Im Allgäu ist Smart Grid

Transkript

1 Im Allgäu ist Smart Grid Projektleiter, Division Smart Grid, -Sektor Infrastructure & Cities Folie 1

2 hat eine lange Tradition auf dem Gebiet der Netzautomatisierung, aber neue Sachen passieren Page 2 Version 1.0 Seite AG All rights reserved. Sector Infrastructures & Cities

3 Solarenergie in unterschiedlichen Ausprägungen: Weltweiter Einstieg in die Ära erneuerbarer Energequellen Photovoltaik: Solarpark Les Mées, Frankreich Solarthermisches Kraftwerk Lebrija, Spanien Photovoltaik im ländlichen Raum Deutschlands Page 3 Version 1.0 Seite AG All rights reserved. Sector Infrastructures & Cities

4 Veränderte Stromeinspeisemuster fordern bestehende Netzinfrastruktur heraus Wochenlastverlauf einer Umspannstation auf dem Land im Verteilnetzbereich des Energieversorgers Lechwerke (LEW) 2003 und heute Last in Kilowatt (kw) Lastverlauf 2003 Lastverlauf heute :00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 Quelle: LEW Page 4 Version 1.0 Seite AG All rights reserved. Sector Infrastructures & Cities

5 Veraltete Stromübertragungsnetze: Von den Blackouts in den USA 2003 waren mehr als 50 Millionen Menschen betroffen vor dem Blackout nach dem Blackout Page 5 Version 1.0 Seite AG All rights reserved. Sector Infrastructures & Cities

6 Große Herausforderung für die Zuverlässigkeit der Energieversorgung: veraltete Stromverteilnetze Page 6 Version 1.0 Seite AG All rights reserved. Sector Infrastructures & Cities

7 Der Um- und Ausbau bestehender Stromnetze zu Smart Grids erfordert neue Lösungen Herausforderung Energiesystemwechsel Erneuerbare und dezentrale Stromerzeugung Limitierte Stromerzeugung und Netzkapazität Veraltete und/oder zu schwache Netzinfrastruktur Kosten und Emissionen der Stromversorgung Smart-Grid-Lösungen Ausbalancieren von Erzeugung und Verbrauch, neue Geschäftsmodelle Lastmanagement & Vermeidung von Stromspitzen Zuverlässigkeit durch autom. Blackout-Vorbeugung und Netzwiederherstellung Wirtschaftliche Einbußen, z,b. durch nichttechnische Stromverluste Effiziente Erzeugung, Übertragung, Verteilung und effiz. Verbrauch Transparenz auf Verteilnetzebene und Vorbeugung vor Energieverlusten Page 7 Version 1.0 Seite AG All rights reserved. Sector Infrastructures & Cities

8 Das globale Smart Grid gibt es nicht: Die Treiber sind je nach Weltregion unterschiedlich Veraltete Infrastruktur Nichttechnische Stromverluste Integration erneuerbarer Energien Elektrifizierung von Megacities Dezentrale Stromerzeugung Page 8 Version 1.0 Seite AG All rights reserved. Sector Infrastructures & Cities

9 Smart Grid Suite: Produkt-, System- und Lösungsportfolio für den intelligente Energienetze Erfassen, Evaluieren und Analysieren von Daten, Applikationen z.v. stellen Erzeugen und Übertragen von Daten Vertikale Smart-Grid- Applikat. Horizontale IT Netzspezifische Unternehmens-IT Operative IT Netzautomatisierungs-IT Information & Kommunikation Feldebene Primärtechnik Automation Energieübertragung Strom Automation Energieverteilung Strom, Gas, Wärme, Wasser Netzsteuerungsplattform Bahnelektrifizierung Strom Energiemanagementsystemanagementsystem Verteilnetz- Bahn-SCADA- System Industrie- & Infrastruktur- Applikationen Microgrid/ virtuelles Kraftwerk Strom, Gas Netzspezifische Unternehmensapplikationen Netzspezifische Kommunikations-Plattform Demand Response Strom, Gas, Wärme, Infrastruktur Elektrofahrzeuge Plattform Netzapplikationen Netzplanung & Netzsimulation Netzautomatisierungs-Plattform Microgrid-Controller Demand-Responsedezentr. Energiemanagement Plattform Zählerdaten- Management Smart Metering Strom, Gas, Wärme, Wasser Strom/Gas/Wasser/Wärme Daten für intelligentes Management & int. Optimierung Service Netzberatung & -konstruktion Netzeinbindung und -automatisierung Smart-Grid-Betrieb und -Optimierung Dienstleistungen Page 9 Version 1.0 Seite AG All rights reserved. Sector Infrastructures & Cities

10 Portfolio des Geschäftssegmentes Applications Smart Grid Compass SIMEAS SAFIR Smart-Grid-Beratungs- und Analysetool zur Definition von Smart-Grid-Strategien Echtzeit-Netzzustands- und Fehleranalysesystem Demand Response Virtuelle Kraftwerke Microgrid - große Inselnetze Microgrid - kleine Inselnetze Microgrid - Integration erneuerbarer Energien Vermeiden von Erzeugungsengpässen über Verbrauchssteuerung und zeitliche Verschiebung von Lasten Integration von dezentraler Erzeugung, Lasten und Speichern für Energiehandel und wirtschaftliche Optimierung Integration von dezentraler Erzeugung, Lasten und Speichern in große Netze für eine wirtschaftliche Stromversorgung und Netzstabilität Integration von dezentraler Erzeugung, Lasten und Speichern in kleine Netze für eine wirtschaftliche Stromversorgung und Netzstablität Integration von erneuerbarer Erzeugung, Lasten und Speichern in bestehende Verteilnetze für Netzstabilität Page 10 Version 1.0 Seite AG All rights reserved. Sector Infrastructures & Cities

