Herausforderungen an Protokolle und Schnittstellen der Netzbetreiber, Direktvermarkter, Service und Betrieb

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1 Herausforderungen an Protokolle und Schnittstellen der Netzbetreiber, Direktvermarkter, Service und Betrieb Fred Aßmann 3. Smart-Grid-Fachtagung

2 Agenda Über Senvion Smart Grid im Jahr 2050 Top-down Perspektive Anwendungsfälle und Protokolle heute Protokollübersetzung mit WAGO PFC200 Fazit 2

3 Agenda Über Senvion Aspekte des Smart Grid Konzeptes Top-down Perspektive Anwendungsfälle und Protokolle heute Protokollübersetzung mit WAGO PFC200 Fazit 3

4 Über Senvion Turbinen Integration & Regelung MM 3.XM 6.XM Netz Integration Umwelt Integration SCADA Lösungen MM82 MM92 MM M M114/ M104/ M M M152 f- & U-Regelung Netzschutz Trafo Systeme Extreme klimatische Bedingungen Schall Schutz Schnittstellen & Kommunikation Wind Farm Mgmt Mit jeweils unterschiedlichen Turmhöhen MM 3.XM 6.XM 4

5 Agenda Über Senvion Aspekte des Smart Grid Konzeptes Top-down Perspektive Anwendungsfälle und Protokolle heute Protokollübersetzung mit WAGO PFC200 Fazit 5

6 Smart Grid im Jahr 2050 gemäß BMWi Strategie Weitestgehende Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen und Nuklearenergie Höhere Energieeffizienz durch smarte Kommunikation zwischen Erzeugern und Verbrauchern Leistungsfähige Übertragungs- und Verteilnetzwerke für bedarfsgerechte Energieverteilung Quelle: BMWi; Energyieerzeugung: Energieverbrauch: 6

7 Agenda Über Senvion Aspekte des Smart Grid Konzeptes Top-down Perspektive Anwendungsfälle und Protokolle heute Protokollübersetzung mit WAGO PFC200 Fazit 7

8 Top-down Perspektive Das Internet der Energie E-Energy Domänenmodell Quelle: Abschlussbrericht e-energy Bereich Elektrotechnik (des BMWi Stand Mai 2014) 8

9 Top-down Perspektive Internet der Energie & SGAM SGAM Ebenen Darstellung & E-Energy Referenz Architektur CENELEC - SGAM = Smart Grid Architektur Model; Smart Grid Plane Quelle: Abschlussbrericht e-energy Bereich Elektrotechnik (des BMWi Stand Mai 2014) 9

10 INTEROPERABILITY LAYER Top-down Perspektive Das Internet der Energie Das Smart Grid Architecture Model (SGAM) Framework Business Layer Function Layer Information Layer Communication Layer Component Layer Quelle: Abschlussbroschüre - Smart Energy made in Germany (des BMWi Stand Mai 2014) 10

11 Top-down Perspektive - IEC Smart Grid Architektur Business Layer Function Layer Information Layer IEC Communication Layer Component Layer Quelle: IEC TR Power system control and associated communications - Reference architecture for object models, services and protocols. 11

12 Top-down Perspektive - Smart Grid IEC Schnittstellen TC57 TC57 WG17 TC57 WG18 TC57 WG10&12 TC57 WG10&11 Power Quality Monitoring Dezentralized Energy Production Wind Power Plants Hydro Power Plants Control Center to Substation Substation to Substation IEC IEC IEC IEC IEC TC88 JWG25 IEC former IEC IEC extensions 2007 (Statistical, his. Statistical, ) IEC 61850: 2004/2005 (HV, MV) TC57 Power systems management and associated information exchange TC88 Wind Trubines IEC = International Electrotechnical Commission; TC = Technical Committee; (J)WG = (Joined) Working Group 12

13 Agenda Über Senvion Aspekte des Smart Grid Konzeptes Top-down Perspektive Anwendungsfälle und Protokolle heute Protokollübersetzung mit WAGO PFC200 Fazit 13

