GRID4EU Ein europäisches Smart Grid Projekt

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1 Life Needs Power Das Energieforum 2016, Peter Noglik, ABB AG, GRID4EU Ein europäisches Smart Grid Projekt Slide 1

2 Life Needs Power Das Energieforum 2016 Die Zukunft der Stromversorgung GRID4EU: Large-Scale Demonstration of Advanced Smart Grid Solutions with wide Replication and Scalability Potential for EUROPE Winner of the ISGAN Award of Excellence Slide 2

3 GRID4EU Ein EU FP7 Smart Grids Projekt 6 europäische Verteilnetzbetreiber Insgesamt 27 Partner (Netzbetreiber, Hersteller, Universitäten) Projektlaufzeit: 51 Monate von November 2011 bis Januar 2016 Projektumfang: 54 Mio. (EU Förderung: 25,5 Mio. ) Project Coordinator Technical Director Chairman of General Assembly Slide 3

4 GRID4EU: 6 Demonstrationsprojekte mit 27 Partnern Slide 4

5 Das Projekt GRID4EU berücksichtigt diese Problemstellungen: Integration einer steigenden Anzahl kleiner und mittlerer dezentraler Einspeisungen Vorhersage und Ausgleich fluktuierender Einspeisungen durch den Einsatz von Lastmanagement und Speichern Neue Anforderungen der Netzkunden arbeitet inhaltlich an 6 Innovation Streams : Slide 5

6 Sechs Demonstrationsprojekte Monitoring system of LV network based on AMI infrastructure and intelligent equipment's in secondary substations Improvement of surveillance and advanced control of MV grids based on autonomous Multi- Module-System Optimization of PV integration into LV grids by using PV and load forecasts, flexible loads, electric storage, islanding and active customer participation LV and MV grids automation including EV management and island operation Enhancement of MV and LV networks automation and customers awareness of consumption and network situation Advanced control system to increase hosting capacity and maximize DER integration in MV networks Slide 6

7 Demonstrationsprojekt 1 in Deutschland Beschreibung Erweiterung des Automatisierungsgrades im Mittelspannungsnetz durch den Einsatz autonomer, dezentraler Schalt- und Messmodule ( Multi-Modul-System ) Partner RWE Deutschland AG (Implementierung im Netz) Technische Universität Dortmund (Entwicklung der Algorithmen) ABB AG (System Integration) Slide 7

8 Demonstrationsprojekt 1 in Deutschland Ziele Integration einer steigenden Anzahl dezentraler Einspeisern im Mittelspannungsnetz und in den unterlagerten Niederspannungsnetzen Vermeidung von Netzausbau Erhöhung des Beobachtungs- und Steuerungsgrades des Mittelspannungsnetzes in Hinblick auf Überlast- und Fehlererkennung Verringerung von Netzverlusten Höhere Versorgungszuverlässigkeit, kürzere Wiederversorgungszeiten nach einer Netzstörung Slide 8

9 Demonstrationsprojekt 1 in Deutschland Konzept Einsatz autonom arbeitender Module in wichtigen Ortsnetzstationen und einer Zentraleinheit in der Umspannstation Module wirken auf fernsteuerbare, motorgetriebene Schalter, um die Netztopologie anzupassen oder als Reaktion auf Netzfehler Module leiten ihre Entscheidungen aus dem aktuellen Netzzustand ab Schalt-/Messmodule Zentral RTU Kommunikationsverbindung Lasten (Haushalte, Industrie, ) Dezentrale Energie-Einspeiser Relevante Informationen (Netztopologie, Netzzustand) werden dem übergeordneten SCADA-System mitgeteilt Module handeln und optimieren vor Ort! Slide 9

10 Demonstrationsprojekt 1 in Deutschland Hardware-Aufbau FIONA (ABB): Standard RTU540 als Basis für alle Module Standard GPRS Kommunikation Standard Protokoll: Software-System basiert auf interner SPS Slide 10 3 Schaltmodule 4 Schaltmodule (Schaltschrank) 11 Messmodule

11 Demonstrationsprojekt 1 in Deutschland Ergebnis der Systemsimulation Software layer Hardware layer Messwerte/ Schalterstellungen Befehle Netzmodel MATLAB/Simulink Applikationssoftware basierend auf SPS ~ 2.5 minutes 0:00:00 * 0:08:00 0:10:00 0:10:30 0:11:30 0:11:40 0:12:50 0. Simulation started 1.Voltage > 10.7 kv 2.Congestion Management active 3.Optimization started 4.Optimization finished Execution activated 5.Execution started 6.Execution finished Congestion Management inactive voltage / kv ~ 2.5 minutes controlled static 7 0:25:00 t Slide 11 7.Simulation stopped simulation step

12 Demonstrationsprojekt 1 in Deutschland Cost Benefit Analyse Dezentraler Betrieb des Mittelspannungsnetzes Zusätzliche Aufnahmekapazität 17% Verzögerung des Netzausbaus 3-4 Jahre Reduktion der Netzverluste -26% Auswirkung auf die Versorgungsqualität Situation SAIDI in min/a ASIDI in min/a Ohne Intelligenz 12,8 14,9 Mit Multi-Modul- System 6,1 7,5 SAIDI (System Average Interruption Duration Index) Basiert auf der Kundenanzahl ASIDI (Average System Interruption Duration Index) Basiert auf der Knotenleistung Slide 12

13 Demonstrationsprojekt 1 in Deutschland Aufbau der Ortsnetzstationen Vollständiger Ersatz alter Ortsnetzstationen durch intelligente Kompaktstationen Ersatz der Mittelspannungsschaltanlage in begehbaren Ortsnetzstationen / Implementierung der intelligenten Komponenten Neuartige Schaltschranklösung zur Unterbringung der neuen Mittelspannungsschaltanlage sowie der intelligenten Komponenten als Ergänzung bestehender Ortsnetzstationen Slide 13

14 Demonstrationsprojekt 1 in Deutschland Operative Testphase Betriebliche Anforderungen Korrekte Darstellung des Netzzustandes in der Netzleitstelle Erteilen und Zurücknehmen der Schalterlaubnis Eigensicherheit, d. h. keine Versorgungsunterbrechungen Schrittweiser Ansatz einer operativen Testphase Phase 0 Analyse der Messwerte und Schaltsignale Phase 1 Halb-automatisches Schalten aus der Leitstelle Phase 2 Halb-automatisches Schalten durch das MMS Phase 3 Autonomes Schalten des MMS Slide 14

15 GRID4EU ein europäisches Projekt Zusammenfassung GRID4EU: Bisher größtes EU-Förderprojekt in sechs Ländern Demonstrationsprojekt: Praxistauglichkeit im Feld Anwendbarkeit, Skalierbarkeit und Replizierbarkeit der unterschiedlichen Lösungen Erfahrungsaustausch auf europäischer Ebene Demonstrationsprojekt 1 in Deutschland Erweiterung des Automatisierungsgrades im MSP-Netz durch den Einsatz eines Multi-Modul-System Autonome Optimierung und Anpassung Netztopologie Vermeidung von Netzausbau Verbesserung der Versorgungsqualität Partner: RWE Deutschland AG / Westnetz GmbH, TU Dortmund und ABB AG Slide 15

16 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Peter Noglik Prof. Dr. Christian Rehtanz Anton Shapovalov Prof. Dr. Lars Jendernalik Thomas Wiedemann Slide 16

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