ENERGIEMONITORING IM ENERGIESYSTEM DURCH VIRTUELLE KRAFTWERKE Am Beispiel SMART POWER HAMBURG 10. November 2015 O. Heitmann, A. Berkel

ENERGIEMONITORING IM ENERGIESYSTEM DURCH VIRTUELLE KRAFTWERKEAm Beispiel SMART POWER HAMBURG10. November 2015 O. Heitmann, A. Berkel

2 | Smart Power Hamburg, 10.11.2015

FRAGESTELLUNG

Kann die Datenmonitoring Infrastruktur für mehr genutzt werden?


AGENDA

1 SMART POWER HAMBURG

2 LEITSYSTEMPLATTFORM HYPE

3 DEMONSTRATION

4 BEISPIEL FÜR DIE NUTZUNG

5 DISKUSSION


SMART POWER HAMBURGDie Vision

„Im Energiesystem der Zukunft geht es vor allen Dingen darum, Erzeuger, Verbraucher und Speicher so abzustimmen, dass erneuerbare Energien

effizient eingebunden werden können.“smartpowerhamburg.de

GEFÖRDERT DURCH:

FÖRDERPROGRAMM:


SMART POWER HAMBURGDie Vision

Smart – das englische Wort für „elegant“ und momentan sehr populäre Wort für

„intelligent“ – kommt von der Idee, dass die einzelnen Anlagen eines

Energiesystems im Verbund noch effizienter sein können, als jede Anlage für sich.

Dabei sind die meisten einzelnen Anlagen für ihre Aufgabe bereits intelligent, aber

wenn diese sich aufeinander abstimmen, dann machen sie das Gesamtsystem

intelligent –„smart“ – eben „plietsch“.


SMART POWER HAMBURGHerausforderung

guter Ausgleich schlechter Ausgleich

Abgleich von Erzeugung und Verbrauch


SMART POWER HAMBURGHerausforderung

Bilder: HAMBURG ENERGIE

00:00h

24:00h01.01.2013 31.12.2013

Vie

rtels

tund

en

Tage

Bedarf Sekundärregelleistung: Netzregelverbund, 2013

Frequenzhaltung auch durch Verbünde dezentraler (EE) Anlagen


VERBRAUCHERSPEICHERERZEUGER

Gekoppelte Strom- und Wärmeerzeugung

z.B. BHKW

Echtzeit-MessungZeitliche

Entkoppelung der Strom- und

Wärmeerzeugung durch

WärmespeicherFlexible

Stromerzeuger Nutzung städtischer Infrastruktur

Last Management z.B. von Lüftung oder

Kühlung

VERBUND VON LEITSYSTEMEN

Energieeffizienz des Verbundes

Dienstleistungen für Betreiber und

System Analyse

INTELLIGENTE STEUERUNG

LEITSYSTEMPLATTFORM HYPEKomponenten der Plattform


LEITSYSTEMPLATTFORM HYPEAufbau

AZ NZ Browser

Programm

Nutzer (Rollen) z.B.Beobachter.. Stadt, Behörden.. Kommunikation

Betriebsführer

Anlagenanalyse.. Betriebskonzepte

Regelenergiemanager

Fahrplanmanager

Energieversorger

Plattformbetreiber

Anlagen z.B.BHKWsVerbraucher.. Öffentl. Gebäude.. Quartiere.. Liegenschaften.. Gewerbe.. IndustrieWindenergieanlagenPhotovoltaikanlagenE-MobilitätÜNB.. Regelenergie-.. Unterstation

Info-Quellen z.B.MärkteEEX, GasRegelenergieWetter

SPS

SPS

Sv AZ

AZ

Prozesse

NZ

Daten SMSMail

NZ

NZ

SMART POWER HAMBURG

ProtokolleIEC 60870IEC61850Modbus TCPTrendSaia…


LEITSYSTEMPLATTFORM HYPEBeispiel einer Anlagenanbindung

Messgerät (Siemens Sentron Pac3100)

Gateway/Raspberry Pi(ModbusTCP/ModbusRTU)

Router (Hamburg Energie)

Router (Schule)

SPH-Plattform

Internet

Sekundengenaue Echtzeitmessung

Sekundengenaue Archivierung

VPN/SSLSeriell (RS485)

„15 Minuten sind nicht genug.“


LEITSYSTEMPLATTFORM HYPEAdressierungssprache

AdressierungEindeutigEinheitlichLesbar

SPH.Rothenburgsort.BHKW_1.Analogwerte.Wirkleistung

SPH

Rothenburgsort

BHKW_1

Analogwerte

Wirkleistung

Zählerdaten

EidelstedterWeg …

…

…


LEITSYSTEMPLATTFORM HYPEAnfragesprache

Datenpunkt-Semantik

Operative-Semantik


LEITSYSTEMPLATTFORM HYPEMandantenfähigkeit

A B

AAA BBB

A B

Stadtwerk A

A A

A

Quartier B

B B

B

BegleitforschungHändler

Betriebsführer Betriebsführer

HYPE


2. Autorisierung

LEITSYSTEMPLATTFORM HYPEMandantenfähigkeit

Benutzer Rollen Zugriffsrechte

Operationen Ressourcen

1. Authentifizierung


LEITSYSTEMPLATTFORM HYPEEinbindung von Drittsystemen

NZ

NZ

Uni LüneburgQuartiersprognose

HAW HamburgEnergiecampus

Adapter für Optimierer

…

HypeAS HypeKB(TCP/IP)

