Smart Grids door de bril van distributienetbeheerder Eandis. SGF Smart Grid School 9 oktober 2013

Transcriptie

1 Smart Grids door de bril van distributienetbeheerder Eandis SGF Smart Grid School 9 oktober 2013

2 Agenda Inleiding en situering Studie onthaalcapaciteit Waaslandhaven R3 Dynamic profile Actieve vraagsturing - Linear Elektrische mobiliteit Conclusies 2 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

3 Situering Eandis in energiemarkt CREG / VREG Producenten elektriciteit Invoerders aardgas Elia Distributienetbeheerders Fluxys Leveranciers Klanten 09/10/ Smart Grids door de bril van DNB Eandis

4 Tasks Eandis: Distribution grid operator Manage, build and maintain the distribution grids for electricity and natural gas Transport, on the request of the suppliers, energy towards connected consumers Act as social supplier for domestic dropped customers Promote rational use of energy Manage the access register Facts and figures employees Active in 234 towns and municipalities ± km of natural gas network ( once around the world ) ± km of electricity network ( twice around the world ) street lights 1.6 million connections for natural gas 2.5 million connections for electricity customers of social supplier electricity customers of social supplier natural gas 4 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

5 Grote uitdaging voor de elektriciteitssector Hernieuwbare energie Besparing primaire energie Meer lokale productie Lokale injectie zorgt voor opwaartse stroom Fluctuerend en weinig controleerbaar Het netwerk wordt bidirectioneel Injectie tot terug in het transportnet Shift van fossiele brandstoffen naar elektriciteit : Relatief groter aandeel elektrisch verbruik opkomst elektrische wagens Warmtepompen Probleem van gelijktijdigheid en benutting + Impact op processen Specifieke economische modellen Tarieven, contracten 09/10/ Smart Grids door de bril van DNB Eandis

6 Evolutie en prognose DP Eandis - distributienet Groei van 84% tegen /10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

7 Windenergie versus belasting Lastprofiel Wind Lastprofiel Wind Windenergie vs belasting 7 Decentrale productie dekt het afnameprofiel niet. GEEN GELIJKTIJDIGHEID tussen productie en afname. Sterk afhankelijk van weersomstandigheden Productie niet op plaats van gemiddeld verbruik 09/10/2013 Meer dan 50% piekvermogen slechts gedurende 10% van het jaar Geen productie gedurende 10 tot 30% van het jaar Smart Grids door de bril van DNB Eandis

8 Grote uitdaging voor de elektriciteitssector Hernieuwbare energie Besparing primaire energie Meer lokale productie Lokale injectie zorgt voor opwaartse stroom Fluctuerend en weinig controleerbaar Het netwerk wordt bidirectioneel Injectie tot terug in het transportnet Shift van fossiele brandstoffen naar elektriciteit : Relatief groter aandeel elektrisch verbruik Opkomst elektrische wagens Warmtepompen Probleem van gelijktijdigheid en benutting + Impact op processen Specifieke economische modellen Tarieven, contracten 09/10/ Smart Grids door de bril van DNB Eandis

9 Waarom elektrische voertuigen? In Vlaanderen: 3,7 miljoen voertuigen 3,1 miljoen personenwagens 56,4 miljard km 16 miljoen ton CO2 - uitstoot Vervangen van fossiele door elektrische voertuigen Reductie fijn stof Hoger rendement Gebruik groene energie 9 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

10 Grote uitdaging voor de elektriciteitssector Hernieuwbare energie Besparing primaire energie Meer lokale productie Lokale injectie zorgt voor opwaartse stroom Fluctuerend en weinig controleerbaar Het netwerk wordt bidirectioneel Injectie tot terug in het transportnet Shift van fossiele brandstoffen naar elektriciteit : Relatief groter aandeel elektrisch verbruik opkomst elektrische wagens Warmtepompen Probleem van gelijktijdigheid en benutting + Impact op processen Specifieke economische modellen Tarieven, contracten 09/10/ Smart Grids door de bril van DNB Eandis

11 Evoluties in de energiemarkt? Aangezien hernieuwbare energie voorrang krijgt moet CREG / VREG ik mijn productieeenheid flexibel inzetten De Producenten aanwezigheid van wind elektriciteit maakt het voor mij moeilijker om het evenwicht te bewaren Invoerders aardgas Elia Kan ik mijn voordeel doen met decentrale productie en door actief deel te nemen in de markt? Distributienetbeheerders Aangezien ik in mijn portefeuille klanten heb met weersafhankelijke productie wordt het voor mij moeilijker om mijn nominaties correct in te Klanten schatten Het aansluiten van decentrale productie Fluxys vergt grote investeringen in het net dat voor afname ontworpen was Leveranciers 09/10/ Smart Grids door de bril van DNB Eandis

