Der Netzbetreiber enercity Netz hat die Pilotphase eines digitalen Zwillings für das Niederspannungsnetz gestartet
Ein digitaler Zwilling stellt ein vollständiges und detailliertes Echtzeitabbild des betreffenden Netzbereiches dar. Er soll in einer zunehmend komplexen energiewirtschaftlichen Umgebung Abhilfe schaffen und Ziele erreichen, wie Prozesse nachhaltig unterstützen, höhere Versorgungssicherheit gewährleisten und Wartungs- und Ressourcenaufwand reduzieren.
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Ein digitaler Zwilling bildet ein reales Objekt digital ab und ermöglicht dessen Überwachung und Optimierung
Als virtuelles Abbild eines realen Objekts, Systems oder Prozesses kann er helfen, Kosten zu sparen, Risiken zu reduzieren und bessere Entscheidungen zu treffen, da Maßnahmen virtuell getestet werden können, bevor sie in der realen Welt umgesetzt werden. Mithilfe eines digitalen Zwillings ist es beispielsweise möglich, ein System in Echtzeit zu überwachen und den Zustand zu analysieren, verschiedene Szenarien zu simulieren, Wartungsbedarfe vorherzusagen (Predictive Maintenance), Prozesse zu optimieren und Änderungen risikofrei zu testen. Je genauer der Zwilling ist, desto präziser lassen sich reale Auswirkungen auf das Niederspannungsnetz vorhersagen.
„Mit dem digitalen Zwilling sorgen wir für datengestützte Transparenz – das ist der Schlüssel für ein modernes, flexibles und zukunftsfähiges Stromnetz“, sagt Christiane Fraiss, Geschäftsführerin der enercity Netz.
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Der digitale Zwilling kann durch eine hohe Echtzeit-Datendichte die Netzsteuerung effektiv verbessern
Die Anforderungen an das Stromnetz wachsen stetig, beispielsweise durch Photovoltaik, Elektromobilität oder steigenden Strombedarfs.
Der digitale Zwilling soll hier die Netzsteuerung von enercity vereinfachen und produktiver gestalten. Alle relevanten Netzdaten – von den Leitungsstrukturen über die Lastabgänge bis hin zu den Messwerten intelligenter Zähler – werden darin zentral gebündelt und übersichtlich zusammengeführt. So entsteht eine einheitliche und verlässliche Datenbasis. Die Daten werden kontinuierlich in Echtzeit erfasst und ausgewertet. Dadurch hat enercity jederzeit einen aktuellen Überblick über den Zustand des Netzes und kann Entwicklungen frühzeitig erkennen. Auf dieser Grundlage können präzise Lastprognosen für unterschiedliche Szenarien erstellt werden. Dies ermöglicht eine realistische Einschätzung zukünftiger Netzlast und darauf basierende Entscheidungen. Mögliche Engpässe im Netz werden frühzeitig sichtbar, bevor sie kritisch werden. So lassen sich gezielte Maßnahmen zur Stabilisierung und Optimierung des Netzes rechtzeitig einleiten.
„Während wir das Mittelspannungsnetz bereits heute über unsere Leitwarte überwachen, haben wir mit dem digitalen Zwilling die Struktur aufgebaut, um auch unser Niederspannungsnetz digital abzubilden. Künftig werden wir Vorgänge im Netz bis zum Hausanschluss verfolgen können – das ist eine echte Errungenschaft auf dem Weg zur effizienten und zeitgemäßen Netzführung“, erklärt Fraiss.
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Durch den Zwilling werden bisher ressourcen- und zeitintensive Prozesse gezielt verschlankt und effizienter ausgerichtet
Hier können Netzanschlussanfragen beispielsweise über den Zwilling abgebildet werden, wodurch die Netzausbauplanung effizienter und bedarfsgerechter umgesetzt werden kann. Darüber hinaus unterstützt der digitale Zwilling insbesondere bei:
- Asset-Management: Transparente Übersicht über Alter, Zustand und Auslastung von Betriebsmitteln.