11 Folie 11

12 Heutige Stromversorgungsnetze müssen zunehmend neue Komponenten verkraften, wie Photovoltaikanlagen immer mehr Elektrofahrzeuge Windenergieanlagen Energiespeicher kleinere, dezentrale Erzeuger Folie 12

13 integriert diese neuen Komponenten im Rahmen des IRENE-Projektes im Allgäu Integration of Renewable Energy and Electromobility Folie 13

14 Warum gerade dort? Folie 14

15 Integration Regenerativer Energien und Elektromobilität Die Herausforderung: In der Gemeinde Wildpoldsried im Allgäu sieht sich das Energieversorgungsunternehmen AÜW (Allgäuer Überlandwerke) schon heute mit Einspeisung aus Photovoltaikanlagen einer Situation ausgesetzt, wie sie für Deutschland in zehn Jahren erwartet wird. Die Gemeinde produziert zeitweise mehr erneuerbare Energie, als sie selbst verbrauchen kann. Lastflüsse kehren sich um. Asymmetrien und Belastung durch Oberschwingungen werden vermutet. Anschluss weiterer Photovoltaikanlagen ohne Netzausbau kaum möglich. Folie 15

16 Integration Regenerativer Energien und Elektromobilität Die Lösung: Installation eines Echtzeitmess- und Regelungssystems für die Koordination und aktive Beeinflussung von - Energieerzeugung, - Lademanagement von Elektrofahrzeugen und - Verbrauchern regelbare Transformatoren für Spannungsregelung in der Niederspannung Blindleistungskompensation über Umrichter Speicherung von Solarenergie in stationären Batterien und Elektrofahrzeugen zu Spitzenlastzeiten Folie 16

17 Meilensteine des Projektes Meilensteine Messtechnik in Betrieb Regelbarer Ortsnetztrafo, Laden von Elektrofahrzeugen Steuerung PV, Energiespeicher in Betrieb, vollständige Closed-Loop- Regelung Schlussberichte, technische und wirtschaftliche Bewertungen der verschied. Maßnahmen Termine bis Monat 7 (Oktober 2011) bis Monat 12 (April 2012) bis Monat 18 (Oktober 2012) bis Monat 30 (Sept. 2013) Folie 17

18 Integration Regenerativer Energien und Elektromobilität So wird die Energiewende möglich: IRENE ist das erste Projekt, bei dem ein selbstorganisierendes Energieautomatisierungssystem eingesetzt wird. Es wurde von für das Netzmanagement von Smart Grids entwickelt. Das Projekt ist ein Feldtest von Mess- und Regelungstechnik, die Informationen zur Evaluierung der aktuellen Netzsituation liefert und damit eine Echtzeit-Steuerung der Aktoren sicherstellt. Es umfasst die Entwicklung und den Einsatz von Werkzeugen und Modellen, um mit der geringstmöglichen Anzahl von Echtzeitinformationen eine Netzberechnung durchzuführen. Folie 18

19 Systemkonzept FrontEnd Archiv UI Monitoring und Regelsystem Messdatenbank Control Center Mobilfunk Netz Internet IEC104 GSM PV Batterie E-Car PV Biomasse Messgeräte Trafo Last Last Folie 19

20 Zusammenfassung Das Netz ist für einen bestimmten Spitzenverbrauch ausgelegt. Ist die Photovoltaik-Leistung noch kleiner als der Verbrauch, kann ohne Probleme eingespeist werden. Übersteigt die photovoltaische Erzeugung den Verbrauch, entstehen Überspannungen und ggf. Überlastungen von Leitungen und Trafostationen. Durch Blind- und Wirkleistungseingriffe bei PV-Anlagen und Spannungsabsenkung durch einen schaltbaren Transformator werden Strom und Spannung begrenzt. Das elektrische Netz muss nicht mehr auf den Worst-Case ausgelegt werden. Mehr PV-Anlagen können an das vorhandene Netz angeschlossen werden. Batterien speichern regenerative Energie in Spitzenzeiten, erhöhen den Grad der Eigenenergienutzung, entlasten das Netz, und liefern regenerative Energie auch nachts. Folie 21

21 Smart Grid Diagnostic Kit ein Ergebnis aus IRENE aktuelles und geplantes Portfolio für die Integration erneuerbarer Erzeugung B A A B A A C C C Grid Automation System Interface Existierendes DMS A Smart Grid Dynamische Diagnostic Kit B Netzsteuerung C Integration von Speicher und Erzeugern Folie 22 Page 22 EA PP

22 Hands-On Unterzeichnung Projektvertrag in Wildpoldsried, April 2011 Folie 20

23 Hands-On IRENE Projekt-Team, April 2011 Folie 20

24 Hands-On Übergabe Elektrofahrzeuge Wildpoldsried, Oktober 2011 Folie 20

25 Hands-On Inbetriebnahmetests regelbarer Trafo, Kempten, Januar 2011 Folie 20

26 Hands-On Anschluß regelbarer Trafo, Wildpoldsried, Februar 2011 Folie 20

27 ? Welche Fragen darf ich Ihnen beantworten Folie 23