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Fallstudie

Sensus FlexNet System unterstützt Wiederherstellungsarbeiten des Versorgers in Alabama nach historischem Sturm

Hintergrund

Die Alabama Power Company hatte schon lange vor dem Morgen des 27. April 2011 Vorbereitungen für das schwere Unwetter getroffen. Bei Tagesanbruch arbeiteten bereits Reparaturmannschaften an der Wiederherstellung der Stromversorgung für über 270.000 Kunden, nachdem in der Nacht zahlreiche Stürme das Gebiet durchquert hatten. Nach der Ankündigung eines gefährlichen Sturms mit Tornadogefahr machten sich Lkw mit Hebebühnen und Mannschaften von Versorgungsunternehmen bis aus dem entfernten Illinois auf dem Weg in den Südstaat Alabama, da schwere Schäden erwartet wurden. Trotz der hilfreichen Unterstützung wurden die Kunden gebeten, sich auf weitere Ausfälle vorzubereiten.

Das Stammunternehmen Southern Company hatte begonnen, die Grundlagen für ein wirksames Maßnahmenmanagement und die Anlagenmodernisierung zu schaffen, lange bevor sich Sturmwolken bildeten, als es eine Initiative zur Integration der gegenwärtigen Ausfall-Management-Systeme (OMS) seiner Tochtergesellschaften mit Advanced Meter Infrastructure(AMI)-Systemen startete. Bis zum Herbst 2010 hatte Alabama Power ein proprietäres OMS, das jahrelang in Betrieb war, erfolgreich mit FlexNet™, einem auf offenen Standards basierenden, bi-direktionalen, Multi-Applikations-Fixed-Base-Drahtloskommunikationsnetzwerk von Sensus zusammengelegt, um eine Reihe von Vorteilen zu erzielen, darunter Echtzeit-Situationsanalyse und Netzstabilisierung.

Sturmereignisse sind für Versorgungsunternehmen nichts Ungewöhnliches, und das Notfallwiederherstellungsprotokoll von Alabama Power erwies sich als sehr effektiv. Die Fähigkeit, Daten aus intelligenten Zählern auszulesen und sie über das Sensus FlexNet System bereitzustellen, eröffnete eine neue Dimension für Versorgungsunternehmen, da diese Informationen dazu verwendet werden könnten, um die Ausfalleinschätzungssysteme zu verbessern. Der Sturm von 27. April, der über Tuscaloosa County und seiner Umgebung wütete, war alles andere als typisch – bevor sich der Himmel klärte, wurde er zum mächtigsten, destruktivsten Ereignis in der Geschichtsschreibung und beschädigte oder zerstörte zahlreiche Versorgungsanlagen. Das turmbasierte Kommunikationsnetz blieb jedoch weitgehend intakt und stellte wertvolle Informationen bereit, die den Verantwortlichen für die Wiederherstellungsbemühungen des Versorgungsunternehmens eine nützliche Hilfe waren.

Herausforderung

Die Alabama Power Company baute und wartete sein OMS viele Jahre lang. Das OMS ist ein wertvolles Werkzeug, das im Laufe der Jahre gute Leistungen erbrachte und Techniker über die Anzahl von Kunden mit Stromausfällen informierte. Aber während ein OMS schätzen kann, wo die Versorgung ausgefallen ist, kann es nicht unbedingt feststellen, wo die Versorgung wieder hergestellt ist, oder wichtiger, welche Standorte tatsächlich Strom beziehen. Laut Derl Rhodes, dem Leiter des Alabama Power Company AMI Network Operations and Translation Teams, ist dies bei größeren Ausfällen von entscheidender Bedeutung.

„Nehmen wir an, es gibt 500 Wohneinheiten, die an einem Umschalter angeschlossen sind. Wir können feststellen, ob der Umschalter geöffnet ist, entweder über das SCADA-System, das die Öffnung des Umschalters anzeigt, oder durch das Anpingen der betroffenen Zähler. Aber wenn der Umschalter geschlossen ist, kann das Versorgungsunternehmen den Status dieser 500 Kunden nicht feststellen.“

Bei einem schweren Ausfall müssten die Mitarbeiter des Versorgungsunternehmens die Standorte aufsuchen, um das Ausmaß festzustellen, was zu starken Verzögerungen bei der Wiederherstellung führen könnte.

Lösung

Im Rahmen einer größeren Initiative der Southern Company wurde das OMS-System mit dem Sensus FlexNet System integriert, um das Situationsbewusstsein bei Ausfällen zu verbessern.