12 12 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

13 Agenda Inleiding en situering Studie onthaalcapaciteit Waaslandhaven R3 Dynamic profile Actieve vraagsturing - Linear Elektrische mobiliteit Conclusies 13 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

14 Studie onthaalcapaciteit decentrale productie Resultaat voor wind: Conclusie: - Groene clusters volstaan om 2020 doelstellingen te realiseren /10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

15 Agenda Inleiding en situering Studie onthaalcapaciteit Waaslandhaven R3 Dynamic profile Actieve vraagsturing - Linear Elektrische mobiliteit Conclusies 15 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

16 Globale situering Kostenefficiënte integratie van decentrale productie In kader van missie, visie, waarden van Eandis: duurzame technologische innovatie brengen om de bedrijfszekerheid van de netten te garanderen en de realisatie van de Vlaamse klimaatdoelstellingen te bevorderen Groei van 84% tegen /10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

17 Waaslandhaven WAT : Actief netwerk management Realtime controle van productie en consumptie Maximaal gebruik van bestaande netcapaciteit via realtime line rating Geavanceerde voorspellingen van decentrale productie Optimalisatie algoritmes in het DMS HOGE INVESTERINGEN LAGE INVESTERINGEN, SMART ICT, MEER GROENE ENERGIE ICT ICT ICT ICT ICT ICT ICT ICT OBJECTIEF : Snellere aansluiting van decentrale productie Beperkt verlies aan groene energie maximaal groene energie beschikbaar en positieve case voor de klant Kostenefficiënte integratie van decentrale productie 18 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

18 Windmolencurve Windmeting + productiecurve AMR-meting 19 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

19 Welke uitdagingen? Spanningskwaliteit Verplichting van Eandis om aan het technisch reglement te beantwoorden (o.a. norm EN-50160) Doel: Spanningskwaliteit dient te worden verzekerd Stroomgrenzen Onze assets (bvb. kabels) hebben fysieke grenzen Doel: Vermijden negatieve impact op levensduur Kortsluitvastheid Vermijden dat bij foutsituaties assets beschadigd raken /10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

20 Haalbaarheidsstudie Waaslandhaven rekenregels OK NOK Capaciteitsgrenzen 0 Min afname + max injectie NOK tijdsprofiel OK /10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

21 Investeren Haalbaarheidsstudie Waaslandhaven congestie Geen aansturing NOK Aansturing OK Aansturing: -Verminderen lokale productie -Vermeerderen (verschuiven) belastingen -Dynamisch (tijdelijk) verleggen grenzen (Dynamic Line Rating) 23 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

22 Rekenregels Klassiek vs. Slim aansluiten Klassiek aansluiten Klassieke studieregels worden toegepast Elke WT kan op elk moment alle energie injecteren* Netinvesteringen worden uitgevoerd waar nodig Slim aansluiten onder klassieke netgrenzen Meer WT worden toegelaten dan klassiek Bij overschrijding (klassieke) grenzen net: aansturen Netinvesteringen kunnen vermeden worden Slim aansluiten met dynamische netgrenzen Klassieke netgrenzen kunnen tijdelijk worden overschreden Alternatieve technieken worden gebruikt om verloren groene energie te verminderen (bvb. DSM) * In normale netuitbatingstoestand 24 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

23 Conclusie (1) Technische flexibiliteit Noodzaak: Bereiken globaal technisch economisch optimum Meerwaarde: Maatschappij en aanvrager Beperkt gebruik: Indien markt en andere optimalisaties niet voldoende zijn Laatste woord bij DNB (intelligente beveiliging) 25 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

24 Conclusie (3) Optimalisatie architectuur Netkoppeling WTs Niet fase afhankelijke taken Stroomcongestie Tooling Fase 1 - Congestiemanagement Spanningscongestie End-to-end architectuur Fase 2 ANM & Ancillary Services Eandis/Elia Realtime Line Rating DSM Forecasting Reactief Fase 3 Integratie in marktwerking Markt flexibiliteit 27 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

25 Agenda Inleiding en situering Studie onthaalcapaciteit Waaslandhaven R3 Dynamic profile Actieve vraagsturing - Linear Elektrische mobiliteit Conclusies 28 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

