Digitalisierung

Vom U-Bahnnetz zur Schweizer Netzkarte

Autor: Kaspar Haffner


6700 Kilometer Leitungen, 12'000 Masten und 141 Unterwerke – das Schweizer Höchstspannungsnetz ist ein komplexes Geflecht. Das wird besonders deutlich, wenn es graphisch dargestellt werden soll. Swissgrid sucht deshalb regelmässig nach neuen und vereinfachten Darstellungsmöglichkeiten. Das ist wichtig, damit die Operateurinnen und Operateure in der Netzleitstelle den Zustand des Stromnetzes möglichst schnell und intuitiv erfassen können. Zudem müssen sie verschiedene Situationen und Vorfälle im Netz simulieren und veranschaulichen. Mit diesen Simulationen bereitet sich Swissgrid darauf vor, bei Überlastungen oder Ausfällen einzelner Elemente richtig und schnell reagieren zu können.

Im Notfall, wenn beispielsweise eine Leitung ausfällt oder die Stabilität des Netzes gefährdet ist, zählt jede Sekunde: Die Operateure müssen so schnell wie möglich erkennen, was gerade im Netz passiert. Sie müssen die Probleme analysieren und Lösungen erarbeiten. Dabei hilft ihnen eine möglichst einfache Darstellung des Netzes.

Für ein Pilotprojekt im Rahmen des R&D Projekts «Datenvisualisierung», haben Mitarbeitende von Swissgrid eine schematisierte Netzkarte erstellt.

Finalisierte vereinfachte Darstellung des Höchstspannungsnetzes

Gebrochene Regeln bringen den Fortschritt

Gut einen Monat nachdem Peter Schult seine Idee im R&D-Team präsentierte, konnte er wenig später zusammen mit Markus Aebi das erste Mal eine vereinfachte Darstellung des schweizerischen Höchstspannungsnetzes in Angriff nehmen. Sie blicken heute beide zufrieden auf ihre Arbeit. Peter arbeitet heute als Senior Application Specialist und hat sich in Visualisierungstechniken weitergeschult. Als ehemaliger Operateur der Netzführung kennt er die Gegebenheiten des Höchstspannungsnetzes. Markus hat als Digital Media Manager und gelernter Maschinenzeichner die nötigen Skills und die Zeichnungssoftware im Griff.

Gemeinsam haben sie das gesamte Netz übersichtlicher visualisiert, um den Spezialisten in der Netzleitstelle eine bessere intuitive Orientierung zu ermöglichen. Dabei mussten sie einige Regeln über Bord werfen. So haben Peter und Markus die Topografie der Schweiz nicht präzise eingehalten. In der neuen Darstellung verlaufen die Leitungen nur horizontal, vertikal oder in einem 45° Winkel. Kreuzungen von Leitungen wurden soweit wie möglich eliminiert, enge Räume ausgeweitet oder grössere Räume besser ausgenutzt. Sie haben zudem Leitungssymmetrien hergestellt oder den Verlauf von Leitungsringen in ihrer Aussagekraft verstärkt. Dabei hatten Peter und Markus immer das eine Ziel vor Augen, nämlich gesamthaft einen hohen Wiedererkennungswert der Topografie beizubehalten.

Eine weitere Regel, die sie gebrochen haben, ist die Farbgebung der 380-kV-Leitungen. Bis anhin wurden diese Leitungen rot dargestellt. Rot ist eine Signalfarbe und kommt auf der neuen Darstellung im Normalzustand des Netzes nicht mehr zum Einsatz. In logischer Konsequenz kann so die Palette mit weiteren Signalfarben, zum Beispiel gelb oder orange, ergänzt werden. Nun können Unregelmässigkeiten im Netz in klaren Dringlichkeitsstufen eingeteilt und für die Operateurinnen und Operateure der Netzleitstelle entsprechend erkennbar gemacht werden.


Vorbild U-Bahnnetz

Inspiriert wurden Peter und Markus vom Liniennetzplan des Londoner U-Bahnnetzes. Harry Beck, von Beruf technischer Zeichner, hatte ihn in den 1930er Jahren in seiner Freizeit entworfen. Seine Idee: mit dem Verzicht auf topografische Genauigkeit eine übersichtliche Darstellung in der «tube map» ermöglichen. Daran angelehnt entstand die vereinfachte schematisierte Darstellung des Übertragungsnetzes. Das Auge kann sich schneller orientieren, Problemzonen im Netz werden viel einfacher erkennbar.

Peter und Markus haben die ursprüngliche Darstellung in zahlreichen Schritten immer weiter vereinfacht. Dabei hat sich herausgestellt, dass die Topografie der Schweiz für ein rasches Verständnis der Netzsituation nicht ganz ausser Acht gelassen werden kann, denn die Mitarbeitenden der Netzleitstelle haben sich jahrelang an den Landesgrenzen, Städten, Seen und wichtigen Unterwerken orientiert. Dies hat sich bewährt und ist bei der neuen Darstellung in die Überlegungen miteingeflossen.

Die wichtigsten Schritte bei der Vereinfachung der Darstellung

Mit dieser neuen Darstellung wurde eine Basis geschaffen, die bei Bedarf mit zusätzlichen Elementen ergänzt werden kann. So können zum Beispiel die Versorgungsgebiete der Verteilnetzbetreiber einfacher eingezeichnet, Naturgefahren falls notwendig integriert oder Stromflüsse, Netztrennungen, Leitungsbelastungen und viele weitere Daten dargestellt werden.

In einem R&D Pilotprojekt werden nun Betriebsdaten in die Karte eingebunden und interaktiv dargestellt, beispielsweise eine Animation der Stromflüsse entlang der Leitungen. So können moderne Datenvisualisierungen im operativen Betrieb helfen, effiziente Entscheidungen zu treffen.


Autor

Kaspar Haffner

Communication Manager

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