Spolehlivost Dnes a Zítra
Eduard Janeček Evropské centrum excelence NTIS ZČU Plzeň
http://www.ntis.zcu.cz/cs/spoluprace/p1‐e‐pokrocile‐ metody‐diagnostiky‐a‐spolehlivosti‐predevsim‐ energetickych‐systemu‐a‐jejich‐implementace
REFERENCE AREVA NP GmbH Erlangen ( GT KUES, KUES, DIROM WIND, ADAM )
2
REFERENCE ŠKODA POWER (RAMS, BTT)
3
REFERENCE ČEPS (SESYS, PRSO) ZČE (INVYS)
4
Spolehlivost bilancí ES ČR součást „SYSTÉMU“ ENTSO – E Spolehlivost systémových služeb (bilančních) Spolehlivost přenosových služeb (síťových)
Odchylky bilanční:
Area Control Error:
ČEPS
Včera
Nekompenzované ACE
Odchylky síťové : LF (toky P)
Disbalance: Včera spotřeba, výpadky Zítra distribuovaná výroba Nové JE + distribuovaná výroba
SYSTÉMOVÉ ŘEŠENÍ ! Smart Grid?
5
Ukázka ACE, ACEo (kompenzované ,nekompenzované) odchylky a regulace. 1500 ne ko m p en z o van á o dc h ylka ko m pen z o va ná o dc hy lka se ku n dá rn í re g ulac e ( S R ) te rci ální re g u lac e (R Z 3 0 ) ryc h le s tar tuj íc í z ál o ha reg .z á lo ha re aliz ova ná v č a s e na d 3 0 m in u t (RZ N > 3 0 )
1000
[MW]
d a ta re p re zen tu jící ko lís ání s p otř eb y
d a ta re p re zen tu jící vý pa d ky bl o ků
50 0
0
-2 0 0 1 2 :0 0
18 :0 0
0 0 :0 0
c as [ ho d iny ] 6
Dekompozice ACEo (nekompenzovaná odchylka) k typům PpS 6 0 0 4 0 0
pomalá složka, TR
[MW]
2 0 0
ACEo
0 -2 0 0
600
-4 0 0 0 6 :0 0
400
0 7 :0 0
0 8 :0 0
0 9 :0 0 c a s [h o d ]
1 0 :0 0
1 1 :0 0
1 2 :0 0
600 400
0 [MW]
-2 0 0 -4 0 0 0 6 :0 0
rychlá složka, SR
200
0 7 :0 0
0 8 :0 0
0 9 :0 0 1 0 :0 0 c as [ho d ]
1 1 :0 0
0 -2 0 0
1 2 :0 0
-4 0 0 0 6 :0 0 600
0 7 :0 0
0 8 :0 0
0 9 :0 0 1 0 :0 0 c a s [h o d ]
1 1 :0 0
1 2 :0 0
400 200 [MW]
[MW]
200
výpadky, QS
0 -2 0 0 -4 0 0 0 6 :0 0
0 7 :0 0
0 8 :0 0
0 9 :0 0 1 0 :0 0 c a s [h o d ]
1 1 :0 0
1 2 :0 0
7
Počet hodin v roce vztahujících se k velikosti ACEo (nekompenzovaná odchylka) s granularitou 20 MW v letech 2006 až 2012 Pásmo kolísání spotřeby
Pásmo s výpadky bloků
8
Počet hodin v roce s odchylkou ACEo (nekompenzovaná) po výpadku ETE a pravděpodobnosti výpadků bloků Počet hodin ACEo v 1-ní až 4-té hodině po výpadku ETE (2008-2011)
Pravděpodobnosti výpadků velkých bloků (ETE1, ETE2, EMĚ3, relevantních bloků 200MW a jejich kombinací) 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
500
1000
vykon
1500
2000
2500
9
Veřejná data ČEPS, ilustrace vlivu FvE, neplánované přetoky 50 Herz do TenneT a PSE do APG
10
Veřejná data ČEPS, ilustrace vlivu FvE, vysoké hodnoty PpS i ze zahraničí (25.7., bez relevantního výpadku)
11
Veřejná data ČEPS, ilustrace vlivu FvE, propad výroby FvE dne 25.7
12
Data ČEPS, ilustrace vlivu FvE, změna se projevila relevantně (bez reakce obchodu i výroby) v ACEo
13
Veřejná data ČEPS, ilustrace vlivu FvE, změna osvitu z 13,7 hodin na 1,5 hodin následného dne
14
Predikce osvitu pro lokalitu Praha , na den 25.7.2012, pro časy 9, 11, 13, 15 hod Predikce osvitu v % Praha 25.7.2012
