Benchmarking the Energy Scenarios Germany & Tamil Nadu the New Energy Revolution Start 2015
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Benchmarking the Energy Scenarios Germany & Tamil Nadu The new energy revolution Start 2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH Peter Breuning KW 5/2015 Business Forum Chennai 04.02.2015 2015/2/11 www.stadtwerke-hall.de Peter Breuning Head of department: grid control & engineering services at Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH (multiy utility) Lecturer University Heilbronn & Harz Speaker IDS User Group --52 Multi Utility Companys Member working group FNN (VDI) (directive for power plant connections, HV- grids) Technical Direktor "power grids" - Smart Grid platform BaWü 2015/2/11 2 Agenda Presentation grid control room Stadtwerke Schwäbisch Hall und related business unit Quality control and Certifications Overview of Germanys „utility-landscape" and comparison with India Scenerio Tamil Nadu „Making of new multi utility companies“ 2015/2/11 www.stadtwerke-hall.de 3 Multi utility company Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH elec- tricity gas water heat Stand Oktober 2013 2015/2/11 4 Vorstellung Stadtwerke Schwäbisch Hall Multi utility control room at Stadtwerke Schwäbisch Hall 6 n 2015/2/11 5 concession area Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH Braunsbach 1st January 2015 Untermünkheim Schwäbisch Hall Michelfeld Wüstenrot Mainhardt Rosengarten Michelbach Neubiberg electricity Ottobrunn (bei München) natural gas water thermal energy Service customers department Grid Control Engineering 7 Integration of business partners reliability through redundant grid control centers increased workforce flexibilty due to sharing of tasks Netzleittechnik NN crisis-proof concept NN 2015/2/11 www.stadtwerke-hall.de 8 SCADA and EMS/DMS-functions control room Schwäbisch Hall (partly) Switching orders– & VE-Verwaltung Voltage tracking topology Automated short circuit and ground fault search Check of switching registration and simulation with conditional clearance of interlocking functions Updating of switching states (medium voltage) Execution of 110-, 20-, 10- und 1 kV switching processes SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition EMS – Energy Management Systems DMS – Distribution Management Systems 2015/2/11 www.stadtwerke-hall.de 9 SCADA and EMS/DMS-functions control room Schwäbisch Hall (partly) real-time power flow calculations in 20-kV-networks in monitoring system Coupling-check of diffrent grid cells, e.g. in 1 kV-level Monitoring of facilities and grids(power, gas, water, district heat, power plants) Monitoring of power quality (10kHz sampling) Remote analysis and parameterisation of protection systems 2015/2/11 www.stadtwerke-hall.de 10 Approach: Certification of control centers - Organisational and technical guarantee for security of supply and reliability . „Why all the effort?“- Aim and benefit in a regulated environment . Fundamentals of certification – What requierements can be realized? . Process- and riskmanagement . Lessons learned: possible improvements and necessary effort 2015/2/11 www.stadtwerke-hall.de 11 First multi utility with CERTIFIED GRID CONTROL Since June 2014 2015/2/11 www.stadtwerke-hall.de 12 Benchmarking India & Germany Per person Number of Country Area Consump- Utility Population tion Companies Germany 357,021km2 7081 kWh/year > 800 80,767,000 Tamilnadu, 130,058 km2 684 kWh/year 1 72,138,958 India 11.02.2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 14 India – Installed capacity Tamil Nadu – Installed Capacity Germany – Installed Capacity Solar & Wind Installations in Germany TSO in Europe and Germany European Network of Transmission System Operators for Electricity (ENTSO-E) . 41 Transmission System Operator* (TSO) aus 34 Ländern German TSO . Amprion GmbH . Tennet TSO GmbH . TransnetBW GmbH . 50Hertz Transmission GmbH * in Germany TSO - „Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB)“ 11.02.2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 19 11.02.2015 www.stadtwerke-hall.de 20 TSO and DSO in Germany 11.02.2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 21 The electrical power supply is chanching Region with a lot of people Atomic power plant Coal-fired power station Windpower Photovoltaiks (Region with high Power) 22 I Investition in assets 380 kV, High Voltage DC Kostentreiber Netzausbau › Transportbedarf von neuen Erzeugungsschwer-punkten in Norddeutschland nach Westen/Süden › Ca. 2.800 km Höchstspannungstrassen, v.a. in Nord-Süd- Richtung, inkl. HGÜ › Netzanschluss Offshore-Windparks in Nord- und Ostsee für bis zu 25 GW Erzeugungskapazität bis 2030 › Flächendeckender Ausbau und Ertüchtigung Verteilnetze für Aufnahme dezentraler Erzeu-gung bis 2030 – Kosten ca. 27-42 Mrd. EUR › Ausbau 140.000 km Mittelspannung und 240.000 km Niederspannung › Schaffung von „Intelligenz im Netz“, z.B. regelbare Transformatoren, Smart Grid › Ausbau auf