Korszerű energetikai berendezések BME OMIKK ENERGIAELLÁTÁS, ENERGIATAKARÉKOSSÁG VILÁGSZERTE. 44. k. 7. sz p

Korszerű energetikai berendezések

BME OMIKK

ENERGIAELLÁTÁS, ENERGIATAKARÉKOSSÁG VILÁGSZERTE 44. k. 7. sz. 2005. p. 66–73.

Korszerű energetikai berendezések

Virtuális erőművek A területileg szétszórtan elhelyezkedő, viszonylag kis méretű helyi energiatermelő berendezések fajtánként integrálhatóak egy-egy virtuális nagyberendezéssé, amelyek fő jellemzői hűen tükrözik az összefogott eszközök tulajdonságait. A két fő csoport Németországban a nem túl nagy számú MW-os nagyságrendű szélerőművek és az igen nagy számú, néhány kW-os teljesítményű kapcsolt hő- és villamosenergia-termelő (KHV) berendezések. Az integrált irányítás nagy kommunikációs és számítási igényeket támaszt, a szükséges technológiák azonban már rendelkezésre állnak.

Tárgyszavak: virtuális erőmű; DEMS; irányítás; villamosenergia-termelés; teherelosztó; hálózatirányítás; villamoshálózat.

Az energiapiac liberalizálásának egyik eredmé-

alábbiakban következő összeállítás a decentrali-

nyeként Németországban már ma is jelentős

zált energiatermelés kézbentartásának, irányítá-

számban megtalálhatóak, de a jövőben várható-

sának kérdéskörét járja körül, német egyetemi

an tömegesen fognak megjelenni a kisméretű

kutatók eredményeire támaszkodva.

helyi energiatermelő berendezések, amelyek az általuk létrehozott villamos energia szeszélyesen

Intelligens decentralizált energiaellátó rendszerek

változó mértékű hányadát visszatáplálják a hálózatba. Az energiát ezeknél térben elosztottan, a felhasználás helyén, vagy ahhoz nagyon közel

A német gyakorlatban a kisméretű helyi ener-

termelik. Ez az elosztóhálózat megerősítésének

giatermelésnek két technológiája terjedt el

igényén túl további üzemviteli és menetrend-

jelentősebb mértékben: a szélenergiát felhasz-

tervezési, irányítási feladatokat is felvet. Az

náló és a kapcsolt hő- és villamosenergia-

66

Korszerű energetikai berendezések

• az esetleges régióközi energiacserét optima-

termelő (a továbbiakban KHV) rendszerek. A

lizálni a hálózattal;

napelemes rendszerek is szép számban díszítik ugyan a német tetőket, de azok a villamos

• a terület ellátását megadandó energetikai,

energia visszatáplálása szempontjából kevéssé

gazdasági és/vagy környezeti szempontok

jönnek szóba. A betáplálás teljesen spontán, a

szerint optimalizálni.

kistulajdonosok kénye-kedve szerinti alakulása jelentősen veszélyeztetné a hálózat stabilitását,

A decentralizált rendszert erősen meghatároz-

rossz esetben annak összeomlását is okozhatja.

za a villamos hálózat topológiája, ugyanakkor

A rendszer irányítása, a kis helyi energiater-

a modellezés leegyszerűsítése céljából a háló-

melők bekapcsolása a korábban teljesen cent-

zatot korlátozásoktól (szűk keresztmetszetek-

ralizáltan működő, jelenleg a szabad piac által

től) mentesnek lehet tekinteni. A megcélzott

meghatározott teherelosztás rendszerébe ko-

optimalizálásnak előfeltétele az intenzív kom-

moly szakmai kihívást jelent.

munikáció, adatcsere a termelők, a fogyasztók, a tárolók és a teherelosztó irányítóközpont

A megcélzott intelligens, nagy területen elosz-

között (1. ábra). A kommunikációnak valami-

tott, decentralizált energiaellátó rendszer sok

lyen nemzetközi szabvány alapján kell történ-

kis (akár fosszilis, akár megújuló energiaforrást

nie, ezen a téren egyelőre nincs kikristályo-

használó) energiatermelőből, különböző módon

sodott megoldás, számos protokoll szóba jö-

strukturált ipari és lakossági fogyasztókból és

het (ISDN telefon, GSM SMS-illesztéssel,

tárolókból áll. A villamos energia mellett a

internetes XML stb.). Szintén szükség van egy

KHV-berendezéseknél a hő is felmerül, mint a

decentralizált energiamenedzselő rendszerre

fogyasztóknak juttatott energia egyik formája.

