Flexibilita na straně výroby

Flexibilita na straně výroby elektromobility pro řízení ES ČR

Témata Kladný a záporný potenciál DECE souhrn Podrobnosti pro jednotlivé typy DECE Závěry

Pojmy Kladný potenciál : spotřebního zařízení je potenciální snížení jeho zatížení (snížení zatížení odpovídá efektu zvýšení výroby) výrobního zařízení je potenciální zvýšení jeho výkonu (o který lze zvýšit jeho výrobu). Záporný potenciál : spotřebního zařízení je potenciální zvýšení jeho zatížení (zvýšení zatížení odpovídá efektu snížení výroby) výrobního zařízení je potenciální snížení jeho výkonu (o který lze snížit jeho výrobu).

Možnosti poskytování Možnosti poskytování jsou s současné době značně omezeny provozní podporou OZE (dotace), cca do roku 2030 tyto zdroje nejsou schopny poskytovat flexibilitu. Kladnou flexibilitu jsou schopny poskytovat prakticky jen kogenerační jednotky (KGJ) a vodní elektrárny. Zápornou flexibilitu jsou od roku 2030 schopny poskytovat všechny DECE (pokud nedojde k omezení dalšími podporami). Možnosti poskytování u jednotlivých skupin DECE jsou dále omezeny způsobem jejich provozu (např. současná dodávka tepla) a zdrojem energie (slunce, vítr, voda).

Instalovaný výkon Potenciál

Kladná flexibilita Potenciál

Záporná flexibilita Potenciál

Zdroje 110 kv, VN > 10 MW (mimo FVE a VTE) Řešeno individuálně po jednotlivých zdrojích Předpoklad poklesu v souladu s očekávaným odstavováním zdrojů Zdroje v síti VVN Rok 2018 2020 2030 2040 Instalovaný výkon [MW] 6 350 6 350 4 740 4 220 Roční Ø kladné [MW] 890 850 770 690 Roční Ø záporné [MW] 520 500 490 450 Zdroje v síti VN Rok 2018 2020 2030 2040 Instalovaný výkon [MW] 510 500 380 360 Roční Ø kladné [MW] 160 155 140 130 Roční Ø záporné [MW] 70 55 40 35 Potenciál

Zdroje na úrovni NN Výhled reálného potenciálu FVE na úrovni NN Rok 2018 2020 2030 2040 Instalovaný výkon [MW] - vše 2130 2200 3600 5900 Instalovaný výkon [MW] A1+A2 300 350 1100 2300 Roční Ø kladné [MW] 0 0 0 0 Roční Ø záporné [MW] 0 0 30 70 Využití několika desítek tisíc malých FVE by vyžadovalo big-data řešení a centrální způsob řízení Rozvoj hybridních FVE s bateriovými systémy může přispět k omezení špiček a ramp výkonu, rozložení výkonu do širšího časového fondu výroby Výhled reálného potenciálu Mikrokogenerace Rok 2018 2020 2030 2040 Instalovaný výkon [MW] 10 15 50 80 Roční Ø kladné [MW] 0 0 10 20 Roční Ø záporné [MW] 0 0 5 10 Potenciál

Využívání DECE v roce 2018 V roce 2018 jsou DECE zapojené do 110 kv a vn využívány jak pro poskytování kladné tak i záporné (nevyužitý podíl viz obr.) a tvoří rozhodující podíl nabídky Ostatní typy DECE mají potenciál řádově nižší

Využívání DECE v roce 2040 V roce 2040 tvoří DECE zapojené do 110 kv a vn spolu s kogeneračními jednotkami rozhodují nabídku v poskytování kladné, ostatní typy DECE mají potenciál řádově nižší V roce 2040 tvoří DECE zapojené do 110 kv a vn necelých 50 % nabídky pro poskytování záporné, více než 50% nabídky tvoří ostatní typy DECE

Závěry Flexibilita na hladině VVN a VN bude postupně klesat - odstavování zdrojů (FVE a VTE minimální Možnosti využití porostou především na hladině NN a VN. Využití těchto možností bude zvyšovat nároky na řídicí systémy PDS a jejich komunikační sítě. Stejně budou kladeny vyšší nároky na samotné DECE, jejich řídicí funkce. Zůstávají omezení pro možnosti poskytování u jednotlivých skupin DECE z hlediska jejich způsobu provozu (např. současná dodávka tepla) a zdrojem energie (slunce, vítr, voda).

