Früher floss Strom meist in eine Richtung – von grossen Kraftwerken zu Haushalten und Unternehmen. Heute ist das anders: mittags speisen bei Sonnenschein Tausende PV-Anlagen gleichzeitig ins Netz ein, am Abend steigt der Stromverbrauch durch Haushalte, Elektroautos und Wärmepumpen wieder deutlich an. Für das Stromnetz ist das eine Herausforderung. Es muss nicht nur Strom zuverlässig verteilen, sondern zunehmend auch Strom aus vielen kleinen Anlagen aufnehmen. Dadurch kann Strom zeitweise in die entgegengesetzte Richtung fliessen als früher.
Besonders wichtig ist dabei die Spannung.
Sie muss in einem vorgegebenen Bereich bleiben, damit Geräte im Haushalt sicher funktionieren und das Netz sicher betrieben werden kann. Lokale Einspeisung erhöht die Spannung, hoher Verbrauch senkt sie. Deshalb müssen Netzbetreiber wie die BKW das Netz laufend überwachen, steuern und bei Bedarf verstärken oder flexibler nutzen.
Wie auf der Autobahn
Spannung kann man sich vereinfacht als den «Druck» vorstellen, der den Strom durch das Netz antreibt. Bisher war der verfügbare Spielraum der Spannung vor allem auf den «klassischen» Verbrauchsfall ausgerichtet: viel Strom vom Netz zu den Kundinnen und Kunden, wenig Rückfluss ins Stromnetz aus Quartieren mit Solaranlagen. Heute ist die Situation grundlegend anders.
Das lässt sich gut mit einer Autobahn vergleichen. Früher floss der Strom fast nur in eine Richtung und es gab eine fixe Fahrspurzuteilung. Heute gibt es Gegenverkehr – und manchmal sogar Stau. Eine feste Fahrspurverteilung wie bisher reicht deshalb nicht mehr aus:
- Bei hoher Solarproduktion braucht es mehr «Spuren» für den Rückfluss ins Netz.
- Bei hohem Verbrauch braucht es mehr «Spuren» für die Versorgung von Haushalten und Unternehmen.
- Die technischen Grenzen – bzw. die insgesamte Anzahl an «Spuren» – bleiben bestehen – der vorhandene Spielraum wird intelligenter genutzt.
Intelligente Steuerung schafft mehr Platz im Stromnetz
Damit dieses Zusammenspiel zwischen Verbrauch, Produktion und Verteilung auch in Zukunft zuverlässig funktioniert und Engpässe vermieden werden, braucht es eine clevere Verkehrsführung – ein Stromnetz, das mitdenkt. Die BKW nutzt dazu intelligente Algorithmen, um das Netz laufend zu überwachen und optimal zu steuern. Konkret bedeutet das: Bei hoher Solarproduktion wird mehr «Platz» für den Rückfluss ins Netz geschaffen, bei hohem Verbrauch mehr für die Versorgung von Haushalten und Unternehmen. So wird das Netz anpassungsfähiger und robuster.
Auf dem Papier klingt das einfach, in der Praxis ist es hochkomplex. Niemand kann ein grosses Stromnetz dauerhaft von Hand steuern – dafür müssen zu viele Messwerte (Aktuell errechnet die BKW 431 Messpunkte in der Hochspannung und 13’752 in der Mittelspannung minütlich neu.), Anlagen und Veränderungen gleichzeitig berücksichtigt werden. Genau hier unterstützt die KI: Sie passt die Spannung an Unterstationen dynamisch und vollautomatisch an.
Wichtig ist: Die KI ersetzt den Menschen nicht. Sie übernimmt vor allem das, was Maschinen besser können – grosse Datenmengen in Sekunden auswerten, Szenarien berechnen und passende Einstellungen vorschlagen oder direkt umsetzen. Wie das genau funktioniert, lesen Sie in der Box.
Wie die KI in der Praxis eingesetzt wird
Im Hintergrund arbeitet BKW Power Grid mit selbst entwickelten digitalen Netzmodellen. Mithilfe der sogenannten State Estimation entsteht daraus ein laufend aktualisiertes digitales Abbild zum Zustand des Stromnetzes. So ergibt sich ein aktuelles Lagebild auch dort, wo nicht an jedem Punkt ein Messgerät hängt. Auf dieser Basis berechnet die KI, welche Einstellung im Moment am sinnvollsten ist.
Im Kern läuft der Prozess in vier Schritten ab:
- Messdaten aus dem Netz zeigen, was gerade passiert.
- Digitale Netzmodelle verdichten diese Informationen zu einem aktuellen Lagebild.
- Die KI berechnet, wie die Spannung optimal eingestellt werden sollte.
- Die Mitarbeitenden in der Leitstelle überwacht das Ergebnis und greift bei Bedarf ein.
Einfach gesagt ist die KI der intelligente Verkehrsrechner, der den «Verkehr» auf der Strom-Autobahn laufend beobachtet und die Spurführung anpasst, bevor es zu Engpässen kommt. Dieses Lagebild hilft nicht nur im Betrieb: Es verbessert auch die Beurteilung von Anschlussgesuchen, unterstützt die Netzplanung und schafft eine bessere Grundlage für Entscheidungen im gesamten Verteilnetz.
Der Nutzen für Kundinnen und Kunden
Die KI sorgt nicht nur für einen sicheren Netzbetrieb, sondern bringt auch direkte Vorteile für Kundinnen und Kunden. Zum einen steigt die Qualität der Energieversorgung, weil die Spannung bei den Kundinnen und Kunden stabiler bleibt und weniger stark schwankt. Zum anderen kann das bestehende Netz mehr Solarstrom aufnehmen, ohne die Versorgungssicherheit zu gefährden. Das reduziert den Bedarf an teurem und aufwändigem Netzausbau – oder verschiebt ihn dorthin, wo er wirklich nötig ist. Auch Kundinnen und Kunden können zu einem geringeren Netzausbau beitragen: wer eine Photovoltaikanlage, eine Wärmepumpe oder eine Ladestation plant, kann das Netz zusätzlich entlasten, zum Beispiel indem der eigene Solarstrom möglichst direkt genutzt oder zwischengespeichert wird. So lassen sich Einspeisespitzen reduzieren und das Netz optimal nutzen.
Was State Estimation bedeutet
State Estimation (Deutsch: Zustandsschätzung) im Stromnetz ist ein Verfahren, mit dem Netzbetreiber den aktuellen Zustand ihres Stromnetzes möglichst genau bestimmen. Da nicht überall Messgeräte installiert sind und Messwerte auch fehlerhaft sein können, werden vorhandene Daten mit einem mathematischen Modell des Netzes kombiniert. So lässt sich berechnen, wie Spannungen und Stromflüsse im gesamten Netz verteilt sind. Das Ergebnis ist ein vollständiges und zuverlässiges Bild des Netzzustands, das für einen sicheren Betrieb entscheidend ist.