Smart Meter als Basis für Smart Grids

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1 Smart Meter als Basis für Smart Grids Praxisbeispiel Web2Energy als europäisches Forschungsprojektes Kommunikationsstand IEC im Verteilnetz 26. Januar 2011

2 Das Netzgebiet der HSE 2

3 HSE Konzern-Daten (Auszug) Strom Stromtransport Leitungsnetz Mio. kwh km Erdgas Erdgastransport Leitungsnetz Mio. kwh km Mitarbeiter ca Anzahl Konzessionsverträge Strom 63 Gas 49 Wasser 10 3

4 Super Grid Smart Grid Micro Grid 4 Quelle: Desertec

5 Smart Grid Der zentralistische Ansatz: Übertragungs- / Transportnetze HGÜ Grundlast und Regelkraftwerke PV Wind Elektromobilität Speicher Haushalt Konventionelle Kraftwerke Biogas BHKWs Industrie 5

6 Super Grid Smart Grid Micro Grid Der dezentrale Ansatz: 100 regionale Smart Grids in Deutschland Übertragungs- / Transportnetze HGÜ Grundlast und Regelkraftwerke Übertragungsnetz Verteilnetz 6

7 Super Grid Smart Grid Micro Grid Der dezentrale Ansatz: 100 regionale Smart Grids in Deutschland Übertragungsnetz Übernahme von umfangreicheren Systemdienstleistungen durch VNB (außerhalb des regulierten Bereichs) Ausregelung von Prognose und Ist Verteilnetz 7

8 Neue Rolle des Energieversorgers BHKW Wasserkraftanlagen Großkraftwerke Energiemanagement beim Haushaltskunden - Energieerzeugung - Wärme - Licht - Kühlschrank - Waschmaschine - Trockner - Windkraftanlagen Netz Solaranlagen Biogasanlagen Speicher mobil immobil Energiemanagement bei Gewerbe- und Industriekunden - Energieerzeugung - Wärme - Kälte - Licht - Maschinen - 8

9 Netzleitstelle als Datendrehscheibe Rolle des Verteilnetzbetreibers Verbraucher Last von Einzelhaushalten und ganzen Neubau- Gebieten wird aggregiert und kontrolliert. Kunden Gesamtverbrauch Last Speicher Speicher Als mobile und stationäre Systeme anwendbar. Intelligente Kundengeräte Verteilnetz Verbrauchergeräte Geräte erhalten Preissignale um intelligente Entscheidungen zu treffen. Entscheidungen werden zurück gemeldet. Energielieferanten Übertragungsnetz Verteilung Verteilnetz modelliert ständig die Systemnutzung => Zuverlässige Dienstleistung Energielieferanten Einspeisedaten von Kraftwerken, Dezentralen Energieeinspeisern und Stromspeichern für die ökonomischste Stromerzeugung. Übertragung Überwacht und passt die Ressourcen an (Engpassmanagement). 9

10 Diskussion CIGRE-Konferenz August 2010 in Paris (Auszug) Fragestellung: Wie werden die dynamischen Preise zwischen den einzelnen Marktteilnehmern (Erzeugung, Vertrieb, Verteilung, ) koordiniert? Strompreisbestandteile (15 min Intervalle) Heute Morgen Steuern und Abgaben Steuern und Abgaben Pönale Vertrieb Messung, Abrechnung Vertrieb Messung, Abrechnung Erzeugung Erzeugung Netz Netz Symbolische Darstellung (jeweils 100% - nicht maßstäblich) 10

11 Diskussion CIGRE-Konferenz August 2010 in Paris (Auszug) Neue Rolle im Energiemarkt: Der power conciliator Das Spannungsfeld des Power Conciliators : Der Power Conciliator schaut nach der Physik (VNB) und nach den wirtschaftlichen und wettbewerblichen Aspekten der Vertriebe, Erzeuger und Speicherbetreiber Der Power Conciliator ermöglicht ein übergeordnetes Optimum für alle Marktteilnehmer Physik (Verteilnetz) [V, A, MWh, MW] power conciliator Vertrieb [ ] Erzeugung, Speicher [ ] 11

12 Forschungsprojekt EU-Projekt Web2Energy Siebtes Rahmenprogramm für Forschung und technische Entwicklung der Europäischen Union Forschungsprojekt zum Aufbau eines intelligenten Energieversorgungsnetzes der Zukunft im Netzgebiet der HSE Projektlaufzeit: Jan Dez Gesamtbudget: ca. 5 Mio. davon 2,9 Mio. Förderung durch die EU 12

