Post on 24-May-2015
description
Simulationen aus dem WARMup-Projekt Smart Energy Day 6. Sept. 2013, Sion
Samuel Pfaffen
Motivation
2
Beispiele:
• Wärmebedarf dann decken, wenn die Strompreise tief sind (optimaler Day-ahead-
Einkauf)
• Einzelne Wärmepumpen abschalten, wenn die Netzlast hoch ist (Peak-Shaving)
• Wärmepumpen zu-/abschalten, wenn die Stromproduktion und die Netzlast nicht im
Gleichgewicht sind (Regelleistung)
• Den steilen Rampen der Produktion aus erneuerbaren Energien folgen (Intraday-
Handel)
• Gezieltes vorausschauendes Überheizen, wenn in den Folgetagen eine Kältewelle
droht (Komfortvorgaben)
Optimale Verwertung der Flexibilität von
thermischen Speichern
6. Sept. 2013 | V1.02
Markt: Intraday 28.06.2012 Preiseprofil eines sonnigen Tages in DE
6. Sept. 2013 | V1.02 3
(Quelle: EPEX)
09:00
119.73
20.73
1 2
Markt: Tertiärregelleistung TRL- Preise für 4h-Blöcke (Jun – Sept 2013)
6. Sept. 2013 | V1.02 4
(Quelle: Swissgrid)
TRL-
TRL+
Anlagemodell
6. Sept. 2013 | V1.02 5
Konzept des Simulators
6. Sept. 2013 | V1.02 6
Energie-Contracting
Handel Übertragungsnetz-
betreiberin
Strommarkt
Leittechnik
externe Inputs
Betriebsoptimierung &
Steuerung der thermischen Lasten
TRL Verteiler
TRL Auktion
TRL Abruf
day-ahead
intraday
TRL Optimierung
TRE Optimierung
Intraday-Optimierung
Eigenschaften aggregierter Speicher
Sollwerte Leistung
Fahrpläne
Monitoring TRL Abruf
TRE Preise
TRL Angebote
Akzeptiert j/n
Strom-Beschaffung
Eigenschaften aggregierter
Speicher
1 2
3 6
4
5
7 8 Fahrplanoptimierung
1 2 3
6
4
5
7 8
externe Inputs
Zeitachse D-2/-4 D-1 D
Konzept des Simulators
6. Sept. 2013 | V1.02 7
Energie-Contracting
Handel Übertragungsnetz-
betreiberin
Strommarkt
Leittechnik
externe Inputs
Betriebsoptimierung &
Steuerung der thermischen Lasten
TRL Verteiler
TRL Auktion
TRL Abruf
day-ahead
intraday
TRL Optimierung
TRE Optimierung
Intraday-Optimierung
Eigenschaften aggregierter Speicher
Sollwerte Leistung
Fahrpläne
Monitoring TRL Abruf
TRE Preise
TRL Angebote
Akzeptiert j/n
Strom-Beschaffung
Eigenschaften aggregierter
Speicher
1 2
3 6
4
5
7 8 Fahrplanoptimierung
1 2 3
6
4
5
7 8
externe Inputs
Zeitachse D-2/-4 D-1 D
Grafische Darstellung der Resultate der TRL Optimierung eines einzelnen Tages
6. Sept. 2013 | V1.02 8
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
-15-10-505
2
4
6
TRL+/-
MW
Kosten (+) & Profit(-)
EU
R
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
x 104
dayahead TRL+ TRL- intraday 1h intraday 15m power balancing TRE q soft constraints soc deviation delta Pel next day energy cost
Total
EU
R
-13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 130
1
2
3
4
x 104
1
Konzept des Simulators
6. Sept. 2013 | V1.02 9
Energie-Contracting
Handel Übertragungsnetz-
betreiberin
Strommarkt
Leittechnik
externe Inputs
Betriebsoptimierung &
Steuerung der thermischen Lasten
TRL Verteiler
TRL Auktion
TRL Abruf
day-ahead
intraday
TRL Optimierung
TRE Optimierung
Intraday-Optimierung
Eigenschaften aggregierter Speicher
Sollwerte Leistung
Fahrpläne
Monitoring TRL Abruf
TRE Preise
TRL Angebote
Akzeptiert j/n
Strom-Beschaffung
Eigenschaften aggregierter
Speicher
1 2
3 6
4
5
7 8 Fahrplanoptimierung
1 2 3
6
4
5
7 8
externe Inputs
Zeitachse D-2/-4 D-1 D
Grafische Darstellung der Resultate der TRL- Auktion eines Tages
6. Sept. 2013 | V1.02 10
2
0 50 100 150 200 250 300 3500
100
200
300
400
500
600
CH
F/M
W
MW
Merit Order für den 01.05.2012 TRL- 00:00 - 04:00
0 50 100 150 200 250 300 3500
100
200
300
400
500
600
700
CH
F/M
W
MW
Merit Order für den 01.05.2012 TRL- 04:00 - 08:00
0 50 100 150 200 250 300 350 4000
100
200
300
400
500
600
CH
F/M
W
MW
Merit Order für den 01.05.2012 TRL- 08:00 - 12:00
0 50 100 150 200 250 300 350 4000
100
200
300
400
500
600
CH
F/M
W
MW
Merit Order für den 01.05.2012 TRL- 12:00 - 16:00
0 100 200 300 4000
100
200
300
400
500
600
CH
F/M
W
MW
Merit Order für den 01.05.2012 TRL- 16:00 - 20:00
0 100 200 300 4000
100
200
300
400
500
600
MW
CH
F/M
W
Merit Order für den 01.05.2012 TRL- 20:00 - 00:00
fremde akzeptierte Angebote fremde nicht akzeptierte Angebote eigene akzeptierte Angebote eigene nicht akzeptierte Angebote Stufenangebote
