Neue Aufgaben neue Anforderungen. Quo vadis Netzführungssystem

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1 Neue Aufgaben neue Anforderungen Quo vadis Netzführungssystem

2 Vorstellung Peter Breuning Abteilungsleiter Netzleittechnik/ Technischer Service Stadtwerke Schwäbisch Hall Dozent Reinhold Würth Hochschule Seite 2

3 Vorstellung Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH Stromversorgung 317 Mio. kwh/a Netz 600 Mio. kwh/a Handel Erdgasversorgung 566 Mio. kwh/a, davon 214 Mio. kwh/a Kraftwerkgas Wasserversorgung 2,7 Mio. m 3 /a 13 % Eigenwassergewinnung 4 Quellwasseranlagen Fernwärmeversorgung 132 Mio. kwh/a Parkierung 4 Parkhäuser (1.294 Stellpl.) 2 Parkplätze (462 Stellpl.) Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 330 Mitarbeiter davon 17 Auszubildende Kraftwerke: 35 BHKW-Module GuD-Kraftwerk PÖ-Verstromungsanlage 6 Wasserkraftwerke 2 Windkraftanlagen 100 Mio. kwh/a Strom Fotovoltaik: kw Wasserkraft: kw Windkraft: kw Biomasse: kw Energiedienstleistungen: Contracting Sherpa Kunden Zählerfernauslesung und EDM Zähler bei 35 Energieversorgern/ Energieerzeugern Prozessführung von technischen Anlagen, Kraftwerken und Netzen Freizeitbad Schenkensee Besucher/a Hallen- und Freibad, Sauna, Black Hole Rutsche Reifenrutsche X-Tube Hinweis: Netzabgabe > 52 MW Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 3

4 Stadtwerke Beteiligungsstruktur der Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH Stammkapital Produktion Erzeugung Verteilung Handel + Vertrieb Dienstleistungen Beteiligungen German Bio Energy Trianel Gaskraftwerk ESA Energiedienst- Südwestdeutsche KWA Stadtwerke Sindelfingen GmbH Hamm GmbH & Co. KG leistungsgesellschaft Stromhandels GmbH Contracting AG GmbH Stammkapital 846 MW GuD St. Augustin mbh Stammkapital Gez. Kapital Stammkapital Stammkapital Stammkapital ,6% ,9% 100% 1,9% 26,0% ,5% Biogasanlage Reber GmbH & Co. KG Stammkapital ,1% SBE Holding GmbH Stammkapital % Windpark Köthen Energieversorgung Trianel GmbH EnergiePartner Süd Wärmeauskopplungs- GmbH & Co. KG Ottobrunn GmbH Stammkapital GmbH gesellschaft Restmüllheiz- Kommanditeinlage Stammkapital Stammkapital kraftwerk Böblingen mbh % 0,4% ,7% Stammkapital 50% Gez. Kapital 6,1% Energieversorgung Haller Energie- HALLKOM KommunalPartner Solar Invest AG Olching GmbH beteiligungen GmbH Telekommunikation mbh & Co. KG Gez. Kapital Stammkapital Stammkapital und IT SHA GmbH Stammkapital % Stammkapital ,1% 100% 100% ,7% EMW GmbH & Co. KG Stammkapital ,6% Rheinisch-Schwäbische Energie GmbH Stammkapital % Trianel Service GmbH Solbad SHA GmbH Stammkapital Stammkapital ,6% 60% Ahrtal-Werke GmbH Stammkapital % HKS Systeme GmbH Grundstücksgesellschaft Stammkapital Solarfabrik -gsf- GbR Stammkapital 40% % Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 4

5 Eigene Organisationseinheit alle Dienstleistungen über Verträge bis Ende Einwohner über Verbundleitwarte Organisation Netzleittechnik Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 5

6 Jahresumsatz ~ 1 Mio. Euro /12 Mitarbeiter Organisation Netzleittechnik Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 6

7 Kraftwerke Netzgebiet Schwäbisch Hall ~ Einwohner Übersicht Kraftwerke SHA Laufwasser 1400 KW Windkraft 1000 KW PV Einspeisungen KW Thermisch Kraftwerke KW(Fernwärmeverbund) + diverse dezentrale BHKW KW Spitzenlastanlagen KW Netzabgabe elektrisch KW KWK ~ 60 %,EEG > 30 % in Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 7

