Energiewende und Netzausbau schreiten unaufhörlich voran – das ist auch gut so, aber es stellt Energieversorger und Netzbetreiber vor große Herausforderungen. Eine Schlüsselrolle spielen neue Technologien: Wirken intelligente Systeme und Sensoren an allen wichtigen Verteilungspunkten zusammen, sind sie Datenbank und „künstliche Fachkraft“ zugleich. Digitalisierte, intelligente Systeme geben präzise und zustandsbasierte Handlungsempfehlungen an das Asset Management und helfen damit aktiv die Flotten sicher und gesund zu halten. Mit den richtigen Cybersicherheits-Konzepten im Gepäck kommt es vor allem auf die folgenden drei Schnittstellen an.
Wenn die KI mitdenkt
Intelligente Transformatoren und mitlernende Sensoren entlasten das Asset Management und verbessern Leistung und Lebensdauer der Assets.
Wenn die KI mitdenkt
Intelligente Transformatoren und mitlernende Sensoren entlasten das Asset Management und verbessern Leistung und Lebensdauer der Assets.
1. Intelligente Sensorik
Sensoren am Transformator lesen zahlreiche Werte aus, die für die Überwachung und Wartung notwendig sind. Die MSENSE® Sensoren können noch mehr: Ausgestattet mit Künstlicher Intelligenz können sie ihre Messungen auch bewerten. Dafür wird der Sensor sozusagen „ausgebildet“: Über Trainingsdatensätze lernt der Algorithmus beispielsweise im DGA-Sensor die Zusammenhänge zwischen der Gaskonzentration im Isolieröl, dem Sensorsignal und möglichen Störeinflüssen kennen. Angeschlossen am Transformator weiß der Sensor direkt was zu tun ist, kann seine eigenen Messungen hinterfragen und nötigenfalls anpassen. „Mit der Laboranalyse des Öls als Referenzpunkt lernt der DGASensor dann auch seinen Transformator kennen und rekalibriert sich laufend selbst“, erklärt Tobias Gruber. Er ist Produktmanager bei MR und in der Entwicklung für Algorithmen und mathematischen Trainingsmethoden involviert. „Auf diese Weise können Effekte wie Sensordrift und ähnliches kompensiert werden.“ Danach übermittelt der smarte Sensor seine Informationen und Empfehlungen digital der nächsten Instanz.
Cybersicherheit … am Sensor
Geraten hochsensible Informationen in die falschen Hände, kann der Schaden immens sein. Um sie zu schützen, ist ein engmaschiges Cybersicherheits-Konzept notwendig, das bereits bei den Sensoren beginnt. Das erklärt der promovierte Informatiker und MR-Experte Dr. Hubert Feyrer. „Cybersicherheit bedeutet nicht nur, dass Unbefugte keinen Zugriff auf meine Sensormessungen haben. Sondern auch, dass unsere Systeme zu jeder Zeit bereit stehen, verfügbar sind und ihre gelieferten Daten verlässlich und korrekt sind.“ Da viele Entscheidungen auf den Messungen der Sensoren basieren, ist ihr einwandfreier Betrieb besonders wichtig. Auch hier greift die Künstliche Intelligenz ein und überprüft durch den Vergleich mit ihrem erlernten Wissen, wenn Messungen fehlerbehaftet zu sein scheinen.
„Der Trend geht zu mehr Steuerung aus der Ferne, und damit zu mehr Vernetzung, und damit wiederum zu mehr Angriffsoberfläche, die abgesichert werden muss.“
2. Intelligente Datenauswertung
Mit den Sensoren allein ist es noch nicht getan. An einem Transformator hängen meist mehrere Sensoren, die fortlaufend Daten melden. Teilweise werden bestimmte Werte von mehreren Sensoren gleichzeitig gemessen. Damit aus dieser Kakophonie aus Informationen ein harmonisches Konzert wird, leistet die nächste intelligente Einheit ihre Arbeit am Transformator. Die Recheneinheit ISM® im intelligenten Automatisierungssystem ETOS® bündelt alle Daten und gibt die daraus resultierenden Ergebnisse und Bewertungen an das Asset Management weiter. Die KI am Trafo kann hier widersprüchliche Werte vor ihrer Weiterleitung abfangen, auswerten und korrigierend einwirken. „Ein Bayes'sches Netz prüft, welche Fehlermuster am besten zu den aufgetretenen und nicht aufgetretenen Warnmeldungen passen“, erklärt Gruber. „Zusätzlich werden die A-priori-Wahrscheinlichkeiten für typische Transformatorfehler sowie die Zuverlässigkeit der Sensoren berücksichtigt.“ Das Ergebnis ist eine Wahrscheinlichkeitsschätzung für alle bekannten Transformatorprobleme.
Cybersicherheit ... am Transformator
Beispielsweise durch die Nutzung des Kundenportals von MR myReinhausen stellen Kunden sicher, dass ihr ETOS® stets mit den aktuellsten Software-Updates versorgt wird und die Cybersicherheit so hoch wie möglich ist, erzählt Feyrer. „Auch für den Einsatz beim Kunden müssen neue Schwachstellen erkannt, und daraus resultierende Risiken bewertet werden. Es obliegt uns, den Kunden entsprechend Sicherheitsupdates für unsere Produkte bereitzustellen.“ Darum kümmern sich bei MR neben den Entwicklern viele Bereiche mit ihrer individuellen Expertise: von der IT über die Personalabteilung und dem Einkauf bis hin zur Rechtsabteilung. Internationale Normen wie die ISO 27001 und IEC 62443 liefern hierzu Vorgehensmodelle, die Planung, Umsetzung, Überprüfung und kontinuierliche Verbesserung umfassen.
3. Intelligentes Flottenmanagement
Selten geht es nur um einen einzigen Transformator. In den meisten Fällen wird eine ganze Flotte unterschiedlicher Fabrikate und Varianten von teilweise unterschiedlichen Herstellern betreut, die auch aufgrund ihres jeweiligen Alters individuelle Wartungsbedürfnisse haben. Sind alle Trafos digitalisiert, können ihre Daten in ein Flottenmanagementsystem TESSA® APM® eingespeist werden. Dieses wertet die Daten aus und unterstützt durch selbstständige Analysen und unaufgeforderte Empfehlungen sowie Warnungen. Dabei lernen die Algorithmen dazu, je länger sie ihre zugehörigen Assets überwachen. Hier fließen auch alle offline-Daten ein sowie das wertvolle Know-how der Fachkräfte vor Ort.
Von Sensoren über Transformatoren bis ins Asset Management: Digital vernetzt und durch KI unterstützt entsteht für Betreiber ein sehr viel genaueres Bild der Gesundheit ihrer Flotte – das macht den Betrieb nicht nur sicherer, sondern auch Wartungen zielgerichteter und damit kostengünstiger.
Cybersicherheit ... im Management
Wird ETOS® mit TESSA® verbunden, stimmen die Fachbereiche, die die beiden MR-Produkte an den Enden der Verbindung verantworten, die dazwischenliegende Verschlüsselungsinfrastruktur aufeinander ab. Feyrer ergänzt: „Zur Sicherheit in der Entwicklung gehört dabei auch vor Auslieferung an Kunden unabhängige Überprüfungen in Form von Penetrationstests und unabhängigen Audits durchzuführen.“ Auch wenn die Geräte und die Plattform in Betrieb sind, kann Reinhausen die Systeme überwachen, etwaige Schwachstellen sofort erkennen und in Form von Software-Updates beheben. „Cybersicherheit ist ein Teamsport, den wir gemeinsam durch Engagement und Fachkompetenz meistern.“
KI von A bis Z
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