Effizienzpotenziale mit GIS und NEPLAN nutzen ... · PDF fileProzess der Netzsimulation mit PV...

Effizienzpotenziale mit GIS und NEPLAN nutzen | 27.9.2016 | Christof Bucher

Effizienzpotenziale mit GIS und NEPLAN nutzen –

Netzintegration und Anschlussgesuche

Zürich, 27. September 2016

Über mich

_ 2003 – 2008: Studium Elektrotechnik,

ETH (Zürich) / KTH (Stockholm)

_ 2008 – heute: Projektleiter für PV-

Anlagen, Enecolo AG / Basler &

Hofmann AG

_ 2010 – 2014: Doktorat an der ETH,

Simulation von Verteilnetzen mit

hohem Anteil Solarstrom

_ 2012 – heute: Aufbau und Leitung

CAS PV und Solarthermie, HSLU Christof Bucher, Basler & Hofmann

Effizienzpotenziale mit GIS und NEPLAN nutzen | 27.9.2016 | Christof Bucher 2

Meine Schwerpunkte bei Basler & Hofmann

_ Planung von PV-Anlagen

_ Diverse Studien und Gutachten

_ Energieertrag, Verschattung, Potenzialstudien

_ Reflexionen, Blendungen

_ Due Diligence, Risikoprüfung

_ Netzberechnung mit Solarstrom, Gutachten und

Massnahmen für Anschlussbewilligungen

_ (Netz-) Regelungskonzepte für PV-Anlagen

_ Schnittstelle GIS NEPLAN


Inhalt dieser Präsentation

_ Automatische GIS-NEPLAN-Schnittstelle

_ Photovoltaikanlagen in GIS und NEPLAN

_ Anschlussgesuche früher, heute und morgen

_ Zielnetzplanung

_ Berechnung von Netzverlusten

_ Übersicht über dezentrale EEA

_ Netzintegration von Solarstrom


Automatische GIS-NEPLAN-

Schnittstelle


Konzept der automatischen GIS-NEPLAN-Schnittstelle


GIS-Datenbank-

Server

GIS-Operateur

automatische

GIS-NEPLAN-

Schnittstelle inkl.

GIS-Connect NEPLAN-Operateur

Photovoltaikanlagen in GIS und

NEPLAN


Photovoltaik: Relevante Daten für Netzsimulationen


_ Ausrichtung

und Neigung

beeinflussen

das Einspeise-

profil der PVA.

_ «PVA, 5 kW»

ist für eine

genaue

Netzsimulation

ungenügend.

Basler & Hofmann, Meteonorm

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Wir

kle

istu

ng

in

kW

Tageszeit in Stunden

Tagesgang Produktion 5 kWp-PV-Anlage

S 30° W 30° O 30° N 20° OW 30°

8

Anforderungen an die Dokumentation der PVA

_ DC-Nennleistung in kWp (Modulleistung bei STC)

_ AC-Nennleistung in kVA (Wechselrichterleistung)

_ Einstellungen Wechselrichter (cos φ, max. Rückspeisung,

...)

_ Ausrichtung (0° = Nord, 90° = Ost, 180° = Süd)

_ Neigung (0° = horizontal, 90° = Fassade)

_ Diverse weitere Angaben sind für die Dokumentation

relevant, werden aber in der Simulation nicht direkt

benötigt.


Dokumentation der PVA, Beispiel Geonis


Prozess der Netzsimulation mit PV

_ PV-Anlagen (bewilligte und gebaute) werden im GIS

nachgeführt

_ Die GIS-NEPLAN-Schnittstelle stellt die wichtigsten PV-

Anlageparameter in NEPLAN zur Verfügung

_ Worst Case Simulation: Netzbelastung /

Spannungsanhebung mit AC-Nennleistung der PV-Anlagen

berechnen (3%-Regel nach DACHCZ)

_ Wenn es kritisch wird, eine exakte Simulation durchführen:

Statt Netzausbau Simulation unter Berücksichtigung von

Ausrichtung, Neigung, Blindleistung etc.


