Andreas Kießlingwiss.-techn. Projektleiter moma MVV Energie AG

Symposium„Innovative Informations- und Kommunikationstechnologien als Rückgrat von Smart Distribution“Darmstadt, Kongresszentrum 12.-14 April 2011

E-Energy-ProjektModellstadt MannheimModellierung und Entwicklung des Smart Grids im Rahmen neuer Rollen, Wirkungsdomänen und Geschäftsmodelle

Veränderungen im Energiesystem

Stärkung nachhaltiger und regionaler Konzepte

Paradigmenwechsel in der Energieversorgung

• Verteilte Energiegewinnung• Echtzeit-Kommunikation/

Interaktion zwischen Generatoren und Verbrauchern

• Zentrale Rolle der IKT• Internet der Energien

• Zentrale Energiegewinnung• Wenig Kommunikation/Interaktion

in den Verteilnetzen • Passive Rolle des Kunden• Untergeordnete Rolle der IKT

Veränderungen im Energiesystem

Erwartungen in das intelligente Energiesystem mit neuen Chancen für regionale Versorger und Kommunen

Effiziente Verbindung schwankender Erzeugung und Verbrauch unter Nutzung neuer Speichertechnologien, zur Ermöglichung einer Energieversorgung über erneuerbare Energien mit stetig sinkendem Anteil fossiler und nuklearer ReservekapazitätenStärkung der dezentralen Erzeugung, um Energieerzeugung und -verbrauch in geografischer Nähe anzusiedeln und Transportverluste zur reduzieren.Erhaltung der Versorgungssicherheit durch Diversifizierung der Energiegewinnung in dezentrale Strukturen, anstatt vorrangig zentraler Energiequellen, die bei einem Ausfall schwieriger zu kompensieren sind. Möglichkeit zur stärkeren Verbindung von Energielieferung und Energiedienst-leistung zur Verbindung mit anderen Lebensbereichen, beispielsweise für ein umfassendes Energiemanagement in Gebäuden und öffentlichen LebensräumenVerbesserung der wirtschaftliche Position von Bürgern und Kommunen als energetisch aktive und eigenständig handelnde Teilnehmer im Energiemarkt.Steigerung der Energieeffizienz in der Verbindung der Sparten von Strom, Wärme bzw. Kälte.Antwort auf zunehmende Komplexität in Steuerung der Niederspannungsebene bei hohem Anteil dezentraler Erzeugung zur Erhaltung der Versorgungssicherheit mit verteilten Automatisierungslösungen in Netzbereichen

Veränderungen im Energiesystem

Zusammenfassung

Intelligente Energiesysteme weisen den Weg in eine energiewirtschaftliche Zukunft, die nachhaltig, effizient und sicher ist, sowie regionale und zentrale Aspekte des Energiesystems verbindet. Sie unterstützen mit der Integration sogenannter intelligenter Technologien (smarte Technologien) die Entwicklung nachhaltiger urbaner, klima-neutraler Regionen und Städte als Smart Cities.

Veränderungen im Energiesystem

Strategie für wettbewerbsfähige, nachhaltige und sichere Energie

1. EINE EFFIZIENTE ENERGIENUTZUNG, DIE BIS 2020 ZU EINER ENERGIEEINSPARUNG VON 20 % FÜHRT

2. GEWÄHRLEISTUNG DES FREIEN ENERGIEVERKEHRS

3. SICHERE UND ERSCHWINGLICHE ENERGIE FÜR DIE BÜRGER UND UNTERNEHMEN

4. Vollzug eines Technologiewandels

Priorität 1: Europa energieeffizient machen

Priorität 3: Verbraucherautonomie stärken und das höchste Niveau an Sicherheit und Gefahrenabwehr erreichen

Aktion 1: Verbraucherfreundlichere Gestaltung der Energiepolitik

Priorität 4: Die Führungsrolle Europas im Bereich der Energietechnologien und Innovation ausbauen

Kommission wird eine große europäische Initiative zu intelligenten Netzen

5. STARKE INTERNATIONALE PARTNERSCHAFT, VOR ALLEM MIT UNSEREN NACHBARN

EU-Strategien für intelligentes Energiesystem

Intelligentes EnergiesystemVermittlung von Systemelementen zu Diensten

Intelligentes EnergiesystemSmart energy system

Definition des Smart energy systems in VDE ITG-Positionspapier in Analogie zur DKE-Normungsroadmap

