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Microgrid Energiemanagementlösung

Edge-Control-Lösung für Mikronetze und verteilte Energieressourcen

Für unternehmenskritische Vorgänge ist ein zuverlässiges Stromversorgungssystem erforderlich, das das öffentliche Stromnetz im Parallelbetrieb oder im autonomen Inselbetrieb sauber, optimiert, kostengünstig und belastbar ergänzt.

ETAP μGrid™ (Microgrid) umfasst ein fortschrittliches digitales elektrisches Zwillingsmodell in Kombination mit intelligenter Automatisierung und Systemschutz zur Optimierung und Steuerung einfacher oder komplexer elektrischer und thermischer Mikronetzsysteme.

Solutions

End-to-End-Lösung

ETAP Microgrid Control bietet eine integrierte modellbasierte Lösung zum Entwerfen, Simulieren, Optimieren, Testen und Steuern von Mikronetzen mit der inhärenten Fähigkeit, die Logik für maximale Systemausfallsicherheit und Energieeffizienz zu optimieren.

Mikronetz-Design und -Validierung

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Die ETAP Microgrid-Software ermöglicht Design, Modellierung, Analyse, Inselerkennung, Optimierung und Steuerung von Mikronetzen.

Die ETAP Microgrid-Software umfasst eine Reihe grundlegender Modellierungstools, integrierte Analysemodule und technische Gerätebibliotheken, mit denen Sie Ihr Systemmodell erstellen, konfigurieren, anpassen und verwalten können. Die Reaktion des Microgrid-Controllers kann vor dem Anschluss an das Feld überprüft und validiert werden.

Microgrid Design & Validation

  • Detaillierte Modellierung, Simulation und Optimierung
  • Modellierung und Steuerungslogik virtueller Mikronetz-Controller-Elemente
  • Entwicklung neuer Steuerungsfunktionen
  • Erweitern und optimieren Sie vorhandene Funktionen
  • Testen und Validieren von Logiken
  • Modellierung von Photovoltaik, Energiespeichern, Dieselgeneratoren, Windkraftanlagen, Gas- und Dampfgeneratoren, Brennstoffzellen etc.
  • Simulieren Sie Mikronetzsysteme auf der Zeitskala elektromagnetischer Transienten, dynamischen und stationären Verhaltens
  • Einliniendiagramme für 3-Phasen- und 1-Phasen-AC- und DC-Netzwerke
  • Verifizierte und validierte technische Bibliotheken basierend auf veröffentlichten Daten der Gerätehersteller
  • Prädiktive Analyse und Prognose von Lasten und Erzeugung

Microgrid-Controller

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ETAP bietet einen vollständig konfigurierbaren, modellgesteuerten Mikronetz-Controller, der erhebliche Flexibilität bietet, um die gewünschten Steuerungsfunktionen zu erreichen. Sobald die Controller-Logik auf der ETAP Microgrid-Controller-Hardware Software-in-the-Loop (SIL) oder Hardware-in-the-Loop (HIL) bereitgestellt ist, können Tests durchgeführt werden, bei denen der physische Controller mit dem Modell des Microgrids und den zugehörigen Geräten interagiert.

Die Hardware des ETAP Microgrid Controllers ist für Umgebungen konzipiert und bietet gleichzeitig optimale Leistung, schnelle Reaktion und Sicherheit.

<1 MW
Tragbarer Microgrid-Controller

Portable Microgrid Controller

  • Core i5-7300U
  • 8 GB Arbeitsspeicher
  • 4x LAN
  • 4x COM
  • 1x Mini-P

< 20 MW
Montierbarer Microgrid-Controller

Moutnable Microgrid Controller

  • Core i7 1,7 GHz
  • 16 GB Arbeitsspeicher
  • 8x LAN
  • 10x COM
  • 2x Steckplatz

> 20 MW
Montierbarer Microgrid-Controller

Moutnable Microgrid Controller

  • Xeon E3 2 GHz
  • 32 GB Arbeitsspeicher
  • 8x LAN
  • 10x COM
  • 2x Steckplatz
  • Robustes Design
  • Native Kommunikationsprotokolle DNP3, Modbus, IEC 61850
  • Aktualisierung der Steuerungslogik ohne Außerbetriebnahme
  • Unterstützt Linux und Windows
  • Lokale und Systemcontroller
  • Sammeln Sie Daten von vor Ort eingesetzten Microgrid-Controllern
  • Erhalten Sie Diagnosen und wenden Sie Software-Updates per Fernzugriff an
  • Integrierte Alarm-, Warn- und Quittierungsfunktion
  • IP40-Schutz

Ingenieurdienstleistungen

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ETAP bietet Engineering-Dienstleistungen im gesamten Prozess der Konstruktion, Analyse, Überwachung und Programmierung von Steuerungsfunktionen basierend auf Benutzeranforderungen.

