Avans Nieuwsbrieven

CIRED 2019: Innovaties in distributienetwerken

4 juli 2019 door Avans Nieuwsbrieven

Van 3 t/m 7 juni 2019 is de 25e  editie van CIRED georganiseerd in Madrid. CIRED is een internationale organisatie die zich met name richt op kennisontwikkeling en -deling bij elektriciteitsdistributie-bedrijven (DSO’s: Distribution System Operators) in de gehele wereld. Voor de Transmission System Operators (TSO’s) wordt een vergelijkbaar tweejaarlijks congres georganiseerd door CIGRÉ. Iedere 2 jaar wordt een congres & beurs georganiseerd met in de tussenliggende jaren workshops voor de verschillende studiecomité ’s. Het volgende congres is 21-24 juni 2021 in Genève (www.CIRED2021.org). De “Call for Papers” opent in april 2020.  Op 26-27 oktober 2020 wordt voor het eerst een workshop buiten Europa georganiseerd in Shanghai onder de titel “Bringing power to fast growing cities: smart and digital distribution grids” (meer info: www.cired2020shanghai.org). Bij CIRED 2019 waren meer dan 1500 deelnemers en meer dan 1700 ingediende abstracts, waarvan er zo’n 1000 van zijn geaccepteerd. De bijdragen zijn gepresenteerd in verschillende workshops, via posterpresentaties, tutorials, round tables en het Research and Innovation Forum. Naast het congres is er een beurs van leveranciers voor de elektriciteitsmarkt. Nederlandse bedrijven zijn hierbij vertegenwoordigd op een gezamenlijke stand van Dutch Power, die ook de fameuze “Hollandse Avond” organiseert voor de deelnemers. Van de Distribution System Operators (DSO’s) zijn met name Enexis, Alliander en Stedin goed vertegenwoordigd. Alle papers en posters CIRED 2019 zijn te downloaden via deze link. Van eerdere CIRED conferenties en workshops zijn de bijdragen te vinden op http://www.cired.net/publications-all.
 

Actieve CIRED werkgroepen (meer info op www.CIRED.net):

  • Test recommendations for ground screen power cable connections
  • Electric mobility - WG 2018-1
  • Digital DSO - WG 2018-2
  • Technical requirements for the operation of microgrids in interconnected and islanded modes - WG 2018-3
  • Digital solutions for maintenance - WG 2018-4
  • New role of Smart metering in grid planning, control and operation - WG 2018-5
  • Blockchain, transactive energy and P2P trading - WG 2018-6
  • DC distribution networks - WG 2019-1
     

 De volgende studies zijn afgerond en vastgelegd in rapportages (te downloaden op www.cired.net):

  • Smart grids on the distribution level – hype or vision?
  • Smart secondary substations – Technology development and distribution system benefit
  • Reduction of technical and non-technical losses in distribution networks
  • Resilience of distribution grids

Het CIRED programma 2019 is onderverdeeld in 6 rubrieken:

  1. Network components
  2. Power quality and electromagnetic compatibility
  3. Operation, control and protection
  4. Distributed energy resources and efficient utilisation of electricity
  5. Planning of power distribution systems
  6. DSO business environment enabling digitalization and energy transition

Van deze 6 onderwerpen zijn “Special Reports” opgesteld die een overzicht geven van de ontwikkelingen op het betreffende thema. In de veelheid van onderwerpen is de focus gelegd op het door de EU gelanceerde programma “Clean Energy for all Europeans”, de ontwikkeling van Artificial Intelligence in distributienetwerken en de systeemintegratie van lokale opwekking (Distributed Energy Resources).

Afbeelding: presentation of the EU Clean Energy package.

Het pakket is een belangrijke stap naar voltooiing van de energie-unie en omvat de volgende richtlijnen:

  • Energieprestaties in gebouwen: Actualisatie en wijziging van de “Energy Performance in Buildings Directive” (EPBD) met specifieke maatregelen voor de bouwsector.
  • Hernieuwbare energie: in 2030 een bindende doelstelling van 32% voor hernieuwbare energiebronnen in de energiemix van de EU
  • Energie-efficiëntie: bindende streefdoelen voor ten minste 32,5% energie-efficiëntie in 2030
  • Governance Energie Unie: elke lidstaat maakt voor de periode 2021-2030 geïntegreerde tienjaarlijkse nationale energie- en klimaatplannen (NECP's) met inbegrip van een langetermijnvisie voor 2050
  • Ontwerp van de elektriciteitsmarkt: nieuw ontwerp voor de Europese elektriciteitsmarkt die een ​​groter aandeel van hernieuwbare energiebronnen vereenvoudigd

Naar verwachting zullen deze richtlijnen in de zomer van 2019 in werking treden. De EU-landen hebben 1-2 jaar om de nieuwe richtlijnen om te zetten in nationale wetgeving. Het pakket draagt ​​bij aan een schone en eerlijke energietransitie en de veranderingen zullen aanzienlijke voordelen opleveren vanuit het perspectief van de consument, het milieu en de economie.  

Klik hier voor meer informatie.

Artificial Intelligence

Tutorial met presentaties van Thomas Bibette van DCBrain, Zacharie de Grève van de Universiteit van Mons en Damien Ernst van de Universiteit van Luik.

