Digitalisering van lokale netwerkstations (LNS)
De term "smart grid" is niet langer onbekend en verwijst in het kort naar een digitaal elektriciteitsnetwerk dat ontworpen is om betrouwbaar en zo efficiënt mogelijk te functioneren om de leveringszekerheid voor eindgebruikers te garanderen.
Onderdeel van dit elektriciteitsnet zijn zogenaamde lokale netwerkstations (LNS), die door het hele land te vinden zijn. De meer dan 600.000 geïnstalleerde LNS zijn te herkennen als kleine grijze huisjes, vaak direct in de buurt, die vaak een laag zoemend geluid maken. Deze LNS vormen de schakel tussen het middenspanningsniveau en het laagspanningsniveau (400 V/230 V) dat door eindgebruikers wordt gebruikt en zijn in feite niets meer dan een transformator in een betonnen huis, idealiter omgeven door elektronica voor bewaking en regeling. Veel LNS, die meestal in het vorige decennium of de vorige eeuw zijn gepland en in gebruik genomen, hebben geen enkele mogelijkheid om het laagspanningsnetwerk met digitale oplossingen te bewaken en te besturen. Dit is vandaag de dag echter zeer relevant vanwege de toenemende teruglevering van hernieuwbare energie en het veranderende consumentengedrag (thuiskantoren, e-mobiliteit, warmtepompen, enz.), aangezien elektriciteitsverbruik en -opwekking te allen tijde in evenwicht moeten zijn. Een storing in het laagspanningsnet of zelfs een storing van een LNS is direct merkbaar voor de eindgebruiker en wordt vaak pas ontdekt door de verantwoordelijke netwerkbeheerder wanneer de getroffen eindklant dit meldt.
Dit was reden genoeg voor HARTING om een digitaliseringseenheid te ontwikkelen in samenwerking met een van de toonaangevende digitale dienstverleners voor distributienetwerk- en meetpuntbeheer, E.ON Grid Solutions GmbH. Dit kan als retrofit-oplossing worden geïnstalleerd, zodat bestaande lokale netwerkstations slimmer kunnen worden gemaakt.
Het toepassingsgebied voor deze oplossing ("neonpulse" bij E.ON Grid Solutions) is de laagspanningszijde van het LNS in het netwerkgebied van de Duitse distributienetwerkbeheerders van E.ON. Het beoogde gebruik van de retrofit-oplossing voor lokale netwerkstations is het verwerven, omzetten en doorsturen van meetgegevens.
Hiervoor worden bestaande multimeters en NH-zekeringlastschakelaars (laagspanning-hoogstroom) met meetfunctie in de LNS uitgelezen via HARTING RJ45 interfaces en HARTING communicatiekabels via Modbus RTU. De meetgegevens worden via mobiele radio met behulp van een IoT-gateway naar het digitale platform "e.IoT" van E.ON gestuurd. Korte stroomstoringen kunnen worden overbrugd door een voedingseenheid te combineren met een ononderbreekbare stroomvoorziening, zodat de gegevensverwerving en -overdracht na een stroomstoring nog minstens 60 seconden door kunnen gaan.
Deze automatische gegevensverzameling leidt tot een nieuw niveau van waarneembaarheid van de laagspanningszijde in bestaande LNS. Daarnaast registreert de gateway de meetgegevens van een omgevingssensor in het lokale netwerkstation met intervallen van 15 minuten. Meetgegevens zoals temperatuur, vochtigheid, lichtintensiteit en beweging binnen het LNS worden ook verwerkt en verzonden via LoRaWAN naar de gateway en vervolgens via LTE mobiele communicatie naar de datawolk. Deze informatie kan worden gebruikt om geldige temperatuurprofielen binnen het LNS te bepalen voor een beter ontwerp van elektronica en om onbevoegde toegang tot het LNS te bewaken.
Al met al kan gezegd worden dat de retrofit oplossing, een gezamenlijk project van E.ON, HARTING Duitsland en HARTING Customised Solutions, een uitgebreide status van het LNS communiceert naar de E.ON data cloud met behulp van moderne draadloze technologieën. Dit betekent dat eventuele storingen of defecten binnen het station snel kunnen worden geïdentificeerd en tijdig kunnen worden opgelost.
Vergeleken met het bouwen van nieuwe LNS met intelligente netwerktechnologieën biedt deze oplossing ook een tijdsvoordeel, omdat deze sneller en kosteneffectiever kan worden geïmplementeerd. Het biedt daarom zowel economische als ecologische voordelen, omdat nieuwbouw en de daaruit voortvloeiende grotere koolstofvoetafdruk worden vermeden.
