ARCHIVE | Scientific and Professional Publications
Digitalizing the Electrical Grid: The Smart Rural Grid

Ramon Gallart:

Smart Rural Grid” derives from the more general concept of Smart Grid. A Smart Grid is usually referred to as an energy supply system that is managed by means of advanced information technology, allowing improved control of both, the supply and the demand side of the energy market. This challenge is especially pronounced in rural areas. The technology applied can help to prevent failures and loss of electricity, and to make it easier to find and repair failures when parts of the distribution grid suffer outage. For such a purpose, it is necessary to introduce the quasi-grid concept to explain and apply other ways to create a grid without new electrical infrastructures or network reinforcement investments.

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Smart and Micro-Grids for Rural Area

Presentation held by Professor Andreas Sumper of CITCEA-UPC at winter school “DREAM Workshop” in Grenoble in December 2015

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Querverbund und Virtuelle Kraftwerke – Betriebsoptimierung von Strom, Wärme, Gas, E-Mobilität unter Einbeziehung der Speicher und Märkte

Paper by two SRG partners – KISTERS and SWRO:

Kurzfassung
Die flächendeckende Einführung von elektrischen Fahrzeugen (E-Mobile) in den nächsten Jahren ist eines der strategischen
Ziele der Bundesregierung, um zur Reduzierung der Treibhausgase beizutragen. Dieser Beitrag kann nur dann
gelingen, wenn die Ladeenergie der elektrischen Fahrzeuge größtenteils aus erneuerbaren und lokalen Energien stammt.
Die hohen Ladeleistungen können aber schnell zu Überlastungen und Spannungsproblemen in einem Netzgebiet führen.
Dies zu Umgehen ist die Zielsetzung des BMU-Projektes Well2Wheel in Darmstadt, bei dem die Ladesteuerung in ein
bestehendes Virtuelles Kraftwerk integriert wird.
Konventionelle KWK-Erzeuger erlauben wegen des hohen Wirkungsgrades CO2-Einsparungen gegenüber der Einzelerzeugung
und durch die bereits vorhandenen Wärmespeicher zu einer nennenswerten Flexibilität auf der Stromseite. Am
Beispiel des Virtuellen Kraftwerks in Rosenheim wird dies verdeutlicht.
Vor allem in ländlichen Gebieten findet eine hohe Integration von erneuerbaren Energien aus vielen kleinen Erzeugern
in die Verteilnetze statt. Ein EU-Leuchtturmprojekt zeigt Möglichkeiten auf, die bestehende Infrastruktur durch gezielte
Steuerung der Einspeiser und Integration von wenigen Power Routern weit mehr ausnutzen zu können.
Alle genannten Realisierungen basieren auf der gleichen Querverbundoptimierung und -steuerung und zeigen die Flexibilität
des Ansatzes.

Abstract
By the rollout-plans of the government for electric vehicles new challenges for network stability (congestion, voltage
limits) are expected to occur. To archive a CO2 reduction the use of local and renewable energy sources (RES) is mandatory.
Within the German BMU project “Well2Wheel” the effects of a high penetration of electric vehicles are analysed
and practical solutions for an optimised integration are developed as an extension of an already existing virtual power
plant (VPP).
Conventional CHP have compared to single power and heat generation a high efficiency and thus the potential to save
CO2. Additionally the already installed heat storages offer a reasonable flexibility at the electrical side. The Stadtwerke
Rosenheim operate a multi commodity optimization which incorporates local CHP and district heating in one system.
The integration of RES into the distribution grids primary takes place in rural areas. The EU founded lighthouse project
“Smart Rural Grid” demonstrates the possibilities to use the existing DSO infrastructure most effective by applying optimized
and scheduled operation of the assets and the use of some Power Routers.
All these applications use the same software technology of multi-commodity optimization and operation and thus demonstrated
the flexibility of this approach.

