Was war das Ziel?

Durch den Taktfahrplan fahren an den grossen Schweizer Bahnhöfen gleichzeitig viele schwere Züge los. Besonders im Winter kann dies landesweit zu kritischen Lastspitzen führen, was unter anderem ungewollte und teure Importströme mit sich bringt.
Ein Echtzeit-Lastmanagement soll dies mit dem sogenannten «Peak Shaving» unterbinden. Dazu werden die Landeskupplungen mit Messgeräten ausgerüstet, welche die Daten ohne Zeitverzögerung an ein Lastmanagement System liefern. Dieses sendet beim Erreichen eines kritischen Schwellenwerts das Signal zum kurzzeitigen Lastabwurf an nicht-kritische Anwendungen wie Weichen- oder Wagenheizungen.

Was konnten wir beitragen?

• Ausarbeiten von Szenarien, wie die Messdaten von den Landeskupplungen an die virtuelle Serverumgebung gelangen
• Vertiefte Analyse von Kommunikationsprotokollen, Datenübertragungstechnologien und deren Eignung für latenzfreies Übermitteln
• Vertiefte Analyse von Mess- und Schutzgeräten hinsichtlich der Eignung im Smart Grid Einsatzfeld
• Definition einer performanten Kommunikationsarchitektur, welche die Messdaten in einer Rate von <200ms an das Lastmanagement übermitteln kann und dies in einem möglichst IT-nahen Format
• Bereitstellung von Synergien für das Netzleitsystem der SBB
• Evaluation eines Herstellers, der entsprechende Geräte modifizieren und in nützlicher Frist bereitstellen kann
• Pilotierung der Lösung gemeinsam mit dem Geräte-Hersteller

Was war besonders?

Durch die enorme Energiemenge, die beim Beschleunigen eines Zuges bezogen wird, treten diese Lastspitzen sehr schnell ein. Der Lastabwurf erfolgt technisch bedingt mit einer zeitlichen Verzögerung von mehreren Sekunden. Es ist deshalb von zentraler Bedeutung, dass die Messsignale kontinuierlich und ohne Verzögerung an das Lastmanagement geliefert werden, damit der Lastspitze rechtzeitig entgegengewirkt werden kann.

Da im Schweizerischen Bahnstrom mit 16 ⅔ Hz gearbeitet wird und dies nicht so verbreitet ist, gibt es noch kein Gerät, welches alle Anforderungen erfüllt. Es muss also ein Hersteller ausfindig gemacht werden, welcher mit seinen Lösungen bereits nahe an der angestrebten Lösung ist und sein Gerät im Rahmen eines Pilotprojekts entsprechend weiterentwickelt.

• Ausarbeiten von grundsätzlichen Lösungsszenarien, kategorisieren von geeigneten und weniger geeigneten Kommunikationstechnologien (IEC 61850, ModbusTCP, Sockets, etc.)
• RFI und Besprechungen mit diversen Entwicklungsteams bei Herstellern
• Definition der gewünschten Technologie im Abgleich mit den IT-Systemen – auch in Hinsicht künftiger Smart Grid Anwendungen
• Lastenheft und Use Case Szenarien werden gemeinsam mit dem Geräte-Hersteller definiert, die neusten IT Security Standards werden dabei berücksichtigt
• Pilotierung und iterative Weiterentwicklung der Lösung im Sinne der agilen Projektmethodik

Was ist der Nutzen?

• Für die SBB konnte ein sehr agiles Unternehmen aus dem EU-Raum evaluiert werden, welches ihre bestehenden PQ-Messgeräte mit Echtzeit-Kommunikation aufrüsten konnte.
• Das Lastmanagement erhält Daten in einer Rate von <200 Millisekunden in einem IT-nahen Format – latenzfrei über die bestehende LWL-Infrastruktur.
• Die schlanke und Cloud-basierte Lastmanagement Lösung lässt sich auch punktuell bei Netzengpässen durch Baustellen oder Trafo-Wartungen einsetzen.
• Die eingesetzte Lösung stellt gleichzeitig eine parallele Notlösung dar, sollte das Leitsystem einmal ausfallen