allen Ebenen erforderlich, da keine Substitution des Transportbedarfs aus Norden durch dezentrale Erzeugung möglich 11.02.2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 23 I Energy flows in between the voltage levels with (renewable) DER Großkraftwerke 380 and 220 kV) (Kernenergie, Kohle) Extra high voltage ( in transmission grids Bidirectional Verbundpartner Mittelgroße Kraftwerke (Kohle, Öl, Gas, Wasser) High voltage (110 kV) in subtransmission grids Stadtwerke Industrie Energy Kleinere Kraftwerke 30, 20 or 10 kV) (Wasser, Wind, Biogas) Medium voltage ( in regional distribution grids Stadtwerke Industrie / Gewerbe flow Kleinstkraftwerke 230/400 V) (Fotovoltaik) Low voltage ( in local distribution grids Haushalte Gewerbe Landwirtschaft 24 I The region from TSO Transnet /Schwäbisch Hall is a part from this Grid Bestenheid Freudenberg Wertheim Tauberbischofsheim BAG Laudenbach Höpfingen Stalldorf Höchstspannungsnetz: Viernheim Königshofen Mudau Hettingen Ladenburg Eberbach Schweigern Dossenheim Mergentheim 3.700 km 380- und 220-kV-Leitungen GKM Mannheim Osterburken Schwetzingen SHA Rheinau Niederstetten Brühl Heidelberg Leimen Obrigheim Neurott Mosbach Hockenheim 46 Umspannwerke 380/220/110 kV Meckesheim Neckarzimmern Möckmühl Baiertal Hüffenhardt Altlußheim Obergimpern Ingelfingen Wiesloch Bad I Philippsburg Kirrlach Sinsheim Friedrichshall Kupferzell RheinschanzinselMühlfeld Audi Östringen Neckarsulm Graben Heilbronn Öhringen Obersteinach Großgartach Weinsberg Hochstetten Eppingen Böckingen Crailsheim Bruchsal Münzesheim Leopoldshafen Schwäbisch Hall Hochspannungsnetz: Ölhafen-ESSO Oberderdingen Blankenloch Lauffen KarlsruheHeide 380-kV-Leitung Daxlanden Krh-Ost BerghausenRinklingen Neckarwestheim RWE Knittlingen Forchheim Söllingen Unterrot Ellwangen Stein Mühlacker 7.600 km 110-kV-Leitungen Bulach Oberwald EnzbergVaihingen Marbach Ettlingen DurmersheimWaldbronn Birkenfeld Michelau Goldshöfe Wechingen Rastatt Pulverdingen Hoheneck Pfahlbronn Nördlingen Enztal Aalen 390 Umspannwerke 110/30/20/10 kV Kuppenheim Schwann Leonberg Mühlhausen Schorndorf Iffezheim Herlikofen BöbingenErlau Gaggenau Weil- See- Waldhsn Baden-Baden Merklingen imdorf wiesen Rechberghsn Oberkochen Neresheim Endersbach Harburg Schwarzach Oos Gernsbach Calmbach Magstadt Schwäbisch Gmünd Sindelfingen GP-Ost Obertsrot Möhringen Aufhausen Rotensohl 671 Transformatoren Aichschieß GP-Süd Daimler Mahdental Altbach Eislingen-Ost Bühl Wolfsheck Ehningen Dagersheim Bünzwangen Schmittenberg Teinach Schönaich Mergelstetten Forbach Wendlingen Süßen Eybacher Tal Achern Herrenberg Herbrechtingen Nürtingen Giengen Kehl Oberjettingen Gültstein Gosbach Faimingen Nagold Amstetten Willstätt Zimmern Metzingen Brenz Sundheim Tonbach Waldhäuser Niederstotzingen Wolfsberg Donnstetten Tübingen Großholz Spitziger Berg Gundelfingen Weier Glems Krähenlau Dornstadt Offingen Mittelspannungsnetz: Rottenburg Offenburg Schopfloch Laichingen Günzburg Freudenstadt Donauried Leipheim Elgersweier Horb Nehren Münsingen Oberelchingen Beiningen Ulm-Ost Gengenbach Trillfingen Söflingen Schutterzell Bettenhausen Weilheim Schelklingen 29.800 km 30-, 20- und 10-kV-Leitungen Donautal Lahr-Industrie Hechingen Schmiechen Lahr-Stadt Zell Allmendingen Reutin Oberndorf Trochtelfingen Gutach Schenkenzell Geislingen Engstlatt Dellmensingen Orschweiler Bollenbach Waldmössingen Balingen Ehingen Dotternhausen Staufenbühl Achstetten 40.000 Umspannstationen 30/20/10/0,4 kV Schramberg RWE Herbolzheim Ebingen Munderkingen Dunningen Dietenheim Lautlingen Winterlingen Prim Riedlingen Bleibach St.Georgen Rottweil Stetten a.k.M. Biberach Eichstetten Teningen Obereschach Ochsenhausen Schönwald Laucherthal Schwenningen Spaichingen Denzlingen Villingen Rissegg Unteropfingen Breisach Fridingen Herbertingen Moos Trossingen Niederspannungsnetz: EDF Freiburg Messkirch Otterswang Tuttlingen Saulgau Donau- Tunsel eschingen Geisingen Pfullendorf Haisterkirch 66.700 km 0,4-kV-Leitungen Neustadt Grißheim Stockach Zollhaus Baindt Leutkirch Müllheim Schönau Bonndorf Sipplingen Weildorf Ravensburg Häusern Vogt Singen KWL Überlingen Singen DBRadolfzell Grünkraut Hertingen Weizen Markdorf Weißenau Wollmatingen Isny Zell Witznau Meersburg Lochbrücke Wangen Kleinkems Konstanz Buch Maulburg Gurtweil Jettenhausen EDF Wehr Segeten Wutöschingen Lörrach Kühmoos Tiengen Obermooweiler Haltingen WaldshutWaldshut-Lonza Langenargen Stetten 380 kV Schwörstadt Rheinfelden Albbruck Laufenburg Wyhlen Säckingen ATEL/NOK EGL 220 kV 110 kV VIW/ÖVG Bürs 11.02.2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 25 25 I Grid-delivery and power generation in germany consumption 11.02.2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 26 Photovoltaik in Germany in Mai 2011(08.05.2011) in Germany 23 % PV; 38 % Windpower and PV Gridpower Germany 16.10.2012 11.02.2015 Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH 28 Grid-Power TSO transnet BW Thuesday, 16.10.2012, sunny day (10 % Germany) 7.600 MW 2.600 MW 5.000 MW