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Smart Grid vom Consulting über dezentrales Energiemanagement und Netzautomatisierung bis zur Metering-Gesamtlösung

21.12.2011
Siemens auf der E-world

Siemens Infrastructure & Cities präsentiert sich auf der diesjährigen E-world energy & water vom 7. bis 9. Februar 2012 in Essen (Halle 3/3-211). Im Fokus stehen ein Beratungs- und Analysetool für die Entwicklung einer Smart-Grid-Geschäftsstrategie und ein dezentrales Energiemanagementsystem für virtuelle Kraftwerke.


Zu den Ausstellungsschwerpunkten gehören darüber hinaus ein Kompaktschutzgerät für Smart Grids sowie ein System zur Überwachung von Stromversorgungsnetzen, das die Möglichkeit bietet, bestimmte Netzsituationen rasch beurteilen zu können. Abgerundet wird das Ausstellungsspektrum von einer Smart-Metering-Gesamtlösung, die nicht nur Energieverbrauchsdaten erfasst und verarbeitet, sondern auch die Abrechnung per SAP-Schnittstelle einschließt.

Als Schlüsselkomponente für den Aufbau von intelligenten Stromversorgungsnetzen stellt Siemens eine Smart-Metering-Gesamtlösung vor, die sich aus dem Verbrauchsdatenerfassungs- und Verteilnetzautomatisierungs-System AMIS und dem Zählerdatenmanagementsystem EnergyIP zusammensetzt. Als Datendrehscheibe bindet EnergyIP vorhandene IT-Systeme der Energieversorger über eine SAP-zertifizierte Schnittstelle in die Smart-Metering-Infrastruktur ein. Damit können Energieversorger Smart Metering durchgängig nutzen – vom Zähler bis zur Abrechnung, von der Betriebsführung bis zur Netzplanung. Seit kurzem sind die Funktionen Energy Automation, Power Quality und Multimedia integriert. Zum Beispiel ist die Power-Snapshot-Analyse die erste Smart-Grid-Applikation weltweit, die zeitsynchrone Netzinformationen über AMIS-Smart-Meter liefert. Power-Quality-Messwerte ergänzen diese Informationen, mit deren Hilfe sich Netzstabilität und Versorgungssicherheit erhöhen lassen. Verfügbar sind darüber hinaus offene Schnittstellen für Tablet-Computer oder Smart Phones, über die sich Verbrauchs- und Energiewerte grafisch darstellen lassen.

Siemens hat mit „Smart Grid Compass“ ein Beratungs- und Analyse-Tool entwickelt, um Energieversorger, Städte und Gebäudebetreiber bei der Implementierung eines intelligenten Stromversorgungsnetzes zu beraten. Neben der strategischen Beratung durch die Smart-Grid-Experten von Siemens mit all ihrem Know-how steht die Analyse des bestehenden Stromversorgungsnetzes vor dem Ausbau zu einem Smart Grid im Vordergrund. Ziel ist es, die beste Lösung für ein intelligentes Netz zu finden und es professionell mit minimalen Risiken und vernünftigen Budgets aufzubauen.

Das dezentrale Energiemanagementsystem DEMS von Siemens vernetzt und bündelt auf Basis ausgefeilter Informations- und Kommunikationstechnik einzelne dezentrale Stromerzeuger, um sie zentral als ein virtuelles Kraftwerk steuern zu können. Dabei verarbeitet das System alle wichtigen Informationen wie Wetterprognosen, aktuelle Strompreise und den Energiebedarf. Auf Basis dieser Daten wird ein Einsatzplan für alle eingebundenen Anlagen erstellt und überwacht. Dabei werden beispielsweise die elektrischen und thermischen Lasten (Verbraucher) in Abhängigkeit von Tagestyp und Uhrzeit prognostiziert. Die Prognose der Stromerzeugung aus regenerativen Energiequellen basiert auf den Wettervorhersagen und den Charakteristika der Anlagen. Damit minimiert der berechnete Einsatzplan die Stromerzeugungs- und Betriebskosten der Anlagen des virtuellen Kraftwerksverbunds, wobei das DEMS-System nicht nur ökonomische Aspekte berücksichtigt, sondern auch ökologische.

Mit ihrem kompakt gehaltenen Gehäuse sind die Schutzgeräte der Reihe Siprotec Compact für den Einsatz in der Energieverteilung und in der Industrie bei geringem Platzbedarf entwickelt worden. Dabei sind sie sowohl für den Hauptschutz als auch für den Backup-Schutz der Betriebsmittel im Netz einsetzbar. Außer den Schutzfunktionen ermöglichen die Geräte das Steuern, Automatisieren und Beobachten von Prozessen in Energieverteilungsnetzen. Die Feldgeräte bilden die Basis für Smart Grids, weil sie Felddaten für übergeordnete Systeme zur Verfügung stellen und dezentrale Funktionen übernehmen. Mehrere verschiedene Kommunikationsschnittstellen, zum Beispiel nach IEC 61850, und die nötigen Protokolle sorgen für den Datenaustausch mit der Leitstelle oder anderen Systemen.

