Digitalisierung der Netzführung PSI Software AG, Geschäftsbereich PSI Energie EE Dr.-Ing. Andreas Kubis
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2018-10-25
PSI Software AG | Confidentiality: Internal PSI
49 Jahre Prozesssteuerungs- und Informationssysteme
1969
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2018
Dr.-Ing. Andreas Kubis | PSI Software AG | Geschäftsbereich PSI Energie EE| FGE Seminar 2018
PSI – Prozesssteuerungs- und Informationssysteme
PSI ist der führende deutsche Hersteller von Prozesssteuerungs- und Optimierungssoftware für Versorger und Industrie.
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PSI Energie EE – Projekte in Deutschland VNB
ÜNB
380kV, 220kV
Stadtwerke
110kV, MSP
Strom, Gas, Fernwärme, Wasser
Hansewerk Hamburger Hochbahn AG Stromnetz Hamburg GmbH
e.dis
EWE Netz GmbH
Hamburg
Oldenburg
avacon Westnetz GmbH
(Teil von innogy)
MITNETZ STROM EnergieNetz Mitte Thüringer Energienetze EnergieNetze DREWAG GmbH ensoNETZ Mittelrhein GmbH SYNA
Pfalzwerke Netz AG
bayernwerk
e-netz Südhessen
enercity
Stadtwerke Münster Netze Duisburg GmbH Netzgesellschaft Düsseldorf mbH Netz Leipzig GmbH Leipzig Universität Kassel Krefeld RheinEnergie Regionetz Köln DREWAG Energienetze Aachen DrewagNETZ, Dresden Offenbach GmbH, Offenbach Sprecher Automation NRM, Frankfurt Hanau NGN Netzgesellschaft Niederrhein mbH
AVG, Aschaffenburg
(Nürnberg)
MVV Netze GmbH Mannheim
Kooperation Saarland
LVN
Berlin
Hannover
EVV,Essen
Main-Donau Netzgesellschaft mbH
SYNA
Netze BW GmbH
ELE Verteilnetz GmbH Gelsenkirchen
Stromnetz Berlin GmbH
SW Saarbrücken creos VSE energiSaar
Stadtwerke Ulm/ Neu-Ulm Netze GmbH
(Stuttgart)
SWM Infrastruktur GmbH München
AllgäuNetz GmbH & Co. KG
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Regensburger Netz GmbH
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Maßgeschneiderte Lösungen für Ihre Herausforderungen!
Technologische Evolution
Herausforderungen
Liberalisierung
Netzregelverbund
EEG
Volatilität
Prognosen
Gleichzeitigkeit
Marktkopplung
Fahrpläne
CGMES
GLDPM
…
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Lösungen
Das Energiesystem der Zukunft Herausforderung: Umgang mit zunehmender Komplexität
Private Solaranlagen
P2G/ G2H&P
CHP Mobile Speicher
Integrierte Energiesysteme Integrierte TSO Energiesysteme DSO Unterstationen/ Interconnektoren
Übertragungsnetz (TSOs)
Verteilnetz (DSOs)
QuartierBetreiber
Energiespeicher Solarfarmen
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Großflächige Anlagen Erneuerbarer Energie
Konventionelle Energieerzeugung
E-Mobilität
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P2G/ G2H&P
Windfarmen
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Unser Beitrag! SCADA / ADMS
(Erweitertes Energiemanagementsystem)
PSI SASO DSO 2.0 Private Solaranlagen
P2G/ G2H&P
CHP Mobile Speicher
Integrierte Energiesysteme Integrierte TSO Energiesysteme DSO Unterstationen/ Interconnektoren
SASO
P2G/ G2H&P
Übertragungsnetz (TSOs)
Verteilnetz (DSOs)
Großflächige Anlagen Erneuerbarer Energie
E-Mobilitäts/Ladesäulenmanagement TAXI Private Fahrzeuge
Konventionelle Energieerzeugung
E-Mobilität
QuartierBetreiber
Energiespeicher
DERM
Solarfarmen
(Energiemanagementsystem)
Windfarmen
(Energieressourcenmanagement für die dezentrale Erzeugung)
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SCADA / EMS
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(ausgewählte) PSI-Lösungen zur Digitalisierung der Netzführung
Prozess- und Netzautomatisierung
E-Mobilität QuartierBetreiber
Übertragungsnetz (TSOs)
Verteilnetz
Energiespeicher
InGO DERMS
(DSOs)
Entscheidungsunterstützung
Windfarmen
SASO
Solarfarmen
Online-DSA
PSI SASO DSO 2.0
Datenbasierte Analyse, Planung und Diagnose 8
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Entwicklung EE und netzstabilisierender Maßnahmen in Deutschland Installierte EE-Leistung
Gesamtkosten für netzstabilisierende Maßnahmen 1600 1400 1200
Mio. €
1000 800 600 400 200 0
2015
2016
2017
Gesamtkosten
*Quelle: Szenario B 2030 aus dem NEP-Szenariorahmen 2019-230
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Quelle: Bundesnetzagentur, Qualitätsbericht zu Netz- und Systemsicherheitsmaßnahmen, Gesamtjahr und Viertes Quartal 2017, Stand 18.06.2018
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Vorschaurechnungen System Assessment and Security Optimzation (SASO) SASO ermöglicht die flexible Integration innovativer Anwendungen in ALLE (uns bekannten) Leitwartenumgebungen OHNE operative Prozesssysteme zu beeinflussen! Benutzerschnittstelle PSI widget GUI
JFE clients
JFE-Technik (Multi-User Access) Nutzung in der Warte und/oder im Back-Office
Visualization Power Flow Analysis
Netzberechnungen Bewährte PSI HEO Rechenkerne Entscheidungsunterstützung mit Qualicision®
Dynamic Stability (DSA)
Contingency Analysis
SCOPF
UQ Management
Short Circuit Calc.
Redispatch
WAMS
On-Line Congestion Forecast
Preventive Optimization
Qualicision
Curative Optimization
Decision Support
Analysis, Assessment and Optimization
API für Fremdanwendungen (z.B. MATLAB) Vorschaurechnungen bis zu 48 h (Online)
SASO Data Model
Datenmanagement Flexible Import- und Exportfunktionen (CGMES, UCTE-DEF, PSI,…) Archivierung der importierten Datenmodelle
Control System
Network Application Data
UCTE-DEF
DVG-DTF
CGMES
Additional Data
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API
3rd party applications
Online – Dynamic Security Assessment System Assessment and Security Optimzation (SASO)
Other Functions
Visualisation
State Estimaton
Transient Stability Analysis
Complete System Model
External Equivalents Auxiliary Data
Voltage Stability Analysis
Data Model
Modeling
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Security Assessment
Remedial Control Actions
DSA Interface for controls
SCADA Control System
Security Margin Determination
SASO
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Online – Dynamic Security Assessment: Ablauf System Assessment and Security Optimzation (SASO)
Statisches Datenmodell und aktueller Netzzustand
PSIcontrol
IDM
+ zusätzliche dynamische Daten
Auswertung und Visualisierung Fehlerszenarien
Simulation im Zeitbereich
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Visualisierung des dynamischen Systemzustands System Assessment and Security Optimzation (SASO) Klare und übersichtliche Visualisierung durch ein hierarchisches Darstellungskonzept
Informationsaggregation
Level I - Systemzustand Stabilitätsmonitor zur Anzeige des globalen Stabilitätszustands
Level II - Übersichtsanzeige Übersichten basierend auf den Fehlerszenarien
Level III - Detailangaben Detaillierte Informationen auf Elementebene (Kurven, Tabellen …) Detaillierungsgrad
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Situationserfassung und Entscheidungsunterstützung – Online DSA System Assessment and Security Optimzation (SASO)
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Entscheidungsunterstützung – Steuerplan System Assessment and Security Optimzation (SASO)
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Indikation im Vorschaubereich System Assessment and Security Optimzation (SASO)
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Spannungshaltung System Assessment and Security Optimzation (SASO) takt-4 bis takt+Trend
takt+1 +Trend Netzgruppenfilter Kiviat Filter (GF, AV)
380kV
220kV
[kV]
Legende
380kV
…
UAVmax
UGFmax UGFmin 220kV
… takt
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UAVmin
t
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Trend: TSO-Technologie hält Einzug bei DSOs SASO (für den) DSO 2.0
Netzzustands -prognose
Kurzschlussrechnung
AV-Rechnung Netzsicherheitsrechnung
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Topologische Maßnahmen
EinsMan
UQ-Regelung
Q-Pot
Optimierung
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Treiber: Generation and Load Data Provision Methodology (GLDPM) SASO (für den) DSO 2.0
GLDPM (CGMES-Format)
Übertragungsnetzbetreiber
GLDPM Baustein
Abschaltplanung .csv mit EIC Code Einspeiseprognose, Lastprognose, Direktvermarkter (EIC und/oder UUID)
PCOM
KW-Fahrpläne (KWEP Format)
SASOGrundmodul
CGMES (Netzzustand; Snapshot) Verteilnetzbetreiber (110kV)
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SASO DSO 2.0 Modulbaustein GLDPM
InGO - ein Subsystem, ergänzend und entlastend zur Leitstelle PSI Intelligent Grid Operator (InGo) Integration der teilautonomen verteilten Netzsteuerung in die Netzbetriebsführung InGOcc
Control Center
InGOmv Regler Mittelspannung
Secure Connection InGOmv
Projekt #gatter3 InGOmg
Field Firewall (IEC-104 Communication Security Proxy) fallback option
InGOlv InGOlms
Sensor Smart Meter
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Projekt HHO
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Referenz SmOp
Smart Meter Gateway
Aktor
Spannungsregelung Blindleistungsregelung Last- und Einspeisemanagement Lademanagement (Cluster) Intelligente Speichernutzung Netzzustandsüberwachung Topologieüberwachung Automatische Umschaltung (Inselnetzbetrieb)
InGOlv Regler Niederspannung Spannungsregelung Blindleistungsregelung Last- und Einspeisemanagement Lademanagement Intelligente Speichernutzung Netzzustandsüberwachung Lokaler Energieausgleich Topologieidentifizierung
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Trafo HS/MS Wechselrichter WKA, PV (freifl.) WKA, Biomasse, PV (freifl.), Industrie Elektroautocluster und ÖPNV P2G, Batteriecluster, therm. Speicher Teilnetz oder gesamtes Netz Automatische Aktualisierung über NLS Autom. Schaltmaßnahmen Erkennung, Betrieb, Wiederaufbau
Aktor rOnt / Längsregler Wechselrichter PV PV, Wärmepumpe, Klima Elektroautos (privat/öffentlich) ÖPNV Heimspeicher Teilnetz oder gesamtes Netz Insb. Micro-Grid (Teilautarkie)
Digitalisierung der Netzführung seit 1969 – PSI Software AG
Dr.-Ing. Andreas Kubis Leiter Forschung & Entwicklung (EE) PSI Software AG Geschäftsbereich PSI Energie EE 44227 Dortmund E-Mail:
[email protected] www.psienergy.de twitter.com/psi_ee
