GIS- Unterstützung in strategischen Entscheidungen eines EVU`s - Fortschreibung der Netzerneuerung unter veränderten Bedingungen

Stephan Lö Löffler AED Sicad AG Klaus Beck evo EnergieEnergie-Netz GmbH Netzdokumentation / GISGIS-Services

WWW.EVO-ENERGIE-NETZ.DE



Energieversorgung Oberhausen AG ihre mittelbaren Mütter u. ihre Tochter

ÖPNV Unternehmen der Stadt OB

50%

50%

100%

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evo Energie AG

evo Energie Netz GmbH



Geschäftsfelder • • • •

Stromversorgung Gasversorgung Fernwärmeversorgung GIS - Services / Netzdokumentation

• •

Industrieenergieservice Gebäudeenergieservice

•

Strom- und Wärmeerzeugung

•

Energievertrieb

•

Datenverarbeitungsdienstleistungen

•

Personalverwaltung-/Abrechnung 3



2012 von der kleinen zur großen Netzgesellschaft

+145

-145



Netzkennzahlen Versorgungsgebiet Oberhausen Fläche: 77,1 km² / Einwohner: 211.174



Die Mitarbeiter des GIS - Services

• Vermesser Vermesser •• Techniker Techniker •• GDV-Sachbearbeiter GDV-Sachbearbeiter •• Systemadministratoren Systemadministratoren •• Systementwickler Systementwickler Einsatz des „AssetManger“ bei der evo •• GIS-Berater GIS-Berater - evo der kompetente Partner in der Rhein-Ruhr Region -

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

Ziel des GIS Einsatzes Bestandsdokumentation

Integration von NetzBerechnung u. -Analyse

Unfallschutz, Schutz der Betriebsmittel und Versorgungssicherheit

Int

ft un k s Au t e ern

Datenabgabe an Behörden u. Verbände / Netzstatistiken

Nachweis der Netzqualität

Unterstützung strategischer Prozesse wie z.B. Re- / Investitionsplanung Unterstützung der Netzplanung, des operativen Assetmanagement und der Betriebsführung

7



Strategische Entscheidungen im EVU

• Netzerneuerung und Re-/Investitionsbedarf • Knotenpunktbedingungen für SmartGrids • Entwicklung Wärmebedarf – Netzausbauplanung • Risikoanalyse „Deichbruch Emscher“ • DEA Entwicklung/Prognose Schwerpunktbildung • Netzberechnungen und Netzanalysen zur • Re-/Investitionsverlauf – Fortschreibung der Netzerneuerung unter veränderten Bedingungen • Risikobewertung und • Zielnetzdefinition

8



Analyse ZFA über Infobereiche Welche HA`s können mit ZFA sofort bedient werden ? Wo ist eine FM/LWL Anbindung aus eigenem Netz wirtschaftlich ? Wo greifen wir auf eine DSL- oder Funklösung zurück ?



Analyse der möglichen VU / Netzausfälle



DEA – Einspeisung ins Ortsnetz

NSP-Versorgungsbereiche

Versorgungsbereiche sind die durch die Normalschaltung des Nsp-Netzes entstehenden versorgten Flächen

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 Ziel-Übersicht der IT-Systeme und -Prozesse

Zähler/ Zähler/ Verbrauchsdaten Verbrauchsdaten SAP-ISU SAP-ISU

mobiles mobiles NIS NIS mit Datenpflege mit Datenpflege incl. incl. Schalten Schalten Netzanalysen Netzanalysen

Import/Export Import/Export Excel Excel z.B. z.B. TrafoTrafoablesungen ablesungen Ereignis Ereignis Gas Gas DVGWDVGWWEB-Services WEB-Services Netzverfügbarkeit Netzverfügbarkeit BNA-WEB-Services BNA-WEB-Services

SAP SAP Tiefb. Tiefb. HR HR LV LV AbAbrech rech..

ZeitwertZeitwertbestimmungen bestimmungen

Innere Teilnetze Schaltung

NIS „ArcFM-UT“

SAP SAP ProjektProjektKontierungen Kontierungen & & Material Material

Ereignisse / Bewertungen

BFS „Optimus“

Msp-Schaltung

Netzberechnung Netzberechnung BetriebsmittelBetriebsmittelBewertung Bewertung

Vertiebsinfo Vertiebsinfo MessstellenMessstellenbetreiberinfo betreiberinfo

SCADA „Prins“

mobiles-BFS mobiles-BFS

Einbindung Störung ins Datenmodell



Erweiterung des Datenmodells Störung gemäß BNA / FNN

Messung

n - Teilstörungen

Infobereiche

betroffene Knoten

Dokumente

Hausanschluss

Zählpunktdaten

Sonstiger Anschluss

Zählpunktdaten

EEG-Anlagen

Zählpunktdaten

auslösendes Betriebsmittel

Kabel/Freileitung

BetriebsmittelBewertung

Muffen/HAK/Sicherung 13



Erweiterung des Datenmodells

Erfassung von Ereignissen / Verwaltung historischer Daten

Kabel / Freileitung Baujahr Ausbaujahr

historische Ergänzung Kabel fehlender / Freiltg. Baujahre ( 90% der Betriebszeit dringend erneuern 66-90% der Betriebszeit beobachten, Erneuerung planen (10J.) 33%-66% der Betriebszeit beobachten (Muffen) 20-33% der Betriebszeit gut - sehrgut 0-20% der Betriebszeit neuwertig .

