Die Rolle von CIM im SINTEG Projekt C/sells Prof. Gerd Heilscher Hochschule Ulm Smart Grids Forschungsgruppe VDE/DKE CIM Workshop 2017 Anwendungen im Fokus Frankfurt am Main 19.10.2017
Agenda 1. SINTEG Projekt C/sells 2. Herausforderung zellulärer Ansatz. 3. Welchen Lösungen kann CIM anbieten?...? 4. Vorarbeiten aus anderen Projekten. 5. Integrationsansätze für C/sells. 2
Agenda 3
50 Partner Transportnetze 9 Partizipation 30 Mio Einwohner Regionale Netze mit hohem Anteil EE 35 Demozellen 800.000 Prosumer Städtische Netze und Lastzentren 2000 Steuerbare Lasten 100 Mio Projektvolumen Partizipations-/Quartiermodelle und neue Dienste 50 Mio Förderung Das Energiesystem der Zukunft im Sonnenbogen Süddeutschlands
Blaupause der Energiewende C/sells Terminmarkt langfristiger Stromgroßhandel Spotmarkt kurzfristiger Stromgroßhandel Systemdienstleistungsmarkt übertragungsnetzdienlich verteilnetzdienlich Aggregator virtuelles Kraftwerk OTC lokaler Energieaustausch ÜNB Regelzonenstabilität Abstimmungskaskade VNB regionale Netzzellen CLS-Mgt Prüfen/Messen/Steuern Gateway-Admin Zugriffe auf imsys regeln HS MS/NS Kernkraft Kohle, Gas, Staudinger Großkrotzenburg imsys imsys Prosumer Speicher C/sells Wasserkraft Neckarwestheim Philippsburg Grundremmingen imsys imsys imsys Wasserkraft PV, Wind Last
Baustellen der Energiewende C/sells Terminmarkt langfristiger Stromgroßhandel Spotmarkt kurzfristiger Stromgroßhandel Systemdienstleistungsmarkt übertragungsnetzdienlich verteilnetzdienlich Aggregator virtuelles Kraftwerk OTC lokaler Energieaustausch ÜNB Regelzonenstabilität Abstimmungskaskade VNB regionale Netzzellen CLS-Mgt Prüf en/messen/steuern Gateway-Admin Zugriffe auf imsys regeln HS MS/NS C/sells Kernkraft Kohle, Gas, Wasserkraft imsys imsys imsys imsys Prosumer Speicher Wasserkraft PV, Wind
Agenda 7
Nachbarzelle Zellulärer Ansatz Markt Austausch mit anderen Zellen nach dem Subsidiaritätsprinzip Cell Energie(dienstleistungen) Information weitgehend autonome Entscheidungen innerhalb einer Zelle zur Erfüllung der Zellaufgaben sells
Herausforderung zellulärer Ansatz Zellinformation (statisch, dynamisch) Datenaustausch mit überlagerten Zellen Datenaustausch mit Nachbarzellen Netzzustand bestimmen Steuerung Regelung Handel Datenaustauch mit dem Markt
Agenda? 10
Welche Lösungen kann CIM anbieten? Quelle: EPRI CIM Primer 3rd Edition
Welche Lösungen kann CIM anbieten? Quelle: EPRI CIM Primer 3rd Edition
Agenda 13
Vorarbeiten der CIM Anwendung ÜNB VNB Prosumer ENTSO-E CGMES Netzberechnung GLDPM? SYS-DL2.0 Leittechnik i-automate Leittechnik Regelungschar. DER Open Konsequenz Leittechnik ESOSEG Netzberechnung PV, Speicher Ladeinfrastr.
Vorarbeiten
Agenda 16
Nutzung des CIM in C/sells Infrastruktur Infosystem Anforderungen zelluläres Energiesystem Abfrage der Anforderungen an IIS-Architektur und Zell-Anwendungsfälle Systemdienstleistungen, Technologien, bestehende Datenmodellen Nötige Anforderungen an Systemsicherheit Definition Integration TP2-Glossar,Normung, TP3-Infrastruktur Informationssystem, TP4-Netz, TP5-Markt, TP6/7 Demonstration/Flexplattform Fachgruppen/Arbeitskreise (Effizienz/Flexibilität, Daten, Modelle) Ziel Festlegung eines standardisierten Datenmodells CIM (statische Daten) IEC61850 (zyklische Daten)
Nutzung des CIM in C/sells Infrastruktur Infosystem Prozess Teil 1 von 2 Technologie PV + Inverter Batterie + Inverter BHKW + thermischer Speicher Wärmepumpe thermischer Speicher Markt PRL Day-Ahead Stromkundenvertrag Gesetz EEG KWKG Richtlinie Anschlussrichtlinien Anwendungsfall Regelleistung Netzplanung Fahrplan Eigenbedarf Arbeitstabelle Daten Zyklisch Sporadisch Statisch
Nutzung des CIM in C/sells Infrastruktur Infosystem Flexibilitäten-Kataster Statische Informationen Standort, Inbetriebnahmedatum, Technische Kennwerte, Zellenzugehörigkeit, Netztopologie Sporadische Informationen Betriebszustand, Statuszustände, Kommunikationsinformationen Lastprofile, Last- /Erzeugungsprognosen Zyklische Informationen Einspeise-/Lastverläufe, Speicher-/Ladestände,
Nutzung des CIM in C/sells Infrastruktur Infosystem Prozess Teil 2 von 2 Arbeitstabelle Daten Zyklisch Sporadisch Statisch Standard IEC 61850 CIM Datenmodelle Messwerte Status Sollwerte Parametermodelle Type Einheit Zeitstempel Können Flexibilität und DSM in CIM dargestellt werden? Wie aufwendig sind Anpassungen/Erweiterungen von CIM? Was sind Alternativen, sowie deren Vor- und Nachteile?
