Das Volksfest auf dem Wasen verbraucht mit über 330 Betrieben, 35.000 Sitzplätzen und vier Millionen Besuchern rund 1.760.000 kWh elektrische Energie. Damit diese zuverlässig fließt, betreibt die Stuttgart Netze Betrieb GmbH, eine Kooperation der Netze BW und den Stadtwerken Stuttgart, einen erheblichen Aufwand. Beim ersten großen Besucheransturm treten trotz gründlicher Planung immer wieder Engpässe auf. Die Lastschwerpunkte ändern sich von Jahr zu Jahr; dazu kommen unvorhersehbare Einflüsse, allen voran das Wetter.
Mehr Action, mehr Bier, mehr Energie
Kritische Verbraucher sind einerseits die großen Fahrgeschäfte, die viel Energie benötigen und das Netz mit Blindleistung, Oberschwingungen und Rückspeisung belasten, andererseits die großen Festzelte: Ihr Energiebedarf steigt ständig. Die Hauptzelte haben ihre Kapazitäten von rund 3.500 auf jeweils nahezu 6000 Sitzplätze ausgeweitet. Das erfordert größere Kühlungen, Hendlbratereien usw. Jedes Hauptzelt hat eine Anschlussleistung von ca. 600 kW. Solche Anforderungen sind nicht mehr allein durch Leistungsreserven abzusichern. „Wir müssen mit den Gegebenheiten klarkommen, das heißt die Anschlüsse entsprechend dimensionieren“, sagt Ralf Schwollius, einer der Teamleiter für Betrieb und Instandhaltung. „Aber auch unsere Kunden, insbesondere die Bierzeltversorger, die die Energieversorgung ab dem Übergabepunkt übernehmen, stoßen an ihre Grenzen. Sie müssen nicht nur die Gesamtversorgung sichern, sondern auch die Versorgung der einzelnen Stationen innerhalb des Zeltes. Dafür brauchen sie Informationen, haben aber relativ wenig Wissen über den Lastverlauf. Deshalb haben sie uns um Unterstützung gebeten.“ Benötigt wurde eine Echtzeit-Analyse der Energieflüsse, um die vorhandenen Kapazitäten optimal zu nutzen. Mit Schleppzeigerinstrumenten ist dies nicht zu bewerkstelligen, zumal auch Blindströme und harmonische Störungen erfasst werden sollten. Deshalb wurde der Messtechnik-Spezialist Janitza electronics beauftragt, eine Lösung zu entwickeln.
Energieerfassung to go: Mobile Messboxen
Da das Gelände nur in zeitlichen Abständen genutzt wird, sollten die Instrumente mobil bleiben. Deshalb entwickelten die Stuttgart Netze und Janitza gemeinsam mobile Messboxen. Kilian Eckert, Business Development Energieversorgung bei Janitza, beschreibt das System: „Wir erfassen auf der einen Seite die Einspeisung vom Trafo zur Sammelschiene, auf der anderen Seite die Niederspannungsabgänge – letztere vierpolig. Das ist wichtig, denn nur durch die Messung am PEN-Leiter lassen sich Blindströme bzw. Rückspeisungen erfassen.“ Auch Ralf Schwollius unterstreicht die Bedeutung der vierpoligen Messung: „Der Bereich der Zwischenharmonischen ist sehr interessant. Der PEN-Leiter hat häufig einen geringeren Querschnitt, trägt aber immer mehr Strom. Wir müssen für die Belastungen Erfahrungswerte sammeln und Tendenzen erkennen.“ Alle Messungen erfolgen über Klappwandler, die sich im laufenden Betrieb ohne eine Unterbrechung des Leiters sowie sicher montieren und wieder entfernen lassen. Herzstück jedes Messkoffers ist ein Klasse-A-Messgerät UMG 512. Mit ihm lassen sich die Spannungsqualität im Netz erfassen sowie alle Daten dokumentieren. Unter dem Hauptgerät sind zwei Messgeräte vom Typ UMG 20CM eingebaut, die über je 20 Stromeingänge verfügen. Kilian Eckert ergänzt: „Ein Highlight sind auch die offenen Schnittstellen. Hier auf dem Wasen haben wir die Boxen mit Mobilfunkmodems ausgestattet. Damit hat die netzführende Stelle Niederspannung der Stuttgart Netze jederzeit Zugriff auf die Daten. Die gleichen Systeme können mit geringem Aufwand auf die Schnittstellen und Steuerleitungen vorhandener Betriebsmittel angepasst werden.“