alt, nicht bekannt – Recherche / Prüfung (Epochenbaujahr)

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

Zeitpunkt der Re-Investition

Die technisch/wirtschaftliche Betriebszeit bei Kabel ist typ- und ereignisabhängig (70-100J.)

ca. 50-60% Erneuerung Muffen

Erneuerung Kabel

Durchleitung (kWh/Jahr) Netzverfügbarkeit (Std./Jahr)

Kosten und Erlöse

Fremdeinwirkung

Erste Störungen

Verlust von Durchleitungsentgelt durch zunehmende Störungszeiten

Durchleitungsentgelt (Cent pro kWh) Lineare Abschreibung + Wartung (€/Jahr) Teilerneuerungen + Muffen Auswirkung Q-Faktor BNA

Re-/Invest Punkt +/-5J.

Betriebsdauer

Optimierung der Betriebsmittelauslastung und der Re-Investitionssteuerung in den Netzen ! 17



Faktoren für Re-/Investition vertragliche Pflichten und Rahmenbedingungen

•

Vertragliche Pflichten – Regelwerke, bestellte Netzanschlusskapazitäten – Konzessionsvertrag • Straßenneubau • Straßenerneuerung • Kanalbau • ÖPNV – Kostenteilung des Tiefbaus bei Mitverlegung mit Dritten

•

Rahmenbedingungen – – – –

•

aktuelles Budget Budgetentwicklung Verlauf der Re/Investitionskurve Entwicklung des BNA-Q-Faktors im Unternehmen

Weitere Einflüsse auf Re-/Investitionsverhalten – öffentliche Schadensereignisse / - Auswirkung – politische Entwicklung – Branchentrend



Faktoren für Re-/Investition Betriebsmittelzustand / Netzumgebung

•

Alter / Typ der Betriebsmittel (Restbetriebszeit des BM) – – – –

•

Störungs- Vorschädigungsbild des Kabels – – –

•

Kabel (Baujahr / Typ / Querschnitt) Muffen Masten Endverschlüsse

Anzahl, Anlass und Umfang von Versorgungsunterbrechungen Kabelbewertung durch Sichtprüfung Kabelbewertung durch Vergleichsmessungen

Netzbedeutung des Kabels – – – – –

Unverträglichkeit von VU (Pumpwerke/Industrie- u. Gewerbekunden) Masche Ring Strahl Spezifisches Durchleitungsentgelt (Zuordnung der Zählpunktdaten und Jahresverbrauchsmengen aus SAP-ISU zu Anschlüssen im GIS)



Gewichtung der Faktoren Erste Näherung / Stark vereinfacht

•

Alter / Typ der Betriebsmittel (Restbetriebszeit des BM)

75,0%

– Kabel

•

Störungs- Vorschädigungsbild des Kabels 0-25% + K.O.

12,5%

– Anzahl, Anlass und Umfang von Versorgungsunterbrechungen – Kabelbewertung durch Sichtprüfung – Kabelbewertung durch Vergleichsmessungen

•

Netzbedeutung des Kabels 0-25% – Unverträglichkeit von VU (Pumpwerke/Industrie- u. Gewerbekunden ggf. zusätzliche Netzeinbindung) – Masche – Ring – Strahl – Spezifisches Durchleitungsentgelt (Zuordnung der Zählpunktdaten und Jahresverbrauchsmengen aus SAP-ISU zu Anschlüssen im GIS)

12,5%



Aktuell notwendige Erneuerung Netzentstehung / Altersstruktur

aktuell notwendige Erneuerung < 0,1%

nach 70 -100 Jahre erneuern !



Alterstruktur und Erneuerungsrate Altersstruktur 1949 - 2012 3,5% 4,5%

3,7%

=1% Nsp-Netz =1% Msp = 1% Nsp-HA



Fortschreibung der Netzerneuerung (ohne EEG-Erweiterung/ -Umstrukturierung)

Überproportionaler Anteil Netz Nachkriegsentwicklung und Wirtschaftswunderzeit

Zyklische Erneuerung nach 90 - 100 Jahren ca.5%

Längeanteil

ca.5% Zyklische Erneuerung nach 70 - 80 Jahren

Ist

Soll bis 2% 45 km/a

x

Verlauf bei .

