Větrná energetika II. Doporučen

Transkript

1 Větrná energetika II Regulace větrných v motorů Specifické vlivy VTE na provoz elektrizační soustavy Integrace VTE do elektrizační soustavy Vlivy výroby VTE na elektrizační soustavu Provozní požadavky na VTE v elektrizační soustavě Doporučen ení pro úspěšnou integraci VTE do e.s.

2 Regulace větrných v motorů Důvody regulace větrných v motorů: ochrana proti překrop ekročení maximáln lních bezpečných otáček omezují se otáčky i výkon pracovního stroje Podle provedení rotorů existují dvě základní skupiny regulačních principů pro rotory s pevnými lopatkami nebo listy pro vrtule s natáčivými listy

3 Rotory s pevnými lopatkami nebo listy - malé větrné elektrárny rny - regulace se provádí pomocí čepu, který dovoluje nastavení roviny rotoru do směru rovnoběž ěžného s osou kormidla při i normáln lním m chodu brání natočen ení rotoru pružina nebo závaz važí (u novější ších typů VTE se využívá hydraulické natáčen ení rotoru) při i velké rychlosti větru v je vyvolána síla, s která sílu pružiny překonp ekoná

4 Rotory s pevnými lopatkami nebo listy - velké větrné elektrárny rny - u elektráren ren s asynchronními motory s málo m proměnlivými otáčkami se využívá změny rychlostního ho poměru u/v mění se úhel náběhu n na profil proud větru v se odtrhává na podtlakové straně profilu rotory jsou vybaveny aerodynamickou brzdou jedná se o tzv. regulaci STALL

5 Rotory s pevnými lopatkami nebo listy - velké větrné elektrárny rny - STALL regulace - výhody jednoduchá konstrukce nenáro ročná údržba s ohledem na menší počet pohyblivých částí vysoká spolehlivost regulace výkonu

6 Vrtule s natáčivými listy PITCH regulace jedná se o aktivní systém, který pracuje se vstupním m signálem o výkonu generátoru při i překrop ekročení nominální rychlosti větru v se měním nastavení listů vrtule

7 Vrtule s natáčivými listy PITCH regulace - výhody aktivní kontrola výkonu v celém m rozsahu rychlosti větruv vyšší produkce energie oproti regulaci stall jednoduchý start turbíny změnou nastavení úhlu náběhun nepotřebuje ebuje silné brzdy pro okamžit ité zastavení rotoru snižuje zatížen ení listů rotoru nižší hmotnost rotorových listů

8 Asynchronní generátory připojenp ipojené na síťs asynchronní generátory jsou doplňovány tyristorovým spouštěčem (omezuje proudový náraz) po ukončení rozběhu bývá tyristorový spouštěč přemostěn pokud zůstává zapojen je využíván pro omezení proudových špiček způsobených vlivem výkyvů větru jednopólov lové schéma

9 Specifické vlivy VTE na provoz elektrizační soustavy největší problémy souvisí z vyvedením m výkonu VTE (výkon roste se třett etí mocninou rychlosti větru) v je obtížné zajistit konstantní dodávku do místa m spotřeby při i rychlosti větru v kolem 3 m.s - 1 nejsou VTE schopny vyrábět t el. energii při i rychlosti nad 20 m.s - 1 jsou VTE odpojovány od sítěs vlivy VTE na provoz soustavy jsou: lokáln lní systémov mové

10 Specifické vlivy VTE na provoz elektrizační soustavy Lokáln lní vlivy Přetěžování sítí prvním m kritériem riem pro vyvedení výkonu z VTE do sítěs je dostatečně dimenzované místo připojenp ipojení a související sítě až k transformační stanici Kolísání napětí Zvýšen ení zkratových poměrů VTE se chová jako jakákoliv koliv jiná elektrárna rna vyvedená do jednoho bodu sítě, s, takže e je potřeby počítat se změnou zkratových poměrů Kvalita dodávky výkonová elektronika ve VTE můžm ůže e být rušivým zdrojem v sítis je nutno sledovat vyšší harmonické,, dlouhodobý flicker a případnp padné rušen ení HDO

11 Specifické vlivy VTE na provoz elektrizační soustavy Systémov mové vlivy Začlen lenění VTE do pokrývání diagramu zatížen ení dodávka z VTE je nestabilní a závislz vislá na povětrnostn trnostních podmínk nkách při i vyšší šším m počtu VTE v sítís se zvyšuje požadavek na velikost regulačního výkonu Chování VTE v blízkých zkratech v PS a při p i velkých poruchách hrozí nebezpečí plošných výpadků VTE připojených p do přenosovp enosové soustavy Dopad na stabilitu ES větrné parky mohou mít m t výrazný dopad na stabilitu chodu sítěs v případě poruch a nárazových n větrv trů

12 Specifické vlivy VTE na provoz elektrizační soustavy Systémov mové vlivy Snížen ení přenosové schopnosti na mezistátn tních profilech systémov mové vlivy se projevují při i většív ším m výskytu VTE v ES v ES ČR R se v současn asné době projevuje značný ný vliv německých VTE

13 Integrace VTE do ES generátory VTE jsou k síti s připojovp ipojovány přes p měnim niče důsledkem je velký vliv na provoz ES největší problémy způsobuj sobují větrné parky

14 Vlivy výroby VTE na ES Náhlé změny výroby VTE při i prudké změně počas así může e dojít t k výrazné změně výroby ve VTE změna můžm ůže e být vyvolána jak poklesem tak nárůstem n rychlosti větruv snížen ení výroby ve VTE je většinou v plošné

15 Vlivy výroby VTE na ES Náhlé změny výroby VTE změny výroby jsou v současn asné době patrné hlavně v Německu, N ale tyto změny mají vliv i na naši i ES v ČR R vzhledem k tomu, že e počet instalací VTE není velký, je zatím tento vliv minimáln lní přechod bouřkov kové fronty

16 Vlivy výroby VTE na ES Vliv kolísání výroby VTE na regulační odchylku v rámci r spolupráce v UCTE je třeba t dodržovat ovat regulační odchylku začlen lenění VTE do diagramu pokrývání zatížen ení je s ohledem na nestálost dodávky obtížný úkol větší počet VTE v ES zhoršuje regulační odchylku regulační odchylka ES Rakouska

17 Vlivy výroby VTE na ES Vliv zvýšen ení výroby VTE na mezistátn tní přenos elektřiny při i podmínk nkách umožň žňující chod VTE na nomináln lních hodnotách dochází k velkému zvýšen ení výroby větrných v farem jsou zvýšeny požadavky na přenos p výkonu z oblasti VTE do oblastí spotřeby je nutné posilovat přenosovp enosové sítě,, a to v přímép vazbě na velikost výroby ve VTE

18 Požadavky na chování VTE v ES základní pravidla pro provoz sítís jsou dány d tzv. kodexem sítí v současn asné době jsou kodexy rozšiřov ovány o požadavky na provoz větrných v elektráren ren v ES požadavky na chování VTE při p i zkratech požadavky chování VTE při p i změnách frekvence požadavky na chování VTE při p i regulaci účiníku

19 Požadavky na chování VTE v ES Požadavky na chování VTE při p i zkratech při i připojovp ipojování VTE do sítís VN je požadavek na jejich co nejrychlejší odpojení v případp padě zkratu cílem je omezit zkratové poměry a tím t m zabránit poškozen kození zařízen zení okamžit ité odpojování však není vhodné v případech p padech vyšší ššího zastoupení VTE v síti s 110 kw a v přenosovp enosové síti z důvodu velkého odpadlého výkonu na VTE připojovanp ipojované do přenosovp enosové sítě je kladen požadavek odolnosti proti odpojení při i vzdálených zkratech

20 Požadavky na chování VTE v ES Požadavky na chování VTE při p i zkratech při i poklesu napětí v místm stě VTE po zkratu poklesne do 15% U n a po cca 0,7 s se začne zotavovat, nesmí být další VTE odpojeny

21 Požadavky na chování VTE v ES Požadavky na chování VTE při p i změnách frekvence v sítis z hlediska změny frekvence je důled ležité,, aby i při p i kolísaj sající frekvenci zůstaly z VTE připojeny p do soustavy a pomáhaly vyrovnávat vat bilanci výkonů při i rozsahu frekvence 49,5 aža 50,5 se nepředpokl edpokládá změna výroby ve VTE při i frekvencích ch vyšší šších než 52 Hz se požaduje odpojení VTE při i frekvenci nižší než 49,5 Hz je požadavek na zachování zapojení VTE do sítě při i pokud možno zvýšen ené výrobě

22 Doporučen ení UCTE pro integraci VTE urychlení autorizačních procesů pro výstavbu nových síťových s prvků v souvislosti s rozšiřov ováním m obnovitelných zdrojů zabezpečen ení aktivních příspp spěvků výkonu VTE pro udržen ení stability provozu stanovení pravidel pro současn asné využívání klasických a obnovitelných zdrojů v ES zabezpečen ení dostatečné výkonové bilance a rezerv zdrojů v ES s vysokým využit itím m VTE analýza budoucích ch scénářů rozvoje VTE v Evropě a jejich vlivů podpora výzkumu a rozvoje nových technologií pro integraci VTE dosažen ení vyšší spolehlivosti provozu ES s využit itím řízení kapacit VTE

23 Ekonomické hodnocení VTE