Model trhu s podpůrnými službami v prostředí Matlab/Simulink

Transkript

1 Seminář Moderní nástroje pro finanční analýzu a modelování Humusoft - ČNB, Praha Model trhu s podpůrnými službami v prostředí Matlab/Simulink Petr Horáček, Petr Havel, ČVUT FEL Praha Josef Fantík, ČEPS, a.s. 1

2 Úvod ČEPS, a.s. provozovatel přenosové soustavy Zákonné povinnosti UCTE a Kodex Udržování výkonové rovnováhy v reálném čase Rizika spojená se zajišťováním SyS Úloha nákupu PpS definice kvantifikace použití 2

3 Licence ČEPS, a.s. ČEPS, a.s., působí na území České republiky jako provozovatel přenosové soustavy na základě výhradní licence na přenos, udělené Energetickým regulačním úřadem podle Energetického zákona č. 458/2 Sb. ČEPS, a.s., je držitelkou monopolní licence na poskytování přenosových a systémových služeb, udělené Energetickým regulačním úřadem v květnu 21 Licence je platná do roku 226 3

4 ČEPS, a.s. 5,5 tis. km vedení VVN 3 stanic VVN 65 transformátorů 17 MVA transformační výkon 63 TWh přenesené energie ročně 1,4 TWh regulační energie MW maximum zatížení dne v 15: 4

5 Zákonné povinnosti ČEPS, a.s., v souladu s Energetickým zákonem č. 458/2 Sb. plní tyto základní povinnosti: zajišťuje spolehlivé provozování a rozvoj přenosové soustavy poskytuje přenos elektřiny na základě uzavřených smluv řídí toky elektřiny v přenosové soustavě při respektování přenosů elektřiny mezi propojenými soustavami ostatních států a ve spolupráci s provozovateli distribučních soustav v elektrizační soustavě, odpovídá za zajištění systémových služeb pro elektrizační soustavu na úrovni přenosové soustavy. 5

6 Systémové služby Zákon činnosti provozovatele přenosové soustavy a provozovatelů distribučních soustav pro zajištění spolehlivého provozu elektrizační soustavy České republiky s ohledem na provoz v rámci propojených elektrizačních soustav, Kodex PS Udržování kvality elektřiny (frekvence, napětí, sinusovka, stabilita) Udržování výkonové rovnováhy v reálném čase Obnovení provozu ( Plán obnovy, schopnost ostrovního provozu, schopnost startu ze tmy, atd.) Dispečerské řízení 6

7 Mezinárodní propojení a UCTE Synchronní propojení 24 zemí 45 mil. lidí Roční spotřeba 2 3 TWh 2 km vedení 7

8 8

9 Udržování výkonové rovnováhy v reálném čase Propojený systém UCTE Regulační energie ze zahraničí Saldo (Import - Export) +/- Δ S ES ČR +/- Δ L +/- Δ G Spotřeba Regulační energie domácí Výroba 9

10 Obecné riziko zajišťování SyS Pokud v každém časovém okamžiku nemá dispečer k dispozici dostatek PpS k vyrovnání systémové výkonové odchylky dochází k neplánovaným přetokům energie do/ze zahraničí. Rozhodnutí z variant: Porušení mezinárodních pravidel Regulační stupeň, omezení spotřeby nebo výroby v ČR Řízení rizik v oblasti SyS/PpS Náklady na PpS (dodržení rozpočtu stanovaného ERÚ) Riziko nedostatku PpS 1

11 Koncept SyS/PpS Regulované prostředí Systémové služby Udržování výkonové rovnováhy v reálném čase Udržování kvality elektřiny (frekvence, napětí, sinusovka, stabilita) Obnovení provozu (Plán obnovy, schopnost ostrovního provozu, schopnost startu ze tmy, atd.) Dispečerské řízení ČEPS Trh Podpůrné služby PR SR TR QS Jiné rezervy Řízení U/Q Black start Ostrovní provoz Kč Kč Zákazníci Dodavatelé Udržování výkonové rovnováhy v reálném čase 11

12 ELEKTŘINA SE SyS 12 TRH SPOLEHLIVOST

13 Zahraniční prostředky PpS: Havarijní výpomoc Dovoz regulační energie Odchylka salda výkonu v soustavě a její vyrovnávání HV EregZ MW rezervovaný výkon dané služby čas limity regulačního výkonu Standardní prostředky PpS: PR SR princip solidarity TR QS DZ import SE plánovaný import regulačního výkonu export regulačního výkonu export SE plánovaný plánované (okamžité) saldo přeshraničních výměn + + _ [MW] + dp C + - [MW] aktivace regulačního výkonu do výše rezervace neplánovaný import neplánovaný export ÚD ČEPS regulace výroby (aktivace PpS) regulace na straně spotřeby (aktivace PpS) Standardní prostředky PpS: ZZ saldo ČR = zatížení ČR výroba ČR regulační výkon tuzemský výroba silové elektřiny ČR ČR + autoregulace regulace, odpínání spotřeby zatížení ČR netto zatížení ČR netto + čerpání PVE čerpání PVE + + vlastní spotřeba vlastní spotřeba + ztráty v sítích ztráty v sítích + + výroba brutto [MW] + zatížení brutto [MW]

14 14

15 Užití modelu SESyS Modelování pravděpodobného chování elektrizační soustavy bez regulačních zásahů provozovatele PS Odhad výše a cen rezervních výkonů nabízených poskytovali Odhad výše nákladů na rezervaci podpůrných služeb při různých požadavcích na spolehlivost elektrizační soustavy Odhad délky trvání a velikosti odchylky salda výkonu v soustavě při různých scénářích chování výrobců rezervace výkonů provozovatelem přenosové soustavy využití rezervních výkonů provozovatelem přenosové soustavy... Ukázky analýz :

16 Závislost ceny nákupu PpS na požadované spolehlivosti 9.5 x 1 9 cena nákupu Cena PpS [miliardy Kč] vysoká ,2 4 6 r dp [%] Pozadovaná dp nízká požadovaná úroveň spolehlivosti 4,6 4 6 r de [%] Pozadovana de2 2 vysoká

17 Náklady na rezervaci PpS při různých strategiích zajištění spolehlivého provozu ES Náklady [mld. Kč] Scénář zajištěné výše rezervních výkonů souhrnné potřeby rezerv zvýšeny na úroveň 22MW souhrnné potřeby rezerv zvýšeny na úroveň 17MW ref nákup bez DZ, TR a SR(do úrovně zajištění N-1) ref nákup bez DZ a TR ref nákup bez DZ referenční nákup: podmínky roku 27 s autoregulací výrobců

18 Nevyvážené stavy soustavy - výrobci nepokrývají vlastní odchylku relativní četnost odchylek salda výkon o dané velikosti a délce trvání [%] přebytek výkonu v ES 5 velikost odchylky (hodinový průměr) [MW] 4 a dále po a dále po +1 nedostatek výkonu v ES >78 doba trvání odchylky [hod]

19 relativní četnost odchylek salda výkon o dané velikosti a délce trvání [%] přebytek výkonu v ES 5 velikost odchylky (hodinový průměr) [MW] 4 a dále po Výrobci nepokrývají vlastní odchylku - Provozovatel PS nevyužívá dvě kategorie PpS (cílem je zjistit, jak je spolehlivost ovlivněna úsporami) a dále po +1 nedostatek výkonu v ES >78 doba trvání odchylky [hod]

20 25 2 Simulace ročního provozu soustavy (vybraná realizace) Simulace odchylky salda vykonu a najizdeni regulacnich vykonu pro rok 27 Podminky: SC1 (RPP 27 bez dlouhodobych kontraktu), autoregulace-off, HV-OFF, Ereg-OFF bez zásahů provozovatele bez dovozu ze zahraničí se stabilizačními zásahy provozovatele dpo dpc SR TR QS DZ 15 Vykon [MW] cas [hodiny]

21 25 2 Simulace ročního provozu soustavy (vybraná realizace) Simulace odchylky salda vykonu a najizdeni regulacnich vykonu pro rok 27 Podminky: SC1 (RPP 27 bez dlouhodobych kontraktu), autoregulace-off, HV-OFF, Ereg(RZN3+)-ON bez zásahů provozovatele včetně dovozu ze zahraničí se stabilizačními zásahy provozovatele dpo dpc SR TR QS DZ RZN>3 15 vykon [MW] cas [hod]