Stich- oder Ringnetz? Topologie auf Knopfdruck
osm_grid_topology baut aus OSM-Daten einen Graphen des sichtbaren Netzes und berechnet Kennzahlen: Vermaschungsgrad, Spannungsebenen-Verteilung, Leitungslängen. Optional: kürzester Pfad von Anlage zu Station.
🔗 Knoten/Kanten-Graph
📊 RADIAL · MIXED · RING
🛤️ Pfadanalyse
📏 Leitungslängen
Problem & Lösung
⚠️ Herausforderung
Netzstruktur-Analyse ohne Netz-GIS:
- Unbekannte Topologie: Ist ein Ortsnetz radial oder ringförmig aufgebaut? Ohne GIS keine schnelle Antwort
- NEST-Begründung: §11 EnWG verlangt Nachweis, dass Netzausbau-Alternativen geprüft wurden — Topologie ist Pflichtangabe
- Fehlerortung: Bei Störungen ist Pfad-Analyse entscheidend für schnelle Entstörung
- Redundanz-Prüfung: Wie viele Einspeisepunkte hat ein kritischer Abnehmer?
Ergebnis: Zeitaufwändige manuelle Netz-GIS-Analysen — oder keine Antwort.
✅ Cernion Lösung
Topologie-Kennzahlen aus OSM:
- Graph-Analyse: Knoten/Kanten, durchschnittlicher Knotengrad, Komponenten-Analyse
- Topologietyp: RADIAL / MIXED / RING anhand des Vermaschungsindikators
- Pfadanalyse: Kürzester Pfad zwischen zwei OSM-Knoten (Dijkstra)
- Leitungslängen: Gesamtlänge je Spannungsebene in km
Wichtig: OSM erfasst 40–60% des Verteilnetzes — alle Kennzahlen sind Untergrenzen.
Anwendungsfall-Beispiel
⚡ Kapazitätsstudie Netzgebiet Ludwigshafen-Oppau
gridOperator: "TWL Netze", location: "Oppau", voltageLevel: "NS"
Ergebnis:
→ 48 Knoten, 61 Kanten, Ø Knotengrad 2,54
→ Topologietyp: SEMI_MESHED (Vermaschungsindikator: 0,63)
→ NS: 34 Knoten, 41 Kanten, ~12,3 km Leitungslänge
Pfadanalyse SEE900123456 → ONS Wredestraße:
→ Distanz: 287 m, 3 Hops
→ Engpass: Kante node/4521987 → node/4521990 (geringe Reserve)
Hinweis: Leitungsnetz zu ~55% in OSM erfasst (MEDIUM Coverage)
→ Tatsächliche Werte liegen ca. 80% über den OSM-WertenParameter
| Parameter | Typ | Default | Beschreibung |
|---|---|---|---|
location | string | – | Gemeinde, PLZ, Landkreis |
boundingBox | object | – | Explizite Bounding Box (N/S/E/W in WGS84) |
gridOperator | string | – | VNB-Name — VNBDigital-BBox wird automatisch ermittelt |
voltageLevel | string | alle | Einschränkung: NS, MS, HS, EHS |
fromOsmId / toOsmId | string | – | OSM-Knoten-IDs für Pfadanalyse (z.B. "node/1234567") |
includePathAnalysis | boolean | false | Kürzesten Pfad zwischen zwei Knoten berechnen |
includeGraphData | boolean | false | Rohe Knoten-/Kantenliste zurückgeben |
Topologietypen
| Typ | Vermaschungsindikator | Bedeutung | Typisch für |
|---|---|---|---|
RADIAL |
< 0,5 | Überwiegend Stichleitungen | Ländliche NS-Netze, einfache Ortsnetze |
MIXED |
0,5 – 0,7 | Mischung aus Stich- und Ringleitungen | Typische MS-Netze, Stadtrandgebiete |
RING |
> 0,7 | Überwiegend vermaschtes Netz | HS-Netze, Innenstädte, kritische Infrastruktur |
Features & Funktionen
🔗 Graph-Analyse
- Knoten/Kanten-Zählung nach Spannungsebene
- Durchschnittlicher Knotengrad (Ø Verknüpfungen)
- Zusammenhangskomponenten (isolierte Teilnetze)
- Vermaschungsindikator: Kanten/(Knoten-1)
🛤️ Pfadanalyse
- Kürzester Pfad zwischen zwei OSM-Knoten (Dijkstra)
- Entfernung in Metern, Anzahl Hops
- Identifikation von Engpass-Kanten
- MaStR-Nummer → ONS-Pfad automatisch
📏 Leitungsmetriken
- Gesamtlänge je Spannungsebene in km
- Aufteilung Freileitung vs. Erdkabel
- Altersschätzung nach Baujahrattributen
- Coverage-Flag je Teilnetz
Use Cases
🏗️ NEST-Begründung §11 EnWG
- Topologietyp als Pflichtangabe (RADIAL → kein Ring möglich)
- Vermaschungsgrad belegt Redundanz-Einschränkungen
- Leitungslängen für Kostenabschätzung Netzausbau
- Exportierbar als Anhang zu BNetzA-Antragsunterlagen
Zeitersparnis: 2h statt 2–3 Tage manuelle GIS-Analyse
⚡ Störungsmanagement
- Pfadanalyse für schnelle Entstörungsplanung
- Identifikation alternativer Versorgungspfade
- Engpass-Kanten proaktiv identifizieren
- Redundanz-Check für kritische Abnehmer
Einsatz: Entstörung, Wartungsplanung, Versorgungssicherheit
⚠️ Wichtiger Hinweis zur OSM-Abdeckung
OSM erfasst typischerweise 40–60 % des Verteilnetzes. Alle Kennzahlen (Knotengrad, Leitungslängen, Topologietyp) sind daher Untergrenzen des tatsächlichen Netzes. Jede Response enthält explizite Coverage-Flags zur Einschätzung der Datenqualität.
OSM-Daten: © OpenStreetMap contributors (ODbL 1.0). Coverage-Flags: EXCELLENT · GOOD · MEDIUM · LOW · INSUFFICIENT.
OSM erfasst typischerweise 40–60 % des Verteilnetzes. Alle Kennzahlen (Knotengrad, Leitungslängen, Topologietyp) sind daher Untergrenzen des tatsächlichen Netzes. Jede Response enthält explizite Coverage-Flags zur Einschätzung der Datenqualität.
OSM-Daten: © OpenStreetMap contributors (ODbL 1.0). Coverage-Flags: EXCELLENT · GOOD · MEDIUM · LOW · INSUFFICIENT.
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