Spolehlivost distribuce elektřiny v českém a evropském kontextu Petr Skala, Václav Dětřich EGÚ Brno, a.s.
Spolehlivost Spolehlivost Obecná vlastnost objektu spočívající ve schopnosti objektu plnit požadované funkce při zachování hodnot stanovených provozních ukazatelů v daných mezích a v čase podle stanovených technických podmínek Dílčí vlastnosti spolehlivosti Bezporuchovost Opravitelnost Pohotovost Ukazatel spolehlivosti Schopnost plnit bez poruchy předepsané funkce po stanovenou dobu a za stanovených podmínek = Kvantifikace dílčí vlastnosti = Pravděpodobnostní charakter
Spolehlivost distribuce elektřiny Ukazatele nepřetržitosti distribuce Vycházejí z jednotlivých přerušení distribuce elektřiny Základní ukazatele = u zákazníka Systémové ukazatele = průměr za celek (agregace) Počet přerušení distribuce Souhrnná doba trvání přerušení distribuce Průměrná doba trvání jednoho přerušení distribuce SAIFI SAIDI CAIDI Průměrný počet přerušení distribuce elektřiny u zákazníků v soustavě v hodnoceném období Průměrná souhrnná doba trvání přerušení distribuce elektřiny u zákazníků v soustavě v hodnoceném období Průměrná doba trvání jednoho přerušení distribuce elektřiny u zákazníků v soustavě v hodnoceném období
Hodnocení nepřetržitosti distribuce Využití ukazatelů nepřetržitosti distribuce Uvnitř distribuční společnosti Podklady pro obnovu a investice Porovnání s vlastním cílem Co mohu očekávat Informace pro zákazníka Přizpůsobení technologií Zákaznické standardy Regulace nepřetržitosti Porovnání s okolím Sledování trendů Pobídková regulace
Problémy hodnocení nepřetržitosti distribuce Problémy při srovnávání nepřetržitosti distribuce Charakter sítě a její expozice vnějším vlivům Zaznamenávání dat o přerušeních a jejich vyhodnocování Klasifikace přerušení podle délky jejich trvání (přechodná, krátkodobá, dlouhodobá) Klasifikace přerušení na plánovaná a neplánovaná Napěťové hladiny zahrnuté do hodnocení Vyjímání výjimečných přerušení (přerušení z vyšší moci ) Ukazatele nejsou vždy definovány srovnatelným způsobem (metoda výpočtu srovnávaných ukazatelů a jejich vážení)
Problémy hodnocení nepřetržitosti distribuce Srovnávání nepřetržitosti distribuce v evropských zemích Srovnávací zpráva o kvalitě dodávky CEER (Rada evropských energetických regulátorů) 4. srovnávací zpráva CEER o kvalitě dodávky Dostupná data týkající se aktuální úrovně nepřetržitosti distribuce nejsou vždy srovnatelná 5. srovnávací zpráva CEER o kvalitě dodávky
Problémy hodnocení nepřetržitosti distribuce Počet poruch na vývodu za 10 let [-] Nehomogenita poruchovosti vývodů Počet poruch na venkovních vývodech vn za 10 let Zahrnuty jen vývody s nenulovým počtem poruch za sledované období 180 160 140 120 100 5 % vývodů = 18 % poruch 10 % vývodů = 30 % poruch 80 60 40 20 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Relativní pořadí vývodu [%]
Problémy hodnocení nepřetržitosti distribuce Délka úseků s podle počtem počtu přiřazených poruch na k úseku za za 10 10 let let [%] [%] 7 6 Nehomogenita poruchovosti úseků Počet poruch na úseku za 10 let 5 100 vn vvn 90 80 70 >=10 <8;9> <6;7> <3;5> <0;2> 60 50 10 40 30 20 5 10 0 1 2 3 4 5 6 Vývod
Roční počet poruch počet na poruch/ vývodu [-] vývod/ rok RZ Valašské Meziříčí 18 W0 W1 W2 W0+W1+W2 W0+W1+W2 Vsetín č. 65 Problémy hodnocení nepřetržitosti distribuce Charakteristika vývoje poruchovosti v monitorovacím období 1991-2000 Roční počet poruch na vývodu vn Meziroční variabilita Rok výstavby [rok]: délek vývodu [km]: Délka kmene [km]: 16 vývodů (odboček) [km] 14 12 10 8 6 4 2 0 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 Rok roky Zatížení v max. [MW]: Doba užívání maxima [ho instal. výkon [MW]: Zásadní rekonstrukce [ro Údržba [rok]: výměna a pod.