Anschlussgesuche

früher, heute und morgen


Methoden zur Beurteilung von Anschlussgesuchen

_ Excel, mathematisch analytisch, U = R*I

geeignet für einzelne Anlagen

_ NEPLAN DACH

geeignet für vereinzelte Anlagen

_ NEPLAN

geeignet mehrere Anlagen

_ NEPLAN automatisiert

geeignet für beliebig viele Anlagen


Automatisierte Berechnung von Anschlussgesuchen

_ Ziel:

_ PV-Solarkataster zeigt Solarpotenzial der Dächer

_ PV-Netzkataster zeigt Solarpotenzial des Netzes

_ Methode:

_ System berechnet für jedes Gebäude automatisch die maximale

Anschlussleistung

_ Darstellung im GIS

_ Nutzen:

_ Bearbeitung von Anschluss-

gesuchen geht viel schneller


Schritt 1: Leitungskataster Neplan


_ Erfassung der Leitungen im GIS.

Basler & Hofmann AG

15

Schritt 1: Leitungskataster Neplan


_ Erfassung der Leitungen im GIS.

_ Daten mit GIS-NEPLAN-Schnittstelle

für NEPLAN aufbereiten.

Basler & Hofmann AG

16

Schritt 2: Bestehende PV-Anlagen berücksichtigen


_ Bestehende dezentrale Erzeuger

berücksichtigen (automatisch mit

Schnittstelle).

_ Für Netzpotenzialstudien:

Solarkataster berücksichtigen.

Basler & Hofmann AG

17

Schritt 3: Max. Rückspeisung je Hausanschluss


_ Berechnen der maximal zulässigen

Anlageleistung je Verknüpfungspunkt

(nach DACHCZ oder «besser»).

_ Noch nicht bewilligte Anlagen werden

nicht berücksichtigt.

_ Anzeigen der Daten, z. B. im GIS.

_ Beispiel in Grafik links:

_ Rot: Strom ist limitierend

_ Blau: Spannung ist limitierend

Basler & Hofmann AG

18

Schritt 4: Solarpotential der Dächer berechnen


_ Solarpotential für jeden

Verknüpfungspunkt aus Solarkataster

generieren.

_ Bei mehreren Dachflächen je

Verknüpfungspunkt: Kumulieren des

Solarpotentials.

Basler & Hofmann AG

19

Schritt 5: Solarpotential des Netzes berechnen


_ Beantwortung der Frage: Wie viel

Solarstrom kann das ganze

Verteilnetz verkraften?

_ Szenario: Maximal zulässige

Einspeiseleistung, wenn alle Anlagen

gebaut werden.

_ Beispiel in Grafik links:

_ Rot: Strom ist limitierend

_ Blau: Spannung ist limitierend

Basler & Hofmann AG

20

Zielnetzplanung


Wie soll das Netz von morgen aussehen?

_ Netzdaten / Netzsimulationen sind der Schlüssel zur

Antwort.

_ Variantenstudien leicht gemacht:

_ Ist-Zustand für verschiedene Last- und Einspeiseszenarien simulieren

_ Mit / ohne Netzverstärkung


Berechnung von Netzverlusten

mit Photovoltaik


Grundlage: Netzdaten


_ Netzmodell, automatisch erstellt aus

GIS.

_ Netzmodell ist in *.cde-Datei von NEPLAN

erfasst

_ PV-Anlagen, automatisch erstellt aus

GIS, SAP, IS-E o. ä. oder aus einem

Solarkataster.

_ PV-Anlagen sind in *.ndb- oder *.ndt-Datei

von NEPLAN erfasst

Basler & Hofmann AG

VERSION 3

PROJECT D:\4868.000_Verteilte_Einspeisung_Photovol\4_Bearbeitungsdossier 2_Erweiterung ewz\Neplan\Wolfswinkel V3\Wolfswinkel.nepprj

CTIME 30.01.2014 13:53:00

NETW_TYPEELEC

NEPLAN_LIB D:\4868.000_Verteilte_Einspeisung_Photovol\4_Bearbeitungsdossier 2_Erweiterung ewz\Neplan\Wolfswinkel V3\Library_ewz.neplib

PROTECTION_LIB

USER_DATA_DEFD:\4868.000_Verteilte_Einspeisung_Photovol\4_Bearbeitungsdossier 2_Erweiterung ewz\Neplan\Wolfswinkel V3\Wolfswinkel_USER_DATA_DEF.txt