8 Neue Aufgaben Herausforderung Lastumkehr MS-Netz bis zur Rückspeisung Richtung ÜNB Klima Bewölkung 27 MW +/- Vertragssituation (EEX,KWKG) Fahrpläne KWK mit Integration Speicher Gas/Wärme Stichwort GabiGas Vermiedene Netznutzung Leistungs-/Arbeitspreis Teilnahme Regelenergiemarkt der Kraftwerke Gebote täglich bis ~ Uhr für nächsten Tag Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 8

9 Neue Aufgaben MS- Netz aufgeteilt in Transport und Verteilnetz 3 110/20 KV (1 X Reserve) Transportnetz Schutz Distanzschutz mit SV Verteilnetz Schutz (früher UMZ) Neu UMZ Richtung oder Distanzschutz Netzqualitätsmessung SS Umspannwerk + neu Netzausläufer,große PV Einspeisung Einbau Meßtechnik(bisher Strom 1 phasig) in Abgänge Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 9

10 Transportnetz Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 10

11 Neue Aufgaben Monitoring Wirk- und Blindleistung,Aktive Blindleistungsregelung, Zugriff auf Erzeugungseinheiten Erfassung Wirk-und Blindleistung Umspannwerk + Abgänge Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 11

12 ÜNB an VNB Phasenwinkel beachten Energieflussrichtung Messung Umspannwerk 110/20 KV Einspeisung Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 12

13 VNB an ÜNB Karfreitag Phasenwinkel beachten Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 13

14 Einbindung von Kraftwerken in die Netzleittechnik Photovoltaikanlagen SW SHA gesamt, wolkenloser Tag Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 14

15 Optimierungsprobleme Stromnetz fluktuierende Solarstromeinspeisung Do, Fr, Uhr: 15 MW Uhr: 8 MW Uhr: 3 MW

16 Einbindung von Kraftwerken in die Netzleittechnik Photovoltaikanlage Solpark (SW SHA) Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 16

17 Querverbundoptimierung Stromvermarktung EEX Strom- Eigenerzeugung EEG- KWK- Strom Zertifikate Bezugsoptimierung vorgelagertes Netz (Peakshaving)! Strom- Netzlast Fernwärme Heiz(kraft)werke Minutenreserve (Teritär-Regelenergie) Abgaben - EnergieSt - StromSt - Emissionshandel Flexibilitäten der Gasbeschaffung - Erdgas! - Erdgas-Speicher - Biogas Diverse Brennstoffe - Erdgas - Biogas - Pflanzenöl - Heizöl (- Holzenergie) Preise/ Verträge fluktuierende Last! Limitierung

18 Optimierungsprobleme Stromnetz Einspeisung Last EnBW Bezug 1 max. 35 MW! Verbrauch Schwäbisch Hall EnBW Bezug 2 (Reserve) max. 8 MW Kraftwerke (I+II) SWSHA 25 MW Spitzenlastaggregate (Spila) EEG-Einspeisung! Stromnetz SWSHA max. Last ca. 52 MW Verbrauch Miba/RoGa! BEW Verbrauch Mainhardt - Fotovoltaik (27 MW) - Laufwassser - Windenergie Minutenreserve (positiv) Mini-KWK-Einspeisung Minutenreserve (negativ) Verbrauch = Bezug + Kraftwerke + EEG +! regelbar Limitierung volatil schwer/nicht prognostizierbar

19 Energy Optima 2000 Online-Korrektur der Wetterprognose

20 Die Verarbeitung in Energy Optima

21 Energy Optima 2000 Soll-Ist-Vergleich Ansicht für Dispatcher

22 Änderungsprozess für Mensch und Maschine Soviel EEG Einspeisung als möglich Untersuchung der technischen Realisierung Absteuerung EEG- Anlagen gemäß EnWG Ausbau der Sensorik und Messtechnik in den Netzen Änderungen Netzführungssystem Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 22

