Es gibt wenig Alltäglicheres: Man geht zum Lichtschalter, drückt drauf, das Licht geht an. Als Verbraucher denkt man kaum noch über Elektrizität nach. Muss man auch nicht, denn sie steht scheinbar endlos zur Verfügung. Für Energienetzanbieter sieht die Geschichte anders aus. Sie behalten die Stromnetze ständig im Auge, damit die Nutzer vor dem Ernstfall bewahrt werden – einem Blackout.

Um als Anbieter genau das zu jeder Tages- und Nachtzeit bewerkstelligen zu können, übernimmt HAKOM Time Series GmbH (HAKOM)für seine Kunden aus der Energieindustrie, wie die Austrian Power Grid AG (APG), das so genannte Zeitreihenmanagement. Dabei handelt es sich um Datenpunkte, die in bestimmten Zeitabständen gemessen werden. Beispielsweise aus dem Stromverbrauch bestimmter Geräte oder Anlagen. Da hier eine riesige Menge an Daten zusammenkommt, setzt das Unternehmen aus Wien auf die hochskalierbare Cloud-Plattform von Microsoft und intelligente Management-Lösungen wie Power BI.

Vom Sensor zur Steckdose

Sehen wir uns den Weg der Elektrizität etwas genauer an. Früher funktionierten Energienetze wie Einbahnstraßen: Vom Hersteller, zum Beispiel einem Wasserkraftwerk, über die Übertragungsnetze, also Hochspannungsleitungen, zu den Verteilernetzen, die regional Elektrizität verteilen, bis hin zu den Endnutzern. In den letzten Jahrzehnten ist dieser Vorgang aber um einiges komplexer geworden. Nachhaltige Energien sind vielfältiger geworden und ermöglichen Nutzern, selbst Energie herzustellen und in das System einzuspeisen.

An jedem Smart Energy Meter im Haushalt, jeder Windturbine und jedem Solarmodul sind Sensoren angeschlossen, die messen, wie viel Strom zu einem bestimmten Zeitpunkt fließt. Reiht man die Daten chronologisch aneinander bekommt man eine Zeitreihe. Auf ganz Österreich gerechnet, entsteht hier eine Flut an Daten, die Energieanbietern viele relevante Einblicke verschafft, aber auch erst einmal gesammelt, geordnet und aufbereitet werden muss.

Balanceakt auf der Stromleitung

Dass diese Daten für Netzbetreiber einmal sehr wichtig werden könnten, dachten sich auch Thomas Hasleder und Stefan Komornyik und gründeten im Jahr 1991 HAKOM Time Series GmbH. Mittlerweile ist das Unternehmen zu einem Experten für Zeitreihenmanagement und damit zu einem starken Partner für Netzanbieter geworden, die das System in Zeiten von Smart Energy und vielfältigen Energiequellen reibungslos am Laufen halten müssen. Vor allem nach Ende des Monopols wurde der Energiemarkt dynamischer und neue Technologien immer wichtiger.

„Mit mehr Digitalisierung, der Liberalisierung der Märkte und nachhaltigen Energien kam es zu einem Aufschwung, wodurch es für Netzbetreiber schlagartig wichtig wurde, Prognosen und Einblicke in die Netze zu haben. Da hatten wir bereits die notwendige Technologie für unsere Partner parat, die die richtigen Lösungen ermöglicht“, erinnert sich Stefan Komornyik, Managing Partner, HAKOM Time Series GmbH.

Einer dieser Partner ist APG. Als Übertragungsnetzbetreiber für die sichere Stromversorgung in Österreich verantwortlich, achtet sie darauf, dass Erzeugung und Verbrauch immer in Balance sind, also dass nie mehr oder weniger Strom verbraucht wird, als vorhanden ist. Fällt dieses Gleichgewicht aus der Waage, kann es zu Stromausfällen bis hin zum Blackout kommen. Je länger die Stromversorgung unterbrochen wird, desto größer die Auswirkungen. Unterbrochene Kühlketten und lahmgelegte Zahlungssysteme sind dabei nur zwei Beispiele von vielen.

