Elektrizační soustava ČR

Transkript

1 Elektrizační soustava ČR Miloslava Tesařová Západočeská univerzita v Plzni Katedra elektroenergetiky a ekologie

2 Funkce ES - Zajistit zásobování spotřebitelů elektrickou energií v požadovaném čase, množství a místě při dodržení požadované spolehlivosti, kvality, hospodárnosti a ekologických ohledů na straně výroby, rozvodu i spotřeby 2

3 Zjednodušené schéma ES vn/400 V 3

4 Elektrizační soustava 4

5 Zjednodušené schéma ES VÝROBA Dispečinky pro řízení ES PŘENOS AKUMULACE DISTRIBUCE SPOTŘEBA Elektrická síť část ES, el. stanice a vedení o stejné úrovni napětí - sítě jsou propojeny transformátory 5

6 Řízení elektrizační soustavy Hierarchická struktura dispečerského řízení ČEPS Ústřední energetický dispečink Výroba Přenosová soustava 400, 220 kv Podnikové dispečinky ČEZ PRE EON Distribuční soustava 110 kv Rajónní dispečinky KVa Plz Kla 22 kv a nn 6

7 Řízení elektrizační soustavy Příprava provozu Operativnířízení Technicko- ekonomické hodnocení a statistika Tendence: integrace - centralizace - požadavek na snižování provozních nákladů, zejména na náklady na lidské zdroje - nárůst objemu informací, - vyšší podíl počítačů na zpracování informací, IT 7

8 Elektrárenská soustava Výroba - velké (systémové) elektrárny - přenosová síť 400 kv a 220 kv ~ 80% - drobné elektrárny distribuční síť 110 kv, vn, nn ~ 10% - závodní elektrárny 110 kv, vn ~ 10% 8

9 Údaje o ES ČR 9

10 Údaje o ES ČR 10

11 Údaje o ES ČR Tuzemská spotřeba bruto GWh netto GWh z toho 30 % v průmyslu a 20 % v domácnostech 11

12 Přenosová soustava 12

13 Přenosová soustava Přenosová soustava tvoří tzv. regulační oblast ( Control area ), tj. je schopna regulovat vyráběný výkon tak, aby udržovala výkonovou rovnováhu na svém území v reálném čase (včetně plánovaných výměn elektřiny) a regulovala frekvenci v propojené soustavě. Přenosová soustava - sítě o napětí 400 kv a 220 kv Úkoly PS regulace frekvence (disbalancečinných výkonů změna frekvence) - stabilita přenosu i při mimořádných stavech - spolehlivost přenosu Provozovatel PS - společnost ČEPS, a.s. ( ČEPS, a.s. - dispečersky řídí provoz zařízení přenosové soustavy a systémových zdrojů na územíčeské republiky a zajišťuje bezpečný a spolehlivý přenos elektřiny pro uživatele přenosové soustavy v ČR i v rámci Evropského trhu s elektřinou. 13

14 Distribuční soustava 14

15 Distribuční soustava V ČR je téměř 300 držitelů licence na distribuci elektřiny, ale pouze 3 distributoři mají největší význam: ČEZ Distribuce, a.s., E.ON Distribuce, a.s., PRE distribuce, a.s. Ostatní distributoři mají pouze lokální charakter (např. velké průmyslové podniky). Distribuční soustava - sítě o napětí 110 kv, 35 kv, 22 kv, nn - výjimečně v městech např. 10 kv (Plzeň Bory) Úkol DS dodávka elektřiny v požadované kvalitě - nepřetržitost dodávek - kvalita napětí velikost (odchylky napětí) - stálost napětí - symetrie napětí - nedeformovaná křivka 15

16 Údaje o ES ČR Rozvinutá délka vedení 400 kv km 220 kv km 110 kv km vn km nn km 16

17 Údaje o ES ČR 17

18 Údaje o ES ČR Počet transformátorů: 400/110 kv /110 kv kv/vn 630 vn/nn

19 Významná data v historii ES ČR přijat zákon o všeobecné elektrizaci. Při vzniku republiky mělo přístup k elektřině 34 % obyvatel (na Slovensku pouze 2 %), ale pouze 11 % měst a obcí výnosem ministra veřejných prací zavedena třífázová soustava 50 Hz a napětí pro místní sítě 3 x 380/220 V, napětí primárních distribučních sítí 22 kv a 110 kv dostavěna první velká elektrárna včeských zemích - Ervěnice (70 MW) postavena první velká elektrárna na Vltavě Vrané konec 30. let elektrifikováno 70% obcí a přístup k elektřině mělo 90% obyvatel první mezinárodní propojení s polskou elektrárnou ve Walbrzychu první přečerpávací elektrárna ve Štěchovicích elektrifikováno celé územíčeských zemí 19

20 Významná data v historii ES ČR radiální přenosové soustavy české a moravskoslezské se spojily na napěťové hladině 110 kv rozvoj přenosové soustavy díky modernizaci se navýšil výkon elektráren 2-3x, avšak spotřeba rostla více než výroba regulované vypínání elektřiny pro domácnosti, vznik státního energetického dispečinku (1958), výstavba vedení 400 kv (1959) uveden do provozu první elektrárenský blok o výkonu 110 MW Tisová (1960) a o výkonu 20 0MW v Ledvicích (1967) počátkem 70. let ukončena výstavba sítě 220 kv dnes plní funkci převážně záložních a doplňkových přenosových tras, začala výstavba Jaderné elektrárny Dukovany (1978) prakticky dokončena výstavba přenosové sítě 400 kv, uveden do provozu do současnosti největší elektrárenský uhelný blok o výkonu 500 MW v Mělníce (1981), uveden do provozu první blok Jaderné elektrárny Dukovany (1985), zahájena stavba Jaderné elektrárny Temelín (1987) 20

21 Významná data v historii ES ČR založena propojená soustav CENTREL (1992), zahájila provoz přečerpávací vodní elektrárna Dlouhé stráně, největší současná vodní elektrárna včr s výkonem 650 MW (1996) česká přenosová soustava byla trvale připojena k západoevropské soustavě UCTE, česká energetika jako první odvětví vstoupila plně do Evropy dokončen rozsáhlý odsiřovací program českých elektráren, české elektrárny jsou z hlediska ekologie rovnocenné západoevropským 2000 a dále - zahájení zkušebního provozu prvního a druhého bloku Jaderné elektrárny Temelín (2002, 2003), distribuce rozdělena do ČEZ, E.ON a PRE (2003), boom výstavby fotovoltaických elektráren (2010) kritická situace, místo obvyklých 1000 MW se přes ČR valí 3500 MW (výroba z větrných elektráren na severu Německa) hrozící blakcout 21

22 Vliv změn v okolních soustavách na ES ČR Přebytek výkonu 1000 MW 1500 MW 4000 MW 2000 MW 8500 MW Nedostatek výkonu 22

23 Blackout totální chaos? Blackout ihned výpadek komunikačních sítí, osvětlení, čerpacích stanic, dodávek vody, dopravy, průmyslu - po 6 h rádiové spojení mezi úřady, baterie, akumulátory, záchranné složky, policie - do 24 h kanalizace, odvoz odpadu, doprava, záložní agregáty - po 24 h vojenské radiové spojení, vojenská vozidla Nedodávka delší než 24 h sociální nepokoje Nedodávka delší než 5 dnů dezintegrace společnosti 23

24 Propojené elektrizační soustavy Přenosová soustava ČR pracuje v režimu synchronního propojení s ostatními státy kontinentální Evropy v soustavě ETSO-E (European Transmission System Operators) 42 provozovatelů PS z 34 států 1958 MIR 1992 CENTREL (ČR, SR, Polsko, Maďarsko) - cílem bylo připravit synchronní připojení jejich soustav k soustavám západoevropským 1995 zahájen pokusný paralelní provoz s UCPTE (Union for the Coordination of Production and Transmission of Electricity) česká přenosová soustava byla trvale připojena UCPTE 1999 řádný člen UCPTE a od roku 2001 UCTE (Union for the Coordination of Transmissionof Electricity) 2008 ETSO-E, která nahradila UCTE 24

25 Propojené elektrizační soustavy 25

26 Propojené elektrizační soustavy 26

27 Propojené elektrizační soustavy 27

28 Akumulace elektrické energie Přehled nejužívanějších způsobů akumulace elektrické energie Supravodivý indukční akumulátor Elektro - chemické akumulátory Olovněné akumulátory Setrvačníkové akumulátory Tlakovzdušné akumulační elektrárny Přečerp. vodní elektrárny Doba akumulace ohraničeně neomezeně neomezeně ohraničeně ohraničeně neomezeně Doba přepnutí [s] 0,02 0,02 0,02 0, Objemová kapacita [J/m 3 ] Účinnost [%] Reálná kapacita [MWh] do

29 Akumulace elektrické energie Přečerpávací vodní elektrárny (PVE) 29

30 Akumulace elektrické energie Tlakovzdušné akumulační elektrárny 30

31 Akumulace elektrické energie Setrvačníkové akumulátory Setrvačníkový akumulátor s rotorem z uhlíkového kompozitu zavěšeného v magnetických ložiskách, otáčejícím se rychlostí otáček za minutu. 31

32 Akumulace elektrické energie Supravodivé indukční akumulátory SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage Kapacita do 1 MJ Malý supravodivý akumulátor UPS. 32

33 Akumulace elektrické energie Superkondenzátory 33

34 Děkuji za pozornost, doplnění prezentovaných informací a vaše dotazy. Miloslava Tesařová Západočeská univerzita v Plzni Katedra elektroenergetiky a ekologie