(DEMS, decentralized energy management

A teljes körű decentralizált energiaellátási kon-

system), amely a prognóziskészítés, a menet-

cepció feladatai a következők:

rendtervezés és az on-line optimalizálás fel-

• az energiát lehetőség szerint ott termelni,

adatait is el tudja látni. Ennek segítségével

ahol azt felhasználják, illetve ott felhasz-

mind a kevesebb, de nagyobb teljesítményű

nálni, ahol termelik;

szélerőművet, mind a szétszórtan elhelyezkedő

• a rendelkezésre álló (amennyire csak lehet,

sok kicsi KHV-berendezést szerződéses alapo-

megújuló forrásból származó) energiát ah-

kon működő piaci szereplőkként lehet megje-

hoz a fogyasztóhoz juttatni, amelynek arra a

leníteni, aminek révén az energetikai hatásfok

felkínálás pillanatában a legnagyobb szüksé-

növekedése mellett a gazdasági hasznosítható-

ge van, vagy a legjobban tudja felhasználni;

ságuk is fokozódik. 67

Korszerű energetikai berendezések

68

Korszerű energetikai berendezések

A decentralizált energiamenedzselő rendszer

vissza kell ugyanazon az illesztésen keresztül

alapja a prognózis, amely számos befolyásoló

vezetni az irányítórendszerbe, ahol ezek alap-

tényező, legfőképpen az időjárás alapján meg-

ján lezajlik az on-line optimalizálás. A modell

határozza az összes felajánlott betáplálandó

(2. ábra) a KHV-berendezések miatt az elekt-

teljesítményt és az összes várható igényt. Eb-

romos gyűjtősínen kívül egy termikus gyűjtő-

ből a rendszerrel meg lehet határozni a ne-

sínt is tartalmaz, és a különböző energiahordo-

gyedórás felbontású menetrendet a szerződé-

zókat is leképezi. Az optimalizálás előfeltétele

sek és a tartalékok függvényében. A menet-

egy világosan definiált térrész a változók vir-

rendből adódó bertandó célértékeket egy fo-

tuális terében, azon peremfeltételek együttese,

lyamat-interfészen keresztül továbbítani kell

amely a változók által az optimum kialakítása

az összes termelőhöz, fogyasztóhoz és tároló-

során felvehető értékeket meghatározzák. Kell

hoz. A mért vagy becsült tényleges értékeket

továbbá optimalizálási lehetőség, vagyis olyan

alapterhelési szerződés

BES-berendezés

csúcsterhelési szerződés

exportszerződés

az export bizonytalansága

az import bizonytalansága

napenergiaberendezés szélpark

A nagyvevő

B nagyvevő

gázturbina éjszakai tároló

nem befolyásolható terhelés

tüzelőanyag-elem távfűtőmű hőfogyasztó fűtőmű

repceolaj beszerzése

földgáz beszerzése

biomassza beszerzése peremfeltételek

áram

elsődleges energia

hő

2. ábra Az optimalizálandó DEMS rendszer modellje

69

Korszerű energetikai berendezések

beavatkozó változók megléte, amelyek módo-

egységeknek a nagy kiterjedés miatt eltérő

sításával az optimum elérhető. A változókon

viszonyai miatt, illetve megfelelő mértékű

kívül természetesen szükség van az irányító-

tartalékképzés mellett a rendszer a piaci kö-

rendszer beavatkozási lehetőségére, optimali-

rülmények között is versenyképes lehet. A sok

zálási célra és stratégiára.

kis KHV-berendezés hasonló módon egyetlen nagy virtuális KHV-rendszerként kezelhető.

Virtuális nagyberendezések Egységben az erő – az elosztott szélerőművek integrálása

Az imént vázolt elosztott rendszer – kiegészítve a központi irányítás és megfigyelés funkcióival – tekinthető egyetlen nagy virtuális

A viszonylag nagy teljesítményű, 100 MW-nál

erőműnek is. Ez a piaci környezetben ajánlatot

nagyobb beépített teljesítményű szélparkok

tehet a fölérendelt irányítórendszernek villa-

hálózatra kötése nagy kihívás a szakértők szá-

mos energia szállítására, majd a szerződés

mára, mivel számos problémát kell leküzdeni:

megkötése esetén attól megkapja szállítási

• A szél erősségétől függetlenül

menetrendjét, amelyet az on-line optimalizálás

– erősen változékony termelés a terheléstől

segítségével a lehető legjobban betart.

függetlenül, – erős eltérések a prognózistól és a tervtől. • Erős szélnél

Ha csak egyféle kiinduló energiahordozó van, például csak decentralizált szélerőművek ter-

– erős terhelés esetén a hálózati vezetékek

melik az energiát, az egész rendszer egyetlen

termikus túlterhelése,

nagy virtuális szélerőműként kezelhető. Ennek

– gyenge terhelés esetén ƒ stabilitási problémák a szabályozási

tagjai kivitelük és kommunikációs lehetőségeik szerint többfélék lehetnek:

teljesítmény/kiegyenlítő energia szű-

• szabályozható,

kös volta miatt,

• be/kikapcsolható,

ƒ meddő és zárlati teljesítmény hiánya,

• nem befolyásolható,

ƒ az automatikus lekapcsolás igénye vi-

• jósolható.

har esetén.