Linear 1% Erneuerung 1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

aktuelle Erneuerung* kleiner 0,5% 2000

2010

2013

2020

2030

2040

2050

… Baujahre

Netzentstehung / Alterstruktur Netzbestand 1:1 Fortschreibung des Bestandes bei 70-80 Jahre Betriebszeit Fortschreibung bei Beschränkung der Erneuerungsrate auf 2% und Verlängerung der Betriebszeit 2000-2013 2000-2013 Netzerneuerungsrate Netzerneuerungsrate z. z. Zt. Zt. ca. ca. 0,1% 0,1% -- 0,5% 0,5%   im im Vergleich Vergleich zum zum Netzanteil Netzanteil von von 1930-1950 1930-1950 mehr mehr als als ausreichend ausreichend !! Ab  Ab 2020 2020 steigt steigt der der Erneuerungsdruck Erneuerungsdruck dramatisch dramatisch an an  bessere bessere Nutzung Nutzung der der Betriebszeit Betriebszeit und und gezielte gezielte Erneuerung Erneuerung notwendig notwendig !!



GIS - Analyse des Kabelalters bei Ausbau bzw. Auswechslung 50% vorzeitige Erneuerung

28% vorzeitige Erneuerung

27% vorzeitige Erneuerung



Hochrechnung der wesentlichen Anteile an der heutigen und künftigen Netzerneuerung

2,0%

20x • altersbedingte Erneuerung • Stadtentwicklung, Straßen- und Kanalbau bedingte Erneuerung / Ausbau • DEA (EEG/KWK usw.) – bedingte Erneuerung / Ausbau

10x

0,3% 0,1%

2013 2013

2013 2020

2025

städtischer Versorger mit ähnlicher Alterstruktur

2030

2035

2040 - 2050



Strategischer Wert der GIS - Daten – Transparente Darstellung der Altersstruktur und des Störungsaufkommens für Entscheidungsträger in Planung und Investitionssteuerung des EVU`s – Basisdaten zur Optimierung von Instandhaltungsstrategien – Basisdaten zur Steuerung des operativen Asset Management – Frühzeitige Erkenntnisse zur Entwicklung neuer Netzstrukturen • • • •

Netzoptimierung Netzreduzierung dezentrale Versorgung SmartGrids

– Basisdaten für das Netzmanagement • • • •

Bessere Budgetermittlung und gezielte Steuerung der Netzerneuerung Bedienung der BNA über standardisiertes Verfahren (XML-WEB-Services) flexible Datenauswertungen für situative Regulierungsanfragen der BNA Sicherung des qualitätsabhängigen Anteils des Netznutzungsentgeltes



Umsetzung unserer Vision im GIS

Netzanalysen Netzanalysen u. u. Auswertungen Auswertungen Datensichten Datensichten SQL`s SQL`s Reporting Reporting

Ereignisse Ereignisse alle alle betrieblichen betrieblichen Ereignisse Ereignisse

Netzberechnung Netzberechnung -Schnittstellen -Schnittstellen mit mit ErgebnisErgebnisrückführung rückführung

Störungen/Schäden Störungen/Schäden Abschaltungen Abschaltungen FFN, FFN, DVGW, DVGW, AGFW AGFW und BNetzA und BNetzA

Externe Externe Daten Daten mit mit RaumRaumoder oder Netzbezug Netzbezug

Netz-/BetriebsmittelNetz-/BetriebsmittelBewertungen Bewertungen Kabel Kabel /Rohre /Rohre Stationen Stationen KVS KVS etc. etc.

Lastdaten Lastdaten Stationslasten Stationslasten EEG-/KWK EEG-/KWK -Einspeisung -Einspeisung

Zählpunktdaten Zählpunktdaten Zähler Zähler Jahresverbrauchsmenge Jahresverbrauchsmenge Kunde Kunde Vertrieb Vertrieb

NormalNormal- bzw. bzw. Tagesschaltung Tagesschaltung Innere Innere Teilnetze Teilnetze Nsp-VersorgungsNsp-Versorgungsbereiche bereiche

Externe Externe AnalyseAnalyse- u. u. Berechnungs-Tools Berechnungs-Tools mit mit ErgebnisErgebnisrückführung rückführung

e rn ig e t s t r e w r h e M d n u n io t a r g e t Systemin

GIS-Unterstützung in strategischen Entscheidungen des EVU`s

evo Energie-Netz GmbH Klaus Beck Abt.-Leiter Netzdokumentation / GIS-Services Vorsitzender des AED-SICAD Kundenbeirates T 0208 / 835-2214 M [email protected]