USER_DATA_VALD:\4868.000_Verteilte_Einspeisung_Photovol\4_Bearbeitungsdossier 2_Erweiterung ewz\Neplan\Wolfswinkel V3\Wolfswinkel_USER_DATA_VAL.txt

LINE_LIB

TR2_LIB

GEN_LIB

ASM_LIB

LOAD_LIB

SYM_LIB D:\4868.000_Verteilte_Einspeisung_Photovol\4_Bearbeitungsdossier 2_Erweiterung ewz\Neplan\Wolfswinkel V3\myLibrarySymbols.sym

ROOT_NET

# PARAMETERS CANVAS_TYPEXOFFSET

NET_LAYER Wolfswinkel 2 0

GRAPH_LAYERElectrical Data

# KEYWORDID DESCRIPTIONUN FROM

NODE TS-00968 TS-00968 0.4

LINE E30811x40 CEANDER 3x150/150 0.4 TS-00968

FEEDER F-00963 Feeder Dora-Staudinger-Strasse11 TS-00963-MV

TR2 TR-00963-1 Trafo Dora-Staudinger-Strasse 1TS-00963-MV

LOAD L-BBS-17 Bärenbohlstrasse 17 0.4 k-BBS-17

24

Berechnung der Netzverluste

Varianten:

_ Ohne PV-Anlagen

_ Mit wenigen PV-Anlage

_ Mit dem «Vollausbau» gemäss Solarkataster


Berechnung der Netzverluste: Resultate


_ Die ersten x PV-Anlagen entlasten das

Verteilnetz (Netzverluste,

Energiefluss, evtl. Lastspitze).

_ Werden weitere PV-Anlagen

installiert, wird das Verteilnetz

belastet.

_ Ab einer gewissen Menge

PV ist das Verteilnetz

zeitweise überlastet.

Basler & Hofmann AG

26

Übersicht über dezentrale EEA


Wer speist wann, wo und wie viel ein?

_ Aufruf Swissgrid per E-Mail, Januar 2016: «Wir möchten

Sie bitten, Ihre Schutzparameter im beiliegenden Excel-

Sheet bis Ende März 2016 zu erfassen».

_ Die Übersicht über dezentrale EEA wird zunehmend

systemkritisch.

_ Wir wissen heute noch nicht, welche Informationen von

dezentralen EEA wir für den sicheren Netzbetrieb

«plötzlich» benötigen. Eine gute Erfassung der Anlagen

wird sich auszahlen!


Analysemöglichkeiten

Sind die PV-Anlagen wie vorgeschlagen im GIS erfasst,

können z. B. folgende Fragen beantwortet werden:

_ Wie viele kWp wurden vor 2015 installiert?

_ Welcher Prozentsatz der PV-Anlagen trennt sich bei 50.2

Hz vom Netz?

_ Welches ist die maximale Rückspeisung aller PV-Anlagen

unter Berücksichtigung der realen Ausrichtungs- und

Neigungswinkel?


Netzintegration von Solarstrom


Massnahmen

Ist die Aufnahmekapazität des Netzes für Solarstrom

überschritten, so können folgende Massnahmen geprüft

werden:

_ Blindleistungsregelung (lokal)

_ Wirkleistungsbegrenzung abzüglich Eigenverbrauch (z. B.

als Bedingung für einen attraktiveren Rückliefertarif)

_ Neubewertung Tag-Nacht-Tarif, Anreize für dynamische

Laststeuerung (z. B. Wirkleistungsbegrenzung)

_ Aufbau «Smart Grid»


Fazit

Eine gute Netzdokumentation ist die Eintrittskarte zu

zahlreichen Anwendungen, welche

früher nicht nötig

heute nice to have und

morgen dringend notwendig

sind.

Empfehlung: Investieren Sie in eine nachhaltige

Netzdokumentation, sonst machen Sie die Arbeit doppelt.



Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Christof Bucher

Christof Bucher, Projektleiter Basler & Hofmann

[email protected], +41 44 387 13 80

33

Effizienzpotenziale mit GIS und NEPLAN nutzen ... · PDF fileProzess der Netzsimulation mit PV...

Documents

Transcript of Effizienzpotenziale mit GIS und NEPLAN nutzen ... · PDF fileProzess der Netzsimulation mit PV...