IoT / Big Data im Verteilnetz

Transkript

1 IoT / Big Data im Verteilnetz Powertage 28 - Fachforum Dieter Maurer - Digital Grid

2 Das Energiegeschäft wandelt sich dramatisch und schnell von Überwiegend fossil-orientierter Energiewelt zu Erneuerbarer Welt durch Wind, Solar und Speicher Prosumerzentrische Energiewelt von Zentralisierter Energieerzeugung für die Verbraucher zu Hausehalte und Unternehmen werden zu Prosumern von Traditionellen, vertikalen Geschäftsmodellen Zu Trading Plattformen als neue digitale Energieversorger Seite 2

3 Einfache Anwendungen im Vergleich zu komplexen Herausforderungen Prozesswissen Gyroskop Helligkeitssensor Neue Geschäftsmodelle Kompass Distanzsensor Bewegungssensor Feuchtigkeitssensor MOTOR Engineering & Integration Know-how 6 Sensoren 2000 Datenpunkte Basis für die Nutzung von IoT / Big Data Seite 3

4 Big Data im «neuen» Stromnetz Der Paradigmenwechsel findet statt #37532 HV Datenmenge Automatisierung Von zentraler zu dezentraler Erzeugung und PV-Einspeisung in Niederspannungsnetzen MV Von unidirektionalen zu bidirektionalen Lastflüssen LV klein gross Neue Lasten wie z.b. e-cars und Wärmepumpen in Niederspannungsnetzen Seite 4

5 Data Management und Energy Systems Verschmelzung im Zeitalter der Digitalisierung Internet of Things neue Dinge werden jeden Tag verbunden, Computer Internet Mobile Telefone Industrie 4.0 in 2020 ~1945 ~1960 ~1970 ~1980 ~1990 ~2000 ~ Energy Systems Nuklear Gas Photovoltaik Wind Dezentrales Energiesystem >50% aller weltweiten Daten wurden letztes Jahr erzeugt Weltweites Datenvolumen aber weniger als 0.5% wurden analysiert oder genutzt Seite 5

6 BKW Bern Cloudbasiertes Messdatenmanagement System Datenmenge steigt mit Smart Meter Rollout um mehr als das 40'000-fache Massentauglichkeit und Automation der Prozesse Smart Meter Rollout gesetzlich gefordert Aktuelle Smart Metering Infrastruktur ohne Kernsystem Massentauglichkeit und Automation der Prozesse ist wichtig Verschiedene Messdatenströme werden konsolidiert Implementierung eines Key-Managements zur Sicherstellung der Cyber Security Wichtige Aspekte Offene und modulare Plattform für bedarfsgerechte Erweiterungen IoT-Vernetzung der Assets mit zentraler Plattform möglich Seite 6 Quelle: BKW Energie AG

7 Digitalisierung heisst auch Wandlung vom Transformator zum Sensorik-Trafo Intelligente Kombination von Physik und Daten Vom Spannungswandler zum Info-Hub Offene und flexible Plattform für alle Produkte der Primär- und Sekundärtechnik Die richtigen Daten sind entscheidend, nicht die Menge an Daten Anwendungen entstehen durch Dialog zwischen Netzbetreiber und Lieferant Seite 7

8 Neue Applikationen und Services durch Erschliessung vorhandener, bisher ungenutzter Datenquellen Transparenz schaffen Energiesysteme verstehen Effizienz steigern Line 1 Ständige Verfügbarkeit von Daten Verbesserte Transparenz von Netz Assets durch den Einsatz von Analysen und Dashboard-Ansichten Monitoring/Überwachung Verbrauch 7th Vergeudete Energie 14th 21th 28th Identifikation des Status der Assets sowie der Nutzung des Stromnetzes Verbesserte Kenntnis bzgl. der Vermögenswerte sowie zum Netzverhalten Analyse Erzeugung Measurement Production Line 2 Steigerung der Geschäftsergebnisse durch Reduktion von CAPEX und OPEX Steigerung der Effizienz, Qualität und Ergebnisse durch gezielten Massnahmen basierend auf fortschrittlicher Data Analytics Optimierung Seite 8

9 X4 X3 X2 X1 X2 X1 X2 X1 X1 Cloudbasierte IoT Lösung Infrastruktur und Anwendungen Digital Twin Grid Analytics Grid Edge Grid Simulation Grid Diagnostics Energy Efficiency und Analytics Mobile App für Use Cases inklusive Analytics Standardmässige Apps IoT Plattform Entwicklung eigener Apps IoT Cloud-Lösung Datenerfassungs-Layer SIEMENS SIEMENS Integration der Feldgeräte Fernwirkgeräte Schutzgeräte Power Quality Smart Meter Inverter Seite 9

10 IoT Connectivity im Verteilnetz erlaubt die Entwicklung von neuen, datengesteuerten Dienstleistungen Ermöglichen von Konnektivität Anbindung an Plattform Einsatz von Apps und Services Update der Feldgeräte durch IoT Konnektivität OPC UA P/S Einbinden der Feldgeräte in die Plattform und Erschliessung von neuen Datenquellen Statusüberwachen z.b. der Schaltanlagen Assets mithilfe der Netzdiagnose Suite oder selbst entwickelte Apps IoT Plattform Seite 10

11 Sicherer Netzbetrieb und IoT Connectivity Koexistenz der etablierten mit der neuen Welt Netzleitsystem IEC-104 IoT Plattform Einsatz vorhandener Infrastruktur/Hardware Einfacher IoT-Protokoll Upgrade in existierender Hardware Kein Einfluss auf laufende Applikationen Stationsleitsystem Keine Systemänderungen in der Konfiguration (Geräte, Gateway, Netzwerk, etc.) IEC Höchster Grad an Security IoT Standards OPC UA Pub/Sub IoT Interface OPC UA PUB/SUB Seite

12 Grid Diagnostic Suite Dashboard Datenvisualisierung und Risikoerkennung Schutzgeräte Automatisierung Feldgeräte Sensoren (z.b. Sensorik-Trafo) IoT Plattform Fremdprodukte Daten anderer Domänen Seite 12

13 Dieter Maurer Siemens Schweiz AG Digital Grid Freilagerstrasse Zürich Tel.: Mobil: Seite 13