Intelligentes Energiesystem

Energiedienste (virtuell)

Smart Grid (physisch)

Intelligentes Energieversorgungssystem

Energieinformationssystem

Passives Energieversorgungssystem

=

+

=

=

+

InternetderDiensteimEnergie-system

InternetderDingeimEnergie-system

InternetderEnergie

Intelligentes EnergiesystemVermittlung von Systemelementen zu Diensten

Geschäftsmodelle

Modellierung der Facharchitektur und technischen Architektur auf Grundlage von Standards

Modellierungsmethodik

Methodik der FachmodellierungFunktionsmodellierung

Rollen im neuen Energiemarkt

Modellierungsmethodik

ModellierungsmethodikDomänen und Systemgrenzen

Regional-märkte

Akteureim

Energie-Markt

Groß-handels-märkte

Über-tragungs-

netz

Verbundene Objekte

VerbundeneUnterobjekte

ZentraleEnergie-gewin-nungs-anlagen

Gate-way

Ein-Speisung

DEA

Energie-nutzungObjekt-geräte

Gate-way

Ein-speisungObjekt-erzeug.

KernkraftFossil

Erneuerbare

1) & 2)

Vertei-lungs-netz

Zentral

Vertei-lungs-netz

Dezentral

Ein-Speisung

DEA

Energie-nutzungAnlagenim Netz

Energie-nutzungObjekt-geräte

Ein-speisungObjekt-erzeug.

Ausbau eines erweiterten Energieinformationsnetzes

Ein-speisungZentraleErzeuger

Ein-speisungZentraleErzeuger

Energie-nutzungAnlagenim Netz

moma – Systemmodelle

Energiebutler = BEMI-Rechner = EMG + EM

Diensteplattform: BEMI-Hardware

Dienstevermittlung: OGEMA

Diensteplattform: Betriebssystem

Dienstevermittlung: OSGi

Diensteplattform: Java Maschine

OGEMA Allianz bietet Download Middleware

Lieferant eines OGEMA-Gateways

Dienste für gerätespezifische Funktionen

Energieservice-entwickler und -anbieter

Lieferant eines OGEMA-Gateways

Agent: Dienste zur Energieautomation

EMG

: Energie Managem

entG

ateway

EM: Energie-

manager

OGEMA – Open Gateway Energy Management Alliance

Softwareagenten (Moderatoren und Energiebutler) in Verteilnetzzellen und Objektnetzzellen zur Ausbildung einer Schwarmintelligenz im Energieorganismus

Energiebutler (Gateway und Energiemanagement)

moma – SystemmodellNeue Rahmenbedingungen Verteilnetz

Erzeuger

Erzeugerfunktionen

Netzbetrieb

Netzbetriebs-funktionen

Verbraucher

Verbraucher-funktionen

Speicher

Speicherfunktionen

Elemente (technische Akteure) im passiven Energieversorgungssystems

Kernmodell des Energiesystems

Sicherheit:

(Security,Privacy,Safety)

Geräte und Anlagen(Erzeuger, Verbraucher, Speicher, Netzbetrieb)

Geräte- und Anlagenfunktionen

Automatisierung: Informationsverarb. Elemente(Messen, Stellen, Steuern, Regeln)

Kommunikation: Leitungen und Knoten

Kommunikation:Gateway

Kommunikation:Diensteplattform

Dienstevermittlung: Middleware

Dienstevermittlung: Protokolle – Informations-objekte – Diensteschnittstellen - Ontologien

Dienste im Energiesystem

Elemente (technische Akteure) im Smart Grid abgebildet auf IGS-Stack jeweils für jede Zelle des Energiesystems

Kernmodell des Energiesystems

Objektnetzzellemit

Energiebutler

Verteilnetzzellemit

Softwareagenten:MarktmoderatorNetzmoderator

Systemzellemit

Energie-marktplatz und Netzsteuerung

Energie

Information

moma – SystemmodellNeue Rahmenbedingungen Verteilnetz

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

MVV Energie AGLuisenring 4968159 Mannheim

Telefon: +49 (621) 290-3351Mobil: +49 (172) 9794884Telefax: +49 (621) 290-3475

andreas.kiessling@mvv.dewww.mvv-energie.dewww.modellstadt-mannheim.dewww.e-energy.de

Dipl.-Phys.Andreas KießlingSystemarchitektwiss.-techn. Projektleitung