Reference S P O L E H L I V Ý P R O V O Z K O M P L E X N Í C H A P L I K A C Í S I VYŽADUJE SYSTÉMOVÝ ZPŮSOB NÁVRHU

Transkript

1 KONFERENCE MĚLNÍK, Reference M.Sc. Daniel Georgiev, Ph.D. Fakulta aplikovaných věd, ZČU SIMULACE SOLÁRNÍCH PLACHET PRO NASA ŘÍZENÍ SYSTÉMŮ PŘES SÍTĚ DISTRIBUOVANÉ BEZPEČNOSTNÍ SYSTÉMY KOREKCE GPS MĚŘENÍ ZABEZPEČENÍ KOMUNIKAČNÍCH SÍTÍ NÁVRH BIOTECHNOLOGICKÝCH SYSTÉMŮ PROVOZ SYSTÉMŮ V ENERGETICE S P O L E H L I V Ý P R O V O Z K O M P L E X N Í C H A P L I K A C Í S I VYŽADUJE SYSTÉMOVÝ ZPŮSOB NÁVRHU

2 KONFERENCE MĚLNÍK, FP7 - Projekt GARPUR členstvo konsorcia naplňuje 12 univerzit (včetně ZČU) a 7 operátorů (včetně ČEPS) z 12ti zemí Bezpečnost dnešní přenosové soustavy nelze hodnotit pouze kritériem N-1. Existují nové způsoby ohrožení se stochastickou charakteristikou. Existují nové způsoby automatizace i nová rizika provozu. Vyhodnocení bezpečnosti je silně závislé na kriteriální funkci, estimaci a predikci. Cílem Evropského projektu GARPUR je návrh kriteriální funkce, která zajistí do budoucnosti spolehlivé vyhodnocení bezpečnosti v rámci ENTSO-E. 5 pokryti 5 pokryti 1 5 pokryti 2 4 Smerodatna odchylka od dennich diagramu ACEo (kladna), obdobi = unor - brezen pokryti 3 5 pokryti 4 5 pokryti 5 25 Ćetnost [MW] pokryti 6 5 pokryti 7 5 pokryti jasno.5 1 P/P.5 1 : 6: 12: 18: : den ZPŮSOBY OHROŽENÍ EVROPSKÁ PŘENOSOVÁ SOUSTAVA NÁCHYLNOST SÍTĚ VÁŽNOST STAVU přírodní rizika způsobená rizika výroba odběr regulace trh VYSTAVENÍ technická zařízení informační technologie operační režim PŘIZPŮSOBIVOST systémové služby korektivní zásahy časová granularita ovlivněná plocha doba ekonomické ztráty lidské a zdravotní úrazy f(ohrožení, náchylnost, vážnost) = bezpečnost soustavy

3 KONFERENCE MĚLNÍK, M A Ř E N Í E N E R G I E K N E J E N V Y Š Š Í SPOLEHLIVOSTI

4 KONFERENCE MĚLNÍK, FVE - denní výroba Vy robená elektr ická energie FVE v Hor uša nech (Plzeň-jih) Kolísá ní při zvýšené ob lač nosti ob sahuj e až 4 % vy robené energie. O B R Á ZEK 1. Den ní v ý roba e ne rgi e ze solár ních z dr o j ů (FV E) se s klá dá z p ev n é a kolí sa jící s l ož k y, je jíž p red i kc e s e mě ní h od i nově a p od le p oč as í. Č ím v z d áleně jš í je č as ov ý ho ri zont, tí m větší j e ko l is aj í cí s lož ka a tí m men š í je p ev ná složka.

5 KONFERENCE MĚLNÍK, FVE - cena regulace Rozbor ceny elektřiny v EUR/MWh dle typu zdroje a komponenty [1]. Cena FVE zahrnuje investiční náklady (cca 12,5 EUR/MWh) a cenu regulace (cca 5, EUR/ MWh). Pouhá cena regulace FVE se rovná ceně elektřiny z tradičních zdrojů. Cena regulace FVE a větrné energie jsou přibližně stejné. OBRÁZEK 2. Regulační zálohy jsou alokovány hodinu až den před časovým horizontem. Cena alokované energie roste s výší alokované kapacity. Čím vzdálenější je časový horizont, tím menší je marginální cena současné regulace. [1] The Boston Consulting Group. BCG Perspective on PV Market. Dec. 211.

6 KONFERENCE MĚLNÍK, FVE - dotace Ekonomické ztráty investic do FVE [2]. FVE dotace v roce 29 Tržní cena-126 Kč/MWh Cena+služby-4128 Kč/MWh Feed-in tarif Kč/MWh OBRÁZEK 3. FVE technologie jsou ekonomicky nevýhodné díky neúnosným kapitálovým výdajům. Feed-in tarify hradí nadměrné výdaje a stimulují rozvoj OZE. V ČR FIT představují roční ekonomické ztráty na úrovni 6 milliard. Je tedy potřeba neúnosné FIT nahradit či doplnit výhodnější stimulací, která například vyžaduje reinvestice do energetického sektoru. FVE dotace v roce 21 Celkové ekonomické ztráty: 14 milliard Kč Dotace hradící neefektivnost OZE technologií: 42% = 5,9 milliard Kč Dotace hradící zisk investorů: 58% = 8,11 milliard Kč [2] J. Průša et al., Economic loss in Czech photovoltaic power plants, IES Working paper: 18/22.

7 KONFERENCE MĚLNÍK, FVE - současné maření MAŘENÍ PRO BEZPEČNOST: USA - 25 TWh (21) - 4 TWh (211) - zmařeno cca 4% větrné energie - zmařená energie je jen z části kompenzována [4]. Bulharsko [5] - zmařeno 4% energie z OZE v dubnu 213 OBRÁZEK 4. Současně maření je využíváno pouze z bezpečnostních důvodů. Příčinou maření mohou být omezené kapacity či překročené meze napětí. Řídicí technologie snadněji umožňují odstavení větrných zdrojů, přestože cena regulace FVE je přibližně stejná. ČÍNA [3] - 2 TWh (212) - v oblastech zmařeno až 25% větrné energie Average operational hrs [3] W. Zhou, Curtailed wind to curtail coal heating in China: A double advantage? Revolt, [4] J. Rogers et al., Examples of wind energy curtailment practices. U.S. Department of energy report [5] H. O Brian, Bulgaria curtails wind power, Wind Power Monthly,

8 KONFERENCE MĚLNÍK, KOUPILI JSME TO... SPOTŘEBOVAT A REGULOVAT TO ALE NEMUSÍME

9 KONFERENCE MĚLNÍK, FVE - ekonomické maření OBRÁZEK 5. Vývoj FVE technologií umožňuje centralizované řízení kolísající injekce. Předem stanovené meze na kolísající složku injektované FVE umožní úspory v regulaci. Pokud nárůst ceny regulace (modrá barva) je vyšší než cena náhradní energie (červená barva) je ekonomicky výhodné zmařit část FVE. Často maření je i ekologicky výhodné. Běžící zdroje mohou být částečně odstaveny. Úsporné zdroje mohou být dřívěji spuštěny.

10 KONFERENCE MĚLNÍK, Případová studie 28 INT. SOURCE FIRM SOURCE PASSIVE LOAD REG. LINES and TIE-LINES (arrow = flow dir) REG. LINES and TIE-LINES w/ INT. FLOW (arrow = flow dir) OBRÁZEK 6. IEEE 3 bus test system. Do sítě jsou zapojeny pevné zdroje, zdroje PpS a OZE. OZE mají určenou kolísající složku, která se před kompenzací projevuje v kolísajících tocích (přerušené čáry). Optimální meze ekonomického maření určují PpS rezervy a dispečink. Šipky indikují směr následujících průměrných toků

11 KONFERENCE MĚLNÍK, FVE - faktory maření Faktory maření [7] Flexibilní PpS znevýhodňují maření: - plynové zdroje mají nižší cenu cyklování a kratší dobu nasazení a proto snižují maření Spolehlivost OZE snižuje maření: - spolehlivost zdroje společně s ostatními faktory určuje úroveň maření jednotlivých zdrojů OBRÁZEK 7. Nové technologie umožňují centralizované řízení injektované energie z FV zdrojů pomocí integrovaných měničů. Pevná složka FVE je daná predikcí. Kolísání lze tedy pouze omezit snížením maximální meze výroby. Předem stanovená mez je nejen závislá na ceně regulace. Úroveň maření určuje několik faktorů. V obrázku šipky směřující nahoru indikují faktory, které zmenšují úroveň maření. [6] R. Tonkoski et. al, Coordinated active power curtailment of grid connected PV inverters for overvoltage prevention. IEEE Transactions on power systems, 211. [7] D. Georgiev et. al, Risk Limiting Dispatch with Optimal Curtailing in Active Distribution Networks. European Control Conference., July 213, Zurich, Switzerland.

12 KONFERENCE MĚLNÍK, MAŘENÍ ENRIGE K VYŠŠÍ SPOLEHLIVOSTI 12 FREE ENERGY

13 KONFERENCE MĚLNÍK, MAŘENÍ ENRIGE K VYŠŠÍ SPOLEHLIVOSTI FREE ENERGY 13