Die Auslastung der Stromversorgungsnetze ist in den vergangenen Jahren gestiegen. Der Betrieb der Netze bewegt sich immer häufiger an der Stabilitätsgrenze. Um für mehr Sicherheit beim Netzbetrieb zu sorgen, hat Siemens das Netzüberwachungssystem Siguard PDP entwickelt, wobei PDP für Phasor Data Prozessor steht. Das System überwacht das Netz per Wide Area Monitoring mit Hilfe von Synchrophasoren, speziellen Messgrößen, und hilft dem Netzbetreiber dabei, die aktuellen Netzsituationen rasch beurteilen zu können. Siguard PDP kann bereits mit wenigen Messwerten von weiträumig verteilten Phasor-Messstellen ein Bild über die Leistungsflüsse im Netz liefern. Eine aufwändige und pflegeintensive Abbildung der jeweiligen Netztopologie ist dazu nicht erforderlich. Zudem stellt das System Pendelungen und Ausgleichsvorgänge im Netz ohne Verzögerung dar und hilft dem Personal in den Netzleitstellen bei der Beurteilung kritischer Netzsituationen und trägt dazu bei, die richtigen Abhilfemaßnahmen zu ergreifen.

Der Joint Resource Optimization and Scheduler (jROS) ist ein Planungswerkzeug, das unterschiedliche Algorithmen auf einer gemeinsamen Plattform bereitstellt, um damit die Aufgaben der Kraftwerkseinsatzplanung zu unterstützen. Zu diesen Aufgaben zählen neben der Energieeinsatzplanung die mittelfristige Optimierung des Energiehandels unter Berücksichtigung des Spotmarkts und der Anforderung von Regelenergie. Eine „Intraday-Einsatzplanung“ für die Ermittlung kurzfristiger Energiehandelsparameter sowie die abschließende Erstellung eines ausführbaren und optimalen Einsatzplans runden das Applikations-Portfolio ab. Das Planungstool jROS ist eine Komponente des Siemens-Netzleitsystems Spectrum Power; es kann aber auch über definierte Schnittstellen in andere Netzleitsysteme integriert oder als eigenständiges System eingesetzt werden.

Siemens informiert zudem über anwenderspezifische Lösungen für Kommunikationsinfrastrukturen im Umfeld neuer Smart-Grid-Applikationen im Mittelspannungs- und Niederspannungsnetz. Dazu gehören Lösungen auf Basis von Glasfasernetzen, Breitband-Powerline-Carriern sowie drahtlosen Übertragungsmöglichkeiten. Sowohl im Mittelspannungs- als auch im Niederspannungsnetz ist die Erweiterung der vorhandenen Kommunikationsnetze eine zentrale Herausforderung für den Aufbau von Smart Grids. Während heute meist nur Mittelspannungsunterstationen sowie wenige Ortsnetzstationen in das Kommunikationsnetz der Energieversorger eingebunden sind, setzen neue Smart-Grid-Anwendungen wie intelligente Zähler, Verteilnetzautomatisierung, Demand Response oder virtuelle Kraftwerke ein Kommunikationsnetz bis zum Verbraucher voraus.

Energieeffiziente und umweltgerechte Lösungen zum Aufbau intelligenter Stromversorgungsnetze (Smart Grids) sind Teil des Siemens-Umweltportfolios, mit dem das Unternehmen im Geschäftsjahr 2011 einen Umsatz von rund 30 Mrd. EUR erzielte. Das macht Siemens zu einem der weltweit größten Anbieter von umweltfreundlicher Technologie. Kunden haben mit entsprechenden Produkten und Lösungen des Unternehmens im selben Zeitraum fast 320 Millionen Tonnen Kohlendioxid (CO2) eingespart, das ist so viel wie Berlin, Delhi, Hongkong, Istanbul, London, New York, Singapur und Tokio in Summe an CO2 jährlich ausstoßen.

Der Siemens-Sektor Infrastructure & Cities (München) mit rund 87.000 Mitarbeitern bietet nachhaltige Technologien für urbane Ballungsräume und deren Infrastrukturen. Dazu gehören integrierte Mobilitätslösungen, Gebäude- und Sicherheitstechnik, Stromverteilung, Smart-Grid-Applikationen sowie Nieder- und Mittelspannungsprodukte. Der Sektor setzt sich aus den Divisionen Rail Systems, Mobility and Logistics, Low and Medium Voltage, Smart Grid, Building Technologies sowie der Osram AG zusammen. Weitere Informationen finden Sie im Internet unter http://www.siemens.com/infrastructure-cities

Die Siemens-Division Smart Grid (Nürnberg) bietet Produkte und Lösungen für eine intelligente und flexible Netzinfrastruktur. Um den wachsenden Strombedarf abzudecken, müssen die Netze von heute und morgen alle Arten der Energieerzeugung integrieren und einen bidirektionalen Energie- und Kommunikationsfluss gewährleisten. Intelligente Netze tragen dazu bei, Strom effizient und nach Bedarf zu erzeugen und zu nutzen. Sie elektrifizieren Schienenstrecken und versorgen Industrieunternehmen, Infrastruktureinrichtungen und ganze Städte mit Strom. Weitere Informationen finden Sie im Internet unter http://www.siemens.de/smartgrid

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Dietrich Biester | Siemens Infrastructure
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