Smart Grid, der richtige Weg?

Transkript

1 Smart Grid, der richtige Weg? Smart Metering und Smart Grid in der Praxis Jürgen Knaak Geschäftsführer der Arbon Energie AG Foto : Johansen, arbon-online.ch 1

2 Einführung Technik Ausblick 2

3 Service Public für Arbon am Bodensee Mit 22 MitarbeiterInnen bietet die Arbon Energie AG den professionellen Service Public für die Stadt Arbon mit Einwohnern und angrenzende Gebiete (Wasserversorgung) seit 1886 mit der Wasserversorgung über ein Netz von ca. 73 km Länge 1922 mit der Stromversorgung über ein Netz von ca. 174 km Länge 1997 mit der Nahwärmeversorgung aus umweltschonenden Heizanlagen 1999 mit Lichtwellenleiter-Netz mit ca. 50 km 2008 mit dem Smart Grid System AMIS von SIEMENS 3

4 132 Jahre nach dem ersten praktisch funktionierenden Telefon 25 Jahre nach dem PC und dem weltweit ersten Mobiltelefon 16 Jahre nach Beginn der kommerziellen Internetnutzung 1876 Das erste, praktisch funktionierende BELL Telefon Der PC und das weltweit erste kommerzielle Mobiltelefon ca Beginn der kommerzielle Nutzung des Internets 2008 Smart Metering / Smart Grid im Verteilnetz wird Realität ca Smart Grid wird zum WWW der Versorgungsbranche 4

5 Gestern, Heute, Morgen: Überwachung, Steuerung, Betrieb Cockpit des Airbus A-380 von 2007 Cockpit der Douglas DC-7 von

6 Gestern, Heute, Morgen: Ein neues Stromzeitalter Quelle: Siemens 6

7 NLS Power-CC (Projekt 2006) 1703 Implementierung Mittelspannungsnetz 7

8 NLS Power-CC (Projekt 2007) 1703 Ersatz komplette Steuerung Seewasserwerk 8

9 NLS Power-CC (Projekt 2008) 1703 Smart Meters 9

10 Einführung Technik Ausblick 10

11 Zähler (Fern) Auslesung Endausbau im Querverbund Kommunikationstechnik EDM BELVIS ebix Händler Bilanzgruppe Fremdgeräte Gateway > kWh ca. 160 Zähler bei AE XML Lastprofil Abfrage Access Strom AMIS TS XML AE Energie Zählerst. Übertragungsnetzbetreiber M-Bus Abfrage Brem Wasserzähler Gaszähler AMIS Zähler Access Gas Access Wasser AE Netze Access Wärme Wärmezähler LSG ca. XXX 000 Rechnung / Jahr 11

12 Lastkurve 12

13 4-fach Tarif 13

14 AMIS Systemintegration in die Büro und Technik IT Power CC Bedienplatz 1 Werkhof Datenbank Server Power CC Bedienplatz 2 Seewasserwerk SPC-Lan WEB Server Mobiler Arbeitsplatz WEB RTS CFE A RTS CFE B VPN Lan-Net WEB Büro Lan AMIS TS TM1703ACP AMIS Fernwartung VPN WEB RX1000 Modem RSG2100 RSG2100 CoreNet VLan5 Elektro VLan8 AMIS VLan6 Wasser VLan7 SWW RSG2100 RSG2100 RSG2100 RSG

15 AMIS Systemtechnik in der Trafostation DC/DC LS 48VDC Batterieanlage 12VDC LWL IEC104 AMIS E-Mic DI-6100 DI-6100 D AI RMC40 Mittelspannung, Trafo, Niederspannung, Strassenbeleuchtung, Schutz, Hilfsbetriebe DLC L1,2,3,N 15

16 Die Umsetzung und der aktuelle Stand in Arbon Vorprojekt -Vision -Strategie - Ausschreibung - Auswertung Laborsystem - Zählerfunktion - Lastschalten - Transaktionsserver - Fremdgeräte Pilotanlage - Systemtest - Schnittstellen - Kommunikation - Mandanten Produktivbetrieb - Prozesse - Standardisierung - Automatisierung - Reflektion 02/ / / / /2010 Total Stromzähler davon operative Smart Meter Total Wasserzähler davon 320 mit M-Bus über Smart Meter angeschlossen Total Lastschaltgeräte davon umgerüstet Rundsteuerung seit März 2010 nur noch über das System AMIS 60 Trafostationen Davon 55 mit Datenkonzentratoren ausgerüstet 16

