Vom Netzmodell zum Ausfallplan: Wie CIM-basiertes Ausfallmanagement die Netzzuverlässigkeit verbessert

Die betrieblichen Anforderungen an moderne Stromnetze steigen rasant an. Von Energieversorgern und Netzbetreibern wird erwartet, dass sie die Versorgungssicherheit aufrechterhalten und gleichzeitig mit einer alternden Infrastruktur, komplexeren Betriebsbedingungen, der Einbindung erneuerbarer Energien, steigendem Bedarf und strengeren regulatorischen Vorgaben zurechtkommen. In diesem Umfeld kann sich das Ausfallmanagement nicht mehr auf fragmentierte Daten, manuelle Koordination oder isolierte Planungstools stützen.

Ein erfolgreicher Ausfallprozess hängt von einer wesentlichen Grundlage ab: einer zuverlässigen und validierten Darstellung des Netzwerks. Ohne ein genaues Modell der Anlagen, Verbindungen, Topologie, Ressourcen und betrieblichen Einschränkungen können selbst die besten Ausfall-Workflows anfällig für Verzögerungen, Inkonsistenzen und unnötige Risiken werden. Hier kommt einem auf dem Common Information Model (CIM) basierenden Ansatz strategische Bedeutung zu.

Durch die Verknüpfung von Network Model Management (NMM) mit einem modernen Ausfallmanagementsystem (OMS) können Versorgungsunternehmen die Planung und Durchführung von Ausfällen von einem reaktiven Prozess in einen strukturierten, datengestützten Arbeitsablauf umwandeln. Eine CIM-basierte Ausfallmanagementumgebung dient als zentrale Informationsquelle für die Netzanbindung, unterstützt sicherere Schaltvorgänge, verbessert die Zusammenarbeit zwischen den Abteilungen und ermöglicht eine zuverlässigere Entscheidungsfindung während des gesamten Ausfallzyklus.

In diesem Leitfaden wird erläutert, wie das CIM-basierte Ausfallmanagement funktioniert, warum die Qualität des Netzmodells von entscheidender Bedeutung ist und wie eine integrierte NMM- und OMS-Lösung Versorgungsunternehmen dabei helfen kann, die Zuverlässigkeit, Sicherheit und betriebliche Effizienz zu verbessern.

Warum das Störungsmanagement von der Qualität des Netzwerkmodells abhängt

Beim Ausfallmanagement wird häufig über Benachrichtigungen, Einsatzteams vor Ort, Schaltbefehle, Wiederherstellungszeiten und Auswirkungen auf die Kunden gesprochen. All dies sind wichtige Aspekte. Hinter jedem erfolgreichen Ausfall-Workflow steht jedoch eine grundlegendere Anforderung: Das System muss das Netz genau verstehen.

Wenn ein Abschaltantrag erstellt wird, müssen Planer und Betreiber die betroffenen Anlagen identifizieren, erfassen, welche Komponenten daran angeschlossen sind, ermitteln, welche Umspannwerke oder Netzelemente möglicherweise betroffen sind, Wartungsmaßnahmen bewerten und bündeln sowie die korrekte Reihenfolge für die Abschaltung und Wiederinbetriebnahme festlegen und dies den Regulierungsbehörden melden. Ist das zugrunde liegende Netzmodell unvollständig, veraltet oder zwischen den Abteilungen inkonsistent, verlangsamt sich der Abschaltprozess und wird weniger zuverlässig.

Ein hochwertiges Netzmodell liefert den für Entscheidungen über Netzabschaltungen erforderlichen betrieblichen Kontext. Es zeigt, wie die Anlagen miteinander verbunden sind, wie sich Topologieänderungen auf das Netz auswirken, welche Anlagen den betroffenen Netzelementen zugeordnet sind und wie geplante oder ungeplante Arbeiten koordiniert werden sollten. Damit ist das Netzmodell weit mehr als nur ein technischer Datensatz. Es wird zur betrieblichen Grundlage für die Planung von Netzabschaltungen, das Management von Schaltabläufen und die Risikominderung.

