E-Energy-Projekt Modellstadt Mannheim

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1 E-Energy-Projekt Modellstadt Mannheim Modellierung und Entwicklung des Smart Grids im Rahmen neuer Rollen, Wirkungsdomänen und Geschäftsmodelle Andreas Kießling wiss.-techn. Projektleiter moma MVV Energie AG Symposium Innovative Informations- und Kommunikationstechnologien als Rückgrat von Smart Distribution Darmstadt, Kongresszentrum April 2011

2 Veränderungen im Energiesystem Stärkung nachhaltiger und regionaler Konzepte

3 Veränderungen im Energiesystem Paradigmenwechsel in der Energieversorgung Zentrale Energiegewinnung Wenig Kommunikation/Interaktion in den Verteilnetzen Passive Rolle des Kunden Untergeordnete Rolle der IKT Verteilte Energiegewinnung Echtzeit-Kommunikation/ Interaktion zwischen Generatoren und Verbrauchern Zentrale Rolle der IKT Internet der Energien

4 Veränderungen im Energiesystem Erwartungen in das intelligente Energiesystem mit neuen Chancen für regionale Versorger und Kommunen Effiziente Verbindung schwankender Erzeugung und Verbrauch unter Nutzung neuer Speichertechnologien, zur Ermöglichung einer Energieversorgung über erneuerbare Energien mit stetig sinkendem Anteil fossiler und nuklearer Reservekapazitäten Stärkung der dezentralen Erzeugung, um Energieerzeugung und -verbrauch in geografischer Nähe anzusiedeln und Transportverluste zur reduzieren. Erhaltung der Versorgungssicherheit durch Diversifizierung der Energiegewinnung in dezentrale Strukturen, anstatt vorrangig zentraler Energiequellen, die bei einem Ausfall schwieriger zu kompensieren sind. Möglichkeit zur stärkeren Verbindung von Energielieferung und Energiedienstleistung zur Verbindung mit anderen Lebensbereichen, beispielsweise für ein umfassendes Energiemanagement in Gebäuden und öffentlichen Lebensräumen Verbesserung der wirtschaftliche Position von Bürgern und Kommunen als energetisch aktive und eigenständig handelnde Teilnehmer im Energiemarkt. Steigerung der Energieeffizienz in der Verbindung der Sparten von Strom, Wärme bzw. Kälte. Antwort auf zunehmende Komplexität in Steuerung der Niederspannungsebene bei hohem Anteil dezentraler Erzeugung zur Erhaltung der Versorgungssicherheit mit verteilten Automatisierungslösungen in Netzbereichen

5 Veränderungen im Energiesystem Zusammenfassung Intelligente Energiesysteme weisen den Weg in eine energiewirtschaftliche Zukunft, die nachhaltig, effizient und sicher ist, sowie regionale und zentrale Aspekte des Energiesystems verbindet. Sie unterstützen mit der Integration sogenannter intelligenter Technologien (smarte Technologien) die Entwicklung nachhaltiger urbaner, klima-neutraler Regionen und Städte als Smart Cities.

6 EU-Strategien für intelligentes Energiesystem Strategie für wettbewerbsfähige, nachhaltige und sichere Energie 1. EINE EFFIZIENTE ENERGIENUTZUNG, DIE BIS 2020 ZU EINER ENERGIEEINSPARUNG VON 20 % FÜHRT Priorität 1: Europa energieeffizient machen Priorität 3: Verbraucherautonomie stärken und das höchste Niveau an Sicherheit und Gefahrenabwehr erreichen Aktion 1: Verbraucherfreundlichere Gestaltung der Energiepolitik 2. GEWÄHRLEISTUNG DES FREIEN ENERGIEVERKEHRS 3. SICHERE UND ERSCHWINGLICHE ENERGIE FÜR DIE BÜRGER UND UNTERNEHMEN 4. Vollzug eines Technologiewandels Priorität 4: Die Führungsrolle Europas im Bereich der Energietechnologien und Innovation ausbauen Kommission wird eine große europäische Initiative zu intelligenten Netzen 5. STARKE INTERNATIONALE PARTNERSCHAFT, VOR ALLEM MIT UNSEREN NACHBARN