Zkušenosti s řízením zdrojů v E.ON Příprava a realizace dispečerského řízení decentrálních zdrojů v DS E.ON prostřednictvím řídicích systémů dispečinku. Současné rozdělení způsobu řízení dle instalovaného výkonu zdroje: 0-250kVA prostřednictvím systému HDO, od 0 100 kva skoková regulace 0 100 %, od 100 kva příprava stupňové regulace P (připojení do NN), od 250 kva prostřednictvím dispečerského řídicího systému ( RTU ), stupňová regulace P (připojení do NN) 0-30-60-100 % od 630 kva prostřednictvím dispečerského řídicího systému, stupňová regulace P,Q (připojení do VN).

Zkušenosti s řízením zdrojů v E.ON Dálkové povely a přenášené informace: přenos potřebných měřených údajů (P, Q, U, f, stav nabití baterie..), přenos stavové a poruchové signalizace (vypínače, ochrany, technologie), dálkové ovládání vstupního vypínače, dálkové ovládání regulace P, Q. Stanovena interní pravidla pro řízení DECE, provedeno zaškolení dispečerů a přípravy provozu dispečinku. V roce 2018 je na zásobovacím území distribuční soustavy E.ON evidováno cca: 11000 decentrálních zdrojů o celkovém instalovaném výkonu P=2360 MW, 9850 z toho jsou fotovoltaické elektrárny o instalovaném výkonu P=980 MW.

Příklad regulace P, Q u FVE z dispečinku PDS

Příklad regulace P, Q u FVE z dispečinku PDS

Přínosy dálkového řízení DECE dispečinkem PDS Získání informací o stavu zdrojů v reálném čase (výkon, napětí..). Možnost operativních zásahů do provozu zdroje (dálkové odstavení..). Spolehlivější a bezpečnější zajištění vyvedení výkonu z těchto zdrojů. Stabilizace napětí prostřednictvím regulace jalového výkonu zdroje. Všeobecně možnost kvalitnějšího řízení zatížení sítě v reálném čase.

Přínosy dálkového řízení DECE dispečinkem PDS TEORETICKÝ MAXIMÁLNÍ POTENCIÁL ZÁPORNÉ FLEXIBILITY E. ON Distribuce, a.s. u FVE je významně omezen počasím od 0% 100% a dotačními podmínkami 484 FVE (celkový instalovaný výkon Pi=824 MW) lze řídit dálkově z dispečerského řídicího systému. Z toho: 399 FVE (celkový Pi=718MW) možná dálková regulace činného výkonu 267 FVE (celkový Pi=629MW) možná dálková regulace jalového výkonu Potenciál řízeného jalového výkonu pro účiník cos fi=0,95 je cca Q=210MVAr. Regulace je využita zejména pro stabilizaci napětí v DS prostřednictvím centrální automatické regulace napětí z dispečerského řídicího systému.

Děkuji za pozornost

Doplnění Dále jsou uvedeny podrobnější informace k možnostem poskytování pro jednotlivé skupiny DECE v časovém horizontu do roku 2040.

KGJ s píst. motory Dynamika a regul. rozsah Současný stav Teoretický potenciál Bariéry Výhled reálného potenciálu Kogenerační jednotky Teplý/studený start do 5/10 minut Při provozu dynamika změny výkonu až 100 %/min Minimální výkon 20%, přechod do maxima do 1 minuty Třída dle RfG A1 (0,8-11 kw) A2 (11-100 kw) B1 (0,1-1 MW) B2 (1-30 MW) C (30-75 MW) D (> 75 MW) Celkem Výkon [MW] 0,1 10 115 125 --- --- 250 Počet 20 250 350 70 --- --- 690 Z technologického hlediska vhodná technologie pro poskytování všech druhů PpS i pro trh s elektřinou. V současnosti využívány v režimu 0 / v provozu na Pmax. Omezení v důsledku dodávky tepla (provoz KGJ pouze při přímém odběru tepla nebo nabíjení aku nádrže) Omezení provozní podporou KVET (zelené bonusy vázány na počet provozních hodin) Další provozní omezení (počet startů, min. požadovaná výdrž) Rok 2018 2020 2030 2040 Instalovaný výkon [MW] B,C,D 240 290 560 830 Roční Ø kladné [MW] 50 60 110 170 Roční Ø záporné [MW] 25 30 60 80 Předpokládaná flexibilita je u zdrojů typu KGJ k dispozici v rozsahu jejich instalovaného výkonu (najetí/sjetí 0 Pmax ). Uvedené roční průměry v MW zahrnují působení uvedených bariér a soudobosti chování provozovatelů, které omezují možnosti poskytování na 1500 až 2000 hodin/rok v kladném směru a 500 až 1000 hodin/rok v záporném směru. Využití lze s ohledem na bariéry předpokládat pro krátkodobý trh, vyrovnávací trh, řešení odchylky subjektu zúčtování a eventuálně pro PpS typu terciární regulace. Potenciál