Die Rolle von CIM beim Ausfallmanagement

Das Common Information Model (CIM) bietet eine standardisierte Sprache zur Darstellung von Komponenten eines Stromnetzes und deren Beziehungen untereinander. Im Ausfallmanagement ist diese Standardisierung besonders wertvoll, da Ausfall-Workflows auf Informationen aus zahlreichen Systemen angewiesen sind, darunter EMS, DMS, SCADA, GIS, Anlagenmanagement, Planungstools, mobile Anwendungen und Instandhaltungssysteme.

Ohne ein gemeinsames Datenmodell kann es vorkommen, dass jedes System Anlagen, Anbindungen und Betriebszustände unterschiedlich beschreibt. Dies führt zur Entstehung von Datensilos und erhöht den Aufwand für die Validierung von Informationen, bevor diese genutzt werden können. CIM hilft dabei, diese Herausforderung zu bewältigen, indem es eine einheitliche Struktur für den Austausch von netz- und anlagenbezogenen Daten innerhalb des gesamten Versorgungsökosystems schafft.

Für das Störungsmanagement unterstützt CIM mehrere wichtige Funktionen:

• Einheitliche Netzwerktopologie: Planer und Betreiber können auf der Grundlage derselben validierten Darstellung der Netzwerkverbindungen arbeiten.

• Verbesserte Interoperabilität: OMS, NMM, EMS/DMS, GIS und Anlagenverwaltungssysteme können Informationen zuverlässiger austauschen.

• Bessere Gruppierung von Ausfällen: Verbundene Elemente lassen sich mithilfe topologischer Suchvorgänge statt durch manuelle Auswertung identifizieren.

• Bessere Nachvollziehbarkeit: Änderungen an Modelldaten und Entscheidungen im Zusammenhang mit Ausfällen lassen sich transparenter nachverfolgen.

• Präzisere Betriebsplanung: Arbeitsabläufe in den Bereichen Schaltvorgänge, Freischaltung, Wartung und Wiederherstellung können auf validierten Netzdaten basieren.

In der Praxis stellt CIM die Sprache bereit. Eine spezielle NMM- und OMS-Umgebung bildet die operative Plattform, die diese Sprache in zuverlässige Arbeitsabläufe für Ausfälle umsetzt.

Wie das Netzwerkmodell-Management das OMS unterstützt

Eine CIM-basierte Lösung für das Netzwerkmodellmanagement dient als maßgeblicher Speicherort für Netzwerkmodelldaten. Sie ermöglicht es Versorgungsunternehmen, Netzwerkmodelle zu erstellen, zu validieren, zu versionieren, zu verwalten und unternehmensweit zu verteilen. Für das Ausfallmanagement ist dies von entscheidender Bedeutung, da das OMS auf der Grundlage eines Modells arbeiten muss, das genau, aktuell und zuverlässig ist.

Eine Plattform wie IPS®NMM bildet die Grundlage für diesen Prozess, indem sie den gesamten Lebenszyklus von CIM-basierten Netzwerkdaten verwaltet. Sie unterstützt Modellkomponenten, Versionen, Arbeitsbereiche, Validierungsregeln, Integrationen sowie einen lückenlosen Änderungsverlauf. Sobald ein validiertes Modell vorliegt, kann es an nachgelagerte Systeme wie IPS®OMS weitergegeben werden, wo es als Grundlage für die Ausfallanalyse und -koordination dient.

Diese Verbindung zwischen NMM und OMS ist besonders leistungsstark, da es beim Ausfallmanagement nicht nur um die Erfassung oder Planung von Ausfällen geht. Vielmehr geht es darum, zu verstehen, in welchem Zusammenhang diese Ausfälle mit dem Netz stehen. Ein validiertes NMM-Modell ermöglicht es dem OMS, angeschlossene Geräte zu identifizieren, Ausfallgruppen zu bestimmen, das Management von Schaltreihenfolgen zu unterstützen und Ausfallereignisse mit relevanten Anlagen- und Wartungsinformationen zu verknüpfen.

