Die Stadtwerke München · Distributed Energy Management System (Siemens) 21 Überwachungsmonitor, Onlinesteuerung ... Betriebliche Informationssysteme Kommunikationstechnik • Technische

Die Stadtwerke München

Name (Referent/in)00.00.0000 (Datum)

Dr. Alexander Vilbig, SWM Services GmbH

12.06.2012

Das virtuelle Kraftwerk der Stadtwerke München

BICCnet Forum: Einsatz von IKT in der Energiewende

2

Überblick

IKT-Aspekte des virtuellen Kraftwerks

Zusammenfassung und Ausblick

Das virtuelle Kraftwerk als Baustein der Energiewende

Die Stadtwerke München im Zeichen der Energiewende

12.06.2012 BICCnet Forum, Das virtuelle Kraftwerk der SWM 3

Ausgangssituation 2008

Anteil regenerativ erzeugter Energie am Stromverbra uchin München liegt bei 4,7 %.

Die SWM erzeugen pro Jahr ca. 350 Millionen kWh aus erneuerbaren Energien.


Ambitioniertes SWM Ziel

• Bis 2025 werden die SWM so viel Strom aus erneuerbaren Energien in eigenen Anlagen produzieren, dass der gesamte Münchner Strombedarf damit gedeckt werden kann (7,5 Milliarden kWh/a).

• Damit wird München weltweit die erste Millionenstadt sein, die dieses ehrgeizige Ziel erfüllt.

• Dafür investieren die SWM insgesamt 9 Milliarden Euro in erneuerbareEnergien.

Ausbauoffensive Erneuerbare Energien


Ausbauoffensive Erneuerbare Energien – Europa


Ausbauoffensive Erneuerbare Energien – München & Region

7

Wir haben schon viel geschafft, aber…

… der größte Teil des Weges liegt noch vor uns.

2008 2010 2025

• 2008: Ausgangspunkt 350 Millionen kWh/a• 2,4 Milliarden kWh/a (einschließlich

Projekte noch in der Realisierungsphase)

350 Mio.kWh/a350 Mio.

kWh/a

Ausgangs-punkt

∑ 2,4 MilliardenkWh/a 32 %

2009

500 Mio.kWh/a

1,2 MilliardenkWh/a

48 %

2020

Beitrag wpd europe bis 2020 ca. 1,2 Mrd. kWh/a

2011

∑ 3,6 MilliardenkWh/a

∑ 7,5 MilliardenkWh/a

8

Überblick





9

Virtuelles Kraftwerk im Smart Grid

10

Definition virtuelles Kraftwerk

• Kombination kleiner dezentraler Einheiten innerhalb eines IT-gesteuertenVerbunds, der nachfragegeführt elektrische Leistung bereitstellen bzw. verbrauchen kann

• Beispiele für Erzeugungsanlagen� Photovoltaikanlagen� Kleinwasserkraftwerke� Windenergieanlagen� Mini- bzw. Mikro-Blockheizkraftwerke� Netzersatzanlagen (Notstromaggregate)

• Beispiele für gesteuerte Verbraucher� Wärmepumpen� Klima- und Kühlanlagen� Zeitlich flexible industrielle Verbraucher (z.B. Brauwasservorkühlung)

• Typischerweise gebündelte Vermarktung im Regelenergiemarkt zum Ausgleich von Verbrauchs- und Angebotsschwankungen

11

Aufbau des virtuellen Kraftwerks der SWM

11

DEMS

Prozessleittechnik Fernwirkzentrale

SWM-NEAs-Pool

BHKW Westbad

Biogas BHKW

BHKW Joseph-Haas

-Weg

ArbeitsplatzEnergiemeister

ArbeitsplatzEnergiewirtschaft

vKWKundenportal

AbrechnungPreisdaten Wetterdaten

Wasser-kraft

WKA Fröttm.

