Modulare Leitsysteme für die Zukunft Open-Source-Projekt OpenEnergyTwin: Eine offene Plattform vereint den Blick auf Mittel- und Niederspannung. Warum Hersteller und Forschungseinrichtungen jetzt andocken sollten.
Ende Februar 2026 präsentierten wir gemeinsam mit unseren Projektpartnern Fraunhofer FIT und RWTH Aachen sowie assoziierten Partnern und weiteren Interessierten – darunter Hersteller für Netzleittechnik und Netzbetreiber – im GridControl-Labor des OFFIS die Abschlussdemonstration des Projekts OpenEnergyTwin (OET). Auf dem Bildschirm war eine Human-Machine-Interface-Ansicht (HMI) zu sehen, die Mittelspannungs- und Niederspannungsnetz auf einer einzigen Oberfläche zusammenführt: Netztopologie, Live-Messwerte, Ergebnisse der Zustandsschätzung und Prognosen – konsistent dargestellt und automatisch gezeichnet aus den hinterlegten Netzdaten. Was auf den ersten Blick wie eine selbstverständliche Kartenansicht wirkt, markiert einen grundlegenden Perspektivwechsel: Die Niederspannungsebene, bisher weitgehend eine Black Box für den Netzbetrieb, wird transparent und steuerbar.
Warum neue Ansätze erforderlich sind
Die Energiewende führt eine Vielzahl neuer Akteure in das Verteilnetz ein: Photovoltaikanlagen, Wärmepumpen, Elektrofahrzeuge und Speichersysteme verändern die Anforderungen an den Netzbetrieb grundlegend. Gleichzeitig schreitet die Digitalisierung der Netzinfrastruktur voran, und die Sektorenkopplung erfordert eine domänenübergreifende Betriebsführung. Klassische Netzleitsysteme stoßen dabei an strukturelle Grenzen: Sie sind monolithisch, proprietär und an wenige Anbieter gebunden. Die Integration neuer Funktionen – etwa für Prognosen oder KI-gestützte Assistenz – führt in solchen Ökosystemen zu langen und kostenintensiven Entwicklungszyklen. Zusätzlich wachsen die Anforderungen an die Cybersicherheit kritischer Infrastrukturen, während ein verbreiteter Fachkräftemangel durch veraltete Bedienoberflächen bestehender Systeme weiter verschärft wird.
Was ist OpenEnergyTwin?
OpenEnergyTwin ist kein fertiges Produkt, sondern ein offener Plattformansatz für modulare Open-Source-Leitsysteme, die auch die Niederspannungsebene in die Automatisierung der Netzführung einbeziehen. Die Kernidee: Ein digitaler Zwilling bildet das physische Energiesystem virtuell ab – in Echtzeit und ereignisgetrieben. Dienste lassen sich modular ergänzen, austauschen oder entfernen, ohne den Plattformkern zu verändern.
Die Architektur folgt einem Drei-Schichten-Modell. Die unterste Schicht übersetzt Feldprotokolle in ein einheitliches Format. Darüber liegt der Plattformkern mit Topologie-Service, Messwert-Service und Zustandsschätzung. Die dritte Schicht – der Service-Layer – enthält Anwendungen wie das HMI, Alerting, Datenimport/-export sowie einen Prognose-Service. Die Kommunikation erfolgt ereignisgetrieben über einen zentralen Kafka-Broker im Publish-Subscribe-Muster.
Als semantisches Datenmodell dient das Common Information Model (CIM), serialisiert als CIM/JSON-LD. Topologiedaten werden im Common Grid Model Exchange Standard (CGMES) als CIM/XML importiert, in einer Graphdatenbank verwaltet und plattformweit als CIM/JSON-LD bereitgestellt. In der Praxis ermöglicht dies klar definierte, standardisierte Schnittstellen, schnelle Erweiterbarkeit und Unabhängigkeit von einzelnen Herstellern.
Was die Demonstration sichtbar macht
Im Rahmen der Demonstration war die vollständige Verarbeitungskette erlebbar: Eine mosaikbasierte Co-Simulation speiste Daten aus der Mittel- und Niederspannungsebene – basierend auf einer Netztopologie für die Stadt Bremerhaven – über virtualisierte Fernwirkgeräte und Smart-Meter-Gateways in die Plattform ein. Das HMI zeichnet die Topologie automatisch auf einer geografischen Karte und zeigt für ein ausgewähltes Betriebsmittel gemessene, geschätzte und prognostizierte Werte nebeneinander an. Zeitreihen visualisieren Spannungsverläufe und Leistungsflüsse.
Ein Steuerbefehl zur Dimmung gemäß § 14a EnWG lässt sich über das HMI absetzen, durch den Protokolladapter übersetzen und in der Simulation ausführen – die Auswirkungen werden unmittelbar sichtbar. Besonders hervorzuheben ist die Möglichkeit, verschiedene State-Estimation-Implementierungen und weitere Komponenten per Konfiguration auszutauschen, ohne Anpassungen an anderen Systembestandteilen vornehmen zu müssen.
18 Monate gezielte Forschungsarbeit
Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Projekt erzielte innerhalb von eineinhalb Jahren eine beachtliche wissenschaftliche und praktische Sichtbarkeit. In acht bilateralen Stakeholder-Workshops sowie zwei gemeinsamen Sessions wurden Anforderungen erhoben, Architekturfüreedback eingeholt und Transferszenarien identifiziert – darunter spannungsebenenübergreifende Transparenz und Predictive Maintenance. Die Ergebnisse wurden auf nationalen und internationalen Konferenzen vorgestellt, unter anderem auf dem ETG-Kongress, der IEEE PowerTech, der ISGT Europe, der DACH+ Energy Informatics sowie dem CIRED 2026 Brussels Workshop. Darüber hinaus entstanden eine formale Architekturbeschreibung nach ISO/IEC/IEEE 42010 und eine maschinenlesbare AsyncAPI-Spezifikation der Plattformschnittstellen.
Offen für Hersteller, Netzbetreiber und Forschungseinrichtungen
OpenEnergyTwin ist als Versuchsträger insbesondere für Hersteller von Netzleittechnik, Netzbetreiber und Forschungseinrichtungen attraktiv. Neue Verfahren – ob Zustandsschätzung, Prognose oder KI-basierte Assistenz – lassen sich über die standardisierten Schnittstellen zügig integrieren und unter reproduzierbaren Bedingungen evaluieren. Hersteller können Komponenten prototypisch einbinden, Interoperabilität gegen das CIM-Datenmodell testen und Demoumgebungen aufbauen, ohne sich in proprietäre Systemlandschaften einarbeiten zu müssen. Die modulare, containerisierte Architektur reduziert die Integrationshürde und macht Ergebnisse vergleichbar.
Ausblick: Veröffentlichung als Open Source bis Ende August 2026
Der Quellcode der Plattform wird spätestens Ende August 2026 unter github.com/OpenEnergyTwin frei verfügbar sein. Zusätzlich ist eine dauerhaft erreichbare öffentliche Demo in Vorbereitung; ein Demonstrationsvideo wird auf dem YouTube-Kanal des OFFIS veröffentlicht. Wir laden Hersteller, Netzbetreiber und Forschungseinrichtungen ausdrücklich ein, die Plattform zu nutzen, eigene Use Cases zu erproben und gemeinsam mit uns an der nächsten Generation modularer Leitsysteme zu arbeiten.