Wichtige Schritte zur Implementierung eines CIM-basierten Ausfallmanagements

Eine erfolgreiche Umsetzung erfordert mehr als nur die Installation eines OMS. Sie erfordert einen strukturierten Ansatz in den Bereichen Daten-Governance, Modellvalidierung, Integration und operative Einführung. Die folgenden Schritte bieten einen praktischen Leitfaden für Versorgungsunternehmen, die ihr Ausfallmanagement mit einer CIM-basierten Architektur verbessern möchten.

1. Ein validiertes Netzwerkmodell als operative Grundlage festlegen

Der erste Schritt besteht darin, ein zuverlässiges Netzmodell zu erstellen, das als Grundlage für die Planung und Durchführung von Abschaltungen dienen kann. Dieses Modell sollte die relevante Netzwerktopologie, die Beziehungen zwischen den Anlagen, die Konnektivitätsdaten sowie die für die Abschaltungsanalyse erforderlichen Zuordnungen der Anlagen enthalten.

Mithilfe einer Lösung wie IPS®NMM können Versorgungsunternehmen CIM-Daten in einem strukturierten Repository verwalten und Validierungsregeln anwenden, bevor das Modell von Betriebssystemen genutzt wird. So lässt sich sicherstellen, dass Ausfallplaner und Betreiber ihre Entscheidungen nicht auf der Grundlage veralteter oder inkonsistenter Informationen treffen.

Ein validiertes Modell schafft zudem Vertrauen abteilungsübergreifend. Die Teams aus den Bereichen Planung, Betrieb, Instandhaltung und Anlagenmanagement können auf dieselbe verlässliche Informationsquelle zurückgreifen, wodurch sich der Bedarf an wiederholten manuellen Überprüfungen verringert und das Risiko widersprüchlicher Interpretationen minimiert wird.

2. Arbeitsabläufe bei Netzausfällen mit der Netzwerktopologie verknüpfen

Sobald das Netzwerkmodell festgelegt ist, sollte das OMS so mit der Topologie verknüpft werden, dass praktische Arbeitsabläufe bei Ausfällen unterstützt werden. Auf diese Weise kann das System ermitteln, welche Netzwerkelemente miteinander verbunden sind, welche Anlagen möglicherweise betroffen sind und wie Ausfallzonen definiert werden sollten.

In einer CIM-basierten OMS-Umgebung kann die Gruppierung von Ausfällen durch topologische und Konnektivitätsabfragen unterstützt werden. Wird beispielsweise eine Leitung, ein Transformator, eine Sammelschiene oder ein anderes primäres Ausfallobjekt identifiziert, kann das System die zugehörigen Umspannwerke, angeschlossenen Elemente, assoziierten Anlagen und Wartungsmaßnahmen ermitteln. Dies liefert ein wesentlich klareres Betriebsbild als die manuelle Suche in voneinander getrennten Systemen.

Diese Fähigkeit ist besonders wichtig für Übertragungsnetzbetreiber und komplexe Netzwerke, in denen ein einzelner Ausfall mehrere Anlagen, Standorte und betriebliche Abhängigkeiten betreffen kann.

3. Integration des Managements geplanter und ungeplanter Ausfälle

Geplante und ungeplante Ausfälle haben unterschiedliche Auslöser, erfordern jedoch beide präzise Netzwerkdaten und eine koordinierte Durchführung. Ein ausgereiftes OMS sollte beide Prozesse innerhalb eines einheitlichen Rahmens unterstützen.

