Referenzen VES

Referenzen VES

Venios Energy Solution (VES) ist bereits bei zahlreichen Stromnetzbetreibern in Europa im Einsatz.

Übersicht zu den VES-Referenzprojekten (Auswahl):
 

Referenzprojekt A: Bericht zum VES-Projekt „IGO“ Stadtwerke Buchen
VES zur Netzüberwachung und -planung im Gewerbepark “IGO” in Buchen

Referenzprojekt B: Forschungsprojekt „Hybrid Grids DEMO“ in Hartberg, Österreich
Demonstration einer smarten Verknüpfung der urbanen Strom-, Erdgas- & Fernwärmenetze zu funktionalen Stromspeichern

Referenzprojekt C: Forschungsprojekt „Das Proaktive Verteilnetz“
Entwicklung eines vollumfänglichen, zustandsbasierten und Spannungsebenen-übergreifenden Last-, Erzeugungs- und Informationsmanagements für Verteilnetze

Referenzprojekt D: Stedin, Niederlande
Schaffung von Flexibilitäten im Niederspannungsnetz in Bezug auf Verbrauch und Erzeugung mit Hilfe des Universal Smart Energy Framework (USEF)-Framworks

 

Referenzprojekt A: Bericht zum VES-Projekt „IGO“ Stadtwerke Buchen

 

Herausforderung der Stadtwerke Buchen

Der weitere Anstieg erneuerbaren Energien bei der Stromproduktion stellt für das Verteilnetz der Stadtwerke Buchen künftig vor neue Herausforderungen. Dabei müssen die Stadtwerke Buchen die große Fluktuation von Stromerzeugung und –verbrauch gekonnt ausgleichen, so dass es nicht zu kritischen Spannungssituationen, einer Unter-/Überversorgung oder sogar zu Stromausfällen kommt. Der Netzumbau/-ausbau ist hierbei für eine nachhaltige und sichere Energieversorgung nötig, verlangt jedoch erhebliche Investitionen.

Lösungsbeschreibung

Mit innovativen Smart Grid Technologien wie der neuen IT-Lösung Venios Energy Solution (VES) können hohe Investitionssummen stark reduziert werden. Durch die Einbeziehung von aktiv regelbaren Netzkomponenten, veränderten Planungsgrundsätzen und Simulationen können kritische Situationen rechtzeitig erkannt und somit durch den Einsatz von gezielten Maßnahmen verhindert werden. Mit VES kommt Transparenz ins Netz, indem Strom und Spannung an jedem Netzknoten mit hoher Genauigkeit ohne den großflächigen Einsatz von Hardwarekomponenten bestimmt wird. Damit wird aus einem herkömmlichen Verteilnetz ein „Smart Grid“.

Projektdurchführung

Zusammen mit Venios haben die Stadtwerke Buchen in engem partnerschaftlichem Austausch die Situation erörtert und die genaue Planung der Umsetzung bestimmt. Im ersten Schritt wurden die Netzdaten (z.B. Stromleitungen, Trafos) und Asset-Informationen (z.B. Leistungsdaten von PV-Anlagen) in VES eingepflegt. Im zweiten Schritt wurde VES anhand der individuellen Anforderungen der Stadtwerke Buchen konfiguriert und die in drei Ortsnetzstationen neu eingebaute Janitza Messtechnikhardware eingebunden. Im letzten Schritt erfolgte die Systemeinführung mit Nutzung der von VES bereitgestellten Funktionen wie der Netzüberwachung und Netzsimulation.

Ergebnis

Anhand der Visualisierung des Netzes, der Möglichkeit Szenarien für zukünftige Netzzustände zu erstellen und diese zu simulieren ist für die Stadtwerke Buchen eine verbesserte Datenlage vorhanden, die ein aktives Netzmanagement ermöglicht. Damit wird eine effiziente Netzaus-/-umbauplanung und die zukünftige Ansteuerung schaltbarer Betriebselemente, wie zum Beispiel dem regelbaren Ortsnetztransformator, steuerbaren Trennstellen oder auch Speichern, ermöglicht. Des Weiteren werden kritische Spannungssituationen rechtzeitig erkannt.