Archiv

Anlagen-Agent Anlagen-Pool

Berechnungen

SOA = Service Orientierte Architektur

…


VISUALISIERUNG / BETRIEBSFÜHRUNGWebbasierte Zugriffe auf Leitsystem- und Analysefunktionen 1/5

Live-Präsentation


VISUALISIERUNGEN ERSTELLENEinfachste Erstellung von Schemata mit dem Editor

Universelles SVG - Format Einfache und verständliche Daten-Verknüpfung

Live-Präsentation


VISUALISIERUNG / BETRIEBSFÜHRUNGWebbasierte Zugriffe auf Leitsystem- und Analysefunktionen 2/5

Live-Präsentation


VISUALISIERUNG / ANALYSEWebbasierte Zugriffe auf Leitsystem- und Analysefunktionen 3/5

Live-Präsentation


VISUALISIERUNG / ANALYSEWebbasierte Zugriffe auf Leitsystem- und Analysefunktionen 4/5

Live-Präsentation


NUTZERSCHNITTSTELLENWebbasierte Zugriffe auf Leitsystem- und Analysefunktionen 5/5

Live-Präsentation


ARCHIVIERUNG UND ANALYSEWebbasierte Zugriffe auf das Archiv 1/3

Live-Präsentation



Live-Präsentation



Live-Präsentation


BEISPIEL FÜR DIE NUTZUNGRenovierung des Energiebunkers


BEISPIEL FÜR DIE NUTZUNGSpeicher im Energiebunker

IBA Hamburg GmbH/ Martin Kunze


Nahwärmenetz und WärmeversorgungVersorgungsgebiet: ca. 24 IBA-Liegenschaften Wärmebedarf: 6.300 MWh/aBHKW in Betrieb ab: November 2012

Thermische Leistung: 737 kWth

Elektrische Leistung: 527 kWel

Einsatz von Biomethan im BHKWPufferspeicher: 20 m³Nahwärmenetz: 2 km

BEISPIEL FÜR DIE NUTZUNGNeue Mitte Wilhelmsburg (BSU)



HerausforderungNiedrige Vorlauftemperatur bei Wärmeabnehmer 9 und 11

Einzige Abnehmer an dieser Leitung

Durchmesser der Leitung DN 150, da Netzerweiterung geplant

9 11

Abschnitt 1Abschnitt 2



Untersuchen des Realbetriebs der umgesetzten BHKW-ProjekteDetaillierte Analyse von Betriebskonzepten für die wärme- und stromgeführte KWK-Erzeugung am Beispielstandort „Neue-Mitte-Wilhelmsburg“ Erarbeitung und Prüfung möglicher Betriebs-optimierungen im wärmegeführten Betrieb

Auswirkungen der Abnehmer auf die Erzeugung und Einfluss der Temperatur auf die Abnehmer (Standort Neue Mitte Wilhelmsburg)

Live-Überwachung einer LiegenschaftGrafiken: HAMBURG ENERGIE



Ursache:

Vorlauftemperatur ist oft deutlich unter Sollwert 75 °C

Durchmesser der Leitung DN 150

vergleichbare Strecken DN 50 + DN 40

Folge: Großes Rohrvolumen führt zu stärkerer Abkühlung

Vorlauftemperaturen in °CNetzvorlaufAbnehmer 11Abnehmer 09

05.11.2014



Lösungsmöglichkeiten:

Dauerhafte Erhöhung der Vorlauftemperatur

Leitung ersetzen

Dezentrales Nacherwärmen

Lokale Vorlaufanhebung durch Einbau einer Überströmeinrichtung

Aufbau einer Überströmeinrichtung nach AGFW Merkblatt FW 448

Erhöhung von lokalen Vorlauftemperaturen möglichIn Kombination mit intelligenter Regelung im Leitsystem: Flexibilisierung und Optimierung des BHKW-Betriebes möglichNutzung der Rohrleitung als zusätzlicher Speicher


DISKUSSION

Kann die Datenmonitoring Infrastruktur für mehr genutzt werden?Was spricht dafür/dagegen?Was ist zu beachten?

Wie kann die Leitsystemplattform Hype für EnEff-Projekte genutzt werden?BetriebsführungAnalyseEinbindung von Drittsystemen

Welche spezielle Anforderungen ergeben sich bei Ihrem Projekt?

Welche Wünsche haben Sie?

Vorschläge


DISKUSSION

Nutzung der Datenmonitoring InfrastrukturDatenmonitoring kostet GeldKosten minimieren durch Teilnahme an Märkten (z.B. Regelung)Technische Optimierung

Wünsche zum DatenmonitoringDatenausfälle minimierenAusgefallene Daten einfach einlesenZuverlässigkeit bei Berechnungen (zeitlich und korrektes Ergebnis)Hinweis auf Datenqualität

AnforderungenBerücksichtigung sensibler (Nutzer-)Daten?

Offene FragenDatenaufbereitung zentral oder dezentral?

Ergebnisse


KONTAKT

SMART POWER HAMBURG

ONNEN HEITMANNLeiter [email protected]

ALEXANDRA [email protected]

HAMBURG ENERGIEProduktion, Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT)

Billhorner Deich 220539 Hamburg

www.smartpowerhamburg.de

Postanschrift: Postfach 261464, 50604 Hamburg

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