0 50 100 150 200 250 300 3500
100
200
300
400
500
600C
HF
/MW
MW
Merit Order für den 01.05.2012 TRL- 00:00 - 04:00
0 50 100 150 200 250 300 3500
100
200
300
400
500
600
700
CH
F/M
W
MW
Merit Order für den 01.05.2012 TRL- 04:00 - 08:00
0 50 100 150 200 250 300 350 4000
100
200
300
400
500
600
CH
F/M
W
MW
Merit Order für den 01.05.2012 TRL- 08:00 - 12:00
0 50 100 150 200 250 300 350 4000
100
200
300
400
500
600
CH
F/M
W
MW
Merit Order für den 01.05.2012 TRL- 12:00 - 16:00
0 100 200 300 4000
100
200
300
400
500
600
CH
F/M
W
MW
Merit Order für den 01.05.2012 TRL- 16:00 - 20:00
0 100 200 300 4000
100
200
300
400
500
600
MW
CH
F/M
W
Merit Order für den 01.05.2012 TRL- 20:00 - 00:00
fremde akzeptierte Angebote fremde nicht akzeptierte Angebote eigene akzeptierte Angebote eigene nicht akzeptierte Angebote Stufenangebote
Konzept des Simulators
6. Sept. 2013 | V1.02 11
Energie-Contracting
Handel Übertragungsnetz-
betreiberin
Strommarkt
Leittechnik
externe Inputs
Betriebsoptimierung &
Steuerung der thermischen Lasten
TRL Verteiler
TRL Auktion
TRL Abruf
day-ahead
intraday
TRL Optimierung
TRE Optimierung
Intraday-Optimierung
Eigenschaften aggregierter Speicher
Sollwerte Leistung
Fahrpläne
Monitoring TRL Abruf
TRE Preise
TRL Angebote
Akzeptiert j/n
Strom-Beschaffung
Eigenschaften aggregierter
Speicher
1 2
3 6
4
5
7 8 Fahrplanoptimierung
1 2 3
6
4
5
7 8
externe Inputs
Zeitachse D-2/-4 D-1 D
Konzept des Simulators
6. Sept. 2013 | V1.02 12
Energie-Contracting
Handel Übertragungsnetz-
betreiberin
Strommarkt
Leittechnik
externe Inputs
Betriebsoptimierung &
Steuerung der thermischen Lasten
TRL Verteiler
TRL Auktion
TRL Abruf
day-ahead
intraday
TRL Optimierung
TRE Optimierung
Intraday-Optimierung
Eigenschaften aggregierter Speicher
Sollwerte Leistung
Fahrpläne
Monitoring TRL Abruf
TRE Preise
TRL Angebote
Akzeptiert j/n
Strom-Beschaffung
Eigenschaften aggregierter
Speicher
1 2
3 6
4
5
7 8 Fahrplanoptimierung
1 2 3
6
4
5
7 8
externe Inputs
Zeitachse D-2/-4 D-1 D
Angemeldeter Fahrplan
el.
Leis
tun
g i
n M
W
0
20
40
60
80
Fahrplan TRL Vorhaltung PelBoiler
PelHeizung TRL+ Abruf TRL- Abruf
Leistungsbilanz Boilerpool
th.
Leis
tun
g i
n M
W
-50
0
50
100
150
PthBoiler
PthVerluste
PthWarmw asserbedarf
Ladezustand Boilerpool
in %
60
80
100
geplanter Verlauf Verworfener Verlauf Ist-Wert
Leistungsbilanz Gebäudepool
th.
Leis
tun
g i
n M
W
-100-50
050
100150200250300
PthHeizung
PthTransmission
PthSolar
PthinterneGew inne
Ladezustand Gebäudepool
in °
C
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
20
22
24
26
geplanter Verlauf Verworfener Verlauf Ist-Wert
IntradayIntraday-Optimierung
6. Sept. 2013 | V1.02 13
5
Aktueller Zeitschritt
Intraday-Optimierung
6. Sept. 2013 | V1.02 14
5
Angemeldeter Fahrplan
el.
Leis
tun
g i
n M
W
0
20
40
60
80
Fahrplan TRL Vorhaltung PelBoiler
PelHeizung TRL+ Abruf TRL- Abruf
Leistungsbilanz Boilerpool
th.
Leis
tun
g i
n M
W
-50
0
50
100
150
PthBoiler
PthVerluste
PthWarmw asserbedarf
Ladezustand Boilerpool
in %
60
80
100
geplanter Verlauf Verworfener Verlauf Ist-Wert
Leistungsbilanz Gebäudepool
th.
Leis
tun
g i
n M
W
-100-50
050
100150200250300
PthHeizung
PthTransmission
PthSolar
PthinterneGew inne
Ladezustand Gebäudepool
in °
C
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
20
22
24
26
geplanter Verlauf Verworfener Verlauf Ist-Wert
Intraday
Fazit
6. Sept. 2013 | V1.02 15
• Thermische Speicher bieten ein attraktives
Lastverschiebungspotenzial
• Das Speichervermögen von Gebäuden und eine
vorausschauende Betriebsweise versprechen die grösste
Wirtschaftlichkeit
• Überheizen oder Unterkühlen führen zu einem
Mehrverbrauch an Strom und somit zu lokal sinkender
Energieeffizienz aber steigender Systemeffizienz
• Es braucht Schnittstellen zwischen den
Automatisierungswelten von Anlagen und Gebäuden und
denen von Stromnetzen und Kraftwerken
• Komfort und thermische Behaglichkeit dürfen nicht
vergessen werden
Ausblick
6. Sept. 2013 | V1.02 16
6. Sept. 2013 | V1.02 17
www.misurio.ch Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!