pro hodinu 9h
11h
13h
15h
Čas predikce 22.7.12 8:00
100%
22.7.12 22:00
100%
100%
26,6%
39,7%
23.7.12 8:00
97,4%
100%
100%
100%
23.7.12 22:00
100%
100%
100%
100%
24.7.12 8:00
39%
91%
49,7%
78,4%
24.7.12 22:00
0%
0%
0%
0%
zdroj veřejný :
http://www.yr.no/soek/soek.aspx?sted=Praha
15
Dvouměsíční statistika vlivu kolísavé složky FvE v dopoledních hodinách. S m e ro d a t n a o d c h y lk a o d d e n n ic h d ia g ra m u A C E o (k la d n a ), o b d o b i = u n o r - b re z e n 400 2011 2010
350 300
[MW]
250 200 150 100 50 0 0:00
6:00
12:00 den
1 8 :0 0
00:00
16
Model „komponenty distribuovaná výroba a spotřeba“ v sítích nn, vn a modely přetoků Distribuované zdroje: FvE, VtE, Biomasa … , Model má 3 komponenty: Chování ve stavu, doby setrvání ve stavu, přechody mezi stavy Neměřená spotřeba: TDD spotřeby a TDDsměrodatné odchylky spotřeby přiřazené k MOO a MOP sazbám a roční práce každého MO. Normovaný výkon FvE ( stupeň pokrytí), model přechodu, model setrvání pokryti 0
pokryti 1
50
0 0
50
0.5
1
0 0
Četnost
pokryti 3
0.5
1
0.5
1
0 0
0.5
1
0 0
1
0 0
0.5
1
pokryti 8
50
1
0.5
50
pokryti 7
50
0.5
0 0
pokryti 5
50
pokryti 6
0 0
50
pokryti 4
50
0 0
pokryti 2
50
0.5 P/P
1
0 0
0.5
1
jasno
17
Výpočetní a predikční model pro řízení (Smart Grid) nn sítě s MOO a MOP (maloodběr) Data z TIS (topologie včetně zapojení a odběratele – sazba a spotřeba)
Meteodata pro model FVE
Model FVE
Výpočty
Normalizované OTE TDD Model odběru TDD směrodatných odchylek odběru
Měření v síti 18
Testovací nn síť s vysokou výrobou FvE vůči spotřebě.
19
Výpočty toků výkonů na trafu testovací sítě bez využití měření (pouze s modelem a daty o osvitu (pokrytí)). Činný výkon trafostanice obec 100
počítaný měření kvantil 2,5% kvantil 97,5%
80
V ý k o n o d e b íra n ý z e s ítě [k W ]
60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 04/07
04/08
04/09
04/10
04/11
04/12
čas
04/13
04/14
04/15
04/16
04/17
04/18 20
VIZE SPOLEHLIVOST BILANČNÍ 2025. Zúčtovací interval odchylky: 15 min (snížení potřeb SR vlivem „střihu hodin“) Hlavní akumulace: boilery přepínatelné elektro/teplo s měřenou teplotou předávanou do SG Základ JE 5 000 MW – jede z důvodů efektivity a realizovatelnosti termínů palivové kampaně Scénář a) Spolehlivost bilanční 2025 v čase nízké spotřeby a vývozu (bez odběru tepla). Uhelné bloky ( všechny v kogeneraci) nejedou Struktura poskytování regulací: PR – primární regulace - JE SR – automatická regulace - plynové turbíny MZ 5 – přečerpávací elektrárny, v polední špičce OZE ( -MZ5 čerpání) -MZ >5 – SG (Smard Grid) s komponentami „distribuovaná výroba a spotřeba s akumulací“ (el -> teplá voda u MO) Scénář b) Spolehlivost bilanční 2025 v čase vyšší spotřeby a odběru tepla PR,SR – automatická regulace – kogenerační turbíny +MZ >5 – kogenerační turbíny a SG akumulace ( teplo/el -> teplá voda)
21
