Paragraf 14a EnWG: So meistern Netzbetreiber die Umsetzung

Die rechtskonforme Umsetzung des § 14a EnWG stellt Netzbetreiber vor Herausforderungen. Sie müssen in der Lage sein, die Situation in ihrem Netz jederzeit in Echtzeit zu überblicken und einzuschätzen.

Erforderlich hierfür ist die permanente, minutengenaue Berechnung relevanter Parameter für jedes Teilnetz – die sogenannte Netzzustandsermittlung. Optimal abbilden lässt sich diese mittels eines digitalen Zwillings des physischen Niederspannungsnetzes.

§ 14a des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) regelt seit dem 1. Januar 2024 die netzorientierte Steuerung von Verbrauchseinrichtungen mit hoher Leistungsaufnahme wie etwa Wärmepumpen, Wallboxen, Stromspeicher und Klimaanlagen. Ziel ist es, die Stabilität des Stromnetzes aufrechtzuerhalten. Entsprechend der neuen Regelung dürfen Netzbetreiber die relevanten Geräte selbst steuern und temporär auf eine Leistung von 4,2 Kilowatt drosseln, wenn die Last im Stromnetz zu hoch wird. Hierfür benötigen sie ein genaues Wissen über den Netzzustand.

Digitaler Zwilling bildet Netz realistisch ab

Um diese Transparenz zu erreichen und die Anforderungen des § 14a EnWG konsequent einzuhalten, sind die Netzbetreiber auf ein lückenloses Echtzeit-Monitoring des Niederspannungsnetzes angewiesen. Optimal umsetzen lässt sich dies mit einem digitalen Zwilling des physischen Netzes. Als zentraler Baustein dieser Architektur fungiert ein Netzinformationssystem (NIS), das die statischen Daten über Betriebsmittel und die Topologie des Netzes zusammenführt. Werden diese Informationen mit den Live-Messwerten kombiniert, entsteht daraus in Form des digitalen Zwillings ein lebendiges Abbild der Realität.

In diesem Rahmen werden im Minutentakt Messwerte aus Transformatoren, Stationen, Verteilern oder Smart Metern der Haushalte erfasst und ausgewertet. Auf Basis dieser Daten kann der aktuelle Zustand jedes Teilnetzes minutengenau berechnet werden, sodass sich die aktuelle Auslastung präzise ermitteln lässt. So wird es möglich, die Auslastung und Spannungshaltung im Netz realistisch zu beurteilen und einzuschätzen. Diese Netzzustandsermittlung dient als wichtige Grundlage, um den § 14a EnWG umzusetzen.

Mit KI den digitalen Zwilling weiterentwickeln

Dabei lassen sich die enormen Datenmengen zur aktuellen Situation im Niederspannungsnetz nutzen, um den digitalen Zwilling mittels künstlicher Intelligenz (KI) weiterzuentwickeln: So kann die KI historische Muster im Netzverhalten erkennen, aus diesen Daten lernen und frühere Steuerungsmaßnahmen analysieren. Zudem lassen sich Wetterdaten einbeziehen und realistische Prognosen zu den Auswirkungen auf den Netzverbrauch treffen. Auch kann die KI Muster im Ladeverhalten der Verbraucher in bestimmten Netzbereichen identifizieren. Durch solche vorausschauenden Analysen ist das System in der Lage, die Wahrscheinlichkeit von Engpässen zu prognostizieren. Auf diese Weise kann der Netzbetreiber Steuerungsmaßnahmen besser planen und die Häufigkeit der Eingriffe minimieren.

Digitaler Zwilling hilft beim strategischen Netzausbau

Darüber hinaus lässt sich der digitale Zwilling auch für die strategische Netzausbauplanung nutzen: Denn § 14a ENWG verpflichtet Netzbetreiber nicht nur zur Steuerung im Engpassfall. Auch müssen sie konkrete Planungen für den Netzausbau einleiten, falls dies wegen der gebotenen Steuerungsmaßnahmen in bestimmten Netzbereichen erforderlich ist. Die Erkenntnisse aus dem digitalen Zwilling über Engpässe und notwendige Steuerungen in den entsprechenden Netzsegmenten helfen dabei, Bereiche mit einem prioritären Ausbaubedarf sicher zu identifizieren.

Vom passiven zum aktiv gemanagten Netz

Hexagon ist führender Anbieter von digitalen Realitäten und Simulationen. Das Unternehmen ist mit seiner Technologie bereits bei vielen Energieversorgern im Hoch- und Mittelspannungsbereich im Einsatz. Im Niedrigspannungsnetz wird die Technologie ähnlich funktionieren. Der Ansatz baut gezielt auf den bereits vorhandenen Daten im NIS der Energieversorger auf. So verfügen diese bereits über die wichtigsten Daten im NIS und müssen diese nicht für die Echtzeit-Netzberechnung laufend aktualisieren. Ein digitaler Zwilling für das Niederspannungsnetz ermöglicht die minutengenaue Netzzustandsermittlung und lässt sich perspektivisch durch KI-Integration mit prädiktiven Fähigkeiten ausstatten. Für Netzbetreiber ermöglicht dies einen fundamentalen Wandel von einem passiven, statistisch geplanten Niederspannungsnetz hin zu einem aktiv gemanagten Netz inklusive Monitoring, Berechnung und Steuerung in Echtzeit.

Autor: Fabian Mäsch, Senior Presales Consultant und Energieexperte in der Asset Lifecycle Intelligence Division von Hexagon