SciGRID: ein offenes Referenzmodell europäischer

SciGRID:einoffenesReferenzmodell
europäischerÜbertragungsnetzefür
wissenscha@licheUntersuchungen
WidedMedjroubi,DavidKleinhans
FOSSGIS-Konferenz,04July2016,,Salzburg
Inhalt
 
MoFvaFon
 
Übertragungsnetzmodelle
 
StromdateninOSM
 
SciGRIDModell
 
Zusammenfassung
 
Ausblick
04.07.2016
WidedMedjroubi-FOSSGISKonferenz-04.-06.Juli2016-Salzburg
2
MoCvaCon
 
GrundlegendeÄnderungundUmgestaltungderEnergiesysteme
»  ErhöhungdesAnteilsErneuerbarerEnergien(inDEdurchEEG)
»  IntegraFondererneuerbarenEnergienindieStromversorgung
»  DezentraleundbidirekFonaleEnergieerzeugung
 
 
BedingungimBezugaufEnergieeffizienzundEnergiemix
InteressederGesetzgeberanTransparenzundVergleichvon
verschiedenenStudienundzukün]igeSzenarien(z.B.FörderiniFaFve:
Zukun]sfähigeStromnetze)
04.07.2016
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MoCvaCon
 
GrundlegendeÄnderungundUmgestaltungderEnergiesysteme
»  ErhöhungdesAnteilsErneuerbarerEnergien(inDEdurchEEG)
»  IntegraFondererneuerbarenEnergienindieStromversorgung
»  DezentraleundbidirekFonaleEnergieerzeugung
 
 
BedingungimBezugaufEnergieeffizienzundEnergiemix
InteressederGesetzgeberanTransparenzundVergleichvon
verschiedenenStudienundzukün]igeSzenarien(z.B.FörderiniFaFve:
Zukun]sfähigeStromnetze)
 
EnergiesystemmodellierungistnotwendigfürAnalyseundBewertung
verschiedenemöglicherSzenarienundderGestaltungzukün]iger
Energiesysteme
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WassindNetzmodelleundNetzdaten?
 
Übertragungsnetzeverbinden
EnergieerzeugungundVerbrauch
Quelle:BMWI
 
 
 
Quelle:Wikipedia
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Übertragungsnetzmodellebilden
Übertragungsnetzeab
Übertragungsnetz-Datensinddie
KnotenundLeitungendes
Übertragungsnetzes
Übertragungsnetzmodellesindein
wichFgerBestandteilvon
Energiesystemmodellenund
MarktsimulaFonen
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StatusQuoderÜbertragungsnetz-Modelle&Daten
 
 
 
 
 
EsfehltanModellen&belastbareDatendereuropäischen
Übertragungsnetze
ExisFerendeModelleundDatenderÜbertragungsnetzestehenunter
restrikFvenLizenzen
FehlendeInformaFonenüberdieVereinfachungenundAnnahmender
exisFerendeÜbertragungsnetzmodelle
SchwierigkeitderForschungsakFvitätenindenBereichenNetzausbauundplanung
SchwierigkeitderValidierungundVerifizierungexisFerendenModelleund
Daten
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SciGRID:DieIdee
 
Wiebautmanein„offenes“Übertragungsnetzmodell?
»  OffeneEingangsdaten
»  OffenesProgrammcodedesModells
»  OffeneAusgangsdaten
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SciGRID:DieIdee
 
Wiebautmanein„offenes“Übertragungsnetzmodell?
»  OffeneEingangsdaten
»  OffenesProgrammcodedesModells
»  OffeneAusgangsdaten
 
Wiesolldaseingesetztwerden?
»  NutzungvonoffenerDatenquellenà OpenStreetMap(OSM)Daten
»  OffenerProgrammcodeà geeigneteLizenz(Apache2.0)
»  OffeneAusgangsdatenà MöglichmitOSM-DatendurchdieODbL
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SciGRID:TechnischeFakten
➢  WasistSciGRID?
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SciGRID:TechnischeFakten
➢  WasistSciGRID?
  SciGRIDisteinÜbertragungsnetzmodell
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SciGRID:TechnischeFakten
➢  WasistSciGRID?
  SciGRIDisteinÜbertragungsnetzmodell
  SciGRIDstelltnichtnureinModell(Programmcode)sondernauchDaten
undeineausführlicheDokumentaFonzurVerfügung
  SciGRIDbasiertausschließlichaufOpenStreetMap“power”Data
  SciGRIDnutztoffeneToolsundSo]warepakete
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OpenStreetMap
 
OpenStreetMapisteinefreieWeltkarteundeineDatenbank
»  OSM-DatenstehenunterderODbLLizenz
»  freieDaten-nutzung,-weitergabeund-änderung
»  ÄnderungensindunterderselbenLizenzzurVerfügungzustellen
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StrukturderStromnetzdateninOSM
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StromdateninOSM
 