Written by:

Bühner, V. (EUS GmbH/ KISTERS, Rhenus-Platz 2, 59439 Holzwickede, Deutschland)
Ranner, Sebastian (Stadtwerke Rosenheim GmbH & Co. KG, Deutschland)
Müller, Thaddäus (Stadtwerke Rosenheim Netze GmbH, Deutschland)

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Stability analysis of current and voltage resonant and voltage resonant controllers for Voltage Source Converters

This paper presents an analytical development for the Nyquist trajectory of the closed loop system of a Voltage Source Inverter with resonant control strategy. Both inner current loop and outer voltage loop are taken into account, and the interaction between them is studied. The stability boundaries depending on different parameters are determined. Firstly, the system is modelled and analysed in continuous time. Secondly, the analysis is conducted in the discrete time domain. A numeric study supported with graphical representations is provided for complex analytic situations.

by Enric Sánchez-Sánchez, Daniel Heredero-Peris, Daniel Montesinos-Miracle
Centre d’Innovació Tecnològica en Convertidors Estàtics i Accionaments (CITCEA-UPC)

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Smart grids for rural conditions and e-mobility – Applying power routers, batteries and virtual power plants

CIGRE paper jointly authored by three paertners + 1.

Significant reductions of greenhouse gas emission by use of renewable energy sources (RES)
belong to the common targets within the European Union. Smart grids address an intelligent
use and integration of conventional generation and RES together with controllable loads and
storages. Two special aspects have also to be considered for the smart grids in the future: rural
conditions and electric vehicles (EVs). Both, the increasing share of RES and a rising demand
for charging power by EVs lead to new challenges for network stability (congestion, voltage
limits), especially in rural distribution grids. This paper describes two lighthouse projects in
Europe dealing with these topics. The link between the projects is the implementation of the
same virtual power plant (VPP) technique and the approach of cellular grid cells…………

by V. BUEHNER ( EUS /KISTERS ) P. FRANZ, J.HANSON (TU Darmstadt ) S. MARTINEZ (ESTABANELL)  A.SUMPER ( UPC),  F. GIRBAU-LLISTUELLA (UPC)

 

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How partner Stadtwerke Rosenheim Netze sees the project

A Stadwerke Rosenheim presentation delivered to German DSOs

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Smart Rural Grid eine mögliche Alternative

This is a presentation held by Thaddäus Müller of Stadtwerke Rosenheim Netze (SWRO)

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SmartRuralGrid: KISTERS beteiligt sich an europäischem F&E-Projekt

From the KISTERS newsletter:

Im SmartRuralGrid-Projekt wird ein innovativer Smart-Grid-Ansatz entwickelt, der gezielt auf die besonderen Bedingungen der ländlichen Stromverteilnetze ausgerichtet ist. Ziel ist die wesentliche Verbesserung der Effizienz, Qualität und Stabilität dieser Verteilnetze. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Einführung innovativer Geschäftsmodelle für Verteilnetzbetreiber unter Berücksichtigung der wirtschaftlichen und industriellen Nachhaltigkeit. Das Projekt wird den Weg ebnen für neue Systeme und Geräte sowie für Dienstleistungen im Bereich Stromversorgung und Netzwerkmanagement/-kontrolle.

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El valor real de las redes inteligentes y las microrredes

Las redes eléctricas inteligentes han llegado. El desarrollo actual está obligando a la red eléctrica tradicional a ser más inteligente de una manera continuada con el fin de poder integrar la generación de energía renovable dispersa que no es gestionable. Goldman Sachs anunció en 2014 que se producirá una reducción media del coste de los paneles fotovoltaicos de un 3% anual en los próximos años. Una disminución de coste del mismo orden se ha planificado para las baterías. Con estas reducciones, el Rocky Mountain Institute prevé que se alcanzará la paridad de red, que es la igualdad de costes de autoproducción con la tarifa eléctrica, muy probablemente antes de 2030 y, potencialmente, ya en 2020 para decenas de millones de clientes comerciales y residenciales en los EE.UU. En islas como Hawái, la paridad de red para sistemas fotovoltaicos con batería ya es una realidad debido a los altos costes de generación para sistemas insulares……………………………

Automatica e Instrumentacion.com;
PROSUMER CELLS – Building energy infrastructure «bottom-up» by means of smart grid technologies

From INTPOW’s Solar Day 2015: This presentation briefly describes some principles behind the Smart Rural Grid project and how it can be applied in order to support energy and social development in areas where energy infrastructure is weak or missing. Professor Bernt A. Bremdal highlights the potential of building a cellular infrastucture “bottom-up” that can even be applied to make metropolitan energy supply more robust and resilient. Finally it caters for development of local energy markets, so called neigbourhood markets or micro-markets.

(use presentation mode to see the slide series)

Prosumer Cells