Mehrwert Messdaten
Im Prinzip ist die Versorgungssituation auf dem Wasen gut: Die Stationen sind über die Niederspannungsleitungen stark vermascht. Dabei mussten die Verantwortlichen jedoch größere Reserven einplanen. Mit den Messboxen kann man nun Daten in Echtzeit abgreifen und sogar Störungen, Netzunterbrechungen usw. lokalisieren. Ralf Schwollius ergänzt: „Wir können sogar im Vorgriff feststellen, ob Engpässe drohen und Vorsorge ergreifen, bevor es zu Ausfällen kommt. Außerdem können wir ein Problem besser analysieren und belegen, ob die Ursache bei uns oder beim Kunden zu suchen ist.“
Detaillierte Lastprofile sind für Großabnehmer ein echter Mehrwert. Ralf Schwollius kann bereits erste Erfolge vermelden: „Die Bierzeltbetreiber haben uns mit der Datenerfassung beauftragt und bezahlen diese auch.“ Da die Zelte ohnehin einen eigenen Abgang in der Umspannstation benötigen, kann die Stuttgart Netze ihnen diesen Service bieten.“
Überraschende Erkenntnisse
Bereits die ersten Messungen lieferten überraschende Erkenntnisse. Christian Seiz, Mitarbeiter im Auftragszentrum der Stuttgart Netze, kommentiert das Lastprofil eines Bierzelts: „Aufgrund der Schleppzeigerinstrumente hatten wir nur kurze Peaks erwartet. Die genaue Historie vermittelt ein anderes Bild. Die Lastspitzen halten wesentlich länger an.“ Zur Interpretation ist ein Blick auf den Tagesablauf nötig. Am Wochenende öffnet der Wasen um 11:00 Uhr. Das Zelt füllt sich rasch. Zwischen 16:00 Uhr und 17:00 Uhr wird es einmal komplett geschlossen und gereinigt. Am Abend ist es von 17:00 Uhr bis 23:00 Uhr geöffnet. Da ist sehr klar zu erkennen, wie die Last bei Dienstbeginn um 07:00 Uhr schlagartig einsetzt und dann kontinuierlich steigt. Eine weitere Flanke um 11:00 Uhr signalisiert den Einlass. Der starke und lang anhaltende Anstieg ist wohl der Bierkühlung geschuldet. Eine “Bierkühlungsspitze“ tritt erneut um 17:00 Uhr auf. Bemerkenswert, wie der Verbrauch im Lauf des Abends deutlich sinkt, obwohl das Zelt an einem Samstag sicherlich gut besucht ist.
Vom Wasen ins richtige Leben
Mittelfristig planen die Versorger, die Messtechnik flächendeckend einzusetzen. Ralf Schwollius: „Die Technologie bringt einen großen Mehrwert sowohl für die Stabilität des Mittel- und Niederspannungsnetzes als auch für die Wiederversorgung. Das gilt besonders in Anbetracht der neueren Entwicklungen.“ Ralf Schwollius spricht hier die wachsende Zahl dezentraler Erzeuger an. Nur genaue Lastprofile können ermitteln, wo die Kapazitäten ausreichen oder wo Ausbaumaßnahmen erforderlich sind. Ralf Schwollius: „Das Gute an dem Konzept ist die mobile Technik. Aufgrund der hohen Investitionsvolumina ist eine Ausrüstung aller Anlagen wirtschaftlich nicht immer möglich. Aber wir sind im Anfangsstadium und Janitza unterstützt die Weiterentwicklung.“ ge
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