MVE Dynamika a regul. rozsah Současný stav Teoretický potenciál Bariéry Výhled reálného potenciálu Malé vodní elektrárny Start do 5-10 minut Při provozu dynamika změny výkonu až 40 %/min Minimální výkon 5%, přechod do maxima do 3 minut Třída dle RfG A1 (0,8-11 kw) A2 (11-100 kw) B1 (0,1-1 MW) B2 (1-30 MW) C (30-75 MW) D (> 75 MW) Celkem Výkon [MW] 0,7 40 120 190 --- --- 350 Počet 120 900 420 60 --- --- 1500 Z technologického hlediska vhodná technologie pro poskytování všech druhů PpS i pro trh s elektřinou. Teoretický potenciál omezuje průtočná koncepce MVE, aktuální hydrologické podmínky, popř. požadavky na zachování průtoků. Bariéry jsou v současnosti stanoveny provozní podporou OZE. Podpora téměř vylučuje poskytování kladné. Záporná flexibilita může být k dispozici zejména v případě plateb za rezervaci kapacity (výkon), tj. PpS typu záporné terciární regulace. Omezenou nabídku záporné lze předpokládat v případě plateb za regulační energii. Rok 2018 2020 2030 2040 Instalovaný výkon [MW] 350 355 360 365 Roční Ø kladné [MW] 5 5 10 20 Roční Ø záporné [MW] 35 35 70 100 Předpokládaná flexibilita je u MVE je k dispozici v rozsahu jejich aktuálního nasazeného výkonu (najetí/sjetí v rozsahu očekávaného diagramového bodu). Uvedený roční průměr vychází z předpokladu omezených schopností a absence ekonomické motivace poskytovat kladnou flexibilitu. Odhadu regulačního rozsahu záporné je 20% Pinst s možným využitím u produktů u kterých jsou hrazeny platby za kapacitu (PpS záporná terciární regulace). V řezech do 2020 se uvažuje, že ještě nebudou vytvořeny podmínky pro přístup na trh PpS. Zvýšené hodnoty pro řez 2040 vychází z předpokladu ukončení provozních podpor MVE. Potenciál

BPS Dynamika a regul. rozsah Současný stav Teoretický potenciál Bariéry Výhled reálného potenciálu Bioplynové stanice Start do 10 minut (najížděcím palivem, musí být vyroben dostatek bioplynu) Při provozu dynamika změny výkonu až 30 %/min Minimální výkon 50%, přechod do maxima do 2 minut Třída dle RfG A1 (0,8-11 kw) A2 (11-100 kw) B1 (0,1-1 MW) B2 (1-30 MW) C (30-75 MW) D (> 75 MW) Celkem Výkon [MW] 0 1 300 100 --- --- 420 Počet 0 20 500 70 --- --- 1500 Z technologického hlediska je realizovatelné poskytování všech druhů PpS i pro trh s elektřinou. Teoretickou flexibilitu omezuje dimenzování výkon fermentoru (přípravy bioplynu), popř. schopnost akumulace bioplynu. Bariéry jsou v současnosti stanoveny provozní podporou OZE. Podpora téměř vylučuje poskytování kladné. Záporná flexibilita může být k dispozici zejména v případě plateb za rezervaci kapacity (výkon), tj. PpS typu záporné terciární regulace. Omezenou nabídku záporné lze předpokládat v případě plateb za regulační energii. Rok 2018 2020 2030 2040 Instalovaný výkon [MW] 400 400 575 600 Roční Ø kladné [MW] 0 0 0 0 Roční Ø záporné [MW] 0 0 190 200 Předpokládaná flexibilita je u zdrojů typu BPS k dispozici v rozsahu jejich instalovaného výkonu (najetí/sjetí). S ohledem na formát podpory lze předpokládat absenci ekonomické motivace poskytovat kladnou flexibilitu. Odhad regulačního rozsahu záporné je 30% Pinst s možným využitím u produktů u kterých jsou hrazeny platby za kapacitu (PpS záporná terciární regulace). V řezech do 2020 se uvažuje, že ještě nebudou vytvořeny podmínky pro přístup na trh PpS. Ukončení provozní podpory stávajících zdrojů lze očekávat v období 2030-2035. Lze předpokládat, že budou motorgenerátory BPS v této době do značné míry degradované v důsledku kvality paliva. Výhled instalovaného výkonu tedy zřejmě zahrnuje výstavbu nových/obnovu BPS. V této analýze se předpokládá, že tento aspekt nebude mít vliv na přístup provozovatele BPS k poskytování. Potenciál

Biomasa Dynamika a regul. rozsah Současný stav Teoretický potenciál Bariéry Výhled reálného potenciálu Biomasové zdroje Start do 6 hodin Při provozu dynamika změny výkonu 2-5 %/min Minimální výkon 50%, přechod do maxima do 20 minut Třída dle RfG A1 (0,8-11 kw) A2 (11-100 kw) B1 (0,1-1 MW) B2 (1-30 MW) C (30-75 MW) D (> 75 MW) Celkem Výkon [MW] 0 0,1 5 65 --- --- 70 Počet 0 5 10 10 --- --- 30 Z technologického hlediska je realizovatelné poskytování všech druhů PpS i pro trh s elektřinou. Bariéry jsou v současnosti stanoveny provozní podporou OZE. Podpora téměř vylučuje poskytování kladné. Záporná flexibilita může být k dispozici zejména v případě plateb za rezervaci kapacity (výkon), tj. PpS typu záporné terciární regulace. Omezenou nabídku záporné lze předpokládat v případě plateb za regulační energii. Rok 2018 2020 2030 2040 Instalovaný výkon [MW] 70 100 170 230 Roční Ø kladné [MW] 0 0 0 0 Roční Ø záporné [MW] 0 0 50 70 Předpokládaná flexibilita je u čistě biomasových zdrojů k dispozici v rozsahu minimálního (cca 50%) a instalovaného výkonu. S ohledem na formát podpory lze předpokládat absenci ekonomické motivace poskytovat kladnou flexibilitu. Odhad regulačního rozsahu záporné je 30% Pinst s možným využitím u produktů u kterých jsou hrazeny platby za kapacitu (PpS záporná terciární regulace). V řezech do 2020 se uvažuje, že ještě nebudou vytvořeny podmínky pro přístup na trh PpS. Ukončení provozní podpory stávajících zdrojů lze očekávat v období 2030-2035. Potenciál by měl následně růst. Nicméně v současné době nelze předjímat úroveň opotřebení zdrojů v důsledku chlorové koroze spalovacích zařízení (tj. v důsledku paliva), která může flexibilitu naopak snižovat. Proto se v této analýze předpokládá, že nedojde k znatelnému nárůstu poskytování. Potenciál

