Dr. Alexander Horch, ABB Forschungszentrum Schweiz Active Demand in intelligenten elektrischen Netzen Infrastruktur und Marktmechanismen

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1 Dr. Alexander Horch, ABB Forschungszentrum Schweiz Active Demand in intelligenten elektrischen Netzen Infrastruktur und Marktmechanismen , Ladenburg, Pressetag im Forschungszentrum Slide 1

2 Übersicht EU Projekt ADDRESS Zielsetzung Architektur für Active Demand Anforderungen an eine Kommunikationsinfrastruktur Marktmechanismen für Active Demand Ausblick , Ladenburg, Pressetag im Forschungszentrum Slide 2

3 ADDRESS Projektübersicht Projektziel: Aktive Marktteilnahme von Privathaushalten und kommerziellen Kleinverbrauchern am Energiemarkt 16 M Budget, 9 M Anteil der EU Koordinator: Enel (Italien) Technische Projektleitung: EDF (Frankreich) Juni 2008 Mai , Ladenburg, Pressetag im Forschungszentrum Slide 3

4 ADDRESS Konsortium Eine europaweite Initiative 25 Partner aus 11 Ländern Europas 40 % - Forschungsinstitute und Universitäten 30 % - Energieversorger (Verteilnetzbetreiber, Energieerzeuger und -händler) 30 % - Hersteller (Elektrische Komponenten, Haushaltswaren und Hausinstallation, Informations- und Kommunikationstechnologie) > 200 Personen beteiligt , Ladenburg, Pressetag im Forschungszentrum Slide 4

5 Projektziel: ACTIVE DEMAND Aktive Teilnahme privater und kommerzieller Kleinverbraucher am Energiemarkt. Entwicklung und Verifizierung von Dienstleistungen für alle Marktteilnehmer. Aktive Marktteilnahme ermöglichen durch... On Site Energy Generators User Household Appliances Smart Electric Meter Aggregator... Entwicklung technischer Lösungen für den Endverbraucher, aber auf Ebene des Energienetzes. Energy Storage User Interface(s) Energy Box Other Electrical Devices Different levels of optimization and aggregation... Erarbeitung von Empfehlungen. Den potenziellen Nutzen für alle Marktteilnehmer erforschen. Entwicklung möglicher Markt- und Vertragsmechanismen. Validierung in drei verschiedenen Pilotanwendungen. Begleitende Maßnahmen um soziale, kulturelle und Verhaltensaspekte zu bewerten , Ladenburg, Pressetag im Forschungszentrum Slide 5

6 Aggregation ist das zentrale Konzept DSO Verteilnetzbetreiber TSO Übertragungsnetzbetreiber DMS Verteilungsmanagement- System LV Niederspannung MV Mittelspannung uchp Kombinierte Mikro Wärme- und Stromerzeugung , Ladenburg, Pressetag im Forschungszentrum Slide 6

7 Kommunikation in intelligenten Netzen Anforderungen 1 Common Information Model ( ards/cim) 2 cf. Berganza et al. Communication Requirements in Smart Grids, in CIRED Conf. on Electrical Distribution, Paper 1323, Frankfurt, June 2011 Alle Marktteilnehmer mit ihren Bedürfnissen müssen abgedeckt sein 31 Anwendungsfälle in Form von UML Sequenzdiagrammen wurden beschrieben Identifikation von Nachrichten zwischen allen Einheiten Definition der Nachrichten als CIM 1 Botschaften in XML Übertragung mit Hilfe von Web Services Implementierung in die vorhandene Infrastruktur Detaillierte Bestandsaufnahme bei allen Beteiligten Sammlung von Anforderungen 2 in Bezug auf Interoperabilität, Skalierbarkeit, Gesetze und Vorschriften, Standardisierung, Performance (technisch und wirtschaftlich), Robustheit, Verfügbarkeit, Einfachheit, Erweiterbarkeit, Sicherheit und Kosten , Ladenburg, Pressetag im Forschungszentrum Slide 7