Engineering Services

  • Microgrid-Planung und fachkundige Ingenieurdienstleistungen
  • Machbarkeitsstudie & Systemanalyse
  • Microgrid-Design, Logik und Optimierung
  • Controllereinstellungen ableiten
  • Dimensionierung erneuerbarer Energien und Batterien
  • Kosteneinsparungsanalyse
  • Reglerauswertung
  • Bereitstellung und Integration von Mikronetzen
  • Microgrid Solution as a Service (MSaaS) mit Remote-Hosting

Das ETAP Microgrid Energy Management System ist eine umfassende, ganzheitliche Software- und Hardwareplattform, die eine vollständige Systemautomatisierung für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb bietet.

Die Lösung lässt sich in Kraft-Wärme-Kopplung vor Ort, Photovoltaik, Energiespeicherung, Absorptionskältemaschinen und mehr integrieren, um die Lastnachfrage und die kosteneffiziente Erzeugung in Echtzeit zu verwalten.

Challenge

Design- und Betriebsherausforderungen meistern

Optimales Microgrid-Design und -Validierung

  • Optimierungstechniken zur Bewertung der Designdurchführbarkeit
  • Konfigurieren und vergleichen Sie verschiedene Szenarien, um die technische Leistung zu analysieren
  • Validieren Sie das Design und die Logik von Mikronetzsystemen unter Berücksichtigung historischer, aktueller oder prognostizierter Bedingungen

 

Betriebsstabilität

  • Schutz vor Stromunterbrechungen
  • Proaktive Anpassung an Systemänderungen, unerwartete Ereignisse und Störungen

 

Dekarbonisierung und Dezentralisierung

  • Forderung nach effektiver Energienachhaltigkeit und Reduzierung des CO2-Fußabdrucks
  • Effektives Management und Optimierung dezentraler Erzeugungs- und Lastanlagen

 

Senken Sie die Kosten für Entwicklung, Betrieb und Wartung

  • Reduzieren Sie die Gesamtbetriebskosten (TCO), indem Sie die Stromkosten (COE) senken.
  • Verwalten und senken Sie die Betriebs- und Wartungskosten
  • Sicherstellen, dass Angebot und Nachfrage jederzeit im Rahmen der vereinbarten und geltenden Strompreise und -programme erfüllt und optimiert werden.
Benefits

Vorteile von Microgrid-Controllern

 

Verwenden Sie ETAP Digital Twin, um das Mikronetzsystem, die Ziele und die Logik zu entwerfen, zu analysieren, zu validieren und zu konfigurieren. Validieren Sie die Controller-Logik mit ETAP Software-in-the-Loop (SIL)- oder Hardware-in-the-Loop (HIL)-Systemen und übertragen Sie das Modell dann einfach zur Bereitstellung auf den ETAP Microgrid Controller.

Nach der Bereitstellung können die Controller aktive Mikronetze über ihre Kommunikationssysteme steuern und können ohne Außerbetriebnahme sofort feinabgestimmt und erneut bereitgestellt werden. Verwenden Sie die Controller-Hardware zum Anzeigen und Anpassen von Parametern, Einrichten von Funktionen und Aktualisieren von Logiken über benutzerfreundliche HMIs, die alle erforderlichen Informationen konsolidieren.

Intelligente Situationserkennung in Echtzeit und prognosebasierte prädiktive Simulationen zur zuverlässigen und genauen Bestimmung der kurzfristigen Belastung und Erzeugung, insbesondere aus inkonsistenten Quellen wie Wind und Sonne.

ETAP Microgrid erkennt und passt sich automatisch an Systemänderungen an und verwendet dabei bewährte Steuerungs- und Optimierungsalgorithmen, um unerwartete Ereignisse zu bewältigen. Proaktive Erzeugungsverteilungs- und Schaltsteuerungslogiken regeln Spannung und Frequenz zur Systemerhaltung während und nach einem Inselzustand.

Die Advanced Microgrid Management Control von ETAP berücksichtigt und reagiert auf mehrere Eventualitäten gleichzeitig, um kritische Lasten zu erhalten.

Bewerten Sie Strategien zur Energieeinsparung, wie etwa die Verlagerung des Verbrauchs während der Spitzenzeiten in Zeiten außerhalb der Spitzenzeiten oder den Wechsel von einem Tarifplan zu einem anderen, um das Endergebnis zu verbessern. Schnelle Lastreduzierung und Abhilfemaßnahmen basierend auf Last- und Erzeugungsänderungen und -prioritäten.