VTE Dynamika a regul. rozsah Současný stav Teoretický potenciál Bariéry Výhled reálného potenciálu VTE K dispozici pouze flexibilita v podobě snížení aktuálního výkonu na 30% Pinst prostřednictvím regulace Pitch. Třída dle RfG A1 (0,8-11 kw) A2 (11-100 kw) B1 (0,1-1 MW) B2 (1-30 MW) C (30-75 MW) D (> 75 MW) Celkem Výkon [MW] 0,2 0,3 8 260 42 --- 310 Počet 30 9 20 60 1 --- 120 Teoreticky k dispozici snížení výkonu o 10-20% Pinst po dobu cca 1000 hod/rok, o 20-40% Pinst cca 500 hod/rok. Bariéry jsou v současnosti stanoveny provozní podporou OZE. Podpora téměř vylučuje poskytování kladné. Záporná flexibilita může být k dispozici zejména v případě plateb za rezervaci kapacity (výkon), tj. PpS typu záporné terciární regulace. Omezenou nabídku záporné lze předpokládat v případě plateb za regulační energii. Komplikovaný je přesný odhad diagramového bodu, vůči kterému by flexibilita byla poskytována, Rok 2018 2020 2030 2040 Instalovaný výkon [MW] 310 350 800 1150 Roční Ø kladné [MW] 0 0 0 0 Roční Ø záporné [MW] 0 0 40 60 Předpokládaná flexibilita je u FVE k dispozici v rozsahu aktuálního výkonu a minimálního výkonu, na který lze regulovat (cca 30% Pinst). Poskytování kladné lze v zásadě vyloučit. Vzhledem k závislosti výroby na počasí je vhodné flexibilitu vyjádřit spíše na úrovni energie než výkonu, přesto je s ohledem na konzistenci s odhady ostatních zdrojů přepočten regulační rozsah v MW. Odhad regulačního rozsahu záporné je 5% Pinst s ohledem na poměrně nízký počet hodin s příhodnými větrnými podmínkami pro regulaci. Možné využití záporné je pro produkty, u kterých jsou hrazeny platby za kapacitu (PpS záporná terciární regulace). V řezech do 2020 se uvažuje, že ještě nebudou vytvořeny podmínky pro přístup na trh PpS. Ukončení provozní podpory stávajících zdrojů lze očekávat v období 2025-2035. Potenciál by po tomto období mohl mírně růst. Dominantní možností využití přesto pravděpodobně zůstane v podobě dispečerského řízení v případě ohrožení bezpečného a spolehlivého provozu elektrizační soustavy. Potenciál

FVE na úrovni VN Dynamika a regul. rozsah Současný stav Teoretický potenciál Bariéry Výhled reálného potenciálu FVE na úrovni VN K dispozici pouze flexibilita v podobě snížení aktuálního výkonu až do až do úrovně odstavení zdroje. Třída dle RfG A1 (0,8-11 kw) A2 (11-100 kw) B1 (0,1-1 MW) B2 (1-30 MW) C (30-75 MW) D (> 75 MW) Celkem Výkon [MW] 100 200 440 1300 90 --- 2120 Počet 19000 7800 1000 500 2 --- 28300 K dispozici snížení výkonu o 10-20 % Pinst cca 1200 hod/rok, o 30% Pinst cca 1000 hod/rok, o 50% Pinst cca 500 hod/rok. Bariéry jsou v současnosti stanoveny provozní podporou OZE. Podpora téměř vylučuje poskytování kladné. Záporná flexibilita může být k dispozici zejména v případě plateb za rezervaci kapacity (výkon), tj. PpS typu záporné terciární regulace. Omezenou nabídku záporné lze předpokládat v případě plateb za regulační energii. Komplikovaný je přesný odhad diagramového bodu, vůči kterému by flexibilita byla poskytována, Rok 2018 2020 2030 2040 Instalovaný výkon [MW] - vše 2130 2200 3600 5900 Instalovaný výkon [MW] B+C+D 1830 1850 2500 3600 Roční Ø kladné [MW] 0 0 0 0 Roční Ø záporné [MW] 0 0 75 110 Předpokládaná flexibilita je u FVE k dispozici v rozsahu aktuálního výkonu a nulového výkonu. Poskytování kladné lze v zásadě vyloučit. Vzhledem k závislosti výroby na počasí je vhodné flexibilitu vyjádřit spíše na úrovni energie než výkonu, přesto je s ohledem na konzistenci s odhady ostatních zdrojů přepočten regulační rozsah v MW. Odhad regulačního rozsahu záporné je 3% Pinst. Možné využití záporné je pro produkty, u kterých jsou hrazeny platby za kapacitu (PpS záporná terciární regulace). V řezech do 2020 se uvažuje, že ještě nebudou vytvořeny podmínky pro přístup na trh PpS. Ukončení provozní podpory stávajících zdrojů lze očekávat v období 2025-2030. Potenciál by po tomto období mohl mírně růst. Rovněž lze předpokládat vybavení některých elektráren bateriovými systémy pro omezení špiček a ramp výkonu a pro rozložení do širšího časového fondu výroby. Dominantní možností využití přesto pravděpodobně zůstane v podobě dispečerského řízení v případě ohrožení bezpečného a spolehlivého provozu elektrizační soustavy. Potenciál