8 Beispiel Anwendungsfall: kurzfristige Lastverteilung , Ladenburg, Pressetag im Forschungszentrum Slide 8

9 Entwicklung des ADDRESS Informationsmodells Erarbeitung der Anwendungsfälle Modellierung und Entwicklung einer Architektur und eines Datenmodelles als abstrakte Ebene zwischen dem Kommunikationsnetzwerk und den Anwendungsschnittstellen: 1) Use Case Definition (Text) 2) Use Case Definition (UML) 3) CIM-ADDRESS UML Informationsmodell 4) Message Payload Definition 5) IEC Web Service 6) Dokumentation der SW-Architektur und Encoding in UML (inkl. SW. mit API Beschreibung) Synthese: 6 Schritte Business Objekte in CIM Modell oder CIM Erweiterung CIM-ADDRESS UML Informations-Modell 4 Anwenungen Definition (Text) 5 1 UML Anwendungsfälle (Use Cases) 2 3 UML Anforderungen für Message Payload Definition Definition der Message Payloads aus CIM-ADDRESS Erzeugung XML XSD , Ladenburg, Pressetag im Forschungszentrum Slide 9

10 ADDRESS Marktmechanismen Der Aggregator als zentraler Vermittler Aggregator: Spieler im deregulierten Markt. Active Demand wird von ihm sowohl eingekaut wie auch angeboten. Vertrag zwischen Aggregator & AD Verbraucher Kritisch für den Erfolg von Smart Grids AD Verbraucher: Aktiver Verbraucher, der seine Flexibilität dem Aggregator vertraglich anbietet. AD Käufer: Spieler im Markt, der die vom Aggregator angebotene Flexibilität einkauft , Ladenburg, Pressetag im Forschungszentrum Slide 10 AD Active Demand

11 Marktmechanismen Aggregator: Spieler im deregulierten Markt. Active Demand wird von ihm sowohl eingekaut wie auch angeboten. Vertrag zwischen Aggregator & AD Käufer Etablierung neuer Spiele möglich und notwendig für ein funktionierendes Geschäft. AD Verbraucher: Aktiver Verbraucher, der seine Flexibilität dem Aggregator vertraglich anbietet. Regulatorische Situation AD Käufer: Spieler im Markt, der die vom Aggregator angebotene Flexibilität einkauft. Verträge zwischen DSO und TSO Auf dieser Ebene reichen die heutigen Marktmechanismen weitgehend aus. Die lokalen Märkte (rund um die Aggregatoren) fügen sich hier ein. AD Active Demand , Ladenburg, Pressetag im Forschungszentrum Slide 11

12 Ausblick Pilotanwendungen (Start ab Mitte 2011) Italien Carpinone Upstream-Teil der ADDRESS Kette mit Fokus auf DSO-Algorithmen und Netzbetrieb Verbraucher werden emuliert durch verteilte Erzeugung und Energiespeicher 10 MV Einspeisung, 156 MV/LV Umspannwerke Players or functions of the electricity system DSO Retailer Balancing Responsible Party Producer Market, contracts or direct bilateral relationships Aggregation platform Spanien Castellón Downstream-Teil der ADDRESS Kette : vom Aggregator in die Haushalte Vereinfachte DSO Darstellung mit simulierten Anfragen an den Aggregator 300 Kunden beteiligt Aggregation platform Consumers (300) Other non AC controlled usages Washing Meter or machines equivalent Smart plugs EB Water heaters Electric heating Maybe other controlled usages Frankreich Inseln Houat und Hoëdic Die komplette ADDRESS Kette : von AD Käufern bis hin zu Haushaltsgeräten Simulierte DSO, simulierte Marktteilnahme 50 bis 100 Verbraucher beteiligt 1 MV Einspeisung, 8 MV/LV Umspannwerke, PV Erzeugung Players or functions of the electricity system DSO Retailer Balancing Responsible Party Producer Market, contracts or direct bilateral relationships Aggregation platform Consumers (50 to 100) Other non Washing controlled usages machines Meter or equivalent Smart plugs EB Water heaters Electric heating Maybe other controlled usages , Ladenburg, Pressetag im Forschungszentrum Slide 12

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