par Samuel Pfaffen, chef de projets, Misurio (Suisse)

1. Simulationen aus dem WARMup-Projekt
Smart Energy Day 6. Sept. 2013, Sion
Samuel Pfaffen

2. 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

3. 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

4. Markt: Tertiärregelleistung
TRL- Preise für 4h-Blöcke (Jun – Sept 2013)
6. Sept. 2013 | V1.02 4
(Quelle: Swissgrid)
TRL-
TRL+

5. Anlagemodell
6. Sept. 2013 | V1.02 5

6. 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
MonitoringTRL Abruf
TRE Preise
TRL Angebote
Akzeptiert j/n
Strom-Beschaffung
Eigenschaften
aggregierter
Speicher
12
36
4
5
78 Fahrplanoptimierung
1 2 3
6
4
5
78
externe Inputs
ZeitachseD-2/-4 D-1 D

7. 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
MonitoringTRL Abruf
TRE Preise
TRL Angebote
Akzeptiert j/n
Strom-Beschaffung
Eigenschaften
aggregierter
Speicher
12
36
4
5
78 Fahrplanoptimierung
1 2 3
6
4
5
78
externe Inputs
ZeitachseD-2/-4 D-1 D

8. 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(-)
EUR
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
x 10
4
dayahead TRL+ TRL- intraday 1h intraday 15m power balancing TRE q soft constraints soc deviation delta Pel next day energy cost
Total
EUR
-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 13
0
1
2
3
4
x 10
4
1

9. 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
MonitoringTRL Abruf
TRE Preise
TRL Angebote
Akzeptiert j/n
Strom-Beschaffung
Eigenschaften
aggregierter
Speicher
12
36
4
5
78 Fahrplanoptimierung
1 2 3
6
4
5
78
externe Inputs
ZeitachseD-2/-4 D-1 D

10. Grafische Darstellung der Resultate der TRL-
Auktion eines Tages
6. Sept. 2013 | V1.02 10
2
0 50 100 150 200 250 300 350
0
100
200
300
400
500
600
CHF/MW
MW
Merit Order für den 01.05.2012 TRL- 00:00 - 04:00
0 50
0
100
200
300
400
500
600
700
CHF/MW
Merit Ord
Merit Order für den 01.05.2012 TRL- 12:00 - 16:00
600
Merit Ord
0 150 200 250 300 350
MW
0 50 100 150 200 250 300 350
0
100
200
300
CHF/
MW
0 50 100 150 200 250 300
0
100
200
300
CHF/
MW
150 200 250 300 350 400
MW
r für den 01.05.2012 TRL- 12:00 - 16:00
0 100 200 300 400
0
100
200
300
400
500
600
CHF/MW
MW
Merit Order für den 01.05.2012 TRL- 16:00 - 20:00
0 100 200 300
0
100
200
300
400
500
600
MW
CHF/MW
Merit Order für den 01.05.2012 TRL- 20:00
fremde akzeptierte Angebote fremde nicht akzeptierte Angebote eigene akzeptierte Angebote eigene nicht akzeptierte Angebote Stufenangebote

11. 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
MonitoringTRL Abruf
TRE Preise
TRL Angebote
Akzeptiert j/n
Strom-Beschaffung
Eigenschaften
aggregierter
Speicher
12
36
4
5
78 Fahrplanoptimierung
1 2 3
6
4
5
78
externe Inputs
ZeitachseD-2/-4 D-1 D

12. 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
MonitoringTRL Abruf
TRE Preise
TRL Angebote
Akzeptiert j/n
Strom-Beschaffung
Eigenschaften
aggregierter
Speicher
12
36
4
5
78 Fahrplanoptimierung
1 2 3
6
4
5
78
externe Inputs
ZeitachseD-2/-4 D-1 D

13. Angemeldeter Fahrplan
el.LeistunginMW
0
20
40
60
80
Fahrplan TRL Vorhaltung PelBoiler
PelHeizung TRL+ Abruf TRL- Abruf
Leistungsbilanz Boilerpool
th.LeistunginMW
-50
0
50
100
150
PthBoiler
PthVerluste
PthWarmw asserbedarf
Ladezustand Boilerpool
in%
60
80
100
geplanter Verlauf Verworfener Verlauf Ist-Wert
Leistungsbilanz Gebäudepool
th.LeistunginMW
-100
-50
0
50
100
150
200
250
300
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
Intraday-Optimierung
6. Sept. 2013 | V1.02 13
5
Aktueller Zeitschritt

14. Intraday-Optimierung
6. Sept. 2013 | V1.02 14
5
Angemeldeter Fahrplan
el.LeistunginMW
0
20
40
60
80
Fahrplan TRL Vorhaltung PelBoiler
PelHeizung TRL+ Abruf TRL- Abruf
Leistungsbilanz Boilerpool
th.LeistunginMW
-50
0
50
100
150
PthBoiler
PthVerluste
PthWarmw asserbedarf
Ladezustand Boilerpool
in%
60
80
100
geplanter Verlauf Verworfener Verlauf Ist-Wert
Leistungsbilanz Gebäudepool
th.LeistunginMW
-100
-50
0
50
100
150
200
250
300
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

15. 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

16. Ausblick
6. Sept. 2013 | V1.02 16

17. 6. Sept. 2013 | V1.02 17
www.misurio.ch
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!