort zu gestalten.“