14 Anwendungsfälle und Protokolle heute Control Center Big Data Transformer Transformer Control Center Wind Farm Betreiber Meteo Station IEC i/f Control Center Direktvermarkter Control Center Netzbetreiber PMU Grid PMU = Power Management Unit (Wind Farm Regler); IEC = IEC interface 14

15 Anwendungsfälle und Protokolle heute IEC Big Data SCADA System Wind Farm Betreiber Direkt Marketing Netzbetreiber Ziel statistische Auswertung (Überwachung und Analyse von umfangreichen Wind Farm- und Turbinen Daten) Big Data Use Case strategische Analyse Kompletter Datensatz von WEA + PMU Ziel zuverlässiger Betrieb (Betriebsdatenanalyse) Betreiben von Wind Farmen mit minimalem Ausfall und effektiver Wartung Fokus auf statistische Daten (also Mittelwerte) und Betriebsdatenzählern Ziel Profitmaximierung (Wind Farm Steuerung über dedizierte Schnittstelle) Vorgabe von P Sollwert von Wind Farmen Wind Farm Steuerung geprägt vom Energiepreis am Markt Ziel Netzstabilität (Wind Farm Steuerung über dedizierte Schnittstelle) Vorgabe von P & Q Sollwert von Wind Farmen Steuerung zur Stabilität und zum Schutz des Netzes IEC PMU I/O = Input/Output PMU = Power Management Unit WEA = Wind Energie Anlage 15

16 Anwendungsfälle und Protokolle heute - Übersetzung Big Data SCADA System Wind Farm Betreiber Direkt Marketing Netzbetreiber Ziel statistische Auswertung (Überwachung und Analyse von umfangreichen Wind Farm- und Turbinen Daten) Big Data Use Case strategische Analyse Kompletter Datensatz von WEA + PMU Ziel zuverlässiger Betrieb (Betriebsdatenanalyse) Betreiben von Wind Farmen mit minimalem Ausfall und effektiver Wartung Fokus auf statistische Daten (also Mittelwerte) und Betriebsdatenzählern Ziel Profitmaximierung (Wind Farm Steuerung über dedizierte Schnittstelle) Vorgabe von P Sollwert von Wind Farmen Wind Farm Steuerung geprägt vom Energiepreis am Markt Ziel Netzstabilität (Wind Farm Steuerung über dedizierte Schnittstelle) Vorgabe von P & Q Sollwert von Wind Farmen Steuerung zur Stabilität und zum Schutz des Netzes Protokoll Übersetzung Client IEC IEC Digital I/O IEC Server Modbus IEC OPC DA Analog I/O IEC IEC OPC UA (IEC62541) DNP3 PMU I/O = Input/Output PMU = Power Management Unit WEA = Wind Energie Anlage 16

17 Agenda Über Senvion Aspekte des Smart Grid Konzeptes Top-down Perspektive Anwendungsfälle und Protokolle heute Protokollübersetzung mit WAGO PFC200 Fazit 17

18 Protokoll-Übersetzung mit WAGO Contoller PFC200 18

19 Agenda Über Senvion Aspekte des Smart Grid Konzeptes Top-down Perspektive Anwendungsfälle und Protokolle heute Protokollübersetzung mit WAGO PFC200 Fazit 19

20 Fazit Die Transition zum Smart Grid ist unumgänglich Dies führt zu einem neuen Eco-System Veränderte Anforderung an Leittechnik Geräte und Protokolle sind bereits heute bereit dafür 20

21 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Senvion GmbH Fred Aßmann Senior Experte SCADA Interfaces & Special Engineering Senvion GmbH Alle Rechte vorbehalten. Die Vervielfältigung, Nutzung oder Verbreitung, in irgendeiner Form oder durch irgendwelche Mittel, elektronisch oder mechanisch, einschließlich Fotografie, Aufzeichnung oder Speicherung, ist ohne vorherige schriftliche Zustimmung durch die Senvion GmbH nicht zulässig.