• Kosten senken
• Qualität + Effizienz steigern
• Schutzkonzeptlücken identifizieren
• Automatische Bewertung + Dokumentation
• Einfach Bedienung

Die Produktfamilie GridProtect wurde durch das Energieversorgungsunternehmen VSE Verteilnetz GmbH in Zusammenarbeit mit der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes entwickelt.
Die VSE Verteilnetz GmbH betreut seit mehr als 100 Jahren die eigenen Stromnetze der 110-kV-Ebene und 35-kV-Ebene. Darüber hinaus werden alle notwendigen Arbeiten auch dienstleistend für das zweite Energieversorgungsunternehmen der VSE-Gruppe, die energis-Netzgesellschaft, in den Stromnetzen der 20-kV und 10-kV und weiteren Energieversorgungsunternehmen erbracht.

Getrieben durch den zunehmenden Fachkräftemangel und den gleichzeitig steigenden Anforderungen aufgrund der Energiewende und  E-Mobilität suchte das Unternehmen nach einer geeigneten Softwarelösung am Markt. Nach einer eingehenden Analyse der am Markt verfügbaren Produkte konnte jedoch keines dieser Produkte die definierten Anforderung vollumfänglich erfüllen. Daher wurde der Entschluss gefasst, ein eigenes Produkt zu entwickeln, dass durch die eigenen Erfahrungen als Netzbetreiber und die Unterstützung einer universitären Einrichtung zur Marktreife gebracht werden sollte.
Aufgrund der langjährigen Zusammenarbeit wurde als universitäre Einrichtung das Institut PowerEngineering Saar ausgewählt und die Entwicklung mit Herrn Prof. Michael Igel im Jahr 2016 begonnen und das Produkt seit dem Jahr 2017 durch die VSE AG vertrieben.

Das Netzschutzanalysetool soll kontinuierlich auf neue Anforderungen aus dem Bereich der Netzschutztechnik angepasst werden. Die Entwicklung stützt sich dabei auf die nachfolgenden, drei Säulen.

Erfahrungen aus dem eigenen Netzbetrieb
Das Tool für die Betreuung der Netzschutztechnik in den eigenen Netzen und in Netzen von Kundinnen und Kunden in den Spannungsebenen 110-kV, 35-kV, 20-kV und 10-kV eingesetzt. Die Erfahrungen aus dem täglichen Betrieb definieren die Anforderungen an das Produkt und werden in der Entwicklung berücksichtigt.

Erfahrungen anderer Netzbetreiber
Zusätzlich zu den Erfahrungen aus dem eigenen Netzbetriebs sollen auch die Erfahrungen aus dem Netzbetrieb anderer Stromnetzbetreiber einfließen. Dies geschieht zum einen durch den fachlichen Austausch mit anderen Stromnetzbetreibern in Projektgruppen des Mutterkonzerns EON und zum anderen in regelmäßigen Anwendertreffen mit den Kundinnen und Kunden des Softwareproduktes. Das somit ermittelte  Verbesserungspotential fließt ebenfalls in die Produktentwicklung ein.

Erfahrungen aus der Forschung und Lehre
Neben dem Verbesserungsbedarf aus dem täglichen Netzbetrieb sollen auch Erkenntnisse aus der Forschung und Lehre in die Produktentwicklung einfließen. Die Erkenntnisse werden durch die Einbindung universitärer Einrichtungen in die Produktentwicklung gewährleistet. Weiterhin wird zur Zeit ein Promotionsvorhaben zur Erarbeitung neuer Ansätze im Bereich der automatisierten Erstellung, Bewertung und Optimierung von Zeitstaffelschutzplänen durchgeführt.

Das Produkt GridProtect nutzt als Grundlage für die Durchführung der Netzschutzanalyse die Berechnunsgergebnisse des vorhandenen Netzberechnungsprogrammes. Dies ermöglicht die Nutzung der bereits vorhandenen Daten  und Datenschnittstellen.

Im Unternehmen VSE Verteilnetz GmbH wird als Grundlage der  Netzschutzanalyssoftware GridProtect das Netzberechnungsprogramm ATPDesigner verwendet. Das Netzberechnungsprogramm wird interessierten Kundinnen und Kunden ebenfalls angeboten.

Neben Kundinnen und Kunden in Deutschland konnten seit dem Start der Vermarktung im Jahr 2017 bereits auch Projekte in Deutschland und in drei anderen Ländern gewonnen werden.

Neben zahlreichen weiteren Projekten wurden mit den Produkten Dienstleistungen für den Bau des Weltgrößten Riesenrades in Dubai erbracht. Weitere Informationen finden Sie im nachfolgenden Artikel.

