par Bernhard Rindt, CEO de egrid applications & Consulting (Allemagne)

1. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
Bernhard Rindt
egrid consulting 1 6.ppt
>> Mit Intelligenz statt nur mit Kupfer.
Smarter Netzausbau unter Betrachtung dezentraler Einspeisungen von Profis für Profis
THRID NATIONAL CONFERENCE
Domaine des Iles, Siom [VS]
September 2013

2. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
Bernhard Rindt
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Quelle:
Modellierung der Last

3. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
Bernhard Rindt
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Quelle:
Modellierung der Last im Jahr 2050
gemäß Verteilung in 2012

4. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
Bernhard Rindt
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Motivation und Vision
 Energiezukunft verändert die Struktur und Aufgabe der Verteilnetze evolutionär
 Geschwindigkeit ist um ein vielfaches höher wie bei vergangene Änderungen
 Über 90% der solaren Energiegewinner speisen in die Verteilnetze ein
 Intelligenz zur Steuerung und Speicherung wird elementar
 egrid wird einen Beitrag zur effizienten Umsetzung haben
Folie 4

5. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
Bernhard Rindt
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Drei Stufen eine neue Perspektive
Intelligent zur Energiewirtschaft der Zukunft
Wissensbasierte
Netzanalyse
Netzaufnahme
Digitalisierung
GIS
Einspeise
Simulation
Umsetzungs-
planung
und
-realisierung
Netzmessung
und Validierung
Messpunkte
Planen und Einbringen
Messaufnahme
(3-6 Monate) und
Auswerten
Messpunkte kont.
Betreiben
und Optimieren
Umsetzungs-
planung
und
-realisierung
Applikationsbasierte
Netzoptimierung
Applikationen und
Regelkomponenten
planen
Regelkomponenten
einbringen
und Optimieren
Applikationsdienst
betreiben
Unterstützung
des
netzoptimierten
Betriebs
(opt.
Betriebs-
Führung)
Beratungsdienstleistung, Projektleitung und Betrieb
Analyse, Optimierung und Monitoring der CAPEX & OPEX (unter regulativen Bedingungen)
Folie 5

6. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
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Säule 1 - Netzmessung und Validierung
Folie 6
Wissensbasierte
Netzanalyse
Netzaufnahme
Digitalisierung
GIS
Einspeise
Simulation
Umsetzungs-
planung
und
-realisierung
Netzmessung
und Validierung
Messpunkte
Planen und Einbringen
Messaufnahme
(3-6 Monate) und
Auswerten
Messpunkte kont.
Betreiben
und Optimieren
Umsetzungs-
planung
und
-realisierung
Applikationsbasierte
Netzoptimierung
Applikationen und
Regelkomponenten
planen
Regelkomponenten
einbringen
und Optimieren
Applikationsdienst
betreiben
Unterstützung
des
netzoptimierten
Betriebs
(opt.
Betriebs-
Führung)
Beratungsdienstleistung, Projektleitung und Betrieb
Analyse, Optimierung und Monitoring der CAPEX & OPEX (unter regulativen Bedingungen)

7. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
Bernhard Rindt
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Grundmodell zur Netzberechnung im Nieder- und
Mittelspannungsnetz
Im Grundmodell werden folgende
Größen berücksichtigt
 Leitungslängen
 Leitungstypen
 Standardisierte Leistungen
für Erzeuger/Verbraucher
Die softwarebasierte
Netzberechnung ermöglicht
grafische und tabellarische
Auswertungen
Folie 7

8. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
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Smart Meter Daten liefern Verbrauchsinformation
• Flächendeckende Ausbringung von Smart
Metern für Verbraucher größer 6.000 kWh/a
• Lastprofile fließen in die dynamische
Netzberechnung ein
• Verhalten von Verbraucher und Erzeuger wird
transparent
• Lastwerte präzisieren Ergebnisse der statischen
Netzberechnung
Folie 8

9. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
Bernhard Rindt
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Lastmodell – 5 zentrale Einflussfaktoren auf den Lastgang
Stochastische Lastprofile
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Uhrzeit
GesamtleistunginW
• Besitzwahrscheinlichkeit • Haushaltsgröße
• Einschaltzeitpunkt • Tag
• Einschalthäufigkeit • Tag
• Monat
• Haushaltsgröße
• Gerätepark
• Benutzungsdauer • Monat
• Haushaltsgröße
• Leistung
Folie 9

10. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
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Die Solarpotentialanalyse als Basis
für eine „smarte Netzentwicklung“
Einbindung Solarpotentialdaten

11. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
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Säule 2 - Netzmessung und Validierung
Folie 11
Wissensbasierte
Netzanalyse
Netzaufnahme
Digitalisierung
GIS
Einspeise
Simulation
Umsetzungs-
planung
und
-realisierung
Netzmessung
und Validierung
Messpunkte
Planen und Einbringen
Messaufnahme
(3-6 Monate) und
Auswerten
Messpunkte kont.
Betreiben
und Optimieren
Umsetzungs-
planung
und
-realisierung
Applikationsbasierte
Netzoptimierung
Applikationen und
Regelkomponenten
planen
Regelkomponenten
einbringen
und Optimieren
Applikationsdienst
betreiben
Unterstützung
des
netzoptimierten
Betriebs
(opt.
Betriebs-
Führung)
Beratungsdienstleistung, Projektleitung und Betrieb
Analyse, Optimierung und Monitoring der CAPEX & OPEX (unter regulativen Bedingungen)

12. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
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Modellspezifikation
Modifiziertes Grundmodell
Grundmodell
Verifikation
Daten aus GIS-
Systemen
Folie 12
Erweiterung der wissensbasierten Netzanalyse
um effiziente Netzmessung
Smart Meter Daten
Solarpotentialanalyse
Messwerte
Betriebsmitteldaten
Stochastische Lastprofile
Erfahrungswerte

13. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
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Netzmessung im Mittel- und Niederspannungumfeld
 Einbringen von Messpunkten in Ortsnetzstationen an Einspeisepunkten oder auch direkt im
Leitungsstrang
 Echtzeitmessung über mindestens eine halben Jahreszyklus
 Automatisierte Auswertung zur Spitzenerkennung und regelmäßiges Reporting
 Optimale Netzplanung basierend auf Erfahrung und Messwerten
Folie 13

14. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
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Anzahl der Messstellen
Durch Erfahrung optimiert
Folie 14
Reduktion der Messstellen durch
 fundierte Erfahrungswerte
 entwickelte Algorithmen

15. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
Bernhard Rindt
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Säule 3 - Applikationsbasierte Netzoptimierung
Folie 15
Wissensbasierte
Netzanalyse
Netzaufnahme
Digitalisierung
GIS
Einspeise
Simulation
Umsetzungs-
planung
und
-realisierung
Netzmessung
und Validierung
Messpunkte
Planen und Einbringen
Messaufnahme
(3-6 Monate) und
Auswerten
Messpunkte kont.
Betreiben
und Optimieren
Umsetzungs-
planung
und
-realisierung
Applikationsbasierte
Netzoptimierung
Applikationen und
Regelkomponenten
planen
Regelkomponenten
einbringen
und Optimieren
Applikationsdienst
betreiben
Unterstützung
des
netzoptimierten
Betriebs
(opt.
Betriebs-
Führung)
Beratungsdienstleistung, Projektleitung und Betrieb
Analyse, Optimierung und Monitoring der CAPEX & OPEX (unter regulativen Bedingungen)

16. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
Bernhard Rindt
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Folie 16
Das AÜW-Smart Grid
0
1
2
3
4
5
Spannungsband
Regeldynamik
lokale
Wirksamkeit
Wirkungsgrad
symmetrierende
Eigenschaft
Realisierbarkeit
Eigenschaften der Smart Grid Komponenten
UW-Regelung0
1
2
3
4
5
Spannungsband
Regeldynamik
lokale
Wirksamkeit
Wirkungsgrad
symmetrierende
Eigenschaft
Realisierbarkeit
Eigenschaften der Smart Grid Komponenten
UW-Regelung
Speicher
0
1
2
3
4
5
Spannungsband
Regeldynamik
lokale
Wirksamkeit
Wirkungsgrad
symmetrierende
Eigenschaft
Realisierbarkeit
Eigenschaften der Smart Grid Komponenten
UW-Regelung
Speicher
RONT
0
1
2
3
4
5
Spannungsband
Regeldynamik
lokale
Wirksamkeit
Wirkungsgrad
symmetrierende
Eigenschaft
Realisierbarkeit
Eigenschaften der Smart Grid Komponenten
UW-Regelung
Speicher
RONT
P/Q-Regelung
0
1
2
3
4
5
Spannungsband
Regeldynamik
lokale
Wirksamkeit
Wirkungsgrad
symmetrierende
Eigenschaft
Realisierbarkeit
Eigenschaften der Smart Grid Komponenten
UW-Regelung
Speicher
RONT
P/Q-Regelung
0
1
2
3
4
5
Spannungsband
Regeldynamik
lokale
Wirksamkeit
Wirkungsgrad
symmetrierende
Eigenschaft
Realisierbarkeit
Eigenschaften der Smart Grid Komponenten
UW-Regelung
Speicher
RONT
P/Q-Regelung
0
1
2
3
4
5
Spannungsband
Regeldynamik
lokale
Wirksamkeit
Wirkungsgrad
symmetrierende
Eigenschaft
Realisierbarkeit
Eigenschaften der Smart Grid Komponenten
UW-Regelung
Speicher
RONT
P/Q-Regelung
40 Messstellen
 Stationen, Verbraucher und Einspeiser
 Mittel- und Niederspannungsebene
Regelung
 Regelung Umspannwerk-Trafo HS-MS
 Batteriespeicher
 2 RONT MS/NS
 P/Q-Regelung für 4 Wechselrichter
 Ansteuerung von
 Biogas-Anlagen
 E-Car Ladeeinrichtungen
Die Kombination der Ansätze ergibt ein
ganzheitliches Regelkonzept

17. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
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Folie 17
 Aktives Verteilnetz:
 Regelungs- und Schaltfunktionen in Echtzeit
 Messwerte werden dezentral gemessen und zum Regelsystem
übertragen
 Netzbeeinflussung erfolgt über die Stellgrößen Blindleistung und
Wirkleistung an Umrichtern, sowie der Stufung der Trafos
 Aktives Einbinden von dezentralen Speichern
 Dezentrales Energiemanagement:
 Erzeugersteuerung (Biogas, Blockheizkraft) nach Leistungsbedarf
 Energiespeicher (zentral und dezentral)
 Virtuelle Kraftwerke
Applikationsbasierte Netzoptimierung
Ganzheitliche Steuerung im Mittel- und Niederspannungsbereich

18. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
Bernhard Rindt
egrid consulting 1 6.ppt
Folie 18
Wissensbasierte
Netzanalyse
Netzaufnahme
Digitalisierung
GIS
Einspeise
Simulation
Umsetzungs-
planung
und
-realisierung
Netzmessung
und Validierung
Messpunkte
Planen und Einbringen
Messaufnahme
(3-6 Monate) und
Auswerten
Messpunkte kont.
Betreiben
und Optimieren
Umsetzungs-
planung
und
-realisierung
Applikationsbasierte
Netzoptimierung
Applikationen und
Regelkomponenten
planen
Regelkomponenten
einbringen
und Optimieren
Applikationsdienst
betreiben
Unterstützung
des
netzoptimierten
Betriebs
(opt.
Betriebs-
Führung)
Beratungsdienstleistung, Projektleitung und Betrieb
Analyse, Optimierung und Monitoring der CAPEX & OPEX (unter regulativen Bedingungen)
Analyse, Optimierung und Monitoring der Kosten
Transparenz in der Asset Planung

19. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
Bernhard Rindt
egrid consulting 1 6.ppt
15- 20% Einsparung
gegenüber Planausbau
20- 30% Einsparung
gegenüber Planausbau
Folie 19
Beratungsdienstleistung, Projektleitung und Betrieb
Wissensbasierte
Netzanalyse
Netzmessung
und Validierung
Applikationsbasierte
Netzoptimierung
Netzaufnahme
Digitalisierung
GIS
Einspeise
Simulation
Umsetzungs-
planung
und
-realisierung
Messpunkte
Planen und Einbringen
Messaufnahme
(3-6Monate) und
Auswerten
Messpunkte kont.
Betreiben
und Optimieren
Umsetzungs-
planung
und
-realisierung
Applikationen und
Regelkomponenten
planen
Regelkomponenten
einbringen
und Optimieren
Applikationsdienst
betreiben
Unterstützung
des
netzoptimierten
Betriebs
(opt.
Betriebs-
Führung)
Analyse, Optimierung und Monitoring der CAPEX & OPEX (unter regulativen
Bedingungen)
25 - 40% Einsparung
gegenüber Planausbau
Kumulierte Einsparungen gegenüber Netzausbau nach branchenüblichen
Planungsrichtlinien, validiert durch die RWTH Aachen und Siemens
Analyse, Optimierung und Monitoring der Kosten
Transparenz in der Asset Planung

20. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
Bernhard Rindt
egrid consulting 1 6.ppt
0
2'000
4'000
6'000
8'000
10'000
12'000
14'000
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39
GewSt
Zins
Afa
OPEX
0
2'000
4'000
6'000
8'000
10'000
12'000
14'000
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39
0 50'000 100'000 150'000 200'000 250'000 300'000 350'000 400'000
konventionell
Smart
OPEX
AFA
Zins
GewSt
5 Jahre
0 50'000 100'000 150'000 200'000 250'000 300'000 350'000 400'000
konventionell
Smart
OPEX
AFA
Zins
GewSt
15 Jahre
0 50'000 100'000 150'000 200'000 250'000 300'000 350'000 400'000
konventionell
Smart
OPEX
AFA
Zins
GewSt
10 Jahre20 Jahre
0 50'000 100'000 150'000 200'000 250'000 300'000 350'000 400'000
konventionell
Smart
OPEX
AFA
Zins
GewSt
25 Jahre
0 50'000 100'000 150'000 200'000 250'000 300'000 350'000 400'000
konventionell
Smart
OPEX
AFA
Zins
GewSt
30 Jahre
0 50'000 100'000 150'000 200'000 250'000 300'000 350'000 400'000
konventionell
Smart
OPEX
AFA
Zins
GewSt
35 Jahre
0 50'000 100'000 150'000 200'000 250'000 300'000 350'000 400'000
konventionell
Smart
OPEX
AFA
Zins
GewSt
40 Jahre
0 50'000 100'000 150'000 200'000 250'000 300'000 350'000 400'000
konventionell
Smart
OPEX
AFA
Zins
GewSt
Smart GridKonventioneller Ausbau
0 50'000 100'000 150'000 200'000 250'000 300'000 350'000 400'000
konventionel
l
Smart
OPEX
AFA
Zins
GewSt
Kumulierte
Kosten
Analyse, Optimierung und Monitoring
der CAPEX & OPEX Gesamteinsparung

21. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
Bernhard Rindt
egrid consulting 1 6.ppt
Folie 21
Beratungsdienstleistung, Projektleitung und Betrieb
Wissensbasierte
Netzanalyse
Netzmessung
und Validierung
Applikationsbasierte
Netzoptimierung
Netzaufnahme
Digitalisierung
GIS
Einspeise
Simulation
Umsetzungs-
planung
und
-realisierung
Messpunkte
Planen und Einbringen
Messaufnahme
(3-6 Monate) und
Auswerten
Messpunkte kont. Betreiben
und Optimieren
Umsetzungs-
planung
und
-realisierung
Applikationen und
Regelkomponenten
planen
Regelkomponenten
einbringen
und Optimieren
Applikationsdienst
betreiben
Unterstützung
des
netzoptimierten
Betriebs
(opt.
Betriebs-
Führung)
Analyse, Optimierung und Monitoring der CAPEX & OPEX (unter regulativen Bedingungen)
15- 20% Einsparung
gegenüber Planausbau
20 - 30% Einsparung
gegenüber Planausbau
25 - 40% Einsparung
gegenüber Planausbau
Kumulierte Einsparungen gegenüber Netzausbau nach herkömmlichen
Planungsrichtlinien, validiert von der RWTH Aachen
Analyse, Optimierung und Monitoring der Kosten
Transparenz in der Asset Planung

22. egrid – eine Dienstleistung des Allgäuer Überlandwerk und Siemens
Bernhard Rindt
egrid consulting 1 6.ppt
"Die größte Schwierigkeit der Welt besteht nicht darin, Leute zu bewegen, neue Ideen
anzunehmen, sondern alte zu vergessen."
John Maynard Keynes
(Englischer Ökonom)
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 www.egrid.de oder +49 173 703 706 1
Diskussion
Folie 22