Rhodes erklärte, dass die hochentwickelten Sensus-Zähler Echtzeit-Warnungen, den so genannten „letzten Atemzug“, bei Signalausfällen in vielen Fällen früher aussenden, als Benutzer das Versorgungsunternehmen anrufen können, um den Ausfall zu melden. Mit diesen Nachrichten kann das OMS kritische Verbraucher zur vorrangigen Wiederherstellung spezifizieren, normalerweise Krankenhäuser, Feuerwachen oder Verkehrsampeln. „Die vom FlexNet System übertragenen Zählerdaten können genügend Hinweise bereitstellen, um uns Informationen über die einzelnen Grundstücke bereitzustellen, die uns das alte OMS nicht bieten kann.“

Eine wichtige Überlegung bei der Auswahl des FlexNet Systems war, dass es weit weniger Infrastruktur benötigt und die Exposition gegenüber Beschädigungen verringert. Tausende Kilometer von Übertragungs- und Verteilungsleitungen und -strukturen könnten in einem Sturm zerstört werden. Alternative Kommunikationssysteme sind dadurch gefährdet, weil nachgeschaltete Messstellen auf einem alternativen Hoppingschema ihren Status bei einem Ausfall nicht kommunizieren können.

Alabama Power verfügt über insgesamt 150 Antennentürme auf seinem Versorgungsgebiet und kommuniziert (Point to Multi Point) mit etwa 1,48 Millionen Stromzählern. Jeder Turm hat eine Notstrombatterie; einige auch ein Notstromaggregat. Dank der Notstrombatterien der Turmkollektoren weiß Alabama Power, was in der Zeit unmittelbar nach einem Ausfall geschah, z. B. welche Türme ohne Stromversorgung waren. Die Wiederherstellung dieser Türme erhielt Priorität.

Fazit

Die Haltbarkeit bei Sturmereignissen war vor einigen Jahren ein wichtiger jedoch nicht der entscheidende Faktor bei der Auswahl einer AMI-Technologie, aber niemand bei Alabama Power konnte das Ausmaß der Zerstörung durch den Sturm vorhersehen, der an diesem Apriltag den Südosten des Landes heimsuchte.

Alabama Power musste die Stromversorgung von insgesamt 400.000 Kunden wiederherstellen. Der Nationale Wetterdienst ermittelte, dass der Weg dieses gewaltigen Tornados 129 km lang war, wobei maximale Schäden auf einer Wegbreite von 2,4 km auftraten. Berichte aus Tuscaloosa gaben an, dass 43 Menschen getötet und über 1000 verletzt wurden.

Das Sensus FlexNet System blieb weitgehend intakt, nachdem die Stürme vorübergezogen waren, bis auf einen Turm, dessen 12 m lange Spitze in einem Winkel von 180 Grad zu Boden gedrückt wurde. Die Antenne des beeinträchtigten Turms sendet jedoch weiterhin ein Signal aus.

Acht Tage nach den Stürmen meldete Alabama Power, dass der Großteil der kritischen Infrastruktur repariert worden war. Insgesamt waren 412.000 Kunden auf dem Höhepunkt der Stürme ohne Strom. Mehr als 5.200 Masten und mehr als 400 Übertragungsnetzstrukturen wurden beschädigt oder zerstört. Darüber hinaus verloren mehr als 300 Unterstationen die Stromversorgung und sechs Unterstationen wurden zerstört oder erheblich beschädigt. Mindestens 10.000 Kunden konnten aufgrund schwerer Schäden keinen Strom beziehen.

Dank der Kombination von OMS und FlexNet konnte das Versorgungsunternehmen sicherstellen, dass die Stromversorgung wiederhergestellt war, ohne Personal aussenden zu müssen. Dies ermöglichte die vorrangige Ausführung von Sanierungsarbeiten in den am stärksten betroffenen Gebieten, und das normale tägliche Leben konnte langsam wieder hergestellt werden.

Als Zubringer wiederherstellt und erneut in Betrieb genommen wurden, konnte durch das AMI-Feedback von einzelnen Messstellen der Status der einzelnen Gelände auf dem Zubringer zum OMS-System weitergeleitet werden, so dass Anrufe am Standort oder die Entsendung von Personal nicht erforderlich waren. Zählerdaten konnten auch grafisch dargestellt werden, um das Schadensausmaß festzustellen und die Wiederherstellungsmaßnahmen zu priorisieren. Außerdem half dies dem Personal, die Anzahl der Grundstücke, die aufgrund von Sturmschäden nicht mehr versorgt werden konnten, mit einem gewissen Grad an Genauigkeit zu bestimmen.

Rhodes von Alabama Power berichtet, dass die meisten Dienste zwei Tage schneller wiederhergestellt wurden, als es bisher bei den schlimmsten Stürmen der Region, einschließlich Hurrikan Katrina, der Fall war. „Es ist schwierig, klar zu sagen, was das FlexNet AMI System zur Geschwindigkeit der Instandsetzung beigetragen hat“, sagte Rhodes, „aber es ist keine Frage, dass seine kontinuierliche Darstellung minutengenauer Daten ein entscheidender Faktor für ein wirksames Maßnahmenmanagement war.“

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