Smart Grid Taxonomy

VERSION 2.0 beta I 16.06.15
Smart Grid Taxonomy
A system view from a grid operator's perspective
SMART GRID TAXONOMY 2
Credits and contact details
Publisher:
BKW Inc.
Viktoriaplatz 2
CH-3000 Berne 25
[email protected]
The following were involved
in this technical report:
Design, overall responsibility for content: Hauke Basse
Project team: Viktoria Eder, Matthias Fetzner, André Fuchs, Jahn Götzel,
Sebastian Kuppe, Christophe Mortier, Matthew Moy de Vitry, Ivan Schmidt, Yiran Zhang
This report was first published on 30.04.2014.
This edition (version 2.0 beta) was published on 16.06.2015.
SMART GRID TAXONOMY 3
Smart Grid: A taxonomy from
a grid operator's perspective
INTRODUCTION
Motivation
“Future electricity grids will be smart”, reports in specialist
press and general media unanimously assert. Distribution
grid operators such as BKW need to know what “Smart
Grid” offers in concrete terms by way of new opportunities
for operating grids safely and efficiently. But what does
the term “Smart Grid” actually mean; What exactly are the
concepts incorporated by “Smart Grid”?
Content
Page 4 of this technical report provides an initial answer
to this question in the form of a "Categorized list of smart
grid concepts" (Concept list). As far as possible, this
covers all internationally known smart grid concepts,
splitting them into their respective categories. The smart
grid elements are distinguished according to their
different types: concepts, concept enablers, concept
goals and the stakeholders setting these goals. This
distinction is clarified in the interactive system diagram as
shown from P. 6. The Glossary on P. 8 and beyond offers
further answers to the initial question. A clear, consistent
and coherent definition is provided for each concept, and
selected enablers and goals, illustrating how they form
part of the system as a whole. Each definition is based on
existing, established definitions, if available.
Target group
This publication is intended for:
- Individuals seeking an overview of Smart Grids: “What
concepts does this keyword cover and what do they
mean?”
The concept list (P. 4) is particularly interesting for such
individuals, as is the glossary (P. 8).
- Individuals who are keen to learn all about Smart Grids:
“What smart grid concepts are available? What are the
differences between such concepts and how can they
be linked together?”
The system diagram (P. 6) and the explanations in the
Appendix (P. 23 onwards) will be relevant to these
individuals, as well as the concept list and glossary.
Glossary
Concept List
Interactive System Diagram
Definition of key terms,
especially concepts
List of all smart grid concepts
Illustrates the links between concepts
-
Short and snappy
Based on established definitions if
available
Consistent
-
-
"Complete"
From the grid operator's perspective
Source: Literature searches and survey
Not an overview
Shows the chain linking enablersconcepts-goals-stakeholders
SMART GRID TAXONOMY 4
Categorized list of smart grid concepts
The identified smart grid concepts have been classified
to make them more understandable.
This was carried out from the grid operator's
perspective – other classification systems would also
be conceivable. The "E codes" shown on the righthand side of the page provide a permanent point of
reference for the concepts, even if the descriptions
themselves change.
1.





EFFICIENT GRID: CONTROL OF DISTRIBUTED ENERGY
UNITS
(E068)
Consumers (loads)
demand-side response (DSI) [group]
demand-side response (DSR)
demand-side management (DSM)
load shifting
utilizing (n-1) reserve for controllable loads
(E042)
(E005)
(E003)
(E303)
(E085)
Producers (DER)
 feed-in management
(E010)
Prosumers / power flow direction irrelevant
 power feed-in limitation
 voltage control via local autonomous feed-in
control P(V)
(E084)
(E316)
 power control for prevention of equipment
overloading
 feed-in management with communication
 peak clipping
2.





3.
(E014)
(E067)
(E324)
EFFICIENT GRID: VOLTAGE CONTROL WITH EQUIPMENT
on-load voltage control with VRDT
voltage control with line voltage regulator
voltage control with reactive power
MV voltage range maximization with VRDT
smart voltage control with HV/MV transformers
(E041)
(E080)
(E023)
(E404)
(E054)
EFFICIENT GRID: OTHERS
 line monitoring
(E017)
 optimising voltage quality via power electronics (E072)
 power flow management for compliance with grid
limits
(E315)
 equipment dimensioning based on comprehensive
information
 medium voltage DC networks
 low voltage DC grids
4.




(E074)
(E087)
(E081)
OPERATIONAL MANAGEMENT
telecontrol for faster supply restoration
remote disconnection of DER via frequency
deviation
smart determination of quality of supply
pre-emptive rectification of power quality
(E312)
(E325)
(E307)
SMART GRID TAXONOMY 5










5.






6.





issues
power flow management for minimization of
losses
smart phase symmetry monitoring
imminent-failure prediction
outage verification
fault localisation using local sensors
self-healing
supply restoration with DEU
under-frequency load shedding (UFLS) as
a function of power flow direction
energy meteorology
(E078)
(E314)
(E030)
(E028)
(E046)
(E070)
(E015)
(E393)



(E016)
(E033)
(E034)
(E031)
(E399)
(E403)






(E001)
(E076)
(E077)
(E075)
(E387)
FURTHER IMPORTANT CONCEPTS
smart maintenance
reduction of grid losses by distributed provision
of reactive power
microgrid
globally optimized smart grid management
supergrid
(E043)
(E388)
(E039)
(E064)
(E038)
LOAD DEVELOPMENT
(Concepts not or only partially influenceable by the grid
operator, but important for grid development.)


METER-TO-CASH
remote meter reading
rapid detection of meter malfunction
detection of excessive power usage
detailed response to customer billing queries
billing control via AMI


8.
(E009)
(E310)
FAULT AND PROTECTION
automatic protection adjustment
smart fault identification
fault detection on de-energized lines
smart fault diagnosis
providing short-circuit power from DER
operating through grid faults
7.
reduction of consumption via smart meters
conservation voltage reduction (CVR) at
terminal to reduce consumption
frequency stabilisation via distributed
generators (grid standards)
sale of reactive power from DEU
sale of control power from DEU
maximization of self-consumption
frequency stabilisation with domestic
appliances P(f)
valley filling
(E331)
(E021)
(E082)
(E004)
(E055)
(E066)
(E047)
(E302)
SMART GRID TAXONOMY 6
Interactive system diagram
The links and boundaries between elements of the smart grid must be readily understandable to ensure a clear,
consistent and coherent definition of the individual concepts, illustrating how they form part of the system as a whole.
For example, what is the difference between demand side management (DSM) and demand side response (DSR)? How
do these two concepts work alongside demand side integration (DSI) and how are they related to peak clipping? (See
footnote 1 if you're desirous to know the answer immediately.)
Such correlations can be identified, understood and illustrated more
easily in diagrams. This is the motivation behind the system diagram
which forms part of the Smart Grid Taxonomy explained here. (It is
underlined that the system diagram, on the other hand, is not
intended to show the smart grid by way of an overview.)
IN BRIEF
The system diagram illustrates the links
between the various elements of the Smart
Grid. These are too complex to be shown
in overview form in just one diagram. The
system diagram is thus available as a Visio
and pdf file with interactive functionality to
provide this overview function.
Figure 1 is an extract from the system diagram and shows an
example of how all elements of the smart grid are intuitively and
comprehensibly ordered according to their types. The concepts are
shown in the centre, with enablers on the left, and goals and
stakeholders on the right. The arrows show whether the element at
the start of the arrow has a relevant influence on the element at the end of the arrow, but do not describe this influence
in any more detail, e.g. by quantifying it. The Appendix (P. 22) includes further explanations on the terminology and
different types used.
Figure 1: Extract from the system diagram (simplified), context: "On-load voltage control (LV) with distribution
transformers" concept
1 DSR and DSM both influence consumption, and particularly consumer demand. They differ in the way they influence
demand: DSM entails direct action by the DSM controller on the controlled appliances, e.g. wa ter boilers – the
customer is not involved in the specific details. In DSR, however, the customer is given an incentive to act in line with
the controller's goals, e.g. a tariff in which electricity is cheaper at certain times. DSI covers both terms as per the
definition given by the VDE. Peak Clipping – reducing load peaks – is one of several possible ways of putting DSI into
practice. It is an "intermediate goal", and as such not a goal in its own right, but helps to achieve other goals indirectly.
This may include observing technical grid limits, thus avoiding the need for grid expansion, and ultimately maintaining
low grid costs, in particular, or optimising energy take-up in a charging system with dynamic purchase prices.
SMART GRID TAXONOMY 7
A diagram showing graphic links between over 50 concepts and a great many elements with related content cannot
hope to provide an overview. The following screenshots in Visio show the system diagram with all selected links.
Figure 2a: System diagram with all links
Figure 2b: System diagram for a selected
concept
The system diagram is designed to be used on a PC and can obviously not be viewed easily on A4 paper. The many
arrows also lead to a visual tangle which is impossible to unravel, even if you enlarge the image on the screen (Figure
2a, left).
The system diagram therefore has interactive functionality as an effective way of showing all the various links. By
clicking on a concept, only the arrows which are directly linked or linked via intermediate elements are displayed – all
the others are hidden. This is shown in Figure 2b, right.
The interactive system diagram can be consulted on www.bkw.ch/smart -grid-systematik.html .
INTERACTIVE SYSTEM DIAGRAM
Please click here to open the interactive system diagram:
SMART GRID TAXONOMY 8
Smart Grid Glossary
The glossary contains definitions for many of the elements that make up a Smart Grid. It defines all concepts that are
included in the classified list of smart grid concepts (P. 4) and also selected concept enablers and goals. See the
commented glossary for the source of the terms and definitions.
COMMENTED GLOSSARY (REMARK: AT THE MOMENT ONLY AVAILABLE IN GERMAN)
Please click here to open the commented glossary:
 Remote meter reading
Remote
reading
of
Smart
Meters
via
communication network. Increases service quality
and facilitates billing, especially if people move or
change suppliers.
Lecture intelligente des compteurs
Lecture à distance des compteurs intelligents
grâce à un réseau de communication. Améliore la
qualité du service et réduit les coûts pour la
facturation ainsi que lors de déménagement du
client ou lors de changement de fournisseur.
Zählerfernauslesung
Fernablesung
von
Smart
Metern
via
Kommunikationsnetz. Erhöht Servicequalität und
vergünstigt Abrechnungen, auch bei Umzügen
und Anbieterwechsel.
 Energy self-sufficiency
Meeting of energy demand in a limited area (a
household, a town, a region, a country or a
community of states) by own energy resources to
avoid dependence
Autosuffisance énergétique
Couverture des besoins énergétiques dans un
espace limité (un ménage, une ville, une région,
un pays ou une communauté d'états) par de
propres sources d'énergie afin d'éviter les
dépendances.
Energieautarkie
Deckung des Energiebedarfs eines abgegrenzten
Gebiets (Haushalt, …, Land, …) durch lokale
Quellen, zu einem bestimmten Grad, bezüglich
einer festgelegten Menge an Energieträgern (nur
Elektrizität,
auch
Primärenergie,
...),
periodenbilanziell (Energie) oder kontinuierlich
(Leistung), mit dem Ziel, Abhängigkeiten zu
vermeiden.
 Demand-side management (DSM)
The grid operator or other players directly
influencing a consumer's power usage, without
asking for permisson in the singular case.
Gestion de la demande
Modification directe de la demande des
consommateurs par l'exploitant du réseau ou
d’autres acteurs, toutefois sans demande de
permission au consommateur dans les cas seuls.
SMART GRID TAXONOMY 9
Demand Side Management (DSM)
Wirkleistungsrichtungsabhängiger Unterfrequenz-
Direkte Beeinflussung des Leistungsbezugs eines
Verbrauchers durch den Netzbetreiber oder
andere Akteure, ohne dass der Kunde im
konkreten Einzelfall um Genehmigung ersucht
wird.
Lastabwurf
 Sale of reactive power from DEU
Feeding in of reactive power by independent
distributed energy units (DEU), such as supplier
and consumer, for payment, e.g. from the grid
operator or industrial companies.
Vente de puissance réactive par des unités
électriques décentralisées
Injection de puissance réactive par des unités
électriques décentralisées contre rémunération, p.
ex. de la part de l'exploitant de réseau ou
d’industries.
Verkauf Blindleistung aus DEE
Das
Einspeisen
von
Blindleistung
durch
unabhängige dezentrale elektrische Einheiten
(DEE), wie Einspeiser und Verbraucher, gegen
Entgelt,
z.
B.
vom
Netzbetreiber
oder
Industriebetrieben.
 Demand-side response (DSR)
The grid operator or other stakeholders influencing
consumer behaviour mostly by monetary
incentives (e.g. time-related tariff).
Réaction de la demande
Influence du comportement des consommateurs
par l'exploitant du réseau ou d’autres acteurs par
l'intermédiaire de motivations financières (p. ex.
tarifs variables au court du temps).
Automatisches Abschalten von Teilnetzen unter
Berücksichtigung
der
Lastflussrichtung
bei
Unterschreiten gewisser Frequenzwerte zur
Verhinderung eines grossräumigen Blackouts.
 Feed-in management
Control of feed-in of DER, for example to
approximate fluctuating generation to available
grid capacity.
Gestion de la production
Limitation de la puissance injectée dans le réseau,
pour empêcher par exemple la surcharge du
réseau.
Einspeisemanagement
Steuerung der Einspeisung von DEA, bspw. zur
Annäherung fluktuierender Erzeugung an die
verfügbare Netzkapazität.
 Local autonomous power control
Power control of DEU with variable set point and
without real-time communication. The control is
realized by programmed algorithms which use
local available parameters for the compliance with
grid limits.
Commande locale et autonome de la puissance
Commande de la puissance des unités électriques
décentralisées avec une valeur de consigne
variable et sans communication en temps réel.
La commande est réalisée par des algorithmes
programmés qui utilisent des paramètres
disponibles pour respecter les limites du réseau.
Demand Side Response (DSR)
Lokal autonome Leistungsregelung
Beeinflussung des Verbraucherverhaltens durch
den Netzbetreiber oder andere Akteure mittels
zumeist monetärem Anreiz (z. B. zeitabhängigem
Tarif).
Leistungssteuerung von DEE mit variablem
Sollwert und ohne Echtzeitkommunikation durch
programmierte Algorithmen mittels verfügbarer
Parameter zur Einhaltung von Netzgrenzwerten.
 Under-frequency load shedding (UFLS) as
a function of power flow direction
Automatic disconnection of subnetworks below
certain frequency values, taking account of load
flow direction, to prevent a large-scale blackout.
Délestage
en
sous-fréquence
d'urgence
Déconnexion automatique de parties du réseau en
considérant le flux de charges en cas de sousfréquence pour éviter le déclenchement d'une
panne d'électricité générale.
 Power control for prevention of equipment
overloading
Local, autonomous real-time control of distributed
energy units (DEU) realized by programmed
algorithms,
using
default,
measured
or
transferable parameters for compliance of load
limits in the controled equipment.
SMART GRID TAXONOMY 10
Commande de la puissance pour prévenir la
surcharge des équipements
Commande locale et autonome de la puissance
des unités électriques décentralisées réalisée par
des algorithmes programmés qui utilisent des
paramètres disponibles pour éviter la surcharge
des équipements.
Leistungssteuerung
zur
Verhinderung
Betriebsmittelüberlastungen
von
Lokale, autonome Echtzeit-Steuerung von DEE
mittels programmierter Algorithmen anhand
voreingestellter, gemessener oder übertragener
Parameter zur Einhaltung der Belastungsgrenzen
der beeinflussten Betriebsmittel.
 Self-healing
The greatest possible restoration of grid customer
supplies after faults by means of fully automated
switching.
Rétablissement de service automatique
Rétablissement de l'alimentation complètement
automatisée et auprès du plus grand nombre de
clients possible après un défaut électrique.
Selbstheilung
Weitestmögliche
Wiederherstellung
der
Versorgung von Netzkunden nach Fehlern durch
vollautomatische Umschaltungen.
 Automatic protection adjustment
Automatic adjustment of the protection settings
based on real-time information about the current
network status, e.g. if there are changes in
topology.
Adaptation automatique de protection
Adaptation automatique des réglages des
éléments de protection dans le réseau, pour
correspondre à l'état du réseau en temps réel, par
exemple suite à un changement de topologie
Automatische Schutz-Anpassung
Automatische Anpassung der SchutztechnikEinstellungen auf der Basis von EchtzeitInformationen über den aktuellen Netzzustand, z.
B. bei Änderungen der Topologie.
 Line monitoring
Monitoring technical operating variables of lines
such as temperature or current flow to prevent
damage and utilise their maximum capacity.
Surveillance de lignes
Surveillance des valeurs de fonctionnement des
lignes (courant, température) pour éviter
l'apparition de dégâts et permettre l'exploitation
maximale de la capacité de transmission.
Leitungsüberwachung
Überwachung technischer Betriebswerte von
Leitungen wie Temperatur oder Stromfluss zur
Verhinderung von Beschädigungen und zur
maximalen Kapazitätsausnutzung.
 Conservation voltage reduction (CVR) at
terminal to reduce consumption
Lowering the voltage at the consumer unit to
reduce energy consumption (of ohmic load).
Usually for individual customers but also possible
for subnetworks.
Optimisation de la tension aux points de
connexion pour réduire la consommation
électrique
Réduction de la consommation (et des pertes
réseau) en modifiant la tension au niveau des
consommateurs (efficace pour charges à
impédance ohmique).
Optimierung Spannung am Anschlusspunkt zur
Verbrauchsverringerung
Absenkung der Spannung beim Verbraucher so
dass der Energieverbrauch (der ohmschen
Lasten)
sinkt.
Zumeist
für
einzelne
Anschlussnehmer, aber auch für Teilnetze
möglich.
 Voltage control with reactive power
Influencing the local voltage to comply with the
limits by drawing or even feeding-in reactive
power, for example from DER inverters. Also
called 'voltage regulation', or more rarely 'voltage
support' by 'Volt/var
control'.
Maintien de la tension avec puissance réactive
Maintien de la tension locale par soustraction
respectivement addition de puissance réactive par
l'onduleur de l'IPD, afin de respecter les valeurs
limites.
Spannungshaltung mit Blindleistung
Beeinflussung der lokalen Spannung zur
Einhaltung der Grenzwerte mittels Bezug oder
auch Einspeisung von Blindleistung, bspw. durch
Wechselrichter von DEA.
 Instantaneous determination of voltage
quality
Making available the instantaneous voltage quality
at the consumer by means of distributed
measuring instruments (including Smart Meters).
SMART GRID TAXONOMY 11
Détermination de la qualité d'approvisionnement
instantanée
Mise à disposition des valeurs de la qualité du
courant instantanée au niveau des clients, pour la
détection et résolution efficace de problèmes.
Bestimmung aktuelle Spannungsqualität
Verfügbarmachung
der
augenblicklichen
Spannungsqualität beim Kunden mittels verteilter
Messgeräte (wie auch Smart Meters).
 Imminent-failure prediction
Identifying network nodes threatened with outage
and warning consumers potentially affected.
Anticipation de pannes imminentes
Identification des éléments ou nœuds du réseau
en danger de panne.
Kurzfristige Ausfall-Warnung
Identifikation ausfallsgefährdeter Netzknoten und
Warnung potenzieller Betroffener.
 Smart phase symmetry monitoring
Smarte Fehlerdiagnose
Verbesserte Diagnose von Fehlern durch vermehrt
vorhandene Sensorik im Netz und neue
Verfahren. (Zukunftsthema; existiert heute nur als
wenig konkretes Konzept.)
 Smart fault identification
Particularly cheap (and reliable) identification of
short-circuits and earth leakage thanks to new
information available on the Smart Grid (also in
the event of multiple faults).
Identification intelligente de pannes
Détection des défauts fiable et bon marché grâce
aux informations disponible dans les smart grids.
Smarte Fehlererkennung
Besonders kostengünstige (und
Erkennung von Kurzschlüssen und
dank neuartiger, im Smart Grid
Informationen
(auch
im
Mehrfachfehlern).
zuverlässige)
Erdschlüssen
vorhandener
Falle
von
 Fault detection on de-energized lines
Continuous monitoring of phase symmetry by
sensors on the grid and communication
techniques and, if necessary, manual or automatic
correction.
Detection of line faults before (!) reclosure of lines
are reclosured, using new technology.
Mesure intelligente de l'équilibre des phases
Détection de défaut à la terre et de court-circuit
avant (!) l'enclenchement d'une ligne hors tension,
à l'aide de technologies intelligentes.
Surveillance en continu de l'équilibrage des
phases au moyen d'un système de mesure à
distance.
Smarte Phasensymmetrie-Überwachung
Kontinuierliche
Überwachung
der
Phasensymmetrie durch Sensoren im Netz und
Kommunikationstechnik und ggf. manuelle oder
automatische Korrektur.
 Smart fault diagnosis
Improved fault diagnosis by means of more
sensors on the grid and new methods. (A topic for
the future; concept not yet realized.)
Diagnostique intelligent de pannes
Amélioration des diagnostiques de pannes grâce à
l'augmentation de capteurs dans le réseau et
grâce à de nouveau processus. (Thématique pour
le futur, existe aujourd'hui seulement en tant que
concept théorique.)
Détection de panne sur lignes hors tension
Erkennung
Leitungen
von
Fehlern
auf
abgeschalteten
Erkennung von Erd- oder Kurzschlüssen vor (!)
dem Einschalten von abgeschalteten Leitungen
mit neuartiger Technik.
 Super grid
Integrated network currently under discussion,
above the current supply grid to make DER
production available over a wide area. (Usually not
counted as part of smart grid).
Super grid
Réseau de transmission encore un niveau audessus du réseau de transmission actuel,
permettant la mise à disposition de la production
des IPD à grande échelle. (Normalement exclu du
concept Smart Grid.)
SMART GRID TAXONOMY 12
Supergrid
Demand Side Integration (DSI)
In Diskussion befindliches Verbundnetz noch
oberhalb der heutigen Transportnetzebene zur
weiträumigen Verfügbarmachung der Produktion
von DEA. (Zumeist nicht zu Smart Grid gezählt.)
Beeinflussung des Elektrizitätsbezugs, bspw. zur
Anpassung des aktuellen Verbrauchs an
verfügbare
Erzeugung
oder
Netzkapazität.
Oberbegriff für DSM und DSR.
 Microgrid
Grid section that can be run isolated from its
superposed grid, however usually connected to
and supplied from there.
Microgrid
 Smart maintenance
Improved LV and MV maintenance by evaluating
grid status time series (including I, U, equipment
status, etc.) which will be more available in the
future.
Portion de réseau clairement définie, capable
d'être exploitée tant de manière conventionelle
que de manière indépendante (par exemple lors
d'une panne générale).
Maintenance intelligente
Microgrid
Smarte Instandhaltung
Abgeschlossenes
Netzgebiet,
das
inselbetriebsfähig
ist,
zumeist
jedoch
im
Netzverbund betrieben wird.
Verbesserte IH in NS und MS durch die
Auswertung zukünftig vermehrt verfügbarer
Netzzustands-Datenreihen
(inkl.
I,
U,
Betriebsmittelzustand, usw.).
 On-load voltage control with VRDT
Voltage control in low voltage grids by means of
voltage regulated distribution transformer (VRDT),
usually set to a specified voltage value.
Contrôle de la tension grâce aux transformateurs
de distribution réglables
Réglage automatique de la tension locale, la
plupart du temps sur une consigne, à l'aide d'un
transformateur réglable.
Spannungshaltung (NS) mit RONT
Spannungshaltung in Niederspannungsnetzen
mittels automatisch, zumeist auf einen Sollwert,
geregelter Ortsnetztransformatoren.
 Demand-side integration (DSI)
Influencing electricity procurement, for example by
adapting current consumption to the available
generation or network capacity. Hypernym for
DSM and DSR.
Intégration de la demande
Modification de la demande de courant dans le but
par exemple d'ajuster la demande à la production
disponible ou à la capacité de transport du réseau.
Concept parent de DSM et de DSR.
Maintenance optimisée du réseau de BT et MT
par considérations des données d'état livrées par
de nouveaux appareils de mesure.
 Outage verification
Remote analysis of fault reports from customers.
Avoids costs for deploying technicians and
improves the quality of service.
Vérification de panne
Vérification à distance des notifications de pannes
de la part de clients. Supprime les coûts d'une
visite dans le cas d'une notification erronée.
Améliore la qualité de service.
Ausfallverifikation
Fernbeurteilung von Störmeldungen von Kunden.
Vermeidet Kosten für das Ausrücken von
Technikern und erhöht die Servicequalität.
 Frequency stabilisation with domestic
appliances P(f)
Automatic adjustment of the load of domestic
appliances (e.g. refrigerators) as a function of the
deviation from the setpoint frequency in support of
frequency stability.
Soutien de la fréquence de type P(f)
Ajustement automatique de la charge d' appareils
(p.ex. réfrigérateurs) en fonction de la fréquence
électrique du réseau, afin d’augmenter la stabilité
globale du système électrique.
SMART GRID TAXONOMY 13
Frequenzstützung mit Haushaltsgeräten P(f)
Smart Grid optimisé comme ensemble
Automatische
Anpassung
der
Last
von
Haushaltsgeräten (z. B. Kühlschränken) in
Funktion der Abweichung von der Sollfrequenz
zum Zwecke der Frequenzhaltung.
Système de contrôle et de coordination
éléments du réseau pour optimiser
exploitatation d'une manière plus efficace et
conséquente que serait une optimisation
éléments individuels.
 Smart voltage control with HV/MV
transformers
Gesamthaft optimiert gesteuertes Smart Grid
Regulating the voltage on the MV busbar based
on measurements or estimates of voltage
conditions in the downstream MV and LV grids
("wide-range regulation"/"current compounding"),
to maximise grid capacity for feed-in and
consumption.
Maintien
intelligent
de
transformateurs HT/MT
la
tension
avec
Contrôle intelligent des transformateurs HT/MT –
s'adaptant aux conditions actuelles du réseau –
pour la maximisation de sa capacité de
transmission.
Smarte
Spannungshaltung
Transformatoren
mit
des
son
plus
des
HS/MS-
Regelung
der
Spannung
an
der
MSSammelschiene auf Basis von Messung oder
Schätzung der Spannungsverhältnisse in den
nachgelagerten
MSund
NS-Netzen
(''Weitbereichsregelung''
/
''Stromkompoundierung''), zur Maximierung der
Netzkapazität für Einspeisung und Verbrauch.
 Sale of control power from DEU
Integrierter Betrieb verschiedener (u.a. ''smarter'')
Systemkomponenten, so dass ein höherer Nutzen
als bei separater Optimierung der einzelnen
Komponenten resultiert.
 Distributed energy storage (in a broader
sense)
Controllable distributed energy units, the load
(feed-in/consumption) of which can be deferred
but not increased or avoided without substitution
(e.g. batteries and transferable loads).
Stockage d'énergie décentralisé
Unités électriques contrôlables et décentralisées,
dont la charge (injection/demande) peut être
retardée mais ni évitée ni augmentée sans
moyens de remplacement.
Dezentrale Speicher i.w.S.
Steuerbare dez. elektr. Einheiten, deren Last
(Einsp./Verbrauch) aufgeschoben, nicht aber
ersatzlos vermieden oder erhöht werden kann (z.
B. Batterien und verschiebbare Lasten).
 Maximization of self-consumption
The dynamic increase or reduction of injection or
consumption from DEU as a contribution to
system-wide frequency stability for payment, e.g.
via an exchange system.
Maximising the consumption of locally generated
electricity
by
the
producers
(prosumers)
themselves, also by using electricity storage units.
Vente de puissance de réglage
Maximisation de la consommation du courant
produit sur place, également en utilisant un
système de stockage d'énergie.
L’augmentation ou la réduction dynamique de la
production / consommation des unités électriques
décentralisées contre rémunération, contribuant
au maintien de la fréquence.
Verkauf Regelleistung aus DEE
Die dynamische Erhöhung oder Reduzierung von
Einspeisung bzw. Verbrauch von DEE als Beitrag
zur netzweiten Frequenzhaltung gegen Entgelt, z.
B. über ein Börsensystem.
 Globally optimized smart grid
management
Integrated operation of various (including
"smarter") system components to produce a
greater benefit than optimising the individual
components separately.
Maximisation de l'autoconsommation
Maximierung Eigenverbrauch
Maximierung des Verbrauchs von erzeugtem
Strom vor Ort durch den Produzenten (Prosumer)
selber, auch durch Nutzung von Stromspeichern.
 Feed-in management with communication
Central control of feed-in (short-term or in realtime) of DER, for example to approximate
fluctuating generation to available grid capacity.
Gestion de la production avec communication
Limitation (à court terme ou temps réel) de la
puissance injectée dans le réseau par les IPD,
pour empêcher par exemple la surcharge du
réseau.
SMART GRID TAXONOMY 14
Einspeisesteuerung mit Kommunikation
Zentrale Steuerung der Einspeisung (kurzfristig
oder in Echtzeit) von DEA, bspw. zur Annäherung
fluktuierender Erzeugung an die verfügbare
Netzkapazität.
 Control of distributed energy units
Group of concepts that influence consumption or
supply (short-term or real-time), for example to
approximate consumption to available (sometimes
fluctuating) generation.
Gestion des ressources énergétiques distribuées
Regroupement des stratégies qui servent à
influencer le rôle des consommateurs et des
générateurs (à court terme ou en temps réel), par
exemple pour maintenir l'équilibre énergétique du
système.
Steuerung der Leistung dezentraler elektrischer
Einheiten
Gruppe von Konzepten, bei denen Verbrauch oder
Einspeisung beeinflusst werden (kurzfristig oder
Echtzeit), bspw. zur Annäherung des Verbrauchs
an die verfügbare (tlw. fluktuierende) Erzeugung.
Optimierung
Spannungsqualität
Leistungselektronik
mittels
Verbesserung der lokalen Spannungsqualität –
hier speziell Oberwellen und Flicker – mithilfe
leistungselektronischer Netzkomponenten wie z.
B. PV-Wechselrichter.
 Equipment conception based on
comprehensive information
Improved grid planning in LV and MV by using
extended data from the "smart grid" such as
equipment status, loading and quality of supply.
Conception
de
équipement
d'informations complètes
au
moyen
Planification du réseau BT et MT améliorée grâce
à l'utilisation de l'information sur la qualité
d'approvisionnement et l'état du capital réseau,
mis à disposition par le ''Smart Grid''.
Betriebsmittelauslegung
Informationsbasis
auf
umfassender
Verbesserte Netzplanung in NS und MS durch die
Nutzung erweiterter Daten aus dem ''Smart Grid''
wie
Anlagenzustand,
Auslastung
und
Versorgungsqualität.
 Fault localisation using local sensors
Exact localisation of ground faults and shortcircuits using sensors positioned deeper in the
grid than those of today.
Localisation de pannes à l'aide de senseurs
décentralisés
Localisation précise de défauts au moyen
d'appareils de mesure répartis dans le réseau de
distribution.
Fehlerlokalisierung mit dezentraler Sensorik
Präzisere
Lokalisierung
von
Erdund
Kurzschlüssen durch tiefer als heute im Netz
vorhandene Sensorik.
 Optimising voltage quality via power
electronics
Improving local voltage quality – particularly
harmonics and flicker – with the aid of power
electronic grid components such as PV inverters.
Amélioration de la qualité de la tension à l'aide
d'électronique de puissance
Amélioration de la qualité de la tension locale, en
particulier concernant les harmoniques et les
papillotements, au moyen d'électroniques de
puissance.
 Detailed response to customer billing
queries
Detailed response to customer queries regarding
their bills based on continuously measured
electricity consumption.
Réponse détaillée aux réclamations de clients
quant aux factures
Réponse détaillée aux réclamations de la part de
clients grâce aux rapports d'utilisation détaillés
mis à disposition du Call Center.
Detaillierte Beantwortung
bzgl. Rechnungen
von
Kunden-Fragen
Detaillierte Beantwortung von Kunden-Fragen
bzgl. Rechnungen auf Basis von kontinuierlich
gemessenem Stromverbrauch.
 Rapid detection of meter malfunction
Rapid detection of meter malfunctions using smart
meters and other metering instruments on the
network.
Détection rapide de panne de compteur
Détection rapide du mauvais fonctionnement d'un
compteur grâce aux compteurs intelligents et aux
appareils de mesure dans le réseau.
SMART GRID TAXONOMY 15
Schnelles Erkennen von Zähler-Fehlfunktion
Virtuelles Kraftwerk (VKW)
Schnelles Erkennen von Fehlfunktion von Zählern
mittels Smart Meters und weiteren Messgeräten
im Netz.
Intelligente Vernetzung von räumlich verteilten
Energieerzeugungsanlagen und ggf. Verbrauchern
sowie Energiespeichern zu einem steuerbaren
Verbund, mit dem Ziel die Kapazitäten gebündelt
zu vermarkten.
 Detection of excessive power usage
Use of Smart Meters and measuring instruments
on the grid to detect when connections are using
power in excess of the contractually agreed tariff.
Détection d'une consommation au-delà du tarif
contractuel
Détection – à l'aide de Smart Meters et d'appareils
de mesures – des raccordements qui consomment
une puissance au-delà du tarif contractuel.
Erkennung von übertariflichem Leistungsbezug
Erkennung mittels Smart Meter und Messgeräten
im Netz, wenn Anschlüsse über den vertraglich
vereinbarten Tarif hinaus Leistung beziehen.
 Pre-emptive rectification of power quality
issues
Identification of power quality problems at the
customer's (e.g. voltage level, flicker) allows
rectification before the customer notices or
complains.
Réparation proactive de problèmes de tension
Détection des problèmes de tension (niveau,
flicker) chez les clients permettant une correction
avant que ceux-ci s’en aperçoivent.
Zuvorkommende
Behebung
Spannungsproblemen bei Kunden
von
Erkennung von Spannungsproblemen beim
Kunden (z. B. Spannungshöhe, Flicker) ermöglicht
Behebung bevor Kunde es merkt oder bevor er
sich beschwert.
 Virtual power plant (VPP)
Intelligent interconnection of geographically
distributed plants and possibly consumers and
storage to create a controllable assembly with the
aim of marketing their capacities like a large plant.
Centrale électrique virtuelle
Combinaison de producteurs, de consommateurs
et d'installations de stockage d'énergie – répartis
sur une région géographique – en un paquet
contrôlable, afin d'offrir la capacité résultante sur
le marché.
 Voltage control with line voltage regulator
Controlling voltage by means of power electronic
components or transformers with ratio up to +/10% so that a large voltage range can be used
downstream of the device in compliance with the
limits.
Maintien de la tension par régulateur de tension
Maintien de la tension à l'aide d'électronique de
puissance ou de transformateurs avec rapport de
tension +/- 10 %, permettant l’utilisation d’une
large bande de tension derrière le régulateur.
Spannungshaltung mit Einzelstrangregler
Regelung
der
Spannung
durch
leistungselektronische Komponenten oder Trafos
mit Übersetzung bis +/- 10 %, so dass hinter dem
Gerät
ein
grosses
Spannungsband
grenzwertkonform nutzbar wird.
 Low voltage DC grids
Low voltage grids using direct current (DC)
instead of alternating current (AC), especially if
there is a high proportion of DC or ohmic load.
Réseaux BT à courant continu
Utilisation d'un courant continu au lieu d'un
courant alternatif dans les réseaux à basse
tension, en particulier lors de présence
d'importantes charges ohmiques et continues.
Niederspannungs-Gleichstromnetze
Niederspannungsnetze, die mit Gleichstrom
anstelle von Wechselstrom betrieben werden,
insbesondere bei hohem DC- und ohmschem
Lastanteil.
 Frequency stabilisation via distributed
generators (grid standards)
Frequency stabilising behaviour of distributed
generation plants, as a requirement in standards
or grid codes.
Soutien de la fréquence avec des IPD (normes du
réseau)
Le soutien de la fréquence par les IPD, exigé dans
les normes ou dans les conditions de
raccordements de l’opérateur réseau.
SMART GRID TAXONOMY 16
Frequenzstützung
(Netz-Normen)
durch
dezentrale
Erzeuger
Frequenzstützendes Verhalten von dezentralen
Erzeugungsanlagen, als Anforderung in Normen
oder technischen Anschlussbedingungen der
Netzbetreiber.
 Power feed-in limitation
Limiting the maximum feed-in from a DER to a
certain percentage below its (sometimes rarely
achieved) nominal capacity.
Limitation de la puissance d'injection
Limitation de la puissance d'injection à un certain
pourcentage de la puissance nominale (rarement
atteinte) pour les IPD.
Statische Leistungsbegrenzung
Die Begrenzung der maximalen Einspeisung einer
DEA auf einen gewissen Prozentwert unterhalb
ihrer (ggf. selten erreichten) Nennleistung.
 Utilising (n-1) reserve for controllable
loads
Including the (n-1) reserve of the system plants in
network planning and operation as useful
transmission capacity for safely controlled load.
Utilisation des capacités de réserve (n-1) du
réseau pour contrôler les charges
Intégration des réserves (n-1) des installations du
réseau lors de la planification des réseaux et de
leur exploitation, afin d'utiliser ces réserves en
tant que capacité de transmission utile pour les
volumes de charge dont le contrôle est assuré.
Ausnutzung (n-1)-Reserve für steuerbare Lasten
Einbezug der (n-1)-Reserve der Netzanlagen
während Netzplanung und -betrieb als nutzbare
Übertragungskapazität für sicher steuerbare
Lastvolumina.
 Medium voltage DC networks
Medium voltage grids using direct current instead
of alternating current.
Mittelspannungs-Gleichstromnetze
Mittelspannungssnetze, die mit Gleichstrom
anstelle von Wechselstrom betrieben werden.
 Controllable distributed energy units
Distributed electricity supply units that can be
controlled
via
communication
technology.
Examples are controlled stores, wind turbines and
water boilers.
Contrôle des unités électriques décentralisées
Unités électriques décentralisées contrôlables
grâce à des techniques de communication (p. ex.
batteries contrôlables à distance, parcs éoliens,
chauffe-eau, etc.).
Steuerbare dezentrale elektrische Einheiten
Über
Kommunikationstechnik
steuerbare
dezentrale elektrische Einheiten. Beispiele sind
steuerbare Speicher, Windkraftanlagen und
Wasserboiler.
 Power system stability
In electricity grids, grid stability means frequency
stability, voltage stability and rotor angle stability
that is the ability to restrict deviations from rated
frequency within a small range by the continuous
offsetting of generation and consumption. If the
frequency were to go outside this range, there
would be a large-scale power outage.
Stabilité d'un réseau
La production et la consommation d'électricité
doivent être continuellement équilibrée afin de
maintenir la fréquence du réseau dans une plage
définie et très restreinte. Si la fréquence n'est pas
maintenue dans cette plage, il en résulte un
blackout total du réseau.
Netzstabilität
Netzstabilität
beinhaltet
in
Stromnetzen
Frequenzstabilität,
Spannungsstabilität
und
Polradwinkelstablität.
also
die
Fähigkeit,
Abweichungen von der Sollfrequenz durch
kontinuierlichen Ausgleich von Erzeugung und
Verbrauch in einem sehr kleinen Band zu halten.
Réseau de moyenne tension à courant continu
Utilisation d'un courant continu au lieu d'un
courant alternatif dans les réseaux à moyenne
tension.
 Distributed energy units (DEU)
Systems that can take power from the grid or feed
into it and that are isolated or geographically
distributed rather than being concentrated with
great electrical power.
Unités électriques décentralisées
Systèmes pouvant soutirer ou injecter de la
puissance dans le réseau, étant dispersés plutôt
que concentrés en grosse puissance.
SMART GRID TAXONOMY 17
Dezentrale Elektrische Einheiten (DEE)
Smarte Bestimmung der Versorgungsqualität
Systeme, die Leistung aus dem Stromnetz
beziehen oder in es einspeisen können, also
Verbraucher, Einspeiser und Speicher, und eher
vereinzelt bzw. flächig verteilt als in grossen
Leistungen konzentriert auftreten.
Automatische Bestimmung der Kennzahlen der
Spannungsqualität
(Flicker,
…)
und
Versorgungszuverlässigkeit (SAIDI, …) auf der
Basis von hinreichend genauen und aufgelösten
Messdaten aus dem Netz.
 Valley filling
 Smart condition monitoring
The targeted accumulation of new electrical loads
(mostly consumption) in periods of low load, e.g.
heating pumps with timers.
Valley Filling
Enclenchement volontaire de nouvelles charges
électriques pendant les heures creuses, p. ex.
pompes à chaleur avec horloge programmable.
Valley Filling
Der gezielte Aufbau von neuen elektrischen
Lasten (meist Verbrauch) in Zeiten niedriger Last,
z. B. Wärmepumpe mit Zeitschaltuhr.
 Load shifting
Shifting peak loads (generation/consumption) in
times of minimal load to avoid exceeding grid limit
values.
Load shifting
charge)
(déplacement
des
pointes
de
Déplacement des pointes de charge vers les
heures creuses afin d'éviter le dépassement de
valeurs limites du réseau.
Load Shifting
Verschiebung
von
Spitzenlasten
(Erzeugung/Verbrauch) in Zeiten geringerer Last
zur Vermeidung der Verletzung technischer
Netzgrenzwerte.
 Smart determination of quality of supply
Automatic determination of power quality (flicker,
etc.) and supply reliability (SAIDI, etc.) based on
sufficiently accurate and resolved measurement
data from the grid.
Détermination
efficace
d'approvisionnement
de
la
qualité
Détermination automatique des paramètres
concernant
la
qualité
d'approvisionnement
(papillotements, SAIDI, …) basée sur des
mesures du réseau suffisamment précises et de
résolution temporelle suffisante.
Making the equipment condition available by
permanently monitoring the relevant state
variables (I, U, T, etc.) and computerised
deduction of condition.
Surveillance intelligente de l'état du réseau
Mise à disposition de l'état actuel du capital
réseau au moyen d'un système de surveillance
pour les grandeurs d'importance (I, U, T) ainsi
qu'une dérivation numérique de l'état du capital.
Smarte Zustandsüberwachung
Verfügbarmachung des Anlagenzustands durch
permanentes
Monitoring
der
relevanten
Zustandsgrössen (I, U, T …) und rechnergestützte
Zustandsableitung.
 Hybrid heating system 'power and gas''
Combination of gas heating and electrical heating
for "virtual gasification" of electricity in times of
oversupply (for example as an efficient alternative
to P2G).
Système de chauffage hybride ''Power and Gas''
Combinaison d'un système de chauffage au gaz et
électrique pour permettre la ''gazéification
virtuelle'' du courant lors d'une surproduction
d'électricité (alternative plus efficace que le
''Power to Gas'').
Hybridsysteme ''Power and Gas''
Kombination aus Gasheizung und elektrischer
Heizung zur ''virtuellen Vergasung'' von Strom in
Zeiten des Überangebots (u.a. als effiziente
Alternative zu P2G).
 Energy meteorology
Modelling and use of weather forecasts for
forecasting and controlling consumption and feedin.
Energie & météorologie
Modélisation et utilisation des prévisions
météorologiques pour le pronostique et le contrôle
de la consommation et du stockage de l'énergie.
SMART GRID TAXONOMY 18
Energiemeteorologie
Lastflusslenkung zur Verlustminimierung
Die
Modellierung
und
Nutzung
von
Wettervorhersagen für Prognose und Steuerung
von Verbrauch und Einspeisung.
Lenkung der Lastflüsse zur Minimierung von
Übertragungsverlusten (v. a. im Normalbetrieb).
 Power-to-gas(-to-power)
Electricity is converted into combustible gas via
electrolysis, intermediately stored and then
converted back into electricity or used is some
other way.
Power-to-Gas(-to-Power)
Conversion de l'énergie électrique au gaz
combustible, stockage et enfin reconversion en
énergie électrique ou usage ailleurs.
Power-to-Gas(-to-Power)
Elektrische Energie wird mittels Elektrolyse
brennbares Gas erzeugt, zwischengespeichert
und anschliessend wieder verstromt oder
anderweitig verwendet.
 Power flow management for compliance
with grid limits
Managing load flows to maintain the technical
limits of current and voltage in normal operation
and in resupply topology.
Gestion des flux électriques dans le réseau pour
le respect les valeurs limites
Gestion du flux énergétique dans les lignes pour
respecter les valeurs limites du réseau (tension et
courant) dans les cas d’exploitation normale et de
réapprovisionnement.
Lastflusslenkung
Netzgrenzwerten
zur
Einhaltung
von
Lenkung der Lastflüsse zur Einhaltung der
technischen Grenzwerte von Strom und Spannung
in Normalbetrieb und Wiederversorgungsfall.
 Telecontrol for faster supply restoration
Remotely controlled switches allow faster
restoration of supply by avoiding the need for local
manual switching with the associated travelling
times.
Contrôle à distance des interrupteurs pour une
restauration rapide du réseau
Un contrôle à distance des interrupteurs permet
une restauration rapide du réseau après une
panne de courant (évite une intervention sur
place).
Fernsteuerung zur schnelleren Wiederversorgung
Fernsteuerbare Schalter ermöglichen schnellere
Wiederversorgung durch Vermeidung manueller
Netzumschaltungen
vor
Ort
und
damit
verbundener Anfahrtszeiten.
 Power flow management for minimization
of losses
Controlling the power flow to minimise
transmission losses (especially in normal
operation).
Gestion des flux électriques dans le réseau pour
la minimisation des pertes dans le réseau
Direction du flux énergétique dans les lignes pour
minimiser les pertes électriques.
 Voltage control via local autonomous
feed-in control P(V)
Local, autonomous real-time control of distributed
energy units (DEU) as a function of voltage to
comply with voltage limits.
Contrôle local et autonome de la puissance
d'injection P(U)
Maintien de la tension par contrôle local et
autonome de la puissance des unités électriques
décentralisées.
Spannungshaltung
durch
Einspeisesteuerung P(U)
lokale
autonome
Lokale,
autonome
Echtzeit-Steuerung
der
dezentraler elektrischer Einheiten (DEE) in
Abhängigkeit der Spannung zur Einhaltung des
Spannungsbands.
 Quality of supply
Quality of supply incorporates three components:
reliability of supply, service quality and power
quality. It is primarily influenced by the grid
operator.
Qualité de l'alimentation électrique
La qualité de l'alimentation comprend la fiabilité de
l'alimentation, la qualité du service et la qualité de
la tension. Elle est principalement influencée par
l'opérateur de réseau.
SMART GRID TAXONOMY 19
Versorgungsqualität (VQ)
Spannungsqualität
Versorgungsqualität
beinhaltet
die
drei
Komponenten
Versorgungszuverlässigkeit,
Servicequalität und Spannungsqualität. Sie wird
vornehmlich durch den Netzbetreiber beeinflusst.
Grad der Übereinstimmung zwischen der
Spannung am Messpunkt und gewissen normativ
vorgegebenen oder vertraglich vereinbarten
Eigenschaften
der
Spannung,
v.a.
Spannungshöhe und Flicker. Teil der VQ.
 Distribution reliability
Grid availability described by a number of
indicators such as the frequency and duration of
interruptions.
Fiabilité de l'alimentation
Disponibilité du réseau, description à l'aide d'une
série
d'indicateurs
comme
la
fréquence
d'interruption, la durée d'interruption ou l'énergie
non livrée dans les temps.
Versorgungszuverlässigkeit
Verfügbarkeit des Netzes, beschrieben durch eine
Vielzahl
von
Indikatoren
wie
Unterbrechungshäufigkeit, Unterbrechungsdauer
oder nicht zeitgerecht gelieferter Energie.
 Service quality
The quality of the electricity supplier's services
beyond electricity supply, e.g. contactability,
quality of complaint management and of advice.
Qualité du service
La qualité des services fournis par l’entreprise de
production et de distribution d’énergie, tels que
l’accessibilité, la qualité de la gestion des plaintes
et la qualité du conseil.
Servicequalität
Die
Qualität
der
Dienstleistungen
des
Versorgungsunternehmens,
die
über
die
Stromlieferung hinausgehen, z. B. Erreichbarkeit,
Qualität des Beschwerdemanagements und
Beratungsqualität.
 Voltage quality
Degree of conformity between the voltage at the
measuring point and certain normative or
contractually agreed voltage characteristics,
especially voltage level and flicker. Part of the
quality of supply.
Qualité de la tension
Conformité entre la tension mesurée et certaines
normes ou entre des valeurs convenues contractuellement concernant la tension, en particulier la
tension nominale et la présence de papillotement.
Une partie de la qualité de l'alimentation électrique
 Voltage control
Controlling the voltage to comply primarily with
normative requirements, for example the upper
and lower voltage limits specified in EN 50160.
Maintien de la tension
Réglage de la tension afin de respecter les
standards, comme par exemple les limites
concernant la sur- et sous-tension dans la norme
EN 50160.
Spannungshaltung
Die Regelung der Spannung derart, dass v.a.
normative Vorgaben eingehalten werden, wie
bspw. Ober- und Untergrenzen der Spannung in
EN 50160.
 Peak clipping
The grid operator reducing peak loads
(generation/consumption)
without
the
consumption/feed-in being made up. Example:
DSM.
Peak Clipping (limitation de la consommation de
pointe)
Réduction de la consommation de pointe par
l'opérateur du réseau en contrôlant directement
les charges, sans que la consommation et la
production ne soient rattrapées. Version appliquée
du DSM.
Peak Clipping
Reduzierung
von
Spitzenlasten
(Erzeugung/Verbrauch) durch den Netzbetreiber,
bspw. mittels DSM, ohne dass der Verbrauch / die
Einspeisung nachgeholt würde.
 Remote disconnection of DER via
frequency deviation
Increasing or reducing frequency in an isolated
network outside the permissible operating range of
distributed generators to switch them off for
maintenance and repairs.
Déconnexion à distance des IPD en modifiant la
fréquence
Augmentation ou diminution de la fréquence (dans
un réseau isolé) au-delà des valeurs tolérées par
les IPD afin de les déconnecter lors de travaux de
maintenance.
SMART GRID TAXONOMY 20
Fernausschaltung von DEA mittels
Systemdienstleistungen
Frequenzabweichung
Über den reinen Stromtransport hinausgehende
Dienstleistungen der Netzbetreiber, z. B.
Frequenzhaltung,
Spannungshaltung
und
Versorgungswiederaufbau.
Erhöhung oder Absenkung der Frequenz in einem
isolierten Netz ausserhalb des zulässigen
Betriebsbereichs von dezentralen Erzeugern zu
deren Ausschaltung bei Instandhaltungsarbeiten.
 Smart home
Technologies for the private residential sector, to
improve energy efficiency, comfort, economy,
flexibility and safety.
Maison intelligente
Technologies appliquées dans les habitations,
améliorant l'efficacité énergétique, le confort, la
rentabilité, la flexibilité ainsi que la sécurité.
Smart Home
Technologien für den privaten Wohnbereich, die
mehr Energieeffizienz, Komfort, Wirtschaftlichkeit,
Flexibilität und Sicherheit schaffen.
 Load
The term can describe the electrical power which
is taken from the grid by the consumer or - in the
case of "negative load" - fed into the grid by a
DER.
Moreover
it
can
refer
to
the
producer/consumer itself.
Charge
Le terme peut désigner la puissance électrique
prélevée sur le réseau par le consommateur ou –
dans le cas d'une "charge négative" - injectée au
réseau par une IPD. Cela peut aussi référer au
producteur/consommateur lui-même.
Last
Der Begriff kann die elektrische Leistung, die von
einem Verbraucher aus dem Netz bezogen oder "negative Last" - von einer DEA ins Netz
eingespiesen wird, beschreiben. Desweiteren
kann es auch den Erzeuger/Verbraucher selbst
bezeichnen.
 Ancillary services
 Reduction of consumption via smart
meters
Conscious reduction in consumption by the
customer, motivated by the display of current
consumption or retrospective analysis of
consumption.
Réduction de la consommation
compteurs intelligents
grâce
aux
Réduction volontaire de la consommation des
clients grâce à l’affichage de la consommation
actuelle ou l'analyse de l’historique de la
consommation.
Verbrauchsreduktion durch Smart Meter
Bewusste Verbrauchsreduktion des Kunden,
motiviert durch Anzeige und Bewusstmachung des
aktuellen
Verbrauchs
oder
nachträgliche
Verbrauchsanalyse.
 PCC-regulator
Operating equipment to adapt the voltage for a
single connectee in order to reduce the energy of
ohmic consumers or to comply with the voltage
limits
Régulateur - PCC
Équipement pour adapter la tension pour diminuer
l'énergie des dissipateurs ohmiques ou respecter
les limites de tension
Anschlusspunktregler
Betriebsmittel zur Spannungsanpassung für einen
einzelnen
Anschlussnehmer,
bspw.
zur
Verringerung des Energiebezugs durch ohmsche
Verbraucher
oder
zur
Einhaltung
des
Spannungsbands
 Advanced metering infrastructure (AMI)
Grid operator services beyond pure electricity
transport, e.g. frequency stability, voltage stability
and restoration of supply.
System for measuring, collating, analysing and
communicating
energy
consumption
via
measuring instruments (e.g. Smart Meters).
Services système
Advanced Metering Infrastructure (AMI)
Services des exploitants réseau au-delà du pur
transport du courant, comme par exemple le
maintien de la fréquence, le maintien de la tension
et la restauration du réseau.
Système pour mesurer, collecter, analyser et
communiquer la consommation d’énergie, utilisant
des appareils de mesure (p. ex. Smart Meter).
SMART GRID TAXONOMY 21
Advanced Metering Infrastructure (AMI)
System zum Messen, Sammeln, Analysieren und
Kommunizieren des Energieverbrauchs mit
Messgeräten (z. B. Smart Meter).
 Service security
The long-term security
capacity and transport
Security of supply does
of supply, grid stability,
safety.
of sufficient generation
capacity in the grids.
not include the reliability
personal safety or plant
Sécurité de l'alimentation électrique
L'assurance sur le long terme d'une capacité
suffisante dans les réseaux en termes de
production et de transmission. Sont exclues la
fiabilité de l'alimentation, la stabilité du réseau,
ainsi que la sécurité des personnes et des
installations.
Versorgungssicherheit
Die
langfristige
Sicherung
ausreichender
Erzeugungskapazität und Transportkapazität in
den Netzen. Im engeren Sinne gehören
Versorgungszuverlässigkeit,
Netzstabilität,
Personensicherheit und Sicherheit von Anlagen
nicht zur Versorgungssicherheit .
 Billing control via AMI
Avoiding billing errors by reconciling the energy
flow measured at the transformer station with the
total energy consumption billed to the customers.
Contrôle de la facturation en utilisant les
compteurs intelligents ainsi que les senseurs dans
le réseau (AMI)
Les fautes de facturations sont évitées en vérifiant
que le flux d’énergie à la station transformatrice
correspond bien à la somme des consommations
facturées des clients raccordés à cette station.
Abrechnungskontrolle mittels AMI
Vermeidung von Abrechnungsfehlern mittels
Abgleich des an der Trafostation gemessenen
Energieflusses mit dem summierten, in Rechnung
gestellten Energiebezug der angeschlossenen
Anschlussnehmer.
 Reduction of grid losses by distributed
provision of reactive power
Reducing grid losses by means of distributed
reactive power production rather than transferring
reactive power from distant sources, which gives
rise to losses.
Réduction des pertes dans le réseau moyennant
une production décentralisée de puissance
réactive
Réduction des pertes dans le réseau moyennant
une production décentralisée de puissance
réactive, au lieu de transporter (avec pertes) la
puissance réactive provenant d’une source
distante.
Netzverlustreduktion
Blindleistungsbereitstellung
mittels
dez.
Reduktion von Netzverlusten durch dezentrale
Blindleistungsproduktion
anstelle
von
verlustbehafteter Übertragung der Blindleistung
von entfernten Quellen.
 Supply restoration with DEU
Targeted control of DEU to support the restoration
of supply, especially in subnetworks with a high
proportion of intermittent generation.
Rétablissement de l’approvisionnement du réseau
utilisant les installations électriques décentralisées
Contrôle ciblé des installations électriques
décentralisées
afin
de
contribuer
au
rétablissement de l’approvisionnement du réseau,
en particulier pour les réseaux contenants une
importante
proportion
de
producteurs
intermittents.
Versorgungswiederaufbau mit DEE
Gezielte Steuerung von DEE zur Unterstützung
des Versorgungswiederaufbaus, besonders in
Teilnetzen mit hohem Anteil intermittierender
Erzeugung.
 Providing short-circuit power from DER
Providing the short-circuit power needed to detect
electrical faults from DER, particularly in grids with
lots of renewable feed-in.
Mise à disposition de la puissance de court-circuit
des IPD
Mise à disposition de la puissance de court-circuit
des IPD, afin de pouvoir reconnaitre les défauts
dans le réseau (particulièrement pour les réseaux
contenant une importante proportion d'IPD).
Bereitstellung Kurzschlussleistung aus DEA
Bereitstellung der für die Erkennung von
Netzfehlern benötigten Kurzschlussleistung durch
DEA, v. a. in regenerativ geprägten Netzen.
 Fault ride through (FRT)
Avoiding the shutdown of DER in the event of an
electrical fault in the transmission grid and the
resulting loss of power feed-in, which could
threaten (frequency) stability.
SMART GRID TAXONOMY 22
Maintien de l'alimentation en creux de tension
Spannungsbandmaximierung MS mit RONT
En cas de défaut, évite la déconnection des IPD
dont résulterait une chute de tension pouvant
menacer indirectement le maintien de la
fréquence du réseau.
Der ausschliessliche Einsatz von regelbaren
Ortsnetztrafos in einem MS-Netz bewirkt eine
Entkoppelung der Spannung in den versorgten
NS-Netzen und ermöglicht damit die Maximierung
des in der MS nutzbaren Spannungsbands.
Durchfahren von Netzfehlern
Anforderung an DEA, dass sie im Falle eines
Fehlers im Übertragungsnetz nicht abgeschaltet
werden dürfen, da grossräumige Abschaltungen
einen grossen Leistungseinbruch bewirken und
damit die Frequenzhaltung bedrohen können.
 MV voltage range maximisation with VRDT
The exclusive use of voltage regulated distribution
transformers (VRDT) in a MV network results in an
uncoupling of the voltage in the supplied LV
networks and therefore allows maximisation of the
useful MV range.
Maximisation de la bande de tension MT grâce
aux transformateurs de distribution réglables
L'utilisation exclusive de transformateurs de
distribution réglables dans un réseau MT induit un
découplage de la tension dans le réseau BT
approvisionné, et permet ainsi la maximisation de
la bande de tension admissible dans la MT.
SMART GRID TAXONOMY 23
Appendix
EXPLANATORY NOTES ON THE SMART GRID TAXONOMY
To ensure a complete and accurate understanding of the Smart Grid Taxonomy, the text below describes the method
used to create it and its constituent parts in detail.
Please read the following sections if you are intensively involved with the system or wish to use it further. If you are
merely looking for an overview of smart grid technology, the description below will probably contain too much detail for
your needs.
List of all smart grid concepts – What is smart and what is not?
In order to compile this list, the publications from a range of well-known journals and conferences of the past two years
were browsed for concepts referred to in the articles themselves, or elsewhere, as "smart" concepts. Backed up by
additional web searches and internal company surveys, this led to a list of smart gri d concepts which can justifiably
claim to be as complete as possible in practical terms.
The list includes every concept considered as “smart” by one or more source. No distinct definition of the term “smart
grid” itself was defined, which might have led to only certain concepts being selected. In view of the plurality of ways in
which people understand the term “smart grid”, it appears not possible to find a narrow definition with general validity. It
is certainly possible to do this for specific tasks, but for a wide-ranging search, as was the intention here, seeking to
identify all conceivable concepts in order to assess their benefits for the grid operator's tasks and goals, an “open
definition” is advisable.
Terminology and type classification
Classifying the "elements of a Smart Grid" into types such as Enablers, Concepts, Goals and Stakeholders seems a
reasonable endeavour so as not to water down the desired list of smart grid concepts. (Casual illustration: in car
brochures we expect to see cars, not individual engines, travel destinations or car associations, etc.)
Figure 3: Classifying types of concepts in the system diagram
A goal’s justification is evident; its value needs not to be further explained. However, there may be intermediate goals
which are regarded as “desirable” as a general rule and valuable in their own right, but which ultimately serve further
goals. For example, “avoiding grid expansion” is a clearly identifiable goal in everyone's eyes and many concep ts have
this as their objective. However, this serves the overriding aim of keeping grid costs low, which may be regarded as an
ultimate goal of a number of stakeholders.
SMART GRID TAXONOMY 24
In this taxonomy stakeholders may include the customer, the industry as a whole, soc iety, the shareholder and the
environment. This list may of course be extended to include others.
A concept serves one or more goals, but is not itself a “goal in its own right”. For example, demand side management
does not have a value in isolation - it only acquires a value in use, for example to avoid grid expansion. Certainly there
are some cases where the assignment of concepts to groups could have been chosen differently. (For example,
“reducing peak loads” has been defined as an intermediate goal, although this could conceivably also have been
defined as a concept).
Many concepts are related: one concept may permit, promote, or compete with a different, subsequent concept – many
types of relationships are conceivable between concepts. These relationships were not considered systematically in any
greater detail here, however.
Many concepts in this system have their own designation (name), such as “microgrid”, whereas others are named after
the characteristic enabler and the most important purpose of the concept, e.g. “on-load voltage control with VRDT”.
Voltage control is an intermediate goal, whilst VRDT are the enablers. A concept, whether or not it has its own name, is
usually a chain comprising a number of enablers and one or more goals.
Note that concepts are often referred to in discussions by their respective enablers, although this implicitly implies a
specific usage, and thus the concept as a whole in reality. For example: “We need storage capacity [to cut recovery
spikes]!” Facilitators and concepts don't have any intrinsic value, but only acquire a value when used to achieve the
stakeholders' goals. The complete chain from the enabler to the stakeholders' ultimate goals must be thought through
as part of any strategic action, including integrating concepts in grid operators' planning guidelines.
All types of elements may be combined to form groups. For example, a number of concepts make use of "distributed
energy resource control" and have been grouped together accordingly.
Classification of concepts
The concepts have been divided up to give a “Categorized list of smart grid concepts (concept list)” from the grid
operator's organisational perspective. The categories correspond to goals and specialist areas within the field of grid
operation: efficient grid / avoiding grid expansion (goal), protection and operational management (specialist area), etc.
Other players in the energy industry such as electricity dealers or environmental associations would perhaps opt for
different categories.
However, the set of concepts should be complete. The authors would be very grateful if readers of this report could tell
them about any relevant concepts not listed here.
Definitions of smart grid elements
Wherever possible, the taxonomy adopts established designations (names) and definitions. If individual concepts did
not have any clear designation, new names as concise as possible were given.
If there were no suitable definitions, these were reformulated. The definitions were never adopted verbatim. Merely the
gist of the definition was taken, often cropped considerably, to guarantee the required brevity of the definitions in this
report. In many cases a new formulation was derived, corresponding to the original sense of the underlying definitions.
The sources of the terms and definitions are not listed in this Smart Grid Taxonomy, especially in the glossary, in order
to keep the document compact, but can be seen in the commented glossary.
SMART GRID TAXONOMY 25
SUMMARY AND OUTLOOK
This “Smart Grid Taxonomy” is an intermediate result of a process seeking to integrate efficient smart grid concepts in
BKW's planning and connection guidelines.

All concepts regarded as part of “Smart Grid” in literature in this field and by BKW staff were listed in an initial
stage in 2013/2014. Considerable emphasis was placed on completeness in this stage. All smart grid concepts
known in the sector were to be included in the concept list if at all possible.

The identified concepts were given names and definitions. In so doing, the aim was to ensure a clear, consistent
and coherent definition for each concept and selected enablers and goals, illustrating how they form part of the
system as a whole. Each definition is based on existing, established definitions, if available.

The links between the various elements are shown in a system diagram. Particular attention was devoted to
classifying the concept, enablers (for concepts), goals (for concepts) and stakeholders (who set the goals) as
cleanly as possible.
These findings constitute the Smart Grid Taxonomy described in this technical report.
As part of the above-mentioned process, extensive literature studies were performed at t he same time as setting up the
system to record the status of research and/or the use of smart grid concepts in science and industry. The findings were
discussed and expanded in workshops involving BKW staff from a variety of disciplines (such as protectio n, company
development, etc.). This is currently all being consolidated in a comprehensive report. Based on these analyses and
further assessments, a number of concepts were selected as looking particularly promising in terms of improving
efficiency, reliability and environmental protection. These selected concepts are currently being analysed in greater
depth and incorporated into the planning guidelines. Thereafter, smart grid technology will be incorporated in BKW's
operating procedures as a standard part of grid operation.
BKW Inc.
Viktoriaplatz 2
CH-3000 Berne 25
[email protected]