NETZAUTOMATISIERUNG IN DER NIEDERSPANNUNG ALS BOTTOM-UP-ANSATZ ZUR STABILISIERUNG DES ZUKÜNFTIGEN ENERGIEVERSORGUNGSSYSTEMS IEWT 2019,

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1 NETZAUTOMATISIERUNG IN DER NIEDERSPANNUNG ALS BOTTOM-UP-ANSATZ ZUR STABILISIERUNG DES ZUKÜNFTIGEN ENERGIEVERSORGUNGSSYSTEMS IEWT 2019,

2 INHALTSÜBERSICHT Die Stadtwerke Saarlouis GmbH Einordnung des Projekts in die Forschungslandschaft der Stadtwerke Saarlouis Status Quo der Niederspannungsebene Etablierung eines Niederspannungsautomatisierungssystems TO-DOs und Takeaways 2

3 DIE STADTWERKE SAARLOUIS GMBH 98 Mitarbeiter Versorgung von 35T Einwohner mit Strom, Wasser, Gas, Telekommunikation 8 Stadtteile mit 45 km² Beteiligung an Fernwärmeversorgung Steinrausch 40T Zählpunkte Kenndaten Strom 244 MS-Stationen, davon 104 automatisiert 7,5 MWp Photovoltaik im Netzgebiet 170 km Mittelspannungsnetz, 530 km Niederspannungsnetz Kenndaten Gas Netzlänge: 152 km Erdgasregelstationen: 20 Übergabestationen: 5 Kenndaten Wasser 3 Wasserwerke Netzlänge: 234 km 3

4 FORSCHUNGSLANDSCHAFT DER SWSLS < Cloud Enabled Smart Energy Grids Marktplattform für P2P-Handel von EE-Strom Netzbewirtschaftung als neue Marktrolle Erprobung Messwerterhebung aus imsys Reservierungsplattform für die Elektromobilität Intelligentes Teilen, Parken, Laden Dynamische Bepreisung von Ladestrom Netzsteuerung Resiliente Polynetze zur sicheren Energieversorgung Sektorkopplung Bildung von Holonen (dynamische Teilnetze) Reaktionen auf Störungen und Cyber-Angriffe (IKT-Sicherheit) Die Blaupause für das Stromnetz der Zukunft Weiterführung des Feldtestgebiets aus PEN Integration der Einzelkomponenten zum Automatisierungssystem Erprobung der Automatisierung einzelner Netzgebiete (Zellen) 4

5 Tausende STATUS QUO DER NIEDERSPANNUNGSEBENE Punktueller Lastzuwachs in der Niederspannung Entwicklung Elektromobilität Zuwachs volatiler Erzeugung Installierte EEG-Leistung nach Spannungsebene Anzahl der Neuzulassungen Elektro & Plug-In Hybrid HöS/HS: 5,7% HöS/HS: 0,4% NS: 24,0% HS: 19,0% Elektro Plug-In Hybrid Gesamt Entwicklung Wärmesektor MS/NS: 1,5% HS/MS: 9,5% MS: 40,0% HöS/HS HöS/HS HS HS/MS MS MS/NS NS Netzzustand in der Niederspannung aktuell nicht überwacht! Bild 1: Kraftfahrtbundesamt, 2018 Bild 2: Bundesverband Wärmepumpen e.v Bild 3: Bundesnetzagentur,

6 Messung ONS imsys Sonstiges Messequipment PV WP P2H Ladesäulen Netz Sensorik Aktorik Netzautomatisierung / Netzleitsystem (dezentral/zentral) Ansteuerung der Aktorik auf Basis einer Netzzustandsbewertung Abgleich von Stammdaten mit aktuellen GIS-Daten 6

7 440 Haushalte 9 ONS 250kWp PV 20kWp WP 180/50kW P2H Industrie/Gewerbe > 500kW Flex-Potenzial Ein-, Mehrfamilienhaushalte Kabel und Freileitungen 7

8 Sensorik WAGO-Technik Hager-Messleisten Sensoren Aggregator LWL Ortsnetzstation Server SWSLS Automatisierungsdienst 8

9 Sensorik WAGO-Technik Hager-Messleisten imsys Smart Meter SMGW MDM Backend Netzbetreiber Automatisierungsdienst Kunde GWA 9

10 Leitsystem 10

11 Spannungsfall ULE [V] Spannungsanhebung ΔU LE [V] Einbindung von Flexibilitätspotenzialen Spannungsanhebung Spannungsanhebung bei 500m Leitungslänge Einspeiseleistung [kw] NAYCWY 3x95 NAYCWY 3x150 NFA2X 4x70 Al 4x70 10%Un Spannungssenkung Kurzschlussspannung Trafo Spannungsfall Leitung Spannungsfall NAYCWY 3x Entfernung [m] 10 kw 25 kw 50 kw 11

12 Einbindung von Flexibilitätspotenzialen Thermische Belastung 12

13 13

14 TO-DO UND TAKEAWAYS TO-DOs Einbindung der imsys Akquise weiterer Flexibilitätspotenziale (WP, PV) Einbindung der Elektromobilität und Elektrifizierung des Wärmesektors Takeaways Sensorik im NS-Netz bietet die Möglichkeit der Netzzustandsbewertung Netzautomatisierungssysteme bieten eine Alternative zum konv. Netzausbau Eine vollständige Automatisierung aller Ortsnetze ist nicht zielführend Weiße oder Braune Ware bietet zur Behebung lokaler Engpässe einen nur unwesentlichen Beitrag (Kosten/Nutzen-Aufwand unverhältnismäßig) Anpassung regulatorischer Rahmen notwendig (z.b. Anreize) Eine Balance in der Niederspannung wirkt sich positiv auf die überlagerten Spannungsebenen aus 14

15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Projektwebsites: Kontakt: Steven Rink Stadtwerke Saarlouis Henri Oliveras Stadtwerke Saarlouis Die Autoren danken dem Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) für die Fördermittel im Rahmen der Bundesforschungsprojekte PolyEnergyNet und Designetz sowie dem Projektträger Jülich (PtJ) für die Betreuung der Projekte. 15