23 Realisierungsschritte Änderungen Primärprozess bisher Übertragung Strom einphasig,l2 Einbau Spannungsqualität UW und Netzausläufer Änderung Schutz Umbau von UMZ auf Distanzschutz oder UMZ Richtung Überwachung der Bilanz Wirk- Blindarbeit bzw. - Leistung Änderung Netzführungssystem Integration Lastfluss Änderung Prozess Verfügungserlaubnis Integration in Controlling bzw. EDM Hochrechnung der Einspeisung auf Basis von Referenzanlagen Andockung Energy Optima Schulung, Schulung. Prüfung, Überwachung Spannungsregler 110/20 kv Trafo Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 23

24 Netz Übersicht EEG-Anlagen > 100 kw Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 24

25 Einspeisemanagement Auszug Studie Steuerung der EEG-Anlagen durch: Tonfrequenz-Rundsteuerung Fernwirktechnik Messung der Ist-Einspeiseleistung durch: Zählerfernauslesung bei Rundsteuerung ¼ h Mittelwerte werden via GSM zur ZFA-Zentrale übermittelt - Monatsabrechnung wird in NLT Datenbank gespeichert Leistungsmessung bei Fernwirktechnik Zählwerte werden in NLT Datenbank gespeichert Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 25

26 Aufbau der Prozesskette/Workflow Rundsteuertechnik HS- Netz MS- Netz NS- Netz GSM Einspeisezähler EEG- Anlage Dispatcher / NFS RS Sender RS Empfänger IDS Front End csv- Datei ZFA-Zentrale www Koppelrechner Kontrollempfänger ORACLE- Datenbank Daten für Abrechnung Billing

27 Rundsteuertechnik Ablaufplan Netzengpass Befehl TRA Einspeisereduzierung Protokollempfänger Netzengpass beendet Befehl TRA volle Einspeisung Protokollempfänger Ursache aus Meldebuch ZFA Monatsbericht Zusammenstellung Abrechnungsdaten Senden an Billing

28 FW-Technik Aufbau der Prozesskette/Workflow HS- Netz MS- Netz NS- Netz Messung EEG- Anlage Dispatcher / NFS IDS Ust. GSM IDS Front End www Koppelrechner ORACLE- Datenbank Daten für Abrechnung Billing Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 28

29 Störungsmeldung erscheint im Meldebuch SH Robert-Bosch-Str Ltg. Schule Bibersfeld Grenzwertüberschreitung Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 29

30 Netzbild Ltg. Bibersfeld MW! MW MW PV 6400 kw Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 30

31 Kritische Netzsituation beendet 0.31 MW MW 0.23 MW PV 6400 kw Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 31

32 Einspeisemanagement mit Rundsteuertechnik ZFA Zentrale speichert csv-dateien in Datenbank HS- Netz MS- Netz NS- Netz RS Sender Einspeisezähler GSM EEG-Anlage Dispatcher / NFS RS Empfänger IDS Front End Koppelrechner DB csv- Datei ZFA-Zentrale www Kontrollempfänger ORACLE- Datenbank Daten für Abrechnung Billing Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 32

33 TCE/IDS Komplettlösung Smart Metering und Smart Grid Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 33

34 Zusammenfassung Quo vadis Netze Erkennung des Zustandes Einbau der Sensorik in den Analgen und Netzen Erweiterung Netzführungssystem Funktionen Lastmanagement in Verteilnetzen, Lastflußrechnung mit dynamischer Einfärbung Beschaffung von Optimierungs- und Prognosesystemen bzw. Daten mit genauer Solar- bzw. Windeinspeisungsprognosen Einbau bzw. Ertüchtigung der Primäranlagen für Phasenschieberbetrieb Einbau von zusätzlicher Fernwirktechnik Einbau Spannungsqualitätsmessung Vorbereitung und Integration für Smart Meter, Smart Grid Optimierung der Bezüge durch Kopplung EEG KWK/Integration der Wärmespeicher Integration von Batteriespeichern (derzeit Forschungsprojekt) Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 34

35 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 35

36 Vorsprung durch Power Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Peter Breuning Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH An der Limpurgbrücke Schwäbisch Hall Peter.Breuning@stadtwerke-hall.de Telefon: 0791 /