Netzzustand- ampel Netzzustandampel Netzzustandampel Nutzung des CIM in C/sells Abstimmungskaskade Netzzustandampel Kaskaden- Process Netzzellen Assets Legende one to many Aggreagation Idententische Datenmodelle 1 m 1 m 1 m ampel Netzzustand- Zelle HöS Netz 1 m Zelle HS Netz 1 m Zelle HS Station 1 m Zelle MS Strang 1 m Zelle NS Netz Flexibiltät Grid Asset Flexibiltät Grid Asset Flexibiltät Grid Asset Flexibiltät Grid Asset Flexibiltät Grid Asset
Prof. Gerd Heilscher Hochschule Ulm Eberhard Finckh Str. 11 D 89075 Ulm Germany Phone +49 (731) 2850 360 Mobile +49 (179) 5978 024 e-mail heilscher@hs-ulm.de Internet www.hs-ulm.de www.csells.net
Seite 23 11.09.2017 Gerd Heilscher, Smart Grids Forschungsgruppe @ Hochschule Ulm, SWU Netze GmbH Projekt ESOSEG Projektdauer: 3 Jahre 01.10.2015 30.09.2018 Fördergeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Enegie (BMWi) (Fördernummer 0325811C)
Seite 24 11.09.2017 Gerd Heilscher, Smart Grids Forschungsgruppe @ Hochschule Ulm, SWU Netze GmbH Projektziele Motivation: Hoher Anteil von dezentralen Energiesystemen im Verteilnetz Neue Herausforderung durch E-Mobilität Höhere Bedarf an Netzanalyse und Netzberechnung für VNBs Höhere Informationsbedarf für sicheren Betrieb des Verteilnetzes Ziel: Entwicklung einer flexiblen und erweiterbaren Plattform für die Analyse von Verteilnetzen als Werkzeug für Bewirtschaftung von Verteilnetzen Anforderungen: Standardisierte Datenmodellierung für den Datenaustausch Kostenreduktion für den Zugang zu den VNB Daten Einfachere Integration neuer Anwendungen in die IT-Systemlandschaft des VNBs
Seite 25 11.09.2017 Gerd Heilscher, Smart Grids Forschungsgruppe @ Hochschule Ulm, SWU Netze GmbH Derzeitiger Stand des Systementwurfs VNB Anwendungen Aktiver EMT
Seite 26 11.09.2017 Gerd Heilscher, Smart Grids Forschungsgruppe @ Hochschule Ulm, SWU Netze GmbH Architektur-Muster und Prinzipien Schlanke Microservices Ready for Mobile, Desktop, Application Server, Cloud REST-basiert erprobte Technologie Keine zentrale Datenbank, die Datenhoheit verbleibt in den einzelnen Services Verteiltes System CIM-basierter Datenaustausch zwischen Services offen für Drittanbieter CIM Adapter durch Modell-basierte Generierung Bestehende Anwendungen werden in Services gekapselt Einfache Basis-Services (reusable), Komplexe Business-Case Services (specific) Externe Webservices können eingebunden werden
Seite 27 11.09.2017 Gerd Heilscher, Smart Grids Forschungsgruppe @ Hochschule Ulm, SWU Netze GmbH www.esoseg.de Hochschule Ulm Smart Grids Forschungsgruppe Eberhard Finckh Str. 11 D-89075 Ulm Gerd Heilscher: heilscher@hs-ulm.de Basem Idlbi: idlbi@hs-ulm.de Christoph Kondzialka: kondzialka@hs-ulm.de Matthias Casel: casel@hs-ulm.de SEKAS GmbH Baierbrunner Str. 23 D-81379 Munich Markus König: markus.koenig@sekas.de Technische Universität München Lehrstuhl Prof. Manfred Broy Boltzmannstr. 3 D-85748 Garching Dominik Ascher: ascher@in.tum.de Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm Netze Karlstraße 1-3 D-89073 Ulm Florian Meier: florian.meier@ulm-netze.de Stadtwerke Pfarrkirchen Äussere Simbacher Str. 7 D-84347 Pfarrkirchen Martin Wosnitza: martin.wosnitza@swpan.de