Bei geplanten Ausfällen liegt der Schwerpunkt auf Vorbereitung, Koordination, Genehmigung, Umschaltbefehlen, Sicherheitsmaßnahmen und der Wartungsplanung. Bei ungeplanten Ausfällen liegt der Schwerpunkt auf schneller Erkennung, Benachrichtigungen, operativen Maßnahmen, Dokumentation und Wiederherstellung. In beiden Fällen profitiert das OMS vom gleichen CIM-basierten Netzwerkmodell und dem gleichen integrierten Anlagenkontext.

Durch die Steuerung geplanter und ungeplanter Ausfälle in einer vernetzten Umgebung können Versorgungsunternehmen die Transparenz über den gesamten Lebenszyklus eines Ausfalls hinweg verbessern. Außerdem können sie Möglichkeiten identifizieren, Ausfallanfragen zu bündeln, Doppelarbeit zu vermeiden, Betriebsrisiken zu senken und die verfügbaren Ressourcen vor Ort sowie im Wartungsbereich besser zu nutzen.

4. Unterstützung der Verwaltung von Umschaltvorgängen und von Sicherheitsabläufen

Das Schaltablaufmanagement ist eine der sicherheitskritischsten Komponenten des Ausfallmanagements. Es umfasst die Festlegung der betrieblichen Schritte, die erforderlich sind, um Anlagen zu isolieren, sichere Arbeitsbedingungen zu schaffen, Kennzeichnungen anzubringen, Sicherheitsabstände zu verwalten und das Netz nach Abschluss der Arbeiten wiederherzustellen.

Ein CIM-basiertes OMS kann das Management von Schaltbefehlen verbessern, indem es Schaltabläufe mit der validierten Netzwerktopologie verknüpft. Dies hilft den Planern, den betrieblichen Kontext jedes Schaltschritts zu verstehen, und unterstützt einen strukturierteren Umgang mit Freigabezonen, Ausfallgrenzen und Genehmigungsverfahren.

Mit einem integrierten System wie IPS®OMS lässt sich das Schaltbefehlsmanagement an die Arbeitsabläufe für geplante und ungeplante Abschaltungen anpassen. Dadurch entsteht ein einheitlicher Prozess für das Anlegen, Bearbeiten, Begutachten, Genehmigen und Nachverfolgen von Schaltbefehlen und damit verbundenen Elementen wie Freigabeanordnungen, Hotline-Sperranordnungen, Genehmigungen und Schalt-Sperranordnungen.

Das Ergebnis ist nicht nur eine stärkere Sicherheitssteuerung, sondern auch eine schnellere Koordination und eine bessere Dokumentation.

5. Benachrichtigungen, mobile Workflows und Unternehmenssysteme integrieren

Das Störungsmanagement findet nicht in einem einzigen System statt. Es erfordert die Abstimmung zwischen Leitstellen, Planern, Einsatzteams, Anlagenverwaltern, Wartungsteams und externen Beteiligten. Aus diesem Grund ist Integration eine zentrale Voraussetzung.

Ein modernes OMS sollte mit Systemen wie SCADA, DMS, GIS, EAM, mobilen Plattformen, Wetterdaten, Blitzinformationen, Planungstools und Kommunikationskanälen verbunden sein. Diese Integrationen helfen Versorgungsunternehmen dabei, den Übergang von isolierten Störungsaufzeichnungen zu einer Echtzeit-Betriebsumgebung zu vollziehen.

Benachrichtigungen sind besonders wichtig. Sie können aus Ereignisprotokollen, Historien, Überwachungssystemen, Feldbeobachtungen oder externen Berichten stammen. Sobald sie erfasst sind, können sie in Ausfallanfragen umgewandelt und im Kontext des Netzwerkmodells analysiert werden. Mithilfe von Echtzeit-Benachrichtigungen können relevante Benutzer dann über konfigurierte Kommunikationskanäle auf dem Laufenden gehalten werden.