13 Forschungsprojekt Web2Energy Konsortium Strategische Beratung Konsortialführer Forschungsinstitut Daten- u. Kommunikationsnetz Fernwirkgeräte Virtuelles Kraftwerk Lehrstuhl Elektr. Netze und Alternative Energiequellen Zähler / Smart Meter Normung / IEC Standardisierung Verteilnetzbetreiber, Smart Grid Leitstelle 13

14 smart grids Kommunikation heute und morgen HEUTE Übertragungsnetz Leitstelle ÜN MORGEN Alle Teilnehmer sprechen die gleiche Sprache 110-kV Leitstelle 20-kV Leitstelle 110 kv MS Virtuelles Kraftwerk Leitstelle Interoperability für den Anschluss neuer Geräte Basis zukunftsweisender Standard IEC ~ ~ ~ MS NS DLC Mittelspannung Niederspannung Distribution Line Carrier NS ~ Variable Protokolle Einheitliche Datenmodelle 14

15 Heute: Ziel: Common Unternehmenssysteme Information Model mit CIM unterschiedlichen nach IEC Standard Datenformaten Problemloser Austausch -Daten sind von nicht Daten untereinander zwischen Datenbanken austauschbar. -Eine Jede Änderung Datenänderung wird in allen muss Systemen in allen relevanten automatisch Systemen nachgeführt manuell erfolgen Geschäfsführung Personal Strategisches Marketing Instandhaltung Geographishes Informations- System Verrechnung Fahrpläne Finanzen & Kontrolle Kunden Information Call Center Archive (Energy Data Management) Datenwarenhaus CIM Personaleinsatz Outage Management SCADA/ EMS/DMS Fernwirktechnik Assett- Management Netzplanung Netzmanagement Lastmanagement Verkauf Kommunikation Handel Marktverfolgung Kraftwerkssteuerung Zählerdatenmanagement Zähler Vertrieb & Marketing Service & Kundenmanagement Vertrags & Risiko Management Handel Umsatz - prognose Marktanwendungen Hochrunterfahren Erzeugungsmanagement 15

16 Forschungsprojekt Was wir mit Web2Energy erreichen Drastische Senkung des Aufwands durch plug and play vom Erzeugung bis zur Verbrauchersteckdose Einheitliche und konsistente Datenhaltung, Problemloser Datenaustausch Erstmalige Anwendung von IEC mit unterschiedlicher Medien (Lichtwellenleiter, Kupferdraht, Funk, Stromleitung) Modell für künftige Anwendungen in Europa und der Welt Praxiserprobung der neuesten, einheitlichen und offenen internationalen IEC- Standards 16

17 Umsetzung im Rahmen des Projektes Web2Energy im Netz der HSE TFS Walldorf Biogas Wasserkraft TFS Mörfelden TFS Babenhausen s TFS Ober-Roden s s s s s s TFS Leonardstanne TFS Weiterstadt TFS Nord cc TFS Mitte TFS Dornheimer Weg TFS Dieburg TFS Groß-Umstadt Photovoltaik TFS Süd TFS Georgenhausen TFS Eberstadt TFS Sandbach TFS Groß Bieberau TFS Bad König TFS Auerbach TFS Reichelsheim TFS Bensheim Neubaugebiete TFS Erbach TFS Heppenheim Windkraft TFS Mörlenbach TFS Wald-Michelbach TFS Birkenau TFS Hirschhorn 17 TFS Neckarsteinach

18 Umsetzung im Rahmen des Projektes Einbindung von regenerativen Energien und Speicher Transformatorenstationen: Installation von PV-Anlagen Energiespeicher Ladestationen 18

19 Bestandteile des Web2Energy Projektes Self Healing Grid Einspeiser Kunden/Tarife Rechnung + - QVL VPP Markt Dynamische Tarife Daten Aggregation ferngemeldete Kurzschlussanzeiger fernsteuerbare Schalter Automatische Fehlerdiagnose ¼-Stundenmessungen Erzeugungsprofile 24 h Zustandsinformationen Hausinstallation Smart Meter Tarifsignale Tarifvorhersage Kostendarstellung 19

20 Umsetzung in der Querverbundleitstelle 20