GridProtect ist ein Netzschutzanalysetool, dass die schnelle und effiziente Erstellung, Bewertung und Anpassung von Zeitstaffelschutzplänen als Voll- oder teilautomatisierter Prozess ermöglicht. Dabei werden sowohl anwenderdefinierte als auch allgemeingültige Anforderungen berücksichtigt. Basis des Verfahrens bilden die Ergebnisse der Netzberechnungen eines Netzberechnungsprogrammes. Neben dem Netzschutzanalysetool bietet die VSE-Gruppe daher auch das Netzberechnungsprogramm ATPDesigner an, eine Anbindung an andere Netzberechnungsprogramme ist jedoch ebenfalls möglich.
Basierend auf diesen beiden Softwareprodukten werden nachfolgende Dienstleistungen angeboten.

Wir bieten Ihnen die Lizensierung und den Support der Software an. Neben der reinen Nutzung würden wir uns auch freuen Sie in unserer Anwendercommunity als aktive Diskussionspartnerin und -partner bei der Entwicklung der Produkte zu begrüßen.

Wir bieten Ihnen die Lizensierung der Netzberechnungssoftware an. Basierend auf Ihren Netznachbildungen führen wir selbstverständlich gerne die Auslegung der Netzschutztechnik für Sie durch.

Wir bieten Ihnen nachfolgendes Portfolio an Dienstleistungen an, aus dem Sie frei wählen können.

• Netzberechnungen aller Art
• Erarbeitung neuer Schutzkonzepte
• Überprüfung und Optimierung vorhandener Schutzkonzepte
• Kundenspezifische Schulungen und Seminare

Netzparameter
Die Basis der Netzschutzanalyse bilden die Netzberechnungsergebnisse des Netzberechnungsprogrammes und sogenannte Grundparameter (Betriebsmitteldaten, Schutzdaten...). Die Ergebnisse der Netzberechnungen werden über eine definierte Schnittstelle von dem Netzberechnungsprogramm an die Netzschutzanalysesoftware übermittelt. Da die zur Durchführung einer Netzberechnung notwendigen Grundparameter  identisch mit den zur Durchführung der Netzschutzanalyse benötigten Grundparametern sind, wird auf eine Anbindung des Netzschutzanalysetools an das Datenbanksysteme verzichtet und die notwendigen Grundparameter aus dem Netzberechnungsprogramm, über eine definierte Schnittstelle,  entnommen.

Grundparameter
Die Grundparameter stellen einen Datensatz an Einstellwerten dar. Anhand der Einstellwerte werden die allgemeingültigen Anforderungen wie beispielsweise Selektivität, Schnelligkeit definiert und anhand anwenderdefinierter Anforderungen wie beispielsweise dem Staffelfaktor oder der Staffelzeit durch die Anwenderin oder den Anwender spezifiziert. Weiterhin können Randbedingungen wie beispielsweise die zu betrachtende Spannungsebene oder die voll- oder teilautomatisierte Durchführung des Verfahrens definiert werden.

Netzzustandsszenarien
Innerhalb der Netzzustandsszenarien werden die in der Netzschutzanalyse zu berücksichtigenden Betrachtungsfälle definiert. Ein Betrachtungsfall wird durch den Netzzustand (Last- und Einspeisesituation, Schaltzustand des Netzes) und das Prüfszenario (Zu prüfende Schutzgeräte, Schutzversager, Fehlerart, Haupt- und/oder Reserveschutzprüfung) beschrieben.
Innerhalb von GridProtect können durch eine Suchfunktion und ein Drag and Drop Verfahren beliebige, anwenderdefinierte oder standartisierte Betrachtungsfälle, wie die Haupt- und Reserveschutzprüfung, durch vordefinierte Funktionen als Netzzustandsszenario angelegt werden.

Haupt- und Reserveschutzzuordnung
Anhand der Netzparameter, den Grundparametern und den Netzzustandsszenarien können automatisiert die Haupt- und Reserveschutzfunktionen der einzelnen Schutzgeräte ermittelt werden. Die Grundlage bildet ein eigens dafür entwickeltes Suchverfahren, dass basierend auf dem Knoten- und Kantenmodell den Graph des Stromnetzes unter Berücksichtigung der Netzzustandsszenarien analysiert.
Die Ergebnisse der Netzanalyse  werden dem Schutztechniker anhand von Tabellen und Diagrammen für jedes Netzzustandsszenario dargestellt. Dies ermöglicht die schnelle Validierung der Ergebnisse und die Ermittlung der eventuell möglichen Ergänzung.

Initiale Erstellung Zeitstaffelschutzplan
Die Netzschutzanalyse bietet die Möglichkeit, die Bewertung und Anpassung des Zeitstaffelschutzplans auf Basis eines vorhandenen Zeitstaffelschutzplans durchzuführen, oder nach dem Verfahren der Staffelung nach der kürzesten Folgeleitung ein initiales Startkonzept unter der Berücksichtigung der Netzzustandsszenarien zu erstellen.