17 Norm SEV

18 Regenerative Energie & Smart Grid Veränderung der Verteilnetze 110kV 17kV Unidirektionaler Energiefluß Erzeugung / Verbrauch auf NS-Level Bidirektional Energiefluß 17kV 110kV Today 0,4kV 0,4kV Radiales System Einfacher Schutz Keine Intelligenz Ungeregelter Verteilnetz Transformator Tomorrow Intelligente Zähler Energy Speicher 0,4kV 0,4kV Vermaschtes System Adaptiver Schutz Automatisierung Regelbarer Verteilnetz Transformator Erzeugung auf MS-Level e-car Infrastruktur Quelle: Siemens 18

19 Herausforderung der Spannungsregelung unter Last an Ortsnetz-Transformatoren Spannungsanpassung unter Last unter Einhaltung der gewohnten Betriebs- Eigenschaften und Abmessungen von Ortsnetztransformatoren um eine dezentrale Einspeisung von Kleinerzeugungskraftwerken gewährleisten zu können. Trafo mit US-Spannungsregelung unter Last Trafo mit OS-Spannungsregelung unter Last OS US OS US Quelle: Siemens 19

20 Realisierung am Produkt Regelung im Niederspannungsnetz Steuerung Quelle: Siemens Spannungsanpassung unter Last unter Einhaltung der gewohnten Betriebs-Eigenschaften und Abmessungen von Ortsnetztransformatoren! 20

21 Einführung Technik Ausblick 21

22 Wo Fttx und Smart Grid zusammen kommen Überwachung Sicherheit Automatisieren Steuern Schalten Erleben SMART LIVING Messen Heizung, Lüftung Klima Diagnose Wartung Personal Communication Heim- und Gebäude-Automatisierung Multimedia / Entertainement / Kommunikation Verbrauchs-Datenerfassung und -Steuerung Internet der Dinge 22

23 Blick in die Zukunft: Wo spielt die Musik? NS-Kabel (PLC) Cu oder LWL (TCP/IP) Überwachung Sicherheit Steuern Schalten Automatisieren Erleben Messen Der Verkehr findet primär weit vor der Motorhaube statt!??? Cu oder LWL (TCP/IP) Heizung, Lüftung Klima Diagnose Wartung Personal Communication Internet 23

24 Zukünftige ganzheitliche Lösung Inhome Schnittstelle IR Kommunikation Gateway WWW AMIS Meter Konifguration Kommunikation Kommunikation Konfiguration und Information Last Quelle: Siemens 24

25 Netzplanung - Einphasenmodell Spannungsproblem (vorwiegend im ländlichen- und Vorstadtbereich) Spannungsverlauf ohne dezentrale Einspeisung Trafostation I Kabel R+jX R+jX R+jX R+jX Lasten Spannung 253V Spannungsverlauf entlang des Kabels 207V Nacht Tag Kabellänge 25

26 Integration von dezentraler Einspeisung Einphasenmodell Spannungsproblem (vorwiegend im ländlichen- und Vorstadtbereich) Spannungsverlauf mit dezentrale Einspeisung Transformer Station Cable I R+jX R+jX R+jX R+jX ~ ~ Fotovoltaikanlagen Lasten Spannung 253V Spannungsverlauf entlang des Kabels 207V Tag Kabellänge Nacht 26

27 Integration von dezentraler Einspeisung Einphasenmodell Spannungsproblem (vorwiegend im ländlichen- und Vorstadtbereich) Spannungsverlauf mit dezentrale Einspeisung Transformer Station Steuerung I Cable R+jX R+jX R+jX R+jX ~ ~ Fotovoltaikanlagen Spannung 253V Spannungsverlauf entlang des Kabels 207V PLC PLC PLC PLC Tag Nacht Lasten Kabellänge PLC = Power Line Communication 27

28 Stromnetz heute und in Zukunft Aktuelles Netz Zukünftiges Netz N G G Abschalten von Lasten für Regelenergie. Lastmanagement E T Z KEV Geldfluss G Geldfluss E B Steuereinheit beim Kunden E Last Kunde Last Kunde N E N 28

29 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Kontakt: Jürgen Knaak Arbon Energie AG Salwiesenstr Arbon Tel juergen.knaak@arbonenergie.ch 29