7 Intelligentes Energiesystem Vermittlung von Systemelementen zu Diensten

8 Intelligentes Energiesystem Smart energy system Definition des Smart energy systems in VDE ITG-Positionspapier in Analogie zur DKE-Normungsroadmap Intelligentes Energiesystem = Energiedienste (virtuell) + Smart Grid (physisch) = Intelligentes Energieversorgungssystem = Energieinformationssystem + Passives Energieversorgungssystem Internet der Dienste im Energiesystem Internet der Dinge im Energiesystem Internet der Energie

9 Intelligentes Energiesystem Vermittlung von Systemelementen zu Diensten

10 Modellierungsmethodik Modellierung der Facharchitektur und technischen Architektur auf Grundlage von Standards Geschäftsmodelle

11 Methodik der Fachmodellierung Funktionsmodellierung

12 Modellierungsmethodik Rollen im neuen Energiemarkt

13 Modellierungsmethodik Domänen und Systemgrenzen Ausbau eines erweiterten Energieinformationsnetzes Zentrale Energiegewinnungsanlagen Einspeisung Zentrale Erzeuger Großhandelsmärkte Übertragungsnetz Akteure im Energie- Markt Regionalmärkte Verteilungsnetz Zentral Energienutzung Anlagen im Netz Verteilungsnetz Dezentral Energienutzung Anlagen im Netz Verbundene Objekte Energienutzung Objektgeräte Verbundene Unterobjekte Energienutzung Objektgeräte Kernkraft Fossil Gateway Erneuerbare Gateway Einspeisung Zentrale Erzeuger Ein- Speisung DEA Ein- Speisung DEA Einspeisung Objekterzeug. 1) & 2) Einspeisung Objekterzeug.

14 moma Systemmodelle

15 Energiebutler = BEMI-Rechner = EMG + EM OGEMA Open Gateway Energy Management Alliance Energieserviceentwickler und - anbieter OGEMA Allianz bietet Download Middleware Lieferant eines OGEMA- Gateways Lieferant eines OGEMA- Gateways Agent: Dienste zur Energieautomation Dienste für gerätespezifische Funktionen Dienstevermittlung: OGEMA Dienstevermittlung: OSGi Diensteplattform: Java Maschine Diensteplattform: Betriebssystem Diensteplattform: BEMI-Hardware EM: Energiemanager EMG: Energie Management Gateway

16 moma Systemmodell Neue Rahmenbedingungen Verteilnetz Softwareagenten (Moderatoren und Energiebutler) in Verteilnetzzellen und Objektnetzzellen zur Ausbildung einer Schwarmintelligenz im Energieorganismus Energiebutler (Gateway und Energiemanagement)

17 Kernmodell des Energiesystems Elemente (technische Akteure) im passiven Energieversorgungssystems Erzeugerfunktionen Erzeuger Netzbetrieb Netzbetriebsfunktionen Verbraucherfunktionen Speicherfunktionen Verbraucher Speicher

18 Kernmodell des Energiesystems Elemente (technische Akteure) im Smart Grid abgebildet auf IGS- Stack jeweils für jede Zelle des Energiesystems Dienste im Energiesystem Dienstevermittlung: Protokolle Informationsobjekte Diensteschnittstellen - Ontologien Dienstevermittlung: Middleware Sicherheit: (Security, Privacy, Safety) Kommunikation: Gateway Geräte- und Anlagenfunktionen Kommunikation: Diensteplattform Kommunikation: Leitungen und Knoten Geräte und Anlagen (Erzeuger, Verbraucher, Speicher, Netzbetrieb) Automatisierung: Informationsverarb. Elemente (Messen, Stellen, Steuern, Regeln)

19 moma Systemmodell Neue Rahmenbedingungen Verteilnetz Objektnetzzelle mit Energiebutler Verteilnetzzelle mit Softwareagenten: Marktmoderator Netzmoderator Energie Information Systemzelle mit Energiemarktplatz und Netzsteuerung

20

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dipl.-Phys. Andreas Kießling Systemarchitekt wiss.-techn. Projektleitung MVV Energie AG Luisenring Mannheim Telefon: +49 (621) Mobil: +49 (172) Telefax: +49 (621)

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