Význam inteligentních sítí pro využívání obnovitelných zdrojů energie

Význam inteligentních sítí pro využívání obnovitelných zdrojů energie Konference Energie pro budoucnost, Brno 14.4.2010 Ing. Jiří Borkovec Česká technologická platforma Smart Grid

Obsah Definice pojmu inteligentní sítě Problematika využívaní obnovitelných zdrojů energie Význam inteligentních sítí pro OZE Současný stav inteligentních sítí Trendy inteligentních sítí Shrnutí Technologická platforma Česká technologická platforma Smart Grids, 2010 Str. 2

Vyjasnění základních pojmů Smart Grids - Inteligentní sítě: jsou inteligentní, spolehlivé, samoregulační, samo se monitorující, distribuční sítě, které umožňují plné využívat potenciálu OZE. Super Grid (Mega Grid): je přenosová síť využívající moderní technologie, která umožňuje efektivně splnit veškeré požadavky obchodu s elektrickou energií bez ohledu na vzdálenost a objem přenášené energie. Smart Metering - Inteligentní měření: je měření energie v reálném čase, které díky obousměrné komunikaci s odběrným místem, umožňuje optimalizovat odběr z hlediska odběratele i distributora energie. Home automation (automation behind the meter) - domácí automatizace: je systém, který využívá informace z inteligentního měření k automatickému řízení odběru případně výroby nebo akumulace. Česká technologická platforma Smart Grids, 2010 Str. 3

Smart Grids v zemích EU A Smart Grid is an electricity network that can intelligently integrate the actions of all users connected to it generators, consumers and those that do both in order to efficiently deliver sustainable, economic and secure electricity supplies. Source: European Technology Platform SmartGrids Smart Grid je elektrická síť, která umí sofistikovaně integrovat veškeré funkce všech připojených zařízení generátorů i spotřebičů tak, aby byla zajištěna efektivní, ekonomická a bezpečná dodávka elektrické energie. Zdroj: Evropská technologická platforma Smart Grids Jedním z cílů inteligentních sítí je je snadná integrace OZE do elektrické sítě. Česká technologická platforma Smart Grids, 2010 Str. 4

Změna konceptu provozování sítí Zdroj: ABB Česká technologická platforma Smart Grids, 2010 Str. 5

Koncept Smart Grids se týká všech účastníků elektrizační soustavy Výroba Přenos a distribuce Spotřeba Tradiční výroba Otevřené řešení pro všechny typy a velikosti zdrojů Smart Metering Sluneční elektrárny Větrné elektrárny Distribuovaná výroba Vzájemná interakce mezi spotřebou a procesy řízení sítě Efektivní, spolehlivá a samo se obnovující funkce přenosu a distribuce Nákladově nejefektivnější řešení budoucích požadavků Smart house Elektromobily Průmysl Česká technologická platforma Smart Grids, 2010 Str. 6

Specifické atributy OZE Obnovitelné zdroje enegie (OZE): Geotermální energie Vodní energie (VE) Biomasa/bioplyn (KVET) Větrná energie (VTE) Solárni energie (FVE) Plánovaný podíl výroby EE z OZE je 8% roce 2010 Disponibilita výkonu VTE a FVE je závislá na počasí a obtížně predikovatelná Velké výkyvy v profilu výroby jsou zákonité Nároky na řízení elektrizační soustavy jsou vysoké Česká technologická platforma Smart Grids, 2010 Str. 7

Přiklad profilu výroby VTE Časový interval 72 hodin Zdroj: ČEPS Česká technologická platforma Smart Grids, 2010 Str. 8

Příklad profilu výroby FVE: Časový interval 72 hodin Zdroj: ČEPS Česká technologická platforma Smart Grids, 2010 Str. 9

Nové výzvy pro řízení výroby a odběru MW Současná skladba zdrojů má jen velmi omezené možnosti efektivní a ekologické záporné regulace. Energie kterou nikdo nepotřebuje? Příležitost pro inteligentní sítě? 0 6 12 18 24 Česká technologická platforma Smart Grids, 2010 Str. 10

Možnosti řešení převisu výroby 1. Řízení výroby: krátkodobé snížení výroby v neobnovitelných zdrojích - není vhodné pro parní a jaderné elektrárny 2. Export přebytečné energie předpokladem je včasná predikce a přenosová kapacita 3. Akumulace přebytečné energie předpokladem je dostatečná akumulační kapacita 4. Řízení spotřeby: Využit inteligentní sítě a přizpůsobit spotřebu výrobě 5. Integrace OZE do virtualních elektráren, které mohou nabídnout výhodnější profil výroby a určitý regulační výkon. Virtualní elektrárna je mix různorodých zdrojů, akumulace, řiditelné zátěže a navenek se chová jako jeden zdroj. Neschopnost nabídnout převis výroby za atraktivní ceny konečným zákazníkům (např. za nižší než ceny plynu) a omezovat výrobu v OZE s oddůvodněním, že ji nikdo nepotřebuje je neakceptovatelné!!!! Česká technologická platforma Smart Grids, 2010 Str. 11

Maloodběratel ve smart grids Vlastní výroba Řídící systém KNX Nabíjecí stanice Řízená spotřeba Neřízená spotřeba Zásobník el.energie Smart meters 1. Odběratel a současně i dodavatel (výrobce el.energie) 2. Optimalizace vlastní spotřeby s ohledem na vlastní benefity 3. Optimalizace spotřeby s ohledem na benefity pro distributora 4. Uplatnění vlastní výroby v rámci vlastní spotřeby 5. Ukládání části vlastní výroby pro budoucí spotřebu Zásobníky el.energie Nabíjení elektromobilu Distributor Dodavatel elektrické energie, Internet provider, Zdroj: Dokumenty Smart Grids konceptu společnosti ABB Komunikační kanály: Přípojka Koordinace spotřeby a výroby s ohledem na komplexní potřeby v rámci vztahu: dodavatel distributor zákazník Česká technologická platforma Smart Grids, 2010 Str. 12

Smart Grids u distributora en.energie Integrace obnovitelných zdrojů Domácí automatizace Efektivní přenos na dlouhé vzdálenosti Plug-in elektromobily Podpora procesů řízení provozu sítí Zvýšení flexibility klasických zdrojů Zvýšení přenosové kapacity sítí Efektivní správa, řízení toků v sítích Řízení spotřeby Zvyšení spolehlivosti sítí Integrace zásobníků elektrické energie Řízení provozu distribuovaných zdrojů Lokálni bilance distribuované výroby Zdroj: Dokumenty Smart Grids konceptu společnosti ABB Česká technologická platforma Smart Grids, 2010 Str. 13

Komplexní řešení a synergie Primární technika a technologie Sekundární technika a technologie (monitoring, řízení, chránění a automatizace) ve stanicích (vvn, vn i nn) i sítích (vn, nn) Zařízení související se spotřebou elektrické energie - obchodní měření, automatizace, řízení spotřeby Komunikace (včetně bezdrátových a speciálních, např. PLC), včetně úloh spolehlivosti, bezpečnosti a utajení SW vývoj specifických aplikací Implementace do stávajících systémů řízení a informačních systémů všech úrovní Specifické úlohy v úrovni modelování dějů v elektrizační soustavě, specifické řešení chránění, atd. Vazba na legislativu, státní správu, procesy regulátora Česká technologická platforma Smart Grids, 2010 Str. 14

Shrnutí Smart Grids jsou cestou, ne jedinou, ale cestou, která dává naději řešení současného i očekávaného stavu v souvislostech s OZE. Smart Grids jsou cestou rozsáhlé aplikace povětšinou známých technických principů, většinou aplikovaných novým způsobem a v dosud nebývalém rozsahu Klíčovými aspekty konceptu Smart Grids jsou standardizace, kooperace a synergie. Výrazným aspektem Smart Grids je implementace moderních technických a technologických řešení, velmi často i z oblastí mimo tradiční rámec dodavatelů Česká technologická platforma Smart Grids, 2010 Str. 15

Závěr Podpora rozvoje OZE bez odpovídající podpory inteligentních sítí, nepřináší očekavaný prospěch. Česká technologická platforma Smart Grids, 2010 Str. 16

Česká technologická platforma Smart Grids, 2010 Str. 17

Česká technologická platforma Smart Grids, 2010 Str. 18