- Netzverträglichkeitsprüfungen: Schnellere und automatisierte Bewertung neuer Einspeiser (z. B. PV-Anlagen) oder Verbraucher (z. B. Ladeinfrastruktur)
- Last- und Einspeiseprognosen: Simulation verschiedener Szenarien zur besseren Planung von Netzausbau und Betrieb
- Engpassmanagement: Frühzeitiges Erkennen kritischer Netzsituationen und Ableitung geeigneter Gegenmaßnahmen
- Wartungsplanung (Predictive Maintenance): Zustandsbasierte Instandhaltung statt starrer Wartungsintervalle
- Investitionsplanung: Datengestützte Priorisierung von Netzausbaumaßnahmen auf Basis realer Belastungsdaten
- Integration erneuerbarer Energien: Bewertung der Aufnahmefähigkeit des Netzes für neue dezentrale Erzeugungsanlagen
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In nur drei Schritten kann ein digitaler Zwilling implementiert werden, sodass bereits frühzeitig ein funktionsfähiger Prototyp entsteht
1. Daten sammeln – Benötigt werden drei Datenkategorien: Netztopologie mit Geo-Daten, betriebsmittelbezogene Daten sowie Informationen über Netzteilnehmer. Die Quellen sind typischerweise GIS, BIS, ERP, SCADA und zunehmend auch Meter-Data-Management-Systeme.
2. Daten verschneiden – Die häufig in isolierten IT-Systemen verteilten Daten müssen zusammengeführt werden, idealerweise über API-basierte Schnittstellen. Besonderes Augenmerk gilt dabei der Datenaktualität, flexiblen Schnittstellen und einheitlicher Datenpflege.
3. Datenqualität prüfen – Sowohl einzelne Datensätze als auch das Gesamtnetzmodell werden auf Vollständigkeit und Plausibilität geprüft. Eine 100%ige Datenqualität ist unrealistisch; 90% sind schnell erreichbar, über 95% ein realistisches Mittelfristziel.
Schlechte Datenqualität ist kein Grund, den Start hinauszuzögern – im Gegenteil: Erst im integrierten Netzmodell werden Datenlücken und Inkonsistenzen sichtbar und können gezielt behoben werden. Mehr Netztransparenz für fundierte Investitionsentscheidungen, etwa zur Identifikation von Kapazitätsengpässen, sowie die Automatisierung von Prozessen wie Anschlussprüfungen und Netzverträglichkeitsprüfungen setzen ein stets aktuelles, rechenfähiges Netzmodell voraus.
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Fazit
Ein digitaler Zwilling, sprich ein virtuelles Abbild eines realen Objektes, Systems oder Prozesses, ist für die Energiewirtschaft eine wirkungsvolle technische Lösung. Er wird hier vor allem als Abbild der Netze, unabhängig von der Spannungsebene, eingesetzt. Damit ist es möglich, Netzstrukturen transparent darzustellen, Betriebszustände in Echtzeit zu analysieren und zukünftige Entwicklungen präzise zu prognostizieren.
Sowohl enercity Netz als auch E.ON zeigen, dass digitale Zwillinge längst keine theoretischen Konzepte mehr sind, sondern bereits praktisch implementiert werden. Sie bilden die Grundlage für eine datenbasierte, vorausschauende und effiziente Netzführung. Insbesondere vor dem Hintergrund der Energiewende, des steigenden Anteils erneuerbarer Energien, wachsender Relevanz von Elektromobilität und zunehmender Dezentralisierung der Erzeugung sind solche digitalen Lösungen essenziell, um Versorgungssicherheit und Netzstabilität langfristig zu gewährleisten.
Darüber hinaus ermöglichen digitale Zwillinge die Optimierung und Automatisierung zentraler Prozesse – von der Netzplanung über Anschlussprüfungen bis hin zur strategischen Investitionsentscheidung. Sie schaffen Transparenz, reduzieren Risiken und helfen, Ressourcen gezielt einzusetzen.
Insgesamt wird deutlich: Der digitale Zwilling entwickelt sich zum zentralen Steuerungsinstrument moderner Verteilnetze und ist ein entscheidender Baustein für ein intelligentes, flexibles und zukunftsfähiges Energiesystem.
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Quellen:
vde-studie-digitaler-zwilling-data.pdf
enercity Netz startet digitalen Zwilling für das Niederspannungsnetz
Enercity Netz startet digitalen Zwilling seines Niederspannungsnetzes – pv magazine Deutschland