26 R3 dynamic profile (2014) Scope R1-reserve Automatisch reageren op f Reactie binnen 0-30 Max gedurende 15 R2-reserve Automatisch op- en afregelen Reactie tussen 30 en 15 Zo lang als nodig R3-reserve Manueel op vraag van Elia Reactie tussen 30 en 15 Zo lang als nodig Injectiereserve Afnamereserve R3-dynamic profile Voor Proef: Max 50 MW (per BSP min 5MW) Maximaal 2h Steeds beschikbaar 29 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

27 R as first Flex product of Elia What: Control of loads (or generation) on MV network through aggregators Risks for DSO: Activation can cause congestions Solution: E.g. take away the load in areas with too much local generation Prequalification of the EAN s offered by aggregators Evolution of R3... Refine possible periods (winter, summer, time,..) conditional prequalification (till day-ahead) 30 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

28 Technische as HS R and further DSO Elia Y-1 D-1 ID GC Real Time Settlement fhz Intern. Auction contract Incidents + Exceptional events Actions MS Prequal. Condit. Predict. pre-check Incidents + Exceptional events actie LS Active Net Mgt SMART beveiliging Settlement 31 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

29 Agenda Inleiding en situering Studie onthaalcapaciteit Waaslandhaven R3 Dynamic profile Actieve vraagsturing - Linear Elektrische mobiliteit Conclusies 32 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

30 Doel Doorbraak realiseren in actieve vraagsturing voor residentiële klanten Scope Laagspanningsnet, geen midden- en hoogspanningsnet Impact windproductie Impact PV-productie Geen industriële consumptie Elektriciteitsverbruik aanpassen aan de beschikbaarheid van hernieuwbare energie en tegelijkertijd comfort verzekeren /10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

31 Grootschalige veldtest Linear Local Intelligent Networks and Energy Active Regions Een project gefinancierd door Vlaamse overheid in kader van actieplan Vlaanderen in actie ( VIA ) en onder toezicht van IWT Onderzoekspartners Linear acknowledges the Flemish Government for its support Industriële Partners Bijkomende leden stuurgroep 34 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

32 Architectuur 35 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

33 Linear cases Regular Appliances Smart Household Appliances +Boiler HP Heat Pump aut CC VCC F2a: Give Flexibility optional RT aut CC VCC F3a: Give Flexibility optional RT man ToU ToU DA man ToU ToU DA PM WB LVP TL Smart Household Appliances F2 + F1 PM WB LVP TL Smart Household Appliances F3 F2b: Move to Tariff F3b: Move to Tariff aut CC VCC optional HP RT aut CC VCC HP optional HP RT man ToU ToU HP DA man ToU ToU DA PM WB LVP TL Heat Pump + Regular Appliances Regular Appliances F1 PM WB LVP TL Heat Pump + Regular Appliances 36 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

34 Agenda Inleiding en situering Studie onthaalcapaciteit Waaslandhaven R3 Dynamic profile Actieve vraagsturing - Linear Elektrische mobiliteit Conclusies 37 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

35 Laadeilanden : een uniek concept 38 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

36 Smart Charging Wat? Slim en actief aansturen van oplaadpalen en/of oplaadeilanden om impact van piekmomenten op het distributienet te verminderen Reductie oplading Maximale netcapaciteit 39 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

37 Smart Charging Waarom? Bescherming van de assets, optimaal gebruik maken van het (beschikbare) LSdistributienet zodat de penetratie van oplaadeiland kan vergroten en dit met minimale hinder voor alle betrokkenen /10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

38 Smart Charging Architectuur 24u op voorhand 41 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

39 Smart Charging Architectuur realtime Iedere 15 Problemen minuten controle? net 42 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

40 Smart Charging Architectuur bij problemen 43 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

41 Agenda Inleiding en situering Studie onthaalcapaciteit Waaslandhaven R3 Dynamic profile Actieve vraagsturing - Linear Elektrische mobiliteit Conclusies 44 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

42 General objectives of the DSO Execute global economical optimum with in mind: Maximal support of the policy objectives optimal integration of the decentralized generation Maximal operational safety of the distribution Grids Guaranteed reliability & availability Guaranteed Power quality Maximal facilitation of the free market processes Maximal services by DSO Maximal engagement of customers towards the free market processes 45 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

43 Grootste uitdaging Oplossing moet haalbaar blijven eenvoudige en betaalbare technologie business case moet positief zijn Eenvoudig gebruik Eenvoudige facturatie 46 09/10/2013 Smart Grids door de bril van DNB Eandis

44 47