Ostrovní provozy. ednášející: Vlastimil Novotný. Ing. František Žák, Ph.D.

Transkript

1 Ostrovní provozy ednášející: Vlastimil Novotný EZ Distribuce, a.s., Ing. František Žák, Ph.D EGE, spol. s r.o. Kontakt: tel vlastimil.novotny@cezdistribuce.cz tel zak@ege.cz 1

2 Vývoj pilotního projektu Smart Region Vrchlabí V. Novotný, EZ Distribuce, a.s.,

3 Sou asný stav

4 Cíle projektu Automatizované ešení poruch na úrovni nn Automatizované ešení poruch na úrovni vn Automatizovaný ostrovní provoz

5 Ostrovní provoz dálkov ovládaná DTS Rozpadová DTS Oblast ostrovního provozu Po et DTS: 7 Délka NN kabel : 26 km Délka VN kabel : 3,9 km Po et zákazník : General Assembly, Madrid, Nov. 5 28th 2012

6 Velké výpadky ezen 1999: Kolaps zasáhl energetickou sí v jižní Brazílii, bez proudu se na t hodin ocitlo podle odhad 75 až 97 milion lidí. V té dob se jednalo o nejv tší dosud zaznamenaný výpadek elekt iny. Srpen 2003: Na severovýchodním pob eží USA a Kanady bylo 55 milion lidí bez proudu dva dny. V menším rozsahu se pak výpadky n kolikrát opakovaly. Od té doby Spojené státy do své p enosové sít zna investovaly. Zá í 2003: Blackout zasáhl Itálii a na osmnáct hodin odst ihl od elekt iny celkem 56 milion lidí. Výpadek proudu pocítila na n kolik hodin i ást Švýcarska. ervenec 2004: síc p ed zahájením letní olympiády v Aténách postihl blackout 7 milion lidí v ecku. Jako d vod se mimo jiné uvádí p etížení sít v d sledku užívání klimatizace. Srpen 2005: Zhruba 100 milion lidí pocítilo masivní výpadek elekt iny na indonéských ostrovech Jáva a Bali. Trval n kolik hodin. Zá í 2011: Rozsáhlý výpadek proudu postihl Kalifornii. Skoro 7 milion lidí se muselo obejít bez elekt iny po dobu dvanácti hodin. Spekulace o tom, že energetický kolaps souvisel s desetiletým výro ím teroristických útok z 11. zá í 2001, se nepotvrdily ervenec 2012: V Indii zasáhl kolaps rozvodných sítí 670 milion lidí. To je 9 procent všech obyvatel planety víc, než kolik má celá Evropská unie. Tento blackout bývá považován za v bec nejv tší hromadný výpadek proudu v historii. A pro druhou nejlidnat jší zemi sv ta pravd podobn nebyl posledním, tamní zastaralá infrastruktura totiž nezvládá pokrývat pot eby rychle rostoucí indické ekonomiky Únor 2014: Nezvykle mrazivé po así s p ívaly sn hu poni ilo na tisíc kilometr elektrických sítí ve Slovinsku. Zp sobilo rozsáhlý kolikadenní výpadek proudu, který zasáhl více než domácností. 6

7 Krátkodobý ostrovní provoz Ostrovní Synchronní provoz propojení lokální sí Elektriza ní soustava ES G Frekvence f vliv aktuální dodávky P a její spot eby Nap tí U ovlivn no jalovým výkonem Q ( U,f SN EN )

8 rok VO [GWh] MO Podnikatelé [GWh] Dom. [GWh] HDP [mld K ] Produkce [K /kwh] Produkce ep. na ceny 2013 [K /kwh] ,0 8062, ,8 3352,6 78,60 94, ,1 8470, ,9 3848,4 86,99 95, , ,5 3790,8 88,90 94, ,8 8100, ,7 3845,9 90,04 91, ,2 8172, ,5 3883,7 91,8 91,77 Zdroj: ERÚ - spot eba Zdroj: SÚ - HDP

9 Míra inflace v R Míra inflace v R (%) 6,3 (zdroj SÚ) 4 3 1, ,5 2,8 1 1,5 1,9 3,3 1, ,7 Míra inflace v R (%) 5 4 3,6 (zdroj: , ,3 2,4 2,4 1,

10 Ostrovní provoz Náhodný ízený

11 ÍZENÉ OSTROVNÍ PROVOZY

12 OSTROVNÍ PROVOZ Vyšší spolehlivost dodávky elektrické energie - Snížení následných ztrát v d sledku výpadku napájení - Snížení po tu výpadk místních zdroj - Zajišt ní provozu infrastruktury - Zajišt ní tržeb za elektrickou energii

13 Podíl EGE na realizaci ostrovního provozu (OP) v oblasti Smart region Vrchlabí Studie Návrh ešení OP Stanovení podmínek pro úsp šné zvládnutí projektu Konzultace se subdodavateli ešení problém b hem realizace Realizace ízení OP Dodávka ídí automatiky ostrovního provozu AOP Propojení díl ích systém ízení zkoušek OP 13

14 Studie OP Analýza sít Posouzení vhodnosti sít Doporu ení pro vybavení a ízení d ležitých bod v sítí Analýza p ipojených odb ratel Analýza charakteru zatížení Návrh možnosti eliminace prom nlivého zatížení v síti Stanovení zp sobu ízení napájených odb Návrh ešení OP Návrh za len ní díl ích systém do OP 14

15 ení v síti OP Oblast maloodb ru byty a RD Letní m ení: od v 10:21 a do Zimní m ení: od do (na DTS 5663) do na TS 35kV /10 kv

16 inný výkon denní diagram zatížení LÉTO

17 Zimní m ení : 1. ást váno ní svátky, zimní prázdniny až

18 inný výkon - diagram zatížení

20 Zimní m ení: ást až

22 Doba trvání zm ny zatížení dp/dt [kw/s] dne Nutná p ídavná opat ení V možnostech zdroje - Vhodná p ídavná opat ení V možnostech zdroje %

23 Odb ratelé v nn síti podle velikosti jisti e

24 PROJEKT: OSTROVNÍ PROVOZ Propojení systém AOP ízení OP Chrán ní komunikace ení a zpracování dat Monitoring ízení sítí komunikace Monitoring Dálkové ovládání ení a zpracování dat DTS 10 kv/0,4 kv (35 kv/0,4 kv) Zdroj energie: KGJ (1,6 MW) Záložní zdroje energie komunikace Chrán ní Dálkové ovládání ení a zpracování dat Záložní zdroje energie Chrán ní Tepelná a vodní hospodá ství komunikace ízení zdroje Plynové hospodá ství 24

25 OSTROVNÍ PROVOZ v ásti m stské sít Smart region Vrchlabí 25

26 Pro v m stské ásti? Zajišt ní infrastruktury Vyšší spolehlivost zajišt ní napájení i v mimo ádných stavech (Kalamity, Teroristické útoky, ) Pro v malé nevýznamné m stské ásti? Malá oblast vybavená pot ebnou technologií Instalovaný vhodný zdroj elektrické energie ekávaný p ínos: Zajišt ní napájení v dob poruchy v ES i na napájecích linkách Odzkoušení nových technologií Analýzou ešení problém p i výstavb, výsledk zkoušek a zkušeností z provozu lze odvodit nutné p edpoklady pro realizování velkých OP v stských aglomeracích. 26

27 Ostrovní provoz v síti 10 kv 27

28 lící místo I. G DTS 0643 DTS 0648 DTS 1435 DTS 1030 DTS 1283 DTS 1283 DTS 1283 Oblast ostrovního provozu lící místo II.

29 29

30 30

31 Informa ní display Dálkov ovládané jisti e až 12 vývod nn v DTS Ovládání: - Dispe ink - AOP 31

32 Automatika OP AOP BA G Za ízení pro eliminaci prudkých zm n zatížení a stabilizaci chodu zdroje

33 Zdroj: kogenera ní jednota 1600 kw 33

34 ídící sk ín KGJ ízení OP - AOP 34

35 Možnost nouzového ovládání zabezpe eno klí em 35

36 Automatika AOP SW ení Komunikace IEC pro oblast OP IEC dispe ink (IEC nn slabé vazby) MODBUS zdroj KGJ ímé ovládání KGJ ímé ovládání eliminace zm n zatížení 36

37 Nouzový zdroj energie pro start ze tmy 37

38 stská rozvodna 10 kv Sada základní OP AOP G V dob OP - Zm na nastavení ochran Ochrany

39 1. Etapa zkoušek Bez ovlivn ní odb ratel Testy AOP, simulace provozních stav Testy zdroje 39

40 ROZPOJENO AOP BA ÍZENÍ ZDROJE G Sí 10 kv Kotelna

41 Odpojení od sít Povel na zapnutí ídavné zát že Maximální úrove frekvence 1000 kw Zapnutí p ídavné zát že 216 kw+45 kw 41

42 Odpojení od sít Povel na zapnutí ídavné zát že Zapnutí p ídavné zát že 42

43 Testy reak ních as : as odpojení od sít : 13:49:58,96967 Povel na p ídavnou zát ž: 13:49:59,02323 ipnutí p ídavné zát že: 13:49:59,03394 t 66,5 ms 10,71 ms 77,21 ms Výsledek: reak ní doba AOP cca 55 ms až 85 ms doba spínání p ídavné zát že cca 9 ms až 15 ms doba odpojení p ídavné zát že cca 15 až 25 ms 43

44 2. Etapa zkoušek Ostré zkoušky reálného ostrovního provozu Start OP p i úplné ztrát napájení 44

45 lící místo Automatický start OP AOP ízeno AOP G DTS 0643 DTS 0648 DTS 1435 DTS 1030 Výchozí 1. Krok stav - Vyd lení Oblast OP oblasti bez napájení OP - Odstavný zdroj DTS 1283 DTS 1283 DTS 1283 Oblast ostrovního provozu lící místo

46 Automatický start OP ízeno AOP G DTS 0643 DTS 0648 DTS 1435 DTS Krok - Odpojení vývod v DTS DTS 1283 DTS 1283 DTS 1283 Oblast ostrovního provozu

47 G DTS 0643 DTS 0648 DTS 1435 DTS Krok - Start zdroje DTS 1283 DTS 1283 DTS 1283 Oblast ostrovního provozu

48 OSTROVNÍ PROVOZ G DTS 0643 DTS 0648 DTS 1435 DTS 1030 Spot eba: 300 kw až 1200 kw Krok - Zapnutí NN VN generátoru vývod sít DTS DTS 1283 DTS 1283 DTS 1283 Oblast ostrovního provozu

49 ení na zdroji Zapnutí zdroje do sít nn ipnutí p ídavné zát že stabiliza ní ást ipnutí p ídavné zát že tlumící ást 49

50 ení na zdroji Zapnutí vn sít - proudový ráz ipnutí p ídavné zát že stabiliza ní ást Op tné p ipnutí p ídavné zát že tlumící ást 50

51 ení v síti vn 10 kv Zvýšení frekvence po proudovém rázu Pokles frekvence vyvolaný proudovým rázem 51

52 Zapnutí zdroje do sít nn Zapnutí zdroje do sít vn Zapínání vývod z DTS Stabilizace chodu zdroje Stabilizace chodu zdroje 52

53 Zm ny nap tí a frekvence v vyvolané p ipínání jednotlivých vývod nn 53

54 asový pr h nap tí, proud a frekvence v síti nn na výstupu ze zdroje 54

55 asový pr h nap tí a proud v síti nn na výstupu ze zdroje Automatické odpojení zdroje od sít ukon ení OP Snížení zatížení - Vypnutí stabiliza ní zát že Ukon ení OP na tmu 55

56 2. Etapa zkoušek Ostré zkoušky reálného ostrovního provozu echod ze synchronního p ipojení zdroje do OP 56

57 OSTROVNÍ PROVOZ AOP G DTS 0643 DTS 0648 DTS 1435 P W DTS 1030 Spot eba: 300 kw až 1200 kw DTS 1283 DTS 1283 DTS 1283 Oblast ostrovního provozu

58 58

59 t = 84,36 ms 59

60 60

61 61

62 2. Etapa zkoušek Ostré zkoušky reálného ostrovního provozu Automatické p ipojení oblasti OP k síti - bez synchronizace 62

63 OSTROVNÍ PROVOZ AOP U = 0 G DTS 0643 DTS 0648 DTS 1435 P W Stop DTS 1030 Spot eba: 300 kw až 1200 kw ízení zdroje DTS 1283 DTS 1283 DTS 1283 Oblast ostrovního provozu

64 Okamžik odpojení zdroje Okamžik obnovení nap tí ze sít 64

65 Odpojení stabiliza ní zát že Odpojení zdroje od sít Obnovení nap tí v síti po zapnutí lícího místa Proud vlastní spot eby zdroje 65

66 Po zkouškách Shrnutí poznatk 66

67 Cíl vytvá ení ostrovního provozu Kotelna el. energie G teplo plyn 1. Zajišt ní napájení el. energií 2. Zajišt ní dodávky tepla 3. Ov ení možnosti budování OP Nevýhoda: závislost na dodávce plynu

68 Další innost Modernizace m stské rozvodny echod na nap tí sít 35 kv Test funkce synchronizace celé oblasti OP na sí 68

69 U,f U,f SYN AOP 5201 du; df fázuj IEC G MODBUS +P ÍMÉ ÍZENÍ du;df ízení zdroje OSTROVNÍ SYNCHRONNÍ PROVOZ PROPOJENÍ

70 Shrnutí poznatk V praxi byla ov ena možnost vybudovat ostrovní provoz na sou asné technologické základn Ekonomický význam pro výrobní sféru Zajišt ní funkce infrastruktury Velký význam pro domácnosti v p ípadech kalamit a dlouhodobého bezproudí 70

71 kuji za pozornost Prosím Vaše dotazy