Energy Automation das zentrale Element in intelligenten Stromnetzen von der Erzeugung bis zur Verteilung

Transkript

1 Life Needs Power 2015 / April 2015 Energy Automation das zentrale Element in intelligenten Stromnetzen von der Erzeugung bis zur Verteilung siemens.com/energy-management

2 Mehr als je zuvor hängt unser tägliches Leben von Elektrizität ab Arbeit Bildung Stadt Haushalt Gesundheitswesen Freizeit Verkehr Beleuchtung Seite 2

3 Die Energiewende in Deutschland 2022 Atomausstieg Windenergieanlagen Seite 3 1,4 Mio. PV-Anlagen > 60% Erneuerbare Energien % Treibhausgasemission 2050

4 Von zentraler zu dezentraler Erzeugung Zentrale Erzeugung Dezentrale Erzeugung Von Von Erzeugung zentral, planbar Transport und Verteilung Unidirektional Erzeugungsleistung Erzeugung nach Verbrauch Seite 4 Zu Zu Erzeugung dezentral, fluktuierend Transport und Verteilung Andere Wege, bidirektional Einspeisung im Verteilnetz Erzeugungsleistung Erzeugung nach div. Einflussfaktoren Verbrauch nach Erzeugung?

5 Die wesentlichen Herausvorderungen im Energiesystem von heute Wirtschaftlichkeit Over the past century, affordable energy has been a significant component of global economic growth and development. World Economic Forum Versorgungszuverlässigkeit Inefficient, antiquated energy supply stifles productivity. United Nations Foundation,»Achieving Universal Energy Access«Klimaschutz Europe will cut its greenhouse gas emissions by 40% by 2030 and will produce Resourcen Effizienz Decentralized generation will call for changes to the electricity network and, 27% of its energy from to ensure flexibility, the renewable sources. power sector will need to become more The Guardian intelligent and computer-controlled. Kelvin Ross, PEI Akzeptanz The concept of achieving public awareness, positive experience and acceptance as a prerequisite for the successful full scale rollout of a smart grid has not only delivered a positive stakeholder response 2013 Global Impact Report Optimierter Ansatz für Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit, Effizienz, Akzeptanz Minimierter Primärausbau, Zunahme der Automatisierung und Digitalisierung Seite 5

6 Erzeugung und Netzeinspeisung Ausgangssituation Planbar, immer verfügbar Nach Fahrplan bzw. Verbrauch regelbar Konstante Qualität Zentral, nahe Verbrauch Veränderung Fluktuierend Maximale Erzeugung im Vordergrund Herausforderung bzgl. Qualität und Netzstabilität Neue Erzeugungsstandorte Seite 6

7 Erzeugung und Netzeinspeisung Ausgangssituation Planbar, immer verfügbar Nach Fahrplan bzw. Verbrauch regelbar Konstante Qualität Zentral, nahe Verbrauch Veränderung Fluktuierend Maximale Erzeugung im Vordergrund Herausforderung bzgl. Qualität und Netzstabilität Neue Erzeugungsstandorte Genereller Lösungsansatz Vernetzung Automation und Regelung aktiver Netzelemente Digitalisierung Seite 7

8 Lösungen Vernetzung Kommunikationsanbindung und virtueller Kraftwerksverbund Automatisierung Schutz und Steuerung der Netzanschlußpunkte EEG 1) Abbildung Regelung Erzeugung, Netzstabilität und aktive Netzelemente (Speicher, FACTS 2), Statcom) Digitalisierung Leitsysteme, Prognose und Einsatzplanung, intelligente Applikationen Sammlung, Auswertung und Nutzen von zusätzlichen Daten (Verbraucherdaten, Wetterdaten, ) 1) Erneuerbare-Energien-Gesetz 2) Flexible AC Transmission Systems Seite 8

9 Energietransport und -verteilung Ausgangssituation Neue Transportwege Hohe Kosten und Akzeptanzhürden Leitungsbau Wenig Automatisierung / Steuerung im sekundären Verteilnetz Veränderung Dezentrale Einspeisung ins Verteilnetz Stärkere Schwankung der Lastflüsse Übertragungsgrenzen AC Seite 9

10 Energietransport und -verteilung Ausgangssituation Neue Transportwege Hohe Kosten und Akzeptanzhürden Leitungsbau Wenig Automatisierung / Steuerung im sekundären Verteilnetz Veränderung Dezentrale Einspeisung ins Verteilnetz Stärkere Schwankung der Lastflüsse Übertragungsgrenzen AC Genereller Lösungsansatz Vernetzung Automation und Regelung aktiver Netzelemente Digitalisierung Seite 10

11 Lösungen Vernetzung Kommunikationsanbindung des sekundären Verteilnetzes Automatisierung Verteilnetzautomatisierung und aktive Netzelemente für Transparenz und adäquate Reaktion (Intelligente Ortsnetzstation) Monitoringlösungen für optimierten Einsatz vorhandener Betriebsmittel Adaptive Schutzkonzepte, Last- und Kurzschlussberechnungen Digitalisierung Applikationen zur Unterstützung im Fehlerfall (Selbstheilung), bei der Spannungshaltung (AVC Area Voltage Control) und Netzstabilität (WAMS Wide Area Monitoring Solution) Einbindung von zusätzlicher Sensorik Seite 11

12 Lösungen für Verteilnetzautomatisierung UHS Übertragung UHS HS HS MS Verteilnetzautomatisierung ENEAS Spannungsband Kontrolle ENEAS Selbstheilung EEG Einspeise- Management NOP Spannungslängsregler MS NS EEG Box ENEAS Recloser Steuerung ENEAS Ultra Box Seite 12

13 Vernetzung und Cyber Security eng miteinander verbunden Ausgangssituation Vernetzung von OT und IT Verwendung von TCP/IP Versorgungssicherheit relevante Kommunikation Ziele Neuanlagen mit Security Altanlagen ertüchtigen Lösungen Virenschutz Usermanagement System Architektur Härtung Produkte und Lösung Updatemanagement Seite 13

14 Fazit Reiner Primärausbau und passive Netzelemente führen zu Mit Ausbau der Automatisierungstechnik und aktiven Netzelementen + Koordinierende Vorgaben Flexibel und zukunftssicher Hohem Kapitaleinsatz und Kapitelbindung Unflexibel mit Dimensionierung für die Laufzeit bereits bei Invest Seite 14

15 Kontaktseite RC-DE EM SDMT UT Stuttgart Telefon: Mobil: Seite 15