 

Screenshots

StadtwerkeBuchen_Netzvisualisierung1

Abbildung 1 – Netzzustandsvisualisierung mit der Anzeige von Verbraucher und Erzeugern

StadtwerkeBuchen_Netzvisualisierung2

Abbildung 2 – Netzvisualisierung und Netzeditor zu PV-Anlagen

 

Referenzprojekt B: Forschungsprojekt „Hybrid Grids DEMO“  in Hartberg, Österreich

 

Herausforderung

Die große Herausforderung in dem Forschungsprojekt „Hybrid Grids DEMO“ besteht in einer netzübergreifenden Strom/Wärme/Kälte-Lösung. Die momentan „überschüssige“ elektrische Energie soll über dezentrale Speicher an Verbraucher für spätere Anwendungen bereitgestellt werden. Dazu muss eine Gesamtlösung zur Einbindung und Steuerung des elektrischen und thermischen Netzes über das Testgebiet erarbeitet werden.

Lösungsbeschreibung

Die Lösung ist die Flexbilisierung des Energieversorgungs- und Energienutzungssystem, welches wie ein Schwamm Energie in Stadt und Umland aufnimmt und nach Bedarf wieder abgibt. Dabei gibt das System Steuerungsempfehlungen an die Verbraucher und Erzeuger, wie und wann die Energie erzeugt oder verbraucht werden sollte. Die Informationen des elektrischen Netzes werden anhand der Softwarelösungen Venios Energy Solution (VES) und Venios Energy Management (VEM) geliefert. Die Venios Energy Solution macht Flexibilitäten im Verteilnetz transparent und nutzbar für die Geschäftsprozesse des Netzbetreibers. Mit der Softwarelösung Venios Energy Management (VEM) wird der Energiebezug von Haushalts-, Gewerbe- und Industriekunden auf Grundlage von gemessenen oder modellierten Lastgängen optimiert.
Am Ende erfolgt kein aktiver, sondern ein passiver Eingriff in die sensible Netzregelung, wodurch mit diesem Ansatz auch die aktuellen regulatorischen Rahmenbedingungen erfüllt werden und eine Demonstration (sowie ein breiter Roll-out) des angedachten Systems gewährleistet werden. Die dezentralen Akteure bekommen vom Optimierer ein wirtschaftliches Anreizsignal übermittelt und können selbst entscheiden (manuell oder automatisiert), ob sie diese Empfehlung annehmen oder nicht.

Projektdurchführung

Zusammen mit den Projektpartnern (Stadtwerke Hartberg • Forschung Burgenland GmbH • Technische Universität Wien • 4ward Energy Research GmbH • TBH Ingenieur GmbH• General Electric Austria GmbH) soll in der ersten Phase über ca. ein Jahr hinweg die Detailplanung und die Vorarbeiten für eine Demonstration vorangetrieben werden. Dann folgt in den zwei Folgejahren die Installation an den Testobjekten, der Pilotbetrieb und das Monitoring über das System. Der Pilotbetrieb eines „virtuellen Pumpspeicherkraftwerkes“ wird durch Zusammenführen und Steuern der dezentralen Verbraucher und Erzeuger als virtuelles Kraftwerk der Stadtwerke Hartberg und das Zusammenschalten der Netze in Bezug auf Strom, Wärme und Kälte realisiert.

Ergebnis

Durch das Projekt lassen sich CO2-Einsparungen im Energiebereich sowohl direkt bei den Demonstrationsobjekten sowie indirekt durch ökologische Effekte über den Betrieb als funktionaler Energiespeicher darstellen. Diese Einsparungen konkretisieren sich wie folgt:

  • Harmonisierung des Netzprofiles (Kosteneinsparungen für Stadtwerke Hartberg)
  • Erhöhung der Direktnutzungsquote von erneuerbaren Energieanlagen im Projektgebiet und Umland (Kosteneinsparungen für EndnutzerInnen, Stadtwerke Hartberg und Beitrag zum Energieeffizienzgesetz)
  • Erhöhung der Effizienz bei der Erzeugung (Stadtwerke Hartbergmüssen weniger teuren Strom einkaufen und der erzeugte Strom kann im eigenen Ortsnetz eingesetzt werden)
  • Verbesserung der zeitlichen Verteilung der Stromflüsse (Stadtwerke Hartberg erspart sich Netzausbaukosten)
  • Einsparungen im Verbrauch für die EndnutzerInnen (bessere Eigennutzung und günstigere Einspeisungstarife)

Weitere Informationen unter folgendem Link.

