Durch die steigende Anzahl von Photovoltaik- und Windkraftanlagen geht der Trend zu einer dezentralen Energieerzeugung, die intelligent gesteuert werden muss. Um diesen Herausforderungen zu begegnen sind die Betreiber der elektrischen Verteilnetze auf eine Digitalisierung ihrer Infrastruktur analog zur Industrie 4.0 angewiesen. Ziel dieses Transferpiloten ist es, passende Anwendungsmuster aus dem Bereich Industrie 4.0 auf den Kontext eines Netzbetreibers abzubilden und auf dieser Basis eine Roadmap für einen Transformationsprozesses vom Verteilnetzbetreiber zum Netzsystemmanager zu erstellen. Abschließend wird ein Anwendungsfall beispielhaft als Demonstrator realisiert.

Jahrzehntelang war der Energiesektor (und der Netzbetrieb im Besonderen) ein planbarer Geschäftszweig, bei dem es weniger um aktuelle Innovationen als um solide Verlässlichkeit in Form von großangelegtem Ausbau ging. Die elektrische Energie wurde in zentralen Großkraftwerken erzeugt und über Transportnetze und Verteilnetze hin zu den Endverbrauchern geliefert. Oft wurde diese komplette Linie von nur einem einzigen Unternehmen für eine bestimmte Region abgedeckt, welches somit eine Monopolstellung innehatte. Durch zahlreiche Schritte der Liberalisierung des Energiesektors ist dieses Geschäftsmodell heute jedoch nicht mehr möglich.

Zudem finden sich auf den meisten Neubauten Photovoltaikanlagen auf den Dächern und vor den Toren der Städte stehen Windkraftanlagen. Der Trend geht zu einer dezentralen Energieerzeugung. Somit sind einzelne Wohngebiete nicht mehr gut vorhersagbare Verbraucher, sondern speisen unregelmäßig Leistung in das Energienetz ein.

Diese neue Situation trifft jedoch auf die im Niederspannungsnetz noch häufig vorhandenen analogen Messsysteme. Daraus hat sich ein gewisser Digitalisierungsdruck gebildet, den die Branche schon seit einigen Jahren erlebt. Somit wird analog zu dem Schlagwort Industrie 4.0 im Energiesektor bereits von dem Energienetz 4.0 gesprochen. Dabei können prinzipiell die gleichen Technologien verwendet werden, welche entsprechend auf die Anforderungen der Netzbetreiber adaptiert werden müssen.

Ziel dieses Projektes ist es, eine für WWN spezifische Technologie-Roadmap für den notwendigen Transformationsprozess zu erarbeiten, welche den Weg hin zu einem digitalen Verteilnetzbetreiber aufzeigt.

Dazu gehört nicht nur für das Verteilnetz geeignete Sensorik, sondern auch dazu passende Konzepte, wie mit den zu erwartenden Datenmengen umzugehen ist. Der perspektivische Zielzustand ist dabei das Echtzeitsystem, bei dem die Daten direkt ausgewertet werden und unverzüglich in netzdienliche Steuersignale übersetzt werden können. Das Projekt verschafft dem Unternehmen einen Überblick über die derzeitigen technologischen Möglichkeiten und gleicht diese in enger Abstimmung mit den spezifischen Anforderungen eines Verteilnetzbetreibers ab. Die auf dieser Basis entstehende Roadmap ist somit ein wesentlicher Teil auf dem Weg zur vollständigen Digitalisierung des Verteilnetzes und ermöglicht so auch eine langfristige Verankerung der Projektergebnisse im Unternehmen. 

Dabei sollen schwerpunktmäßig Möglichkeiten zum Einsatz von Edge Computing Systemen zur lokalen und dezentralen Regelung von Erzeugung und Verbrauch und die entsprechende Vernetzung dezentraler Systeme unter der besonderen Beachtung von Security- und Nachhaltigkeitsaspekten betrachtet werden.