A széljárás szeszélyei miatt erősen változé-

A hagyományos eszközökkel ezek a feladatok

kony energiakínálat kiegyenlítődhet az egyes

nem, vagy nem megfelelően oldhatóak meg. 70

Korszerű energetikai berendezések

Új koncepciók és technológiák kidolgozása

szabályozási teljesítmény / kiegyenlítő energia

szükséges mind a rendszerintegráció, mind az

is rendelkezésre áll, szerződésekkel fedezett

üzemeltetés terén a kommunikációs és infor-

módon. Az ehhez a szinthez csatlakozó szél-

matikai lehetőségek maximális kihasználásá-

erőműveket transzformátorállomásokon ke-

val. A 3. ábrán látható többszintű struktúrában

resztül lehet a 110 kV–123kV feszültségű há-

a legalsó szinten az egyes területek középfe-

lózathoz csatlakoztatni. A szabályozási tarta-

szültségű hálózattal összefogott szélerőműveit

lékok lehetővé teszik azt, hogy még szélsősé-

és terheléseit kaszkádba kötve lehet egy-egy

ges körülmények között is (pl. erős szél és kis

távvezetékkel (és itt már az esetleges korláto-

terhelés) a költségek optimalizálásával lehes-

zásokat is figyelembe lehet venni) a föléren-

sen az üzemvitelt folytatni.

delt szinttel összekötni. Ez utóbbi szinten már műszaki korlátok vagy korlátozó megállapodások

exp./imp. szerződés

DEMS tervező és folyamatirányító rendszer

∼ GT

WP 1

valóságos tartalékszerződés a szabályozási teljesítményről/kiegyenlítő energiáról

UW 1

UWn

WP n

fölérendelt hálózati szint, pl. 110/123 kV

∼ bio

... DEMS tervező és folyamatirányító rendszer

elosztóhálózat üzemeltetője, pl. középfeszültségen

esetleges műszaki korlátok figyelembe vétele exp./imp. szerződé ∼ GT

WP 1

virtuális tartalék szerződés

terhelés

WP n

virtuális tartalék szerződés ∼ GT

tároló

WP 1

UW 1

terhelés

UW n

WP = szélpark; GT = gázturbina; UW = transzformátorállomás

3. ábra Kaszkádstruktúra modellje

71

WP n

tároló

Korszerű energetikai berendezések

Az egy-egy fokozatba összefogott 1 ... n sza-

és sokkal többet kell belőlük a jövőben össze-

bályozható szélerőmű és fogyasztó irányítását

fogni, mint a szélerőművekből. Az integrálás

a fokozat DEMS rendszere fogja össze, ennek

szempontjából éppen ez a nagy mennyiség

révén lehet a kaszkád menetrendjét a megala-

(akár több ezer is!) jelenti a kihívást, mivel ez

pozott prognózisok alapján összeállítani és

nagyon nagy mennyiségű kommunikációt és

optimalizált módon betartani. Az irányítórend-

számításigényt von maga után. Az üzemeltetők

szer folyamatos kommunikációt folytat a fölé-

általában a hőtermelést tekintik elsődlegesnek,

rendelt szint hasonló rendszerével, a teljesít-

a villamos energia visszatáplálása csak akkor

mény mindkét irányú cseréjét a piac viszonyai

jön szóba, ha a termikus igényeket már sikerült

között ugyanolyan szerződések szabályozzák,

kielégíteni.

mint a valóságos erőművek és fogyasztók esetében. Az összeköttetések túlterhelését, illetve

