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
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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.
12.06.2012 BICCnet Forum, Das virtuelle Kraftwerk der SWM 4
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
12.06.2012 BICCnet Forum, Das virtuelle Kraftwerk der SWM 5
Ausbauoffensive Erneuerbare Energien – Europa
12.06.2012 BICCnet Forum, Das virtuelle Kraftwerk der SWM 6
Ausbauoffensive Erneuerbare Energien – München & Region
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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
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Überblick
IKT-Aspekte des virtuellen Kraftwerks
Zusammenfassung und Ausblick
Das virtuelle Kraftwerk als Baustein der Energiewende
Die Stadtwerke München im Zeichen der Energiewende
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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
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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
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yste
me
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Bisherige, wärmegeführte Fahrweise am Werktag
Leistungsbilanz WeBa Wärme
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is [€
]
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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-4,0
-2,0
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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
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Überblick
IKT-Aspekte des virtuellen Kraftwerks
Zusammenfassung und Ausblick
Das virtuelle Kraftwerk als Baustein der Energiewende
Die Stadtwerke München im Zeichen der Energiewende
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Komponenten und Schnittstellen
Wetterdaten
Temperatur Globalstrahlung
Niederschlag Windgeschw.
Markt
Börsenpreise Minutenreserve
Kundendaten
Kundenportal Abrechnung
Konfigurationsdaten
DEMS
Betriebsdaten
Monitoring Logging
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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
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Überblick
IKT-Aspekte des virtuellen Kraftwerks
Zusammenfassung und Ausblick
Das virtuelle Kraftwerk als Baustein der Energiewende
Die Stadtwerke München im Zeichen der Energiewende
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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