Cisco Best Practise: Das Stromnetz der Zukunft
Wallisellen – Best Practise zur Modernisierung der Steuerungstechnik für Stromnetz. Cisco und Amprion haben mehrere Testprojekte durchgeführt. Sie sollten zeigen, ob sich bewährte Lösungen für WANs (Wide Area Network – Weitverkehrsnetze) aus dem IT-Bereich auch für die Systemführung von Stromübertragungsnetzen eignen – denn IT spielt auch für Übertragungsnetze eine sehr wichtige Rolle.
Auch in der Schweiz spielt die Digitalisierung der Stromnetze eine zentrale Rolle. Zur Inspiration lohnt sich ein Blick nach Deutschland. Dort bilden Übertragungsnetzbetreiber wie Amprion das Rückgrat der Energieversorgung – in der Schweiz übernimmt das Swissgrid.
Nur Höchstspannungsnetze können grosse Mengen Strom mit geringen Verlusten über weite Strecken transportieren. Im Rahmen der Energiewende verschiebt sich die Stromerzeugung von wenigen Grosskraftwerken hin zu vielen dynamischen und kleinen Anlagen. «Wir gehen davon aus, dass zukünftig immer mehr Daten schnell übertragen werden müssen», sagt Georg van de Braak, Leiter Hosting & Anwendungen bei Amprion. «Damit die zum Stromtransport so wichtige Netzinfrastruktur auch in Zukunft stabil funktioniert, testen wir in Partnerschaft mit Cisco den Einsatz moderner RON-Technologien. Das ist eine bedeutende technische Entwicklung für eine zuverlässige und flexible Stromversorgung.»
Auch neue Anwendungen aus dem Bereich der Virtual Reality, der Einsatz künstlicher Intelligenz sowie die Aufrechterhaltung der Cybersicherheit erfordern einen immer schnelleren Austausch wachsender Datenmengen. Zur Steuerung und Optimierung der Systemsteuerung kommt heute auch IT-Analyse und Automatisierung zum Einsatz: Aus Wetter-, Produktions- und Verbrauchsdaten wird die Auslastung der Stromnetze prognostiziert. Auf dieser Basis werden die Energieflüsse dynamisch vom IT-Netzwerk gesteuert.
Bislang erfolgt die Datenübertragung für Operational Technology (OT) und IT-Netze von Amprion über Glasfasern mit einer Regelgeschwindigkeit von 10 Gbit/s, in wenigen Teilbereichen auch 100 Gbit/s. Um den zu erwartenden Anforderungen an neue Protokolle und Lösungen in der Steuerungs- und Regelungstechnik zu entsprechen, wird eine Weiterentwicklung der bisher eingesetzten Technologie auf Basis von MPLS-TP (Multiprotocol Label Switching – Transport Profile) oder SDH (Synchrone Digitale Hierarchie) evaluiert. Diese bisherigen Techniken zur Datenübertragung werden in Zukunft voraussichtlich jedoch nicht mehr ausreichen.
Amprion testet neue Technologien für schnellere Datenübertragung
Moderne Routed-Optical-Network-Technologien (RON) ermöglichen eine erheblich schnellere und einfachere Datenübermittlung – rund 40-mal mehr Datenvolumen kann auf der Glasfaserleitung transportiert werden. Gemeinsam mit Cisco prüft Amprion darum den Einsatz von RON auf seiner Bestandsinfrastruktur. Dabei handelt es sich um Glasfaser auf Freileitungen, die mechanischen und thermischen Umwelteinflüssen ausgesetzt sind. Ziel ist es, die Standard-Bandbreite auf mindestens 400 Gbit/s zu erhöhen, ohne auf die bisherige hohe Übertragungsqualität zu verzichten.
Der durchgeführte Proof of Concept (PoC) hat die angestrebten Ergebnisse mit der eingesetzten Technologie von Cisco und Amprion eindrucksvoll bestätigt. Die circa 60 Kilometer lange Teststrecke mit Teilstücken unterschiedlichen Alters wurde über mehrere Monate unter verschiedenen Wetterbedingungen und energietechnischen Belastungen der Übertragungsleitung betrieben. Alle Werte waren im normalen Bereich und zeigten keine Fehlersituationen oder kritische Zustände auf.
Optimierte Betriebsführung, Automation und Überwachung
«RON-Technologien sind eine bedeutende technische Entwicklung für eine zuverlässige Stromversorgung in Deutschland», erklärt Dr. Hendrik Neumann, CTO bei Amprion. «Sie können dazu beitragen, dass die zum Stromtransport so wichtige Netzinfrastruktur auch bei zunehmenden Kommunikationsprozessen und Informationsmengen stabil und zuverlässig funktioniert.»
«Wir sind sehr stolz, Amprion mit unseren innovativen Lösungen bei den grossen Aufgaben der Energiewende zu unterstützen», ergänzt Sven Terwedow, Mitglied der Geschäftsführung von Cisco Deutschland. «Die Testergebnisse zeigen, dass die hohe Qualität und Innovationskraft der Cisco-Technologie hier ein neues Level für Konnektivität in einem äusserst anspruchsvollen Umfeld ermöglicht.»
Für die Implementierung der RON-Technologie sind keine neuen Glasfaserleitungen notwendig. Es reicht aus, die bestehende Glasfaserleitung im Höchstspannungsnetz durch neue Technologie an den Anfangs- und Endpunkten zu ertüchtigen. Bisher galt das als technologisch äusserst schwierig. Dazu werden moderne Technologien der Halbleiterfertigung genutzt. (Cisco/mc/ps)