Referenzprojekt C: Forschungsprojekt „Das Proaktive Verteilnetz“

 

Herausforderungen

Die mit dem Ausbau von EE einhergehende Zunahme dezentral fluktuierender Einspeisung auf Nieder-, Mittel- und Hochspannungsebene (NS, MS, HS) beeinflusst in wachsendem Maße das Systemverhalten und verlangt somit nach einer proaktiveren Rolle des Verteilnetzbetreibers (VNB). Zurzeit besteht jedoch keine genaue Kenntnis der aktuellen Zustände im Verteilnetz. Die Sichtbarkeit und Steuerbarkeit der Netzelemente ist in der Hochspannungsebene sehr gut, in der Mittelspannung gering, in der Niederspannung praktisch nicht vorhanden.

Ampelkonzept und proaktive Rolle des Verteilnetzbetreibers (VNB)

Das vorliegende Vorhaben schließt daher an das Kapazitätsampelkonzept an. Das Kapazitätsampelkonzept (auch kurz Ampelkonzept oder Ampelmodell) wurde unter Federführung des Bundesverbands der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) entworfen. Mittels des Ampelmodells wird das Zusammenwirken aller marktrelevanten Rollen und der gesetzlich regulierten Rollen beschrieben. Es grenzt die grundsätzliche Interaktion von Markt und Netz anhand der Systemzustände „grün“, „gelb“ und „rot“ voneinander ab.
In der grünen Ampelphase findet der Netzbetrieb im Rahmen bestehender Marktmechanismen statt. In der gelben Ampelphase werden beim Auftreten von Netzengpässen präventiv vorhandene Flexibilitäten zwischen Netz- und Marktakteuren diskriminierungsfrei ausgehandelt und mittels Systemdienstleistungen (SDL) die vorhandenen Freiheitsgrade zur Entlastung des Verteilnetzes und des Übertragungsnetzes markt- und regelkonform genutzt. Eine erzwungene Abschaltung bei den Kunden durch den Netzbetreiber (Rote Ampelphase) kann solange verhindert werden, wie Marktakteure in Verhandlungen eigene Lösungen finden können, ihre Netzkapazitätsnachfrage zeitlich und räumlich begrenzt untereinander auf das vorhandene Netzkapazitätsangebot abzustimmen.

In dem Forschungsprojektwerden technische Lösungen erarbeitet und erprobt, die den Verteilnetzbetreiber befähigen, möglichen Netzengpässen durch den Abruf von Flexibilitäten am Markt entgegenzuwirken. Dies soll sowohl zur Betriebs- und Versorgungssicherheit beitragen, als auch die Netzausbaukosten deutlich verringern. Die Ergebnisse werden im realen System prototypisch umgesetzt. Erstmalig wird damit ein systemischer Ansatz für die Entwicklung eines vollumfänglichen, zustandsbasierten und Spannungsebenen-übergreifenden Last-, Erzeugungs- und Informationsmanagements für Verteilnetzte verfolgt (siehe Abbildung unten).

Abbildung 2

Abbildung 1 – Proaktive Rolle des VNB durch Nutzung von Flexibilitäten

Lösungsbeschreibung

Die Lösung ist die Erforschung und Demonstration eines vollumfänglichen, zustandsbasierten und spannungsebenenübergreifenden Last-, Erzeugungs- und Informationsmanagements für Verteilnetze unter Berücksichtigung aller marktseitigen Anforderungen, also des optimalen Zusammenwirkens von „Smart Grid“ und „Smart Market“.
Zur Bereitstellung der Daten wird auf die internen Entwicklungen des Venios-Produktes VES zurückgegriffen. Venios Energy Solution (VES) erlaubt die orts- und zeitaufgelöste Analyse von elektrischen Energiesystemen. Das Venios System ist dabei ausgelegt auf die massive parallele Verarbeitung verschiedenster Datenquellen und Modelle („Big Data“). Neben der Möglichkeit einer messtechnischen Erfassung des Netzgebietes werden in diesem Projekt Analysen über lokale Erzeugung und lokalen Verbrauch auch über Modellierungsansätze mittels sekundärer Datenquellen abgebildet und diese weiterentwickelt.

Erwartete Ergebnisse

Mit einer situativen und koordinativen Verteilnetzsteuerung wird der VNB zu einer proaktiven Rolle befähigt. Diese proaktive Rolle umfasst im Wesentlichen folgende fünf Punkte:
1. die Erfassung und Analyse – vor allem in der Nieder-, aber auch in der Mittelspannung – aktuell weitgehend unbekannter Netzzustände,
2. der situativen Koordination zwischen Markt- und Netzakteuren bei gleichzeitiger Minimierung direkter Netzeingriffe,
3. der Nutzung von Flexibilitäten innerhalb des VN,
4. der Erbringung von SDL aus dem VN heraus und
5. der Ertüchtigung des VN zur automatisierten Netzführung.

Zusammengefasst, lassen sich mit Hilfe von Venios Energy Solution (VES) in dem Projekt folgende Ergebnisse realisieren:
• Verlässliche und handhabbare Zustandsschätzung des Verteilnetzes
• Sichere und diskriminierungsfreie Koordination von Netz- und Marktakteuren
• Teilautomatisierte Netzführung von Verteilnetzen, die für die praktische Anwendung erprobt ist

Einseitiges Projektposter als Zusammenfassung unter dem folgenden Link.

Weitere Informationen unter folgendem Link.

Referenzprojekt D: Stedin, Niederlande

Herausforderungen

Die Zunahme an einzelnen PV-Anlagen und deren Einspeisung in das Niederspannungsnetz belastet das niederländische Stromnetz und es kommt in erster Linie zu Kapazitätsproblemen. Dazu kommen Elektroautos und Ladesäulen, welche in städtischen Gebieten einen immer stärken Einzug erlangen und zusätzlich die Leitungskapazität im Stromnetz an seine Grenzen bringt (siehe Abbildung 1 unten). Stedin in Rotterdam haben diese Problematik in ihrem Netzbereich früh und setzt auf ein aktives Netzmanagement.

Abbildung1
Abbildung 1 – Netzkapazitätsprobleme im Niederspannungsnetz

Lösungsbeschreibung

Mit Hilfe des Universal Smart Energy Framework (USEF)-Framworks sollen Flexibilitäten geschaffen werden, um aufkommende Problemzonen im Niederspannungsnetz zu beheben.
Dabei ist der Einsatz von Venios Energy Solution (VES) ein zentraler Baustein, um diese Flexibilitäten zu identifizieren und verfügbar zu machen. Dabei dient VES einerseits zur Momentanschätzung und von Lasten und Erzeugern, welche zusätzlich mit Messdaten kombiniert werden. Für die Netzzustandsberechnung wird auf die vorhandenen Messpunkte zugegriffen, so dass mit kostenminimalen Ressourceneinsatz ein größerer Netzbereich effizient überwacht und gesteuert werden kann. VES prognostiziert weiterhin die Last- und Erzeugungssituation und ermöglicht die Nutzung von Flexibilitäten, indem Erzeuger situativ hinzu- oder abgeschaltet werden. VES ermöglicht es im weiteren Projektverlauf neue Messhardware, Batteriespeicher oder regelbare Ortsnetzstationen in das System miteinzubinden und zu managen.

Implementierung

Stedin hat VES bereits in einigen Netzbereichen im Einsatz. Aufgrund des modularen Aufbaus von VES lässt sich eine Ausweitung auf weitere Netzbereiche problemlos durchführen. Dabei wird das bisherige System um weitere Messdaten und Netzinformationen erweitert. Zudem werden Verbrauchsprognoseinformationen über USEF-Schnittstellen empfangen und importiert, sowie um weitere Prognoseinformationen angereichert. Diese Informationen dienen als Input für die Netzsicherheitsanalyse. Nach der erfolgreichen Netzsicherheitsanalyse werden von VES entsprechende Flexibilitätsinformationen generiert und an die Erzeugungseinheiten im USEF-Framework gesendet. Im Rahmen des Projektes wird das Gesamtsystem evaluiert und gemäß den Anforderungen optimiert.
Ein besonderes Augenmerk gilt dem Datenschutz und der Datensicherheit. Die Übermittlung und Austausch von Informationen erfolgt über verschlüsselte Informationskanäle. Der gesicherte Datenzugriff wird durch ein etabliertes Datensicherheitssystem gewährleistet.

Erwartete Ergebnisse

Durch die gezielte Steuerung und Generierung von Flexibilitäten im Verbrauch und in der Erzeugung lassen sich Problempunkte im Verteilnetz vermeiden. Zudem werden die einzelnen Akteure direkt in das Gesamtsystem miteingebunden und aktiv beteiligt, um die Flexibilitäten zu schaffen. Damit lassen sich Elektrofahrzeuge und Ladesäulen, sowie Batteriespeicher in Zukunft problemlos in das bisherige Verteilnetz einbinden.

Gerne berichten wir Ihnen von weiteren ausgewählten bisherigen Projekte und Referenzen. Bitte sprechen Sie uns an.

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