Die mobile Integration optimiert den Prozess zusätzlich, da Außendienstteams dadurch Informationen abrufen, den Status von Stromausfällen aktualisieren, Feedback geben und die Wiederherstellungsabläufe effizienter unterstützen können.

Die strategischen Vorteile eines CIM-basierten OMS

Die Einführung eines CIM-basierten Ausfallmanagements bietet sowohl operative als auch strategische Vorteile. Auf operativer Ebene verbessert es die Transparenz, die Koordination und die Entscheidungsfindung. Auf strategischer Ebene steigert es die Zuverlässigkeit, die Sicherheit und die Leistungsfähigkeit der Versorgungsunternehmen, was diesen ein besseres Lagebewusstsein und schnellere operative Entscheidungen ermöglicht.

Ein validiertes Netzwerkmodell ermöglicht es den Störungsteams, sicherer zu arbeiten. Integrierte Arbeitsabläufe reduzieren manuelle Übergaben und Doppelarbeit. Schaltbefehle werden strukturierter und besser nachvollziehbar. Benachrichtigungen und Echtzeit-Updates verbessern den Überblick über die Lage. Anlagen- und Wartungsdaten können in Entscheidungen zu Netzausfällen einfließen und helfen Unternehmen so, nicht nur zu verstehen, was passiert ist, sondern auch, warum es passiert ist und wie zukünftige Risiken verringert werden können.

Der Nutzen wird noch größer, wenn OMS mit anderen Komponenten des Software-Ökosystems für Energieversorger vernetzt wird. Ein validiertes Modell aus IPS®NMM kann IPS®OMS unterstützen. Daten zur Ausfallhistorie und zur Anlagenleistung können in IPS®APM einfließen. Erkenntnisse zu langfristigen Risiken und zur Zuverlässigkeit können IPS®AIP unterstützen. Anlagenbewertungen, Schutzdaten und mobile Arbeitsabläufe können insgesamt zu einem stärker integrierten Ansatz beim Netzmanagement beitragen.

Auf diese Weise wird das Störungsmanagement mehr als nur eine Reaktionsfunktion. Es wird Teil eines kontinuierlichen Verbesserungszyklus in den Bereichen Zuverlässigkeit, Sicherheit, Instandhaltungsplanung und Investitionsentscheidungen.

Auf dem Weg zu einem zuverlässigeren Umfeld für das Störungsmanagement

Angesichts der Komplexität moderner Stromnetze sind präzise Daten und integrierte Arbeitsabläufe unverzichtbar. Energieversorger können es sich nicht mehr leisten, Netzmodelle, Ausfallplanung, Schaltbefehle und Anlageninformationen als voneinander getrennte Prozesse zu verwalten. Die Risiken sind zu hoch und die betrieblichen Anforderungen zu groß.

Ein CIM-basierter Ansatz für das Ausfallmanagement bietet einen praktischen Weg in die Zukunft. Durch die Kombination eines validierten Netzmodells mit einem speziellen OMS können Versorgungsunternehmen eine solidere Grundlage für die Planung, Durchführung, Analyse und kontinuierliche Verbesserung im Bereich Ausfallmanagement schaffen.

Die Umsetzung muss nicht gleich mit einer unternehmensweiten Einführung beginnen. Ein gezielter Proof of Concept (PoC) kann aufzeigen, wie ein validiertes CIM-basiertes Netzwerkmodell die Gruppierung von Ausfällen, die Arbeitsabläufe bei der Umschaltreihenfolge und die operative Koordination verbessert. Auf dieser Grundlage können Versorgungsunternehmen schrittweise expandieren, zusätzliche Systeme integrieren und Prozesse auf der Grundlage messbarer Vorteile optimieren.

Mit der richtigen Architektur, Fachkompetenz und einer skalierbaren Plattform lässt sich das Ausfallmanagement von einer fragmentierten Koordination zu einer einheitlichen, intelligenten und zuverlässigen Betriebsumgebung weiterentwickeln.