DetaillierteInformaFonen
»  1Freileitungsmast
▪  6cables
•  4wires
 
ErmöglichtdieBerechnungder
elektrischenParameternder
Leitungen
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StrukturderStromnetzdateninOSM
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StrukturderStromnetzdateninOSM
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PowerRelaConeninOSM
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StromkreiseinOSM:Beispiel
relaFon
• 
<relaFonid="1560977"
<membertype="way"
ref="156960646"
role=“plant"/>
<membertype="way"
ref="58417796"
role="line"/>
<membertype="way"
ref="23025610"
role="substaFon"/>
<tagk="route"
v="power"/><tag
Source:www.wikipedia.org
k="type"v="route"/>
<tagk="voltage"
v="380000"/><tag
k=“cables"v=“3"/>
04.07.2016
<tagk="wires"v="quad"/
way
• 
<wayid="58417796“
<ndref="2923456189"/>
<ndref="2923456185"/>
<ndref="724245909"/>
<ndref="724245923"/>
<ndref="1691982847"/>
<tagk="power"v="line"/>
<tagk="voltage"
v="380000"/></way>
Source:Pitopia/Pehuka,2013
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node
• 
<nodeid="724245909"
lat="51.8898354"
lon="14.4283962">
<tagk="power"
v=“tower"/></node>
Source:Fotolia/ErwinWodicka,2012
18
StromkreiseinOSM:Beispiel
relaFon
• 
<relaFonid="1560977"
<membertype="way"
ref="156960646"
role=“plant"/>
<membertype="way"
ref="58417796"
role="line"/>
<membertype="way"
ref="23025610"
role="substaFon"/>
<tagk="route"
v="power"/><tag
Source:www.wikipedia.org
k="type"v="route"/>
<tagk="voltage"
v="380000"/><tag
k=“cables"v=“3"/>
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<tagk="wires"v="quad"/
way
• 
<wayid="58417796“
<ndref="2923456189"/>
<ndref="2923456185"/>
<ndref="724245909"/>
<ndref="724245923"/>
<ndref="1691982847"/>
<tagk="power"v="line"/>
<tagk="voltage"
v="380000"/></way>
Source:Pitopia/Pehuka,2013
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node
• 
<nodeid="724245909"
lat="51.8898354"
lon="14.4283962">
<tagk="power"
v=“tower"/></node>
Source:Fotolia/ErwinWodicka,2012
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ErstellungdestopologischesNetzes
planet-latest.osm.pbfherunterladen(27GB)
04.07.2016
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ErstellungdestopologischesNetzes
buildi
ngs
planet-latest.osm.pbfherunterladen(27GB)
powe
r
FilternderStromdatenmit
Osmosis(3-4h,ca.100MB)
Street
s
po
we
r
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ErstellungdestopologischesNetzes
planet-latest.osm.pbfherunterladen(27GB)
FilternderStromdatenmit
Osmosis(3-4h,ca.100MB)
ExportdergefiltertenDaten
ZurDatenbankmitosm2pgsql(DE,
<2min,ca.500MB)
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ErstellungdestopologischesNetzes
Quelle:Flickr
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ErstellungdestopologischesNetzes
planet-latest.osm.pbfherunterladen(27GB)
FilternderStromdatenmit
Osmosis(3-4h,ca.100MB)
ExportdergefiltertenDaten
ZurDatenbankmitosm2pgsql(DE,
<2min,ca.500MB)
Abstrahierungzueinem
topologischenNetz
python&SQL
(<2min)
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ErstellungdestopologischesNetzes
planet-latest.osm.pbfherunterladen(27GB)
FilternderStromdatenmit
Osmosis(3-4h,ca.100MB)
ExportdergefiltertenDaten
ZurDatenbankmitosm2pgsql(DE,
<2min,ca.500MB)
Abstrahierungzueinem
topologischenNetz
python&SQL
(<2min)
Viz.
www.scigrid.de
git.scigrid.de
TabellenderNetzknotenundNetzverbindungen
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Anwendungsbeispiele
 
TechnischeAnwendung:
Lasylussrechnungen
S.Schroedter,EntwicklungeinesOpenSourceToolszurBerechnungvonLasylüssen
inSciGRID,2015
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Grundlagenforschung:
BerechnungderClusteringKoeffizientenundZentralität
Quelle:h{ps://www.youtube.com/watch?v=cZ5GkDM35rE
C.Matkeetal.,eingereichtbeiAdvancesinEnergySystemOpFmizaFon,2015
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AbdeckungderPowerRelaConen
 
 
PowerRelaFons:sehrgute
AbdeckunginDeutschland
NichtausreichendeAbdeckungin
Europa
 
AlternaFve:Nutzungvoneinen
heurisFschenRouFng-Ansatz
GridKit
B.Wiegmans,Masterarbeit:ImprovingtheTopologyofanElectricNetworkModelBased
OnOpenData.2015
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Zusammenfassung
 
DieEnergiewendestelltdieEnergiesystemevorHerausforderungenund
grundlegendeVeränderungen
 
ZunehmendeBedeutungderModellierungÜbertragungsnetze
 
 
 
ModelleundDatenderÜbertragungsnetzebenöFgt,aberdenZugriffauf
vorhandeneDatenundModelleistbeschränkt
SciGRIDdurchNutzungderOSM-Datenisteinoffenesundfreies
ReferenzmodelleuropäischerÜbertragungsnetze
VieleStromdatenundInformaFonenüberdieVernetzungdesNetzes
fehlentrotzderguteQualitätderOSM-Daten
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Ausblick
 
 
 
 
Wissenscha]licheEvaluaFonundCharakterisierungderÜbertragungsnetze
ValidierungderNetzdatendurchVergleichmitexisFerendenNetzdaten
VergleichdesSciGRIDNetzmodellsmitexisFerendeModelle
OrganisaConeinerInternaConalenKonferenzundWelbewerb„SciGRID
InternaConalConferenceonPowerGridModelling“,30.-31.März2017
mitTagungsband
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NEXTENERGY–EnergyResearchfortheFuture
VielenDankfürIhreAufmerksamkeit
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