Netzberechnung
Die Basis der Netzschutzanalyse bilden die Netzberechnungsergebnisse des Netzberechnungsprogrammes. Anhand der definierten Netzzustandsszenarien werden die zur Analyse des Netzschutzkonzeptes notwendigen Berechnungen durch die Netzschutzanalysesoftware GridProtect ermittelt und an das Netzberechnungsprogramm übermittelt. Das Netzberechnungsprogramm führt dann für die definierten Fehlerorte eine Berechnung der stationären Netzzustände durch und ermittelt die Schutzreaktionen. Die Ergebnisse werden anschließend über die definierte Schnittstelle an die Netzschutzanalysesoftware zurückgegeben.

Bewertung Zeitstaffelschutzplan
Die Bewertung des Zeitstaffelschutzplan prüft die Einhaltung der allgemeingültigen und anwenderdefinierten Anforderungen für jedes Schutzgerät. Das Ergebnis wird qualitativ auf Basis einer Fuzzylogik erstellt und lässt somit einen Rückschluss auf die notwendigen Anpassungen zu.

Als Bewertungskriterien werden die Anforderungen der Selektivität, des Staffel- und Sicherheitsabstandes und die Haupt- und Reserveschutzfunktion (Minimalgröße der Distanzzone, Ausreichende Überstaffelung der Gegenstation) verwendet.

Anpassung Zeitstaffelschutzplan
Die Anpassungsfunktion führt auf Basis der Bewertungsergebnisse und Anpassungstrategien eine Anpassung der Einstellwerte durch. Das Ziel der Funktion ist es, ein bestmögliches Bewertungsergebnis des Zeitstaffelschutzplans zu erreichen.
Zu diesem Zweck ermittelt die Teilfunktion für jeden Einstellwert einen zulässigen Lösungsraum und prüft, ob unter den definierten Anforderungen und den definierten Netzzustandsszenarien ein Zeitstaffelschutzplan erstellt werden kann. Die Schutztechnikerin oder der Schutztechniker hat nun die Wahl einen einzigen Zeitstaffelschutzplan für alle Netzzustandsszenarien oder mehrere Zeitstaffelschutzpläne zu erstellen.

Dokumentation
Nach der Durchführung der Netzschutzanalyse wird durch das Netzschutzanalysetool automatisiert eine zuvor definierte Dokumentation als Nachweis der Prüfung erstellt.

Innerhalb einer Netzschutzanalyse können, in Abhängigkeit der Anzahl von Netzzustandsszenarien und Netzausdehnung, eine Vielzahl an Daten entstehen. Die Netzschutzanalysesoftware GridProtect ermöglicht die gezielte Auswertung der Daten durch eine mehrschichtiges Visualisierungskonzept und die Darstellung der Ergebnisse durch eine anwenderdefinierte Farbcodierung.

tabelarischer Form und die Darstellung der Einstellwerte in sogenannten Staffelplänen. Die Netzschutzanalysesoftware GridProtect greift diese bekannten Darstellungsformen auf und gibt dem Schutztechniker die Ergebnisse der Netzschutzanalyse tabelarisch und Visualisiert in Anlehnung an einen Staffelplan aus.

Das Software-Tool ATPDesigner (www.atpdesigner.de) ist eine grafische Benutzeroberfläche zur Berechnung, Anzeige und Analyse von Spannungen, Strömen und Leistungen in elektrischen Energieversorgungsnetzen. ATPDesigner verwendet das Netzberechnungsprogramm ATP (Alternative Transients Program) als Rechenkern und ist daher für lizensierte Anwender des ATP optimal geeignet, um elektrische Netze mit elektrischen und elektromechanischen Betriebsmitteln zu berechnen. ATPDesigner unterstützt eine Vielzahl von Betriebsmitteln wie Leitungen, Transformatoren, Schalter, usw. aber auch neuartige Systeme wie dezentrale Erzeugungsanlagen z.B. Wind- und Solarparks mit Netzstromrichtern. Darüber hinaus sind in ATPDesigner generische Modelle für Netzschutzgeräte wie z.B. UMZ-Schutz oder Distanzschutz und Schmelzsicherungen enthalten.

Weitere Informationen zum ATPDesigner erhalten sie hier: www.atpdesigner.de

Gerne vereinbaren wir mit Ihnen einen unverbindlichen Termin zur Vorstellung unserer Werkzeuge und zum offenen Dialog. Und stehen Ihnen natürlich auch telefonisch zur Verfügung.

Ihre direkten Ansprechpartner: