Doppelt hält besser: digitaler Zwilling für Umspannwerke
Das Umspannwerk Falkenberg hat jetzt einen digitalen Zwilling. Damit geht MITNETZ STROM mit seinem IT-Partner GISA einen weiteren Schritt Richtung Zukunft. "Digitaler Zwilling" bedeutet, dass eine Anlage komplett virtualisiert wird. Im Falle des Umspannwerks wurden sowohl die Innenschaltanlage und Räumlichkeiten wie auch die Außenanlagen in mittels Rendering die digitale Welt überführt.
Die Vision ist die Schaffung eines virtuellen, dreidimensionales Abbild des Verteilnetzes samt seiner Netzinfrastruktur. Basierend auf dem Prototypen sollen bis zum kommenden Jahr zunächst die räumlichen Daten aller rund 300 Umspannwerken erfasst und aus den unterschiedlichsten Quellen zusammengeführt werden. .
Nur Spielerei für Techniknerds?
Manch einer mag sich nun fragen, ob es sich nicht nur teure Spielerei für Techniknerds handelt. Das dem nicht so ist, erklärt uns Roberto Löffler, der bei der MITNETZ STROM für das Projekt verantwortlich ist: "Die Vorteile liegen auf der Hand. Wenn wir bislang wissen wollten, welche Schaltanlagen in einem Umspannwerk verbaut sind, oder ob es noch Platz für eine weitere gibt, mussten wir entweder hinfahren oder mühevoll Pläne und Datenbanken durchforsten. Jetzt machen wir einfach den Rechner an“, erläutert der Projektleiter. Als MITNETZ-Experte für Geoinformationssysteme (GIS) sieht er erhebliche Potenziale in der realitätsnahen, dreidimensionalen Darstellung des Netzes und der Betriebsmittel.
Echter Mehrwert für Kosten-, Risiko- und Leistungsbewertung
„Wenn man die fraglichen Betriebsmittel tatsächlich in ihrem realen räumlichen Kontext sieht, bietet das einen unschätzbaren Mehrwert“, versichert Löffler. Ob angrenzende Wohnbebauung, Zufahrtsstraßen für große Bauteile, Anschlussplanung sowie Genehmigung von EE-Anlagen, Beauftragung oder Einweisung externer Dienstleister – angereichert mit entsprechenden Sachdaten unterstütze die realitätsgetreue Sicht auf die Anlagen die Kosten-, Risiko- und Leistungsbewertung.
„Wenn man zum Beispiel Blitzschutzmasten für ein Umspannwerk plant, benötigt man die Höhe, um zu berechnen, welche Bereiche abgedeckt sind“, erläutert der Experte. Auch der Netzbetrieb vom Schaltdienst bis hin zur Berechnung der Flugrouten für die Drohnen, mit denen MITNETZ STROM seit 2020 einmal im Jahr die oberirdische Infrastruktur befliegt, profitiere von der 3D-Sicht auf die Anlagen, die dank der Erfassung, Organisation, Visualisierung und Analyse der räumlichen Daten möglich werde.
Umspannwerk Falkenberg lässt sich nun am Computer begehen
Beim Erstellen der Digitalen Zwillinge stehen Praxisbezug und konkreter Anwendungsfall im Fokus. So werden zunächst auch zweidimensionale Bestandteile wie einfache Pläne oder stark vereinfachte dreidimensionale Abbildungen verarbeitet. Hinzu kommen dann komplexere Daten, darunter eine virtuelle Geländeoberfläche für das digitale Abbild der Anlage, eine schematische Abbildung des umliegenden Geländes mit Gebäuden, Straßen und Vegetation als Orientierungsrahmen für den Betrachter sowie 3D-Modelle der Betriebsgebäude, Betriebsmittel und sonstiger Objekte wie Blitzschutzmasten oder Zäune. Zudem werden die unterirdischen Leitungen integriert.
Inzwischen sind die Außenanlagen des Umspannwerks Falkenberg als vollständiges 3D-Modell vorhanden. Es lässt sich am Computer aus jeder Perspektive betrachten und sehr realitätsnah virtuell „begehen“. Dabei sind alle wesentlichen Details vorhanden, sogar Dächer können aufgeklappt werden. Notwendige Sachinformationen zu den vorhandenen Betriebsmitteln sind im direkten Zugriff abrufbar. MITNETZ STROM konnte dabei auf eigene Daten zurückgreifen, musste aber auch zahlreiche Informationen neu erfassen und mit öffentlichen Quellen ergänzen.
Nutzer kann sich frei im Raum bewegen und alle Details erkennen
Doch nicht nur die Außenanlagen wurden modelliert, auch die Innenschaltanlage erhielt ein digitales Abbild. Dazu wurden verschiedenste Datensätze – darunter 3D-Plandaten des Gebäudes, Grundrisse, eine hochaufgelöste Punktwolke von Laserscans, CAD-Daten der Schaltfelder sowie GIS-Daten zu den Leitungsanschlüssen – integriert, um einen vollständigen Digitalen Zwilling zu erstellen. Diese virtuelle Innenansicht lässt sich mit denen von Kulturdenkmälern oder hochwertigen Immobilien vergleichen. Der Nutzer kann sich frei im Raum bewegen und alle Details erkennen.
„Die 3D-Aufnahmen ermöglichen die Vermessung der Anlagen, was die Planung neuer Technik – wie beispielsweise Transformatoren – am PC ermöglicht und langes Umherreisen erspart. Wir können Elemente verschieben und ausprobieren, ob Ersatzteile passen, oder nicht. Die Räume lassen sich virtuell durchlaufen, dadurch gewinnt man sofort einen räumlichen Eindruck. Ein Lageplan fällt auch gleich mit ab“, erklärt der Systementwickler. Zudem könnten überprüfungsrelevante Elemente farblich gekennzeichnet werden, wenn sie für die nächste Instandhaltung vorgesehen sind. „Die erweiterte Realität ist wegweisend und das bestimmende Thema der Zukunft“, zeigt er sich überzeugt.