  • Vollständig integriertes System mit ETAP SCADA, Lastabwurf, DERMS – unterstützt alle Kommunikationsprotokolle
  • Skalierbare, flexible, konfigurierbare, sichere, redundante Software-/Hardware-Controller-Plattform
  • Optionale erweiterte Anpassung für spezielle Anwendungen und Funktionen, um alle Kundenanforderungen zu erfüllen
  • Expertendienste für die Entwicklung, Automatisierung und den Betrieb von Mikronetzsystemen
 
 
Key Features

Eigenschaften und Fähigkeiten

 
  • Modellbasierte Microgrid-Lösung mit Unterstützung einer AC- und DC-Vollspektrumanalyse
  • Detaillierte Modellierung, Simulation und Optimierung von Microgrid-Systemen im Studienmodus
  • Intuitive Grafik- und Skripttools zum Entwickeln und Testen von Steuerlogiken und benutzerdefinierten Funktionen
  • Implementierung virtualisierter Funktionen für flexiblen Einsatz auf mehreren Plattformen
  • Modellierung erneuerbarer Quellen und verteilter Ressourcen wie Solar-PV, Wind, DGs und Energiespeichersysteme (ESS)
  • Integrierte Logik für Dispatch, Inselbetrieb und Lastprognose
  • Last- und Erzeugungsprognosen
  • Automatisierte prädiktive „Was-wäre-wenn“-Simulation validiert Controller-Aktionen im Echtzeitmodus
  • Archivierte Daten zur Systemanalyse nutzen
  • Integrierte SCADA-, ADMS-, DERMS- und Business Intelligence-Dashboards
  • Integrieren Sie prädiktive Simulationen in Steuerungsentscheidungen, um eine maximale Systemleistung zu erzielen
  • Robuste Microgrid-Controller-Hardware
  • Einfache Einrichtung und Kommunikation mit anderen Microgrid-Anlagen
  • Tools zur Interaktion mit Echtzeitsimulatoren für Software-in-the-Loop- (SIL) und Hardware-in-the-Loop- (HIL) Tests

 

Microgrid-Controller-Anwendungen

  • Energieressourcen verteilen
  • Erleichtert den Übergang in den Inselmodus und zurück
  • Erleichtern Sie den Schwarzstart von Mikronetzen
  • Überwachungssteuerung im Inselbetrieb
  • Ermöglichen Sie die nahtlose Integration von DERs
  • Verbessern Sie die Systemstabilität durch Unterstützung der Frequenz und Spannung des Netzes bei PCC
  • Bereitstellung von Netzmanagementfunktionen: Unterstützung von Wirk- und Blindleistung
  • Ausgleich von Last und Erzeugungskapazität
  • Schneller Lastabwurf, automatische Erzeugungssteuerung und Nachfragemanagement

Learn how to maximize uptime and optimize microgrid operations

20:31 Webinars  

Learn about ETAP Microgrid, an integrated solution used to efficiently evaluate and optimize microgrid systems. The solution enables simulation and hardware-in-the-loop testing for microgrid systems using data-driven technology and built-in functions. This presentation covers the definition of a microgrid, the integration of various energy sources, and the importance of high performance solutions for enhancing energy resilience. Demonstrations of specific scenarios are provided for both grid-tied and off-grid microgrids. The hardware-in-loop testing capabilities are also demonstrated, showcasing the real-time digital simulator and its application for testing and validating microgrid controller functions. By addressing the complexities of microgrid system analysis, management, and control, ETAP Microgrid  contributes to cost and time-saving benefits.

Power, Efficiency, and Stability for Off-Grid Microgrid Control

20:52 Webinars  

Learn how the ETAP Microgrid Controller solution leverages an electrical digital twin from design to validation and automation of Off-Grid (permanently Islanded) Microgrids. In this session, active and reactive power control, optimal dispatch and secondary frequency control will be demonstrated.

Intelligent Microgrid Management - Part 2

26:45 Webinars  

This webinar examines the microgrid controller’s architecture, hardware deployment workflow, and a range of advanced monitoring tools. Learn how ETAP Digital Twin platform enables the design and deployment of ETAP's Intelligent μGrid™ solution.

Modeling and Analysis of a Microgrid for a Wastewater Treatment Plant - AECOM

16:21 Webinars  

Engineering and operation objectives of mission-critical facilities require a reliable and secure power supply system. Microgrids have become the leading technological solution for a resilient and sustainable supply of electricity for critical infrastructures. This paper presents ETAP-based power system studies of a microgrid designed for a mission-critical facility, a wastewater treatment plant (WWTP). The microgrid consists of a behind-the-meter (BTM) solar photovoltaic (PV) system, a battery energy storage system (BESS), a combined heat and power (CHP) generator, and standby diesel generators. We modeled this microgrid by leveraging the ETAP software and performed power system studies for both grid-connected and islanded modes of operation. Several scenarios were created based on different loading conditions and power source combinations, which are utilized to validate the power system studies. We will discuss the model of the power system investigated, operational strategy and sequences of operation, findings, challenges, lessons learned, and future works.

How ETAP Microgrid Controllers manage the Red Sea Utility off-grid Microgrids in Tabuk

19:59 Webinars  

The Red Sea Utility Grid is in the Tabuk province of Saudi Arabia. The site is a vast 33,000 km2 of islands, lagoon, coastal plain and mountains with extremely diverse marine life and terrestrial landforms. The grid is divided into four off-grid microgrids. The focus of this presentation is about three of the microgrids that are very similar in size and operation. Each of these microgrids includes two PV generation (total 6 MW), two battery storages (total 5MW, ~18 MWh), and two emergency backup diesel generators (~ total 3.8 MW). The system is designed to achieve high reliability by having redundancy at various levels.

 
 


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