DCBrain een nieuw Frans bedrijf dat naam gemaakt heeft via een hackaton georganiseerd door Enedis (beheerder Parijse elektriciteitsnet). Meer info op www.dcbrain.com.

Doel is om het gedrag van netwerken voor elektriciteit, warmte, water, gas enz. te leren, te voorspellen en te optimaliseren door inzet van “intelligent agents” die ontworpen worden gebruik makend van digitale technieken zoals big data, deep learning, monitoring, data analytics, neural networks, graph models, ...

De grote uitdagingen voor netwerkbeheerders zijn:

  • Borgen en balanceren van energiestromen
  • Maximaal benutten van het network en de assets
  • Optimaliseren van de processen

Stappen om te komen tot optimalisatie van de netwerkprestaties:

  • Aanpak definiëren (Design thinking)
  • Identificatie van het data ecosystem
  • Data audit om de bruikbaarheid van de dataset te beoordelen
  • Data set prepareren: verzamelen, opschonen, reconstrueren ontbrekende data, repareren, bewerken, samenstellen, ...
  • Construeren van de netwerk topologie uit de dataset waarbij onderscheid gemaakt wordt in passieve en actieve knopen (bv transformatorstation met een niet-linaire overdrachtsfunctie)
  • Relationele graph omzetten in een georiënteerde graph
  • Fysieke netwerkmodel digitaliseren en visualiseren in GIS
  • Fit Machine Learning model op het fysieke netwerkmodel
  • Causaliteitsonderzoek

Het resultaat is een data-driven “digital twin network” dat gebruikt kan worden voor het simuleren van  re-routing scenario’s om de netwerkbelasting beter te verdelen. Hiermee wordt veroudering door overbelasting van assets zoals kabels gereduceerd en kan de levensduur worden verlengd met 3 -5 jaar en kunnen investeringen worden uitgesteld.

Er wordt gebruik gemaakt van twee elkaar aanvullende benaderingen:

  • model driven
  • data driven

Train de “intelligent agent” off-line op de  “digital twin” vóór implementatie in het fysieke netwerk om storingen te voorkomen. Monitor het gedrag in de praktijk en verbeter het simulatiemodel op basis van de bevindingen.

Afbeelding: interactie van simulatie en operationele module.

Meer details in de slides van de presentaties.

Distributed Energy Resources

De grootste uitdaging voor distributiebedrijven is om hun netwerken geschikt te maken voor de integratie van hernieuwbare en gedistribueerde energiebronnen (DER), zoals lokale opwekking met PV, energieopslag met batterijen en nieuwe belastingen zoals warmtepompen en elektrische voertuigen. Voor de integratie van DER in distributienetwerken zijn technische, commerciële en regelgevende oplossingen nodig. Over dit onderwerp zijn 140 papers en posters geaccepteerd tijdens CIRED 2019.

Hoofdlijnen van de ingediende papers:

  • Commerciële en technische oplossingen voor coördinatie, flexibiliteit en ontwikkeling van diensten
  • Begrip van DER om de impact op het netwerk en de leveringskwaliteit vast te stellen en te komen tot een betere planning en optimalisatie op basis van modellering en voorspelling.

Voor een overzicht van de ontwikkelingen op het gebied van “Distributed energy resources and efficient utilisation of electricity” wordt verder verwezen naar het CIRED Special Report 4 dat als bijlage is toegevoegd.

Implicaties voor Smart Energy

Een aantal ideeën ter overweging opgepikt tijdens het congres:

  • Een actievere rol in CIRED om de samenwerking met de netwerkbeheerders te verbeteren en de brug te slaan tussen onderzoek en praktijk. Focus op één of twee nader te bepalen werkgroepen
  • In 2021 één of meer papers of posters presenteren voor CIRED 2021 in Genève. Vooraf onderwerpen bepalen.
  • Kennis nemen van het nieuwe Clean Energy Package (via EU Sustainability Week 18-20 juni in Brussel)
  • Mogelijkheden van AI in smart grids verder uitdiepen. Project opzettten om Microgrid Lovensdijkstraat te optimaliseren met AI (samen met lectoraat Data Science)
  • Meerjarig (data)project opzetten samen met Enexis (via Albert Pondes van Asset Management) en mogelijkheden bij Alliander (Qirius) en Stedin verkennen. Ook stages en afstudeerprojecten.
  • Marktdefinitie voor Energy, Capacity, Flexibility, ... Wat wordt er eigenlijk op de markt verkocht, door wie en wat zijn de verdienmodellen?
  • “Aggregators” als nieuwe rol uitwerken zowel technisch als bedrijfskundig. Dit kan een DSO oppakken, maar kunnen ook nieuwe partijen zijn.
  • De focus is duidelijk op elektriciteit en elektrificatie. De rol van waterstof in het energiesysteem is onderbelicht en nog onvoldoende geadresseerd. Inkoppeling van electrolysers in het net voor waterstofproductie en het inzetten van brandstofcellen zal de vraag- een aanbodpatronen gaan beïnvloeden.

Jack Doomernik
Lector Smart Energy
Expertisecentrum Technische Innovatie
Avans Hogeschool

 

Laatst bijgewerkt op 4 juli 2019.