Hier kommen nun die Zeitreihen ins Spiel. Die APG bekommt, nachdem die Daten der Sensoren mithilfe der Zeitreihentechnologie von HAKOM gesammelt und strukturiert aufbereitet wurden, so schnell wie möglich Updates zum zeitlichen Verlauf des Energieflusses und kann im Notfall einschreiten und Defizite rasch ausgleichen. Das ist besonders bei nachhaltigen Energiequellen, bei denen die Energieproduktion stark schwankt, wichtig – denn natürliche Faktoren wie Windgeschwindigkeit und Sonneneinstrahlung lassen sich nicht beeinflussen.

„Unsere Aufgabe ist es, alle Menschen, Wirtschaft und Industrie in Österreich rund um die Uhr zuverlässig mit Strom zu versorgen. Dafür investieren wir kontinuierlich in unsere Infrastruktur und die Entwicklung innovativer Softwarelösungen für die Netzregelung. Alleine 2021 fließen rund 360 Mio. Euro in Projekte für eine sichere, umweltfreundliche Energiezukunft. Abgesehen davon machen wir unsere Arbeit gut, wenn sie niemand mitbekommt und alles reibungslos läuft. Anderenfalls würde es bedeuten, dass es Probleme im Netz gibt. Wir müssen uns darauf verlassen können, dass die Netzdaten nicht nur gut aufbereitet, sondern auch schnell übermittelt werden. Nur so können wir unsere Prognosen erstellen und die Versorgung sicherstellen“, beschreibt Thomas Karall, kaufmännischer Vorstandsdirektor von APG die Zusammenarbeit.

Mehr Lösungen für mehr Daten

Die Kernkompetenz von HAKOM liegt bei der Datenstrukturierung, inklusive der Speicherung und Aufbereitung für die Kunden. Basierend auf der Technologie von HAKOM können die jeweils notwendigen Lösungen entwickelt und Prognosen erstellt werden.

Durch immer grösser werdende Datenmengen war es für HAKOM schon bald klar, dass auch für das Zeitreihenmanagement die Zukunft in der Cloud liegt, wie Komornyik beschreibt: „Wie in so vielen Bereichen reichen herkömmliche Speichermethoden nicht mehr aus. Auch die Netzbetreiber erkennen immer mehr die Vorteile von Cloud-Lösungen und fragen nach vollumfänglichen Lösungen, sozusagen Zeitreihen-as-a-service, die auch die Speicherung von Daten inkludieren.“

Für die Datenspeicherung setzt HAKOM auf Microsoft Azure, die Verwaltung läuft dabei über den Microsoft Azure SQL Server. Neben der Skalierbarkeit war die Tatsache, dass die Technologie von Microsoft auch weitere Lösungen und zertifizierte Partner unterstützt, ausschlaggebend für die Wahl. So kann HAKOM alle Services bieten, die der Kunde braucht. Beispielsweise können Kunden mit dem Power BI Adapter direkt auf die Zeitreihendaten zugreifen und Reporte generieren. Um alle Bedürfnisse abzudecken, bietet HAKOM seinen Kunden auch Hybridlösungen in Sachen Cloud.

Die zahlreichen Open Source Angebote, unter anderem für Microsoft Azure, waren ein weiterer Punkt, der HAKOM dazu bewegte auf Microsoft zu setzen, da Thomas Hasleder und Stefan Komornyik selbst auch Hintergründe als Softwareentwickler haben und die Möglichkeit der ständigen Weiterentwicklung ihrer Technologien sehr schätzen.

Verlässliche Stromversorgung – auch in Zukunft

Im Energiesektor ist die Cloud für viele Netzbetreiber und Stromanbieter der logische nächste Schritt. Die notwendige Geschwindigkeit ist dabei ein Schlüsselfaktor: Die riesigen Datenmengen, die an den Sensoren entstehen, müssen skaliert, validiert und aufbereitet werden, und zwar möglichst schnell. Die Speicherung in der Cloud hat den großen Vorteil, dass Daten über längere Zeiträume sicher gespeichert werden können. Sollte es also einmal zu einer Lücke oder falschen Daten kommen, kann nachvollzogen werden, wo diese herkommen. Die fehlerhaften Zeitreihen werden dabei nicht einfach überschrieben, sondern zur Dokumentation beibehalten. Diese Nachvollziehbarkeit schafft nachhaltiges Vertrauen in die Technologie. Eine Technologie, die dazu beiträgt, dass in Österreich alle Geräte immer auf „On“ bleiben.