Simulace spolehlivosti Využití simulací Instalace dálkově ovládaných prvků Dálkově ovládané úsečníky (DO) Reclosery (REC) Rekonstrukce exponovaných úseků vedení Náhrada za izolované vodiče Kabelizace uložení v zemi Plánování rozvoje sítě Volba konfigurace sítě paprsková, průběžná, se zál. kabely Návrhy zálohování rozsáhlých zásobovaných oblastí
Optimalizace nasazení DO a REC v sítích vn Optimální řešení NPV = 5,9 mil. Kč DSAIDI vývodu = - 198 min/rok DO sepnutý REC sepnutý úsečník sepnutý DO rozepnutý úsečník rozepnutý Vývodový vypínač sepnutý Vývodový vypínač rozepnutý 9 8
Optimalizace nasazení DO a REC v sítích vn N i [mil. Kč] Kc] i Investiční náklady x SAIDI vývodu 8 7 6 Stejná výše investice Vice nez = 1 REC v serii Max. 1REC v serii Více řešení = Různé SAIDI 5 4 3 2 1 0 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 SAIDI SAIDI [min/rok] vývodu [min/rok]
Optimalizace nasazení DO a REC v sítích vn NPV [tis. Kč] Obalová křivka NPV = pro danou výši investice řešení s nejvyšším NPV 20000 SME VN65, L n =8 1/rok, L t =1080 min/rok, c p =1000Kc Oblast plochého optima = prostor pro uvážení dalších provozních vlivů a potřeb 15000 DC p DC p [tis.kc/rok], NPV [tis.kc] 10000 NPV max.npv 5000 0-5000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Investicni Nnaklady i [tis. Kč] N i [tis. Kc]
Kabelizace úseků venkovních vedení Cíl = Zlepšení ukazatelů nepřetržitosti distribuce Snížení počtu poruch Eliminace velmi dlouhých přerušení Nižší náklady na opravy Nižší náklady na údržbu Vysoké investiční náklady Náročnější realizace Další provozní souvislosti
Kabelizace úseků venkovních vedení Exponované úseky = průchod: lesním průsekem nebo podél okraje lesa větrnou oblastí námrazovou oblastí oblastí se zvýšenou intenzitou bouřek délky několika set metrů (zřídka přes 2 km) Je obtížné formulovat obecnější závěr - jednoduchá pravidla efektivity Je vhodné analyzovat každý případ jednotlivě
Programy kabelizace v zahraničí Francie [CIRED 2007] Plán opatření pro eliminaci dopadů nepříznivých klimatických událostí Iniciován klimatickými událostmi v 1999 a 2000 Švédsko [CIRED 2009] Program masivní kabelizace v lesních porostech a dalších opatření Prvních 100 mil. SEK přinese největší efekt, zatímco dalších 100 mil. SEK bude mít efekt 1/7 proti předchozímu Program pro středně až dlouhodobý horizont Od 2005 jako reakce na bouři Gudrun Finsko [CIRED 2013] Limit pro přerušení kvůli bouři nebo sněhu = 36 hod, resp. 6 hod ve městech Stanoven v 2012 Limitů má být dosaženo proporcionálně v průběhu 15 let Reakce na bouře 26.-27. prosince 2011 570 tis. zákazníků s přerušením
Shrnutí Nejčastější ukazatele nepřetržitosti distribuce SAIFI, SAIDI Průměr za určitý celek Srovnávání ukazatelů nepřetržitosti distribuce Náhodná veličina Potřeba dlouhodobých časových řad Vliv charakteru sítě a vnějších podmínek Zahrnutá přerušení a způsob výpočtu
Shrnutí Simulace = základ pro rozhodování o opatřeních ke zlepšení nepřetržitosti distribuce Změna ukazatelů nepřetržitosti distribuce Změna nákladů na přerušení Čistá současná hodnota Pravděpodobnost návratnosti investice Na základě dat za dlouhé časové období (min. 10 let) Opatření ke zlepšení nepřetržitosti distribuce Potřeba individuálního řešení jednotlivých případů Zahraniční programy zlepšování nepřetržitosti distribuce Vycházejí z odlišných výchozích podmínek a okolností Nejsou přímo přenositelné do ČR Politická rozhodnutí mohou ovlivňovat i obnovu DS