Externe Kunden

Netzbetreiber

SchaltbareLasten

BHKW: Blockheizkraftwerk, DEMS: Distributed Energy Management System, NEA: Netzersatzanlage, WKA: Windkraftanlage

12

Beispiel: BHKW Haberlandstrasse

BHKW – Haberlandstraße :2 BHKW-Module je

P elek. 350 kW / P th. 500 kW

S7-300 Steuerung

30.000l WärmespeicherSpitzenlastkessel

Versorgung eines Fernwärmeinselnetz

Datenanbindung über SWM-LAN

auf Fernwirkzentrale per VPN-Tunnel

12

13

Prozess zur Einsatzplanung

Wetterdaten

Marktpreise

Kundeninformationen

Wärme-last-

prognose

Bis 09:00 09:10 09:15

Einsatz-planung

Daten-import

Onlinesteuerung und-optimierung

HandelZuschlagsfahrplan

DE

MS

Son

stig

e S

yste

me

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Bisherige, wärmegeführte Fahrweise am Werktag

Leistungsbilanz WeBa Wärme

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-4,0

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WeBa Modul 1 WeBa Modul2 WeBa HK 1+2

WeBa Wärmelast WeBa WSP WeBa WSP

Spotmarkt

Strompreis-spitzen werden nicht genutzt

Kesseleinsatz

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Optimierte Werktag-Fahrweise des BHKW Westbad im vK W

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WeBa Modul 1 WeBa Modul2 WeBa HK 1+2

WeBa Wärmelast WeBa WSP WeBa WSP

Spotmarkt

• Kesselvermeidung

• Verschiebung der Erzeugung auf Preisspitzen

15

16

Überblick





17

Komponenten und Schnittstellen

Wetterdaten

Temperatur Globalstrahlung

Niederschlag Windgeschw.

Markt

Börsenpreise Minutenreserve

Kundendaten

Kundenportal Abrechnung

Konfigurationsdaten

DEMS

Betriebsdaten

Monitoring Logging

18

Kundenportal

19

Abrechnungssystem

20

Distributed Energy Management System (Siemens)

21

Überwachungsmonitor, Onlinesteuerung

22

Besondere IKT-Herausforderungen

• Integration verschiedener Disziplinen� Steuerungs- und Automatisierungstechnik

� Betriebliche Informationssysteme

� Kommunikationstechnik

• Technische Herausforderungen� Anlagenspezifische Anbindung

� Zahlreiche, heterogene Schnittstellen� Sicherheit und Zuverlässigkeit des Gesamtverbunds

� Bedienbarkeit des Steuerungs- und Überwachungssystems

• Wirtschaftliche Herausforderungen� Kosten der leittechnischen Anbindung

� Hoher Automatisierungsgrad bei Kundenschnittstelle und Abrechnung

� Fehlende Standardisierung bei Hardware- und Software-Komponenten

23

Überblick





24

Zusammenfassung

• Virtuelles Kraftwerk als Beitrag zur besseren Integration erneuerbarer Energien

• Bessere Auslastung bestehender Anlagen

• Teilnahmemöglichkeit für kleinere Stromerzeuger und -verbraucher an den Strommärkten

• Aufbau einer innovativen Energiestruktur der Zukunft

• Hohe Anforderungen an eingesetzte IKT-Komponenten� Sicherheit

� Performance

� Kosten

• Kommerzieller Service der SWM: http://www.swm.de/geschaeftskunden/effizienz-umwelt/virtuelles-kraftwerk.html

25

Ausblick

• Erweiterung des angebundenen Anlagenvolumens� Nutzung vertrieblicher Kontakte

� Einbindung spezialisierter Dienstleister für schaltbare Lasten

• Bessere Skalierung für sehr kleine Anlagen� Kostensenkung der IKT-Anbindung

� Standardisierung der Hardware- und Software-Komponenten

� Performance bei zahlreichen gesteuerten Anlagen (> 100)� Umgang mit stochastischer Anlagenverfügbarkeit

• Optimierung wirtschaftlicher Potentiale� Kürzere Reaktionszeit (= höherer Regelenergiepreis)� Einbindung von Speicherkraftwerken

� Nutzung des neuen EEG Marktprämienmodells

26

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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