Netzberechnung im GIS

Mit GISMobil NECAL können Energieversorger und Netzbetreiber die Netzberechnungen der Nieder-und Mittelspannungsnetze direkt im GIS ausführen sowie Probleme und Veränderungen im Netz simulieren und grafisch darstellen.

Mit CIRCUIT erhält der Nutzer Einblick in die Trafostation und kann dort verschiedene Schaltzustände simulieren. Foto: pixabay (WerbeFabrik)

Mit CIRCUIT erhält der Nutzer Einblick in die Trafostation und kann dort verschiedene Schaltzustände simulieren. Foto: pixabay (WerbeFabrik)

Die SPIE InfoGraph GISMobil GmbH bietet speziell für Stadtwerke und Stromnetzbetreiber die GIS-basierte modulare Netzberechnungslösung GISMobil NECAL an, mit der das gesamte Nieder- und Mittelspannungsnetz berechnet und Veränderungen simuliert werden können. Anstatt Netzberechnungen als Auftrag an externe Ingenieurbüros zu vergeben, können Stadtwerke oder Netzbetreiber mit dieser Lösung die Netzinformationen, Kennzahlen und Schaltzustände direkt in das GIS einpflegen, in dem die einzelnen Netzabschnitte kartografisch dargestellt sind. Auf Grundlage dieser Kennzahlen berechnet NECAL den aktuellen Lastfluss und schreibt die Berechnungsergebnisse direkt an die betroffenen Objekte. „Will zum Beispiel ein Anwohner eine PV-Anlage auf seinem Dach installieren, kann der zuständige Mitarbeiter des Stadtwerks das Haus im GIS aufrufen und die entsprechenden Werte eingeben. NECAL berechnet dann die Netzauslastung im Falle einer Installation“, erklärt Arno Brück, verantwortlich für Entwicklung und Vertrieb bei SPIE InfoGraph GISMobil. „Der Mitarbeiter kann also eine Simulation vornehmen und daraufhin entscheiden, ob das Netz noch genug Kapazitäten hat und eine zusätzliche Einspeisung möglich ist.“

Als Kombination aus GIS und Netzberechnung ist GISMobil NECAL laut Arno Brück einer der Vorreiter auf dem Markt. „Es gibt natürlich noch andere große Anbieter von Netzberechnungssoftware. Diese bieten zwar ähnliche Berechnungen an, allerdings werden dort die Ergebnisse als separate Datensätze und nicht grafisch aufbereitet im eigenen GISMobil Datenbestand angezeigt“, so der Ingenieur. Aktuell ist GISMobil laut SPIE InfoGraph bei rund 190 Kunden in Deutschland und Österreich, sowie als Projektlösung in Tschechien, der Slowakei, Polen, Kroatien und Ghana im Einsatz. „Insgesamt haben wir rund 9.500 Lizenzen für die Erfassung, Fortführung, Auskunft und WEB vergeben“, so Brück.

NECAL Produktfamilie

Die NECAL Produktfamilie setzt sich aus den beiden Basismodulen CIRCUIT und NECAL-E, sowie den Zusatzmodulen NECAL-P, NECAL-K und NECAL-M zur Berechnung von PV-Anlagen, Kurzschlüssen und der Mittelspannung zusammen. CIRCUIT ist das Simulationsmodul, mit dem Stromkreise, Innenverschaltungen, Netzschaltungen, Schaltprozesse und -zustände in Trafos und Kabelverteilern grafisch dargestellt werden. Es kann sowohl eigenständig als auch parallel zu den anderen NECAL Modulen verwendet werden. „Mit CIRCUIT kann der Nutzer interaktiv die entsprechenden Trafos schalten und sich direkt das Ergebnis dieser Simulation anzeigen lassen“, erklärt Brück. Temporäre und Regel-Schaltzustände können dabei abgespeichert werden, um die Verwaltung zu erleichtern.

NECAL-E basiert auf den Schaltungen in CIRCUIT und ermöglicht die Lastflussberechnung der Niederspannungsnetze. NECAL-P ist das Modul für die Erfassung von Photovoltaikanlagen. Es berechnet die möglichen Auswirkungen der Anlage auf das Stromnetz. Ein Mitarbeiter des Stadtwerks kann mit NECAL-P prüfen, ob die Kapazität der entsprechenden Betriebsmittel ausreichend ist, um eine PV-Anlage anzuschließen. Das Modul erfasst außerdem die unterschiedliche Einspeiseleistung in den drei Phasen und stellt die Einspeisung als farbiges Symbol in der Gebäudefläche dar. NECAL-K ist das Modul zur Kurzschlussberechnung für Niederspannungsnetze für ein- und mehrpolige Kurzschlüsse sowie größte und kleinste Kurzschlussströme. Mit NECAL-M kann der Netzbetreiber die Lastflussberechnung für Mittelspannungsnetze vornehmen. Dabei lassen sich auch untergelagerte Niederspannungsnetze ad hoc berechnen oder für weitere Rechenläufe speichern.

Netzberechnung mit NECAL und CIRCUIT

Detaildarstellung: Visualisierung der Schaltkreise & Schalterstellung. Foto: SPIE InfoGraph GISMobil GmbH

Detaildarstellung: Visualisierung der Schaltkreise & Schalterstellung. Foto: SPIE InfoGraph GISMobil GmbH

CIRCUIT und NECAL werden beispielsweise beim Wartungsmanagement von Trafos eingesetzt. „Soll ein Trafo gewartet werden, muss er eventuell vorübergehend vom Netz genommen werden“, erklärt Brück. „Mit NECAL lassen sich die Auswirkungen auf den entsprechenden Netzbereich berechnen. Zudem kann der Nutzer mit CIRCUIT simulieren, von welchen anderen Trafos die Häuser dann vorübergehend versorgt werden können, ohne dass es zu Störungen kommt.“ Die Netzberechnung mit NECAL geht sehr schnell. Im Falle eines typischen Niederspannungs- Netzgebietes liegt die Berechnung im Sekundenbereich. „Um eine Netzberechnung durchzuführen, muss der Nutzer lediglich die gewünschte Leitung im GIS auswählen. NECAL ermittelt dann automatisch den Netzbereich und visualisiert die Ergebnisse“, erklärt Brück. Zeigt der Nutzer mit der Maus auf das entsprechende Objekt, erscheint ein Tooltip mit Detailinformationen für Leitungsabschnitt, Verbraucher und Spannungsquelle. Die Auslastung der Leitungen und Trafos wird direkt an den betroffenen Objekten und Leitungen in Form eines Ampelschemas angezeigt. Wenig belastete Netzbereiche sind grün eingefärbt, grenzwertig belastete Netzbereiche beziehungsweise unterversorgte Hausanschlüsse (90% bis 100%) orange und überlastete Leitungen im Netzbereich sowie unterversorgte Hausanschlüsse rot. „So lässt sich eine mögliche Überlastung oder Unterversorgung von Leitung, Haushalt oder Trafo leicht verständlich und gut sichtbar darstellen“, so Brück weiter. „Da nicht jedes Stromnetz gleich ist, sind sowohl die Darstellung als auch die Grenzwerte parametrierbar, das heißt die einzelnen Parameter können individuell angepasst werden.“ Die Ergebnisse der Lastflussberechnungen können als zeitliche Momentaufnahme in Excel exportiert werden.

www.gismobil.com