– KI kann Echtzeit-Datenanalysen ermöglichen und Komplexität im Stromnetz handhabbar machen.
– VDE ETG präsentiert vierstufiges Implementierungsmodell für sicheren, EU AI Act-konformen KI-Einsatz.
– KI-Anwendungen sind in Last- und Einspeiseprognosen sowie Zustandsschätzungen erfolgreich erprobt.
Künstliche Intelligenz als Schlüssel zur Bewältigung der Komplexität im Stromnetz
Die Überwachung und Steuerung des Stromnetzes stellt Netzleittechnik vor immer größere Herausforderungen. Die Vielzahl an Erzeugungsanlagen und Verbrauchseinrichtungen macht Überwachung und Steuerung des Stromnetzes durch Netzleittechnik zu komplexer Aufgabe, erklärt die Energietechnische Gesellschaft im VDE (VDE ETG). Das Stromnetz selbst ist ein dynamisches System mit Millionen von Akteuren, in dem Einspeisung und Verbrauch präzise aufeinander abgestimmt sein müssen. Daher kommt der Netzleittechnik eine zentrale Bedeutung zu, denn sie sorgt als Teil der kritischen Infrastruktur dafür, dass diese Abstimmung reibungslos erfolgt.
Im Zentrum der aktuellen Entwicklungen steht die Künstliche Intelligenz (KI), die das Potenzial besitzt, diesen hohen Anforderungen gerecht zu werden. Das neue Hintergrundpapier der VDE ETG zeigt auf, welches Potenzial Künstliche Intelligenz (KI) bei der Analyse und Bewertung von Daten in Echtzeit haben kann*. KI-Systeme können riesige Datenmengen erfassen, auswerten und Entscheidungsträgern wertvolle Hilfen bieten – ob bei Prognosen zur Leistung von Photovoltaikanlagen, der Ermittlung des Stromverbrauchs zu bestimmten Tageszeiten oder der Erkennung potenziell kritischer Netzzustände.
Dabei betont Dr. Ralf Petri, Geschäftsführer der VDE ETG: „Künstliche Intelligenz erweitert den Werkzeugkasten für Entscheidungsträger. Es geht nicht um einen Kontrollverlust, sondern darum, eine bessere Entscheidungsqualität zu erlangen und so den Netzbetrieb auch in Zukunft verantwortungsvoll zu gestalten.“* Der sichere und transparente Einsatz von KI ist deshalb ein zentrales Anliegen, zumal gerade in kritischen Infrastrukturen wie dem Stromnetz der Einsatz von KI oft hinterfragt wird. Die VDE ETG verweist jedoch darauf, dass KI-Anwendungen bereits zuverlässig im Betrieb sind oder in Feldtests überzeugen konnten, etwa bei der Erstellung von Last- und Einspeiseprognosen mithilfe von Wetter- und Kameradaten.
Auch der Einsatz von Programmen wie ChatGPT gewinnt an Bedeutung. Solche Systeme können als Assistenzlösungen in der Netzführung integriert werden und mit Hilfe von Retrieval Augmented Generation (RAG)-Systemen relevante Informationen aus internen Dokumenten, technischen Vorschriften und externen Quellen auf Anfrage bereitstellen. Dadurch können relevante Informationen hervorgehoben und Entscheidungsprozesse beschleunigt werden*.
Die Einführung von KI in der Netzleittechnik erfordert jedoch besondere Sorgfalt. Dr. Petri weist darauf hin: „Die Einführung von Künstlicher Intelligenz in der Netzleittechnik ist sensibel. Es braucht klare Anforderungsprofile, eine überprüfbare Entwicklung, robuste Tests und einen kontrollierten Betrieb.“* Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, hat die VDE ETG ein vierstufiges Implementierungsmodell entwickelt. Dieses orientiert sich an etablierten Verfahren wie dem Technischen Sicherheitsmanagement (TSM), dem Information Security Management System (ISMS, ISO/IEC 27001) und der Softwareentwicklung gemäß dem V-Modell (ISO 26262-6). Darüber hinaus berücksichtigt das Modell den regulatorischen Rahmen des EU AI Act, in dem Vorgaben für den KI-Einsatz festgelegt sind.
Zugleich mahnt Petri, dass der Begriff KI im AI Act sehr weit gefasst ist und manche Definitionen Spielräume enthalten, die eine einheitliche Dokumentation erschweren. „Wir brauchen eine technische Definition des KI-Begriffs, und es gilt, die Klassifizierung von Hochrisiko-Anwendungsfällen zu schärfen. Je klarer die Vorgaben sind, desto einfacher wird es, ihre Einhaltung zu fordern und zu überwachen.“*
Das Hintergrundpapier „Künstliche Intelligenz in der Netzleittechnik“ steht ab sofort kostenlos zum Download bereit und gibt einen umfassenden Überblick über die Chancen, Herausforderungen und Anforderungen für den sicheren KI-Einsatz in einem der zentralen Bereiche kritischer Infrastruktur.
Warum Künstliche Intelligenz im Stromnetz für alle relevant ist
Das Stromnetz ist heute ein komplexes, dynamisches System, das Millionen von Erzeugungs- und Verbrauchseinrichtungen steuert und überwacht. Besonders durch den massiven Ausbau erneuerbarer Energien wird diese Aufgabe immer anspruchsvoller: Sonne und Wind liefern schwankende Strommengen, die kontinuierlich mit dem Verbrauch abgeglichen werden müssen. Künstliche Intelligenz (KI) bietet hier neue Lösungen, um diese immense Datenmenge in Echtzeit zu analysieren, Muster zu erkennen und Entscheidungen zu optimieren. Damit wird die Netzleittechnik fit für die Herausforderungen der Energiewende, die für die gesamte Gesellschaft von Bedeutung ist.
KI verändert den Netzbetrieb grundlegend, indem sie Prognosen präzisiert und kritische Zustände frühzeitig erkennt. So lassen sich lokale Schwankungen bei der Einspeisung aus Photovoltaikanlagen oder der Verbrauch zu verschiedenen Tageszeiten besser vorhersagen. Das erhöht nicht nur die Zuverlässigkeit der Stromversorgung, sondern auch die Integration erneuerbarer Quellen, die bislang schwer kalkulierbar waren.
Dies wirft zugleich Sicherheitsfragen und die Frage nach transparenter Kontrolle auf. Die Netzleittechnik zählt zur kritischen Infrastruktur und erfordert daher ein hohes Maß an Verlässlichkeit und Nachvollziehbarkeit. Die Energietechnische Gesellschaft im VDE (VDE ETG) betont, dass der Einsatz von KI nicht zu einem Kontrollverlust führen darf, sondern eine bessere Entscheidungsqualität ermöglichen soll: „Es geht nicht um einen Kontrollverlust, sondern darum, eine bessere Entscheidungsqualität zu erlangen und so den Netzbetrieb auch in Zukunft verantwortungsvoll zu gestalten“, erklärt Dr. Ralf Petri, Geschäftsführer VDE ETG.
Internationale Trends wie der EU AI Act setzen den Rahmen, um KI-Anwendungen im Netzbetrieb sicher und transparent zu etablieren. Dabei sind klare Anforderungsprofile, robuste Tests und eine umfassende Dokumentation unerlässlich. Ein von der VDE ETG entwickeltes vierstufiges Implementierungsmodell richtet sich an bestehende Sicherheits- und Softwareentwicklungsstandards und berücksichtigt die regulatorischen Vorgaben. Doch es gibt noch Herausforderungen: Der KI-Begriff ist im EU-Recht sehr breit gefasst, und unklare Definitionen erschweren die Einhaltung der Dokumentationspflichten. Deshalb fordert die VDE ETG einen offenen Dialog zwischen Regulierern, Herstellern und Betreibern, um technische Begriffsbestimmungen zu präzisieren und Risikokategorien zu schärfen.
Wie KI den Netzbetrieb verändert
- Echtzeit-Analyse von Millionen Datenpunkten: KI verarbeitet Volllastdaten zu Erzeugung und Verbrauch und gibt Netzbetreibern präzise Entscheidungshilfen.
- Verbesserte Prognosen für erneuerbare Energiequellen: KI-gestützte Modelle binden Wetter- und Verbrauchsdaten ein und steigern die Vorhersagegenauigkeit.
- Erkennung kritischer Netzsituationen: Frühwarnsysteme verhindern Ausfälle durch proaktive Steuerung.
- Assistenzsysteme für Netzführung: KI-basierte Tools wie ChatGPT unterstützen Mitarbeiter durch schnellen Zugriff auf relevante technische Informationen.
Sicherheitsfragen und Partizipation
- Verantwortungsvoller Umgang mit kritischer Infrastruktur: KI-Systeme müssen transparent und nachvollziehbar arbeiten, um Vertrauen zu schaffen.
- Regulatorische Anforderungen: Der EU AI Act fordert detaillierte Dokumentation, Risikobewertung und Kontrollmechanismen.
- Notwendigkeit einer klaren KI-Definition: Nur so lassen sich Hochrisikoanwendungen sicher klassifizieren und überwachen.
- Beteiligung aller Akteure: Dialog zwischen Politik, Herstellern, Betreibern und Gesellschaft sichert Akzeptanz und Transparenz.
Für Verbraucher und die Gesellschaft bringt der intelligente Einsatz von KI im Stromnetz vielfältige Vorteile:
- Stabilere Stromversorgung trotz wachsender Anteile volatiler erneuerbarer Energien
- Effizienterer Netzbetrieb, der Kosten und Umweltauswirkungen senkt
- Integration neuer Technologien wie Elektromobilität und dezentrale Speicher wird erleichtert
- Erhöhte Versorgungssicherheit und geringere Ausfallrisiken durch frühzeitige Problemerkennung
Die globale Energiewende erfordert innovative Technologien, die Flexibilität und Stabilität miteinander verbinden. KI leistet dazu einen entscheidenden Beitrag, weil sie Komplexität beherrschbar macht und aktive Steuerung ermöglicht. Die nächsten Schritte müssen daher in der verbindlichen Regulierung, einem verantwortungsvollen Einsatz und der transparenten Umsetzung liegen, um diese Technologie in der Netzleittechnik flächendeckend nutzbar zu machen. So bleibt das Stromnetz ein Rückgrat moderner Gesellschaften – sicher, effizient und zukunftsfähig.
Die Inhalte und Zitate dieses Beitrags basieren auf einer Pressemitteilung der Energietechnischen Gesellschaft im VDE (VDE ETG).