A városi hálózatra való visszatáplálásnak a sta-

a fölérendelt szint energiavételezési igényének

bilitás érdekében számos műszaki előfeltétele

esetleges csökkenését vagy hiányát a virtuális

van a berendezések oldalán is: lekapcsolhatóság,

szélpark „leszabályozásával” lehet követni. Ez

felharmonikusok és zavarok elleni védelem,

a rendszer stabilitásához is nagyban hozzájá-

meddő teljesítmény, szigetüzem stb. A hálózat

rul. Amennyiben elegendő szabályozási telje-

megerősítését célzó, általában mindenképp

sítmény/kiegyenlítő energia áll rendelkezésre,

szükségesnek tekintett beruházásokat el lehet

a virtuális szélerőművet nem kell leszabályoz-

kerülni azáltal, ha az irányítóközpont jogosult-

ni, a szél energiáját a műszaki lehetőségek

ságot kap a kisberendezések távirányítására, és

határáig ki lehet használni. A kaszkád DEMS

ezáltal az energiát mindig a helyileg legköze-

rendszere ciklikusan újraszámolja az optimu-

lebb eső fogyasztói igény helyére tudja „terel-

mokat, és az esetleg a területen belül változó

ni”. Ha erre nincs meg a lehetőség, könnyen

szélviszonyok figyelembevételével irányítja az

előállhat olyan helyzet, hogy az elosztóhálózat

egyes tényleges szélparkokat.

üzemeltetőjének egyik-másik közvetlen üzleti konkurense (az eddigi gázszolgáltató, vagy új független energiaszolgáltató) kezébe kerül a

Sok kicsi sokra megy – az elosztott KHV-berendezések integrálása

visszatáplálás irányítása. Ez a nyilvánvalóan ellenkező üzleti érdekek miatt jelentős mértékben veszélyeztetné a stabilitást, illetve túl nagy

A kapcsolt hő- és villamosenergia-termelő kis

bizonytalansági tényezőt vinne a virtuális rend-

berendezések néhány kW-os nagyságrendűek,

szer integrátorának irányítási stratégiájába. 72

Korszerű energetikai berendezések

A prognózisok reális mivolta, a tervezhetőség

lemzői hűen tükrözik az összefogott eszközök

jelentős szerepet játszik a sok kis házi beren-

tulajdonságait. A két fő csoport Németország-

dezés integrálásánál, különösen kiélezett piaci

ban a nem túl nagyszámú MW-os nagyságren-

viszonyok között. Mivel a termikus ellátás

dű szélerőművek és az igen nagyszámú, né-

előnyt élvez, gyakori az az eset, hogy a KHV-

hány KW-os teljesítményű kapcsolt hő- és

berendezés nem tudja követni a számára előírt

villamosenergia-termelő (KHV) berendezések.

elektromos energialeadási menetrendet. Az

Az integrált irányítás nagy kommunikációs és

ilyen helyzet gyors felismerése folyamatos

számítási igényeket támaszt, a szükséges tech-

mérést és kommunikációt tesz szükségessé a

nológiák azonban már rendelkezésre állnak.

fölérendelt szinttel. Az ezt a szintet irányító

Főleg a kommunikáció terén ugyanakkor

DEMS-rendszernek, mint adatkoncentrátornak

szükség lenne erőteljes szabványosításra, és az

összesítenie kell a sok kis termelő adatait, és

energetikai ágazatot szabályozó német törvé-

az adatokat feldogozott formában kell a kö-

nyeket is finomítani kell a hatékony és töme-

vetkező irányítási szintre továbbítania. A köz-

ges működés eléréséhez.

vetítő szerep mellett az első irányító szint az Összeállította: Kis Miklós

optimalizálási lehetőségek intelligens kihasználásával tompíthatja a sok kis termelő rendezetlen változásaiból eredő stabilitási probléIrodalom

mákat is.

[1] Bitsch, R.; Gjardy, G.; Woldt, Th.: Virtuelle grosse Kraftwerke – eine Möglichkeit zur netzverträg-

Összefoglalás

lichen Einbindung dezentraler Enerigeerzeugungen. = Forum der Forschung, 8. k. 17. sz. 2004. dec. p. 25–30.

A területileg szétszórtan elhelyezkedő, viszonylag kisméretű helyi energiatermelő be-

[2] Lange, M.: Virtuelle Kraftwerke. = http://genossen-

rendezések fajtánként integrálhatóak egy-egy

schaftstag.greenpeace-energy.de/downloads/

virtuális nagyberendezéssé, amelyek fő jel-

kongress_lange.pdf.

73

Korszerű energetikai berendezések

BME OMIKK FORDÍTÁSI SZOLGÁLTATÁSAI DÍJTÉTELEK 2004. február 1-jétől Alapdíj Ft/karakter

Fordítási szolgáltatás megnevezése FORDÍTÁS Szakszöveg fordítása magyar nyelvre

1,8

Szakszöveg fordítása magyarról idegen nyelvre

2,5

Szakszöveg fordítