Dopady integrace vysokého podílu distribuované výroby do ES ČR

Transkript

1 Pracovní skupina 12. června 2017

2 O b s a h 1. Zaměření řešení, přístup k analýze, použité předpoklady a východiska 2. Dopad decentrálních zdrojů (DECE) na distribuční sítě 3. Dopad DECE na přenosovou síť a provoz elektrizační soustavy 4. Doporučení z průběžného řešení 5. Diskuse 2

3 Zaměření řešení Přístup k analýze Použité předpoklady a východiska 3

4 Dopady integrace DECE do provozu ES zaměření a) Prověření dopadu rozvoje DECE na provoz elektrizační soustavy. b) Nalezení oblastí provozu a regionů v ES, kde lze očekávat potřebu technických řešení pro integraci DECE. c) Maximální využití nových poznatků řízení zdrojů, sítí a flexibility provozu ES při integraci DECE. d) Doporučení do změny koncepce rozvoje a obnovy el. sítí. 4

5 Integrace DECE do provozu ES přístup k řešení a) Společná východiska dle koncepcí rozvoje ES vyjádřených v materiálech ASEK a NAP SG. b) Úzká vazba při řešení mezi provozovateli PS a DS c) Analýzy založeny na simulaci el. sítí všech napěťových hladin, provázanost řešení mezi napěťovými hladinami. d) Pro hodnocení použita platná kritéria provozu sítí a ES (v návaznosti na kodexy PS a DS). e) Přístup založený jak na využití dnešních možností, tak i očekávaných nových technologií v ES. 5

6 Integrace DECE použité předpoklady a východiska Rozvoj DECE dle referenčního scénáře NAP SG, návaznost na aktuální stav dle PDS. Rozvoj JE dle přijaté ASEK. Konkrétní rozvoj a útlum velkých zdrojů dle údajů jejich provozovatelů. Konkrétní rozvoj PS a 110 kv dle ČEPS a PDS. Rozvoj sítí vn a nn dle záměrů jejich provozovatelů. Prověřována mj. možnost řízení všech zdrojů dle potřeb ES (např. v Německu se uvažuje o možnosti omezování výkonu FVE až do 5 % jejich roční výroby). 6

7 Rozvoj DECE dle ASEK, NAP SG 25 GW 20 GW 15 GW 10 GW 5 GW 0 GW MW MW MW MW Instalovaný výkon zdrojů v ES ČR Pinst zdrojů NAP SG dle typu zdroje (celkem MW) MW MW Celkem 5884 zdroje dle NAP SG - dle nap. hladin ks - nn, vn, 110 kv Počty zdrojů NAP SG dle Celkemtypu DECE zdroje MW (celkem ks zdrojů) MW MW nn MW Celkem DECE MW 000 ks MW MW vn 3326 MW vn 2494 MW 23 0 MW Pinst celkem Pinst DECE ks 2 BMS 000 MW BPS 110 kv 1023 BRKO MW FVE VTE MKG VE GEO 110 kv 2022 MW 0 MW nn MW ks DECE celkem DECE kV 120 DECE vn DECE nn 23 0 ks BMS BPS BRKO FVE VTE MKG VE GEO 7

8 Dopad rozvoje DECE na provoz distribuční sítě (nn, vn, 110 kv) 8

9 Zkušenosti se současným provozem DECE dle PDS: a) Již v současnosti DECE (hlavně FVE a VTE) ovlivňují DS nejvíce hladiny nn a vn. b) Vlivy nejsou rovnoměrné, ale regionální nejvíc v oblasti E.ON D (jižní Morava). c) Jsou dílčí pozitiva: zkušenosti s řízením DECE. d) Jsou i výrazná negativa: problémy s napětím (úroveň, kolísání), nesymetrie zatížení, výrazně složitější způsob řízení DS i přípravy provozu (obracení toků výkonu v DS) reakce na změnu frekvence. 9

10 Přehled prověřovaných opatření pro integraci a provoz DECE v DS: Hladina nn Rozvoj a obnova sítí nn (rozvoj DTS vn/nn, kabelizace sítí nn, posilování sítí nn). Stávající charakteristiky zdrojů DECE s cos(fi) = 1. DECE vybaveny provozními charakteristikami Q = f(u). DECE vybaveny provozními charakteristikami P = f(u). Akumulace (baterie) u zdrojů DECE v nn. 10

11 Přehled prověřovaných opatření pro integraci a provoz DECE v DS: Hladina vn: Rozvoj a obnova sítí vn (rozvoj transformace 110 kv/vn, rozvoj kabelizace sítí vn, posilování vedení vn). Připojení větších zdrojů DECE samostatnými vývody do TR 110 kv/vn. Regulace U/Q u zdrojů ve vybraných oblastech DS. Další posilování kmenového vedení vn pro potřeby DECE. Akumulace jako stabilizační prvek ve vn alternativa k novým TR 110 kv/vn. 11

12 Přehled prověřovaných opatření pro integraci a provoz DECE v DS: Hladina 110 kv: Rozvoj a obnova sítí 110 kv. Technická opatření ke zlepšení řízení napětí ve 110 kv (omezení změny napětí do 2 %): regulace Q(U) u zdrojů DECE v nn a vn, nutnost úpravy harmonogramů výstavby dalších TR 400/110 kv. 12

13 Připravované nové transformovny 110 kv/vn dle plánu rozvoje a obnovy PDS do roku 2040 Litvínov Hamr Nový Bor VP Václavice VP Moldava Ralsko-Mimoň Český Dub Střekov Hoštka Chudoplesy Dvory Nejdek VP Krsy-Bezvěrov Kostelec Kdyně Triangle Žatec Zbůch Klecany Brandýs n.l. Lichoceves Suchdol Horní Počernice Karlín Jirny Letiště Václava Havla TT Zahradní město Tachlovice Uhříněves Průhonice Slivenec Písnice Blovice Blatná Dobříš PREdistribuce Mníšek město Milevsko Pyšely Votice Tábor sever E.ON Distribuce Č.Budějovice střed Hulice Jihlava západ Jemnice Týniště ČEZ Distribuce Polička Nové Město na Moravě Dětmarovice VP Moravice Hrušov Dolní Benešov Nové Pole Fifejdy Třebovice Uničov VP Jívová Čes.Těšín Studénka Hněvotín Třinec-Bystřice Prostějov západ Hutisko TT Vyškov Brno-Opuštěná Dřevnovice Brno-Klusáčkova TT Černovice Kobylnice Pozlovice Boršice České Velenice Kaplice Chvalovice distribuce trakce připojení VTE, FVE do 110 kv 13

14 Dopad do sítí nn Výpočetní modely DS nn 2020: 42 výpočetních variant nad 21 modely 2030: 78 výpočetních variant nad 39 modely 2040: 78 výpočetních variant nad 39 modely Respektována odlišná strategie rozvoje DS u jednotlivých PDS 14

15 Dopad do sítí nn Požadovaný výkon na jednotlivé okresy Požadovaný výkon na jednotlivé okresy ČR v sítích nn Očekávaný nárůst DECE dle NAP SG Respektována řada okrajových faktorů soudobost jednotlivých typů zdrojů, počty RD a bytových domů, osvit, kupní síla obyvatelstva a další 15

16 Dopad do sítí nn Očekávaný nárůst DECE Počty zdrojů [ks] A1 >=800W;<11kW A2 >=11 kw; < 100kW B1 >=100kW;<1MW není předmětem analýzy nn Celkem Výkon zdrojů [MW] A1 >=800W;<11kW A2 >=11 kw; < 100kW B1 >=100kW;<1MW není předmětem analýzy nn Celkem Rozdělení zdrojů do kategorií je v souladu s Nařízením Komise (EU) 2016/631 ze dne 14. dubna 2016, kterým se stanoví kodex sítě pro požadavky na připojení výroben k elektrizační soustavě 16

17 Dopad do sítí nn Přehled prověřovaných opatření pro integraci DECE Klasické posilování distribučních sítí Charakteristika Q/U Charakteristika P/U Q/Qmax [-] Q/U charakteristika P/Pn [-] P/U charakteristika 100% Přebuzený (kapacitní) 100% d=(100-x)/(u 2 /U n -U 1 /U n ) 0% (neutrální) X 1 X 2 X 3 X 4 X[%] P n (omezení dodávky P) -100% U/Un [-] Podbuzený (induktivní) 0% U 1 /U n U 2 /U n U 3 /U n 17

18 Vyrobená energie 27% 46% 62% 74% 100% 99,97% 99,6% 97% 92% 84% Dopad do sítí nn Přehled prověřovaných opatření pro integraci DECE Dopad omezení maximálního výkonu FVE na velikost roční vyrobené energie 100% 80% 60% 40% 20% 0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% Výkonové omezení FVE z maximálního dodávaného výkonu do DS 18

19 Dopad do sítí nn Přehled prověřovaných opatření pro integraci DECE Akumulace Nasazení akumulace s cílem omezení vlivu DECE na DS. Pro potřeby analýzy zvolen výkon akumulace na 40 % výkonu zdroje. Celková bilance v místě připojení respektuje vlastní spotřebu. Akumulace v režimu pro omezení maxima dodávky FVE. Uvažované využití akumulace Snížení maxima dodávky FVE Akumulace bez regulace Neuvažované využití akumulace Soudobá dodávka FVE a AKU 100% AKU FVE 0% 6:00 12:00 18:00 100% FVE 0% 6:00 12:00 18:00 100% AKU FVE 0% 6:00 12:00 18:00 19

20 Počet nevyhovujících okresů Schopnost vyvedení požadovaného výkonu prověřovaných opatření pro integraci DECE v nn Rozsah okresů kde je nutný masivní rozvoj DS, nesymetrický scénář 100% % 60% 40% 20% 0% 53% 30% 29% 17% 13% 6% 6% 5% 10% 4% 6% Klasické posilování Akumulace Q/U P/U 8% 20

21 Závěry integrace DECE v distribučních sítích: Integrace DECE navazuje na zájem zákazníka o větší samostatnost, toto akceleruje jak rozvoj zdrojů, tak i akumulace. Technická opatření eliminují hlavně dopady do kvality dodávky el. energie v DS (úrovně a kolísání napětí, napěťová nesymetrie). Bez zahrnutí nových regulačních schopností DECE (např. charakteristiky) je jejich integrace v rozsahu NAP prakticky nemožná. Na hladině nn je potřebné výrazné posilování sítí nad rámec plánového rozvoje a obnovy sítí, na hladině vn je toto posilování jen rozsahem omezené a na 110 kv již jen ojedinělé. Rozvoj DECE dle NAP vyžaduje rozšíření funkcionalit dispečerského řízení na hladině vn a zcela nový přístup k řízení sítí nn. Základní požadavky na řízení zdrojů jsou již nyní zpracovávány v rámci PPDS. 21

22 Dopad rozvoje decentrálních zdrojů (DECE) na přenosovou síť a provoz elektrizační soustavy

23 Posouzení dopadů integrace DECE na PS v oblastech: a) Rozvoje přenosové sítě b) Zatěžování vedení PS c) Kapacity transformačních vazeb PS/DS d) Vlivu na napěťové poměry v PS e) Vlivu na zkratové poměry v PS f) Provozování PS 23

24 Dopady integrace DECE na PS, přehled: a) Zvyšuje se volatilita zatěžování přenosové soustavy, což klade vyšší požadavky na dispečerské řízení PS. b) Zvyšuje se počet předacích míst PS/DS, kde dochází k otáčení směru toků výkonu transformací z DS do PS. c) Dochází k nárazovému regionálnímu odlehčování PS a větší potřebě řešení souvisejících napěťových problémů a jalové energie. d) Dochází ke snižování úrovně zkratových výkonů v PS. e) Vzhledem k vysokému zastoupení intermitentní výroby rostou požadavky na flexibilitu v PS. 24

25 Předpokládaný rozvoj PS k roku 2040 VÍTKOV 2021 ETU EPRU 1 VERNÉŘOV VPCH 2020 PVR PŘEŠTICE ELE CHOTĚJOVICE EPRU 2 EPOC PPC CHRÁST HRADEC VÝŠKOV 2023 MILÍN EORK 2029 BABYLON PRAHA SEVER 2035 MALEŠICE ŘEPORYJE 473 DASNÝ 414 MĚLNÍK 415 KOČÍN 2020 CHODOV ČECHY STŘED TÁBOR TÁBOR ETE 3,4 ETE 1,2 BEZDĚČÍN TÝNEC NEZNÁŠOV OPOČÍNEK 2019 MÍROVKA 2033 SLAVĚTICE KRASÍKOV 439 ČEBÍN 2032 EDU 5 EDA EDU SOKOLNICE EDS HORNÍ ŽIVOTICE 2025 DĚTMAROVICE ALBRECHTICE LÍSKOVEC 2035 KLETNÉ 2025 PROSENICE OTROKOVICE Záměr po NOŠOVICE Záměr po termín uvedení do provozu připravované nové vedení 400 kv zrušené vedení 220 kv vedení 400 kv vedení 220 kv 26

26 Předpokládané toky výkonu v transformovnách 400/110 kv (letní stav 2040 s vysokou výrobou v DECE) (dle regionálních maxim DECE) 27

27 Potřeba kompenzace jalového výkonu v PS r

28 (GW) Pokrývání DDZ s maximální výrobou DECE (léto 2040) a výraznými mezihodinovými změnami dodávky FVE a VTE B C Flexibilita (denní) - dodávka Fotovoltaické elektrárny Větrné elektrárny 8 A PVE - turbinový provoz Vodní bez PVE Importní saldo Geotermální elektrárny Bioplynové elektrárny 6 Klasické elektrárny 4 Flexibilita (denní) - odběr PVE - čerpadlový provoz DDZ B C (hodina) A - výrazný nárůst výroby FVE a VTE, statisticky často se kryje s nárůstem zatížení B - výrazný nárůst výroby FVE a VTE je vyrovnán čerpáním (nabíjením) PVE a denní akumulace C - výrazný pokles výroby FVE a VTE je vyrovnán výrobou (vybíjením) PVE a denní akumulace 28

29 Závěry - integrace DECE v PS: Realizovat plánovaný rozvoj PS (v případě úspěšné realizace nezpůsobí integrace DECE v uvažovaném rozsahu problémy s přetěžováním vedení a transformace PS/DS). Řešit napěťové problémy v PS dané odlehčením PS spolu s regionálními obrácenými toky do PS. Přehodnotit a realizovat ve spolupráci s DS kompenzaci jalového výkonu v PS. Dořešit očekávaný nárůst požadavků na regulační rezervy a regulační výkony. Využít pro zajištění bezpečného a spolehlivého provozu nové formy flexibility v ES, přičemž klíčovou roli může hrát denní akumulace. Realizovat studie (včetně možných potřebných opatření) minimalizující riziko potřeby vypínání intermitentních zdrojů při přebytku výkonu v ES. 29

30 Doporučení z průběžného řešení (k 6 /2017)

31 Časový rámec doporučení k integraci DECE za PS i DS: Do roku 2020 Je nutné zajistit potřebnou legislativu pro integraci DECE do PS, DS. Do roku 2025 Je nezbytné pokračovat v rozšiřování dispečerského řízení na všech napěťových úrovních pro integraci DECE. Do roku 2030 Ve vybraných oblastech je třeba realizovat dodatečná opatření pro DECE nad předpokládaný rozvoj a obnovu sítí. Je třeba začít využívat významněji nové technologie a přístupy (nové typy flexibility, zahrnutí DECE do řízení sítí a ES). Do roku 2040 Plné nasazení všech technických i organizačních opatření pro integraci DECE. 31

32 Děkujeme za pozornost