Neue Software: Optimale Linienführung von Stromleitungen

Die Digitalisierung spielt auch beim Festlegen von Trassees für Hochspannungsleitungen eine immer entscheidendere Rolle. Axpo setzt deshalb im Rahmen ihrer Digitalisierungsinitiative auf die softwaregestützte Planung von Projekten im Leitungsbau.

Die optimale Planung eines Trassees für eine Hochspannungsleitung ist nach wie vor höchst anspruchsvoll. Besonders gilt dies in dicht besiedelten Orten oder in Schutzgebieten. Neben technischen Kriterien und Kosten für Planung und Bau beeinflussen raumplanerische Aspekte wie Topografie und Siedlungsplanung sowie gesetzliche Vorschiften zu Landschafts- und Umweltschutz die Auslegung des Trassees. Das alles stellt Netzbetreiber vor grosse Herausforderungen. Mit den bisherigen Planungsmethoden waren optimale Leitungsführungen sehr aufwendig und zeitintensiv zu orten.

Neue Möglichkeiten bietet hier die Digitalisierung der Leitungsplanung: Sie kann den Planungsprozess beschleunigen sowie Wirtschaftlichkeit und optimale Trasseeführung gleichermassen berücksichtigen. Die Digitalisierung ist Bestandteil der digitalen Transformation der Axpo und wichtige Basis für eine moderne Energieversorgung. Im Rahmen ihrer Digitalisierungsinitiative Grid 4.0 arbeitet Axpo für die softwaregestützte Planung ihrer Hochspannungsleitungen mit dem Softwareentwickler Gilytics zusammen. Dessen Software Pathfinder sucht über die Einbindung digitaler Karten die besten Routing-Lösungen unter Berücksichtigung aller relevanten Aspekte und stellt sie visuell dar.

Dazu entwickelte Gilytics, ein Spin-off der ETH, eine Cloud-Plattform, die der Evaluation der strategischen Netzplanung, der Variantenplanung von Leitungsprojekten unterschiedlicher Netzebenen dient und für die öffentliche Kommunikation solcher Projekte genutzt werden kann. Die Software Pathfinder kann besonders in grösseren Leitungsprojekten Planungszeit einsparen und kürzere Leitungsführungen identifizieren. Sie ermöglicht somit eine schnellere und transparentere Entscheidungsfindung und auch Variantenplanung von Freileitungen und Erdkabeln.

Digitalisierte Leitungsplanung eines Unterwerksanschlusses

Für den Anschluss eines neuen Unterwerks arbeitete ein Expertenteam der Axpo die Trassierung mittels der Pathfinder-Software aus. Ziel war, die besten Linienführungsvarianten für Freileitungen und Kabelleitungen auszuarbeiten. Dieses Projekt eignete sich ideal, um das gesamte Spektrum an Funktionen und Prozessen der Software zu nutzen. Da das Team von Axpo bereits im Vorfeld mögliche Leitungstrassees mit den bisherigen Methoden erarbeitet hatte, konnte es deren Ergebnisse mit denjenigen der digitalen Methode vergleichen. Das Team modellierte das Gebiet und definierte umfangreiche Layer in der Software, um die technischen, gesetzlichen und raumplanerischen Aspekte auf granularer Ebene abzubilden.

Mit Pathfinder wurden mehrere Varianten für Freileitungs- und Kabelleitungstrassees identifiziert. Die Gegenüberstellung der Linienführung bei den Freileitungen von Pathfinder mit den Varianten der bisherigen Methode zeigte einen ähnlichen Verlauf zwischen Wald und Siedlungsgebiet. Die digitale Variante bildet jedoch eine ideale Basis für schnelle Anpassungen und für zukünftige Projektschritte wie Kommunikation und Bau. Und sie bietet weitere Vorteile: Die von Pathfinder vorgeschlagene Linienführung der Kabelleitung durch das Dorf weist die kürzeste Länge auf. Sie verläuft jedoch über eine längere Strecke in einer kürzlich neu asphaltierten Strasse. Ein Aspekt, der bei der traditionellen Trassierung nicht angemerkt war. Ein weiterer Vorteil zeigt sich in Bezug auf die archäologischen Gebiete, die beim Vorprojekt nicht berücksichtigt waren. Bei Pathfinder sind alle relevanten Gebiete im selben Tool verfügbar. Dessen Empfehlung zur Umfahrung des Naturschutz- und Erholungsgebiets war ebenfalls sinnvoll. 

Herausforderungen führten zu Kompetenzaufbau

Mit Pathfinder liessen sich optimale Strecken für alle Anspruchsgruppen gemäss Parametrisierung oder kürzere Strecken finden. Das führt zu geringerem Materialverbrauch, weniger Energieverlusten und spart so indirekt CO₂ ein. Um den Herausforderungen bezüglich Datenbasis, Etablierung eines Engineering-Standards und Weiterentwicklung der Software zu begegnen, war eine gute und enge Zusammenarbeit mit Gilytics notwendig.

Wichtige Grundlage zu Beginn eines Projekts bildet die Beschaffung aktueller Geodaten auf eidgenössischer, kantonaler und kommunaler Ebene. Nach anfänglicher manueller Datenbeschaffung kann Axpo seit März 2021 direkt auf die Datenbank von Swisstopo zugreifen und den Aufwand so reduzieren. Aktuell werden kantonale und kommunale Daten beschafft und in Pathfinder eingelesen.

Angebot an Infrastrukturbetreiber

Mit den durchgeführten Projekten zur Automatisierung der Trasseeplanung erreichte Axpo einen erfolgreichen Schritt zur durchgängigen Digitalisierung der Planung und des Engineerings von Leitungsbauprojekten. Dies fügt sich als Baustein zur umfassenden Digitalisierung des Netzgeschäfts im Rahmen der Axpo Initiative Grid 4.0 ein mit weiteren Themen wie BIM, Data Analytics & Cloud, Robotics und Prozessautomatisierung. Analog zu anderen digitalen Lösungen bietet Axpo Infrastrukturbetreibern an, Erfahrungen in der Digitalisierung der Leitungsplanung zu teilen oder beim Einsatz der Software in Projekten zu unterstützen bzw. umfassende Planungsleistungen mit Pathfinder auszuführen.

Die digitalen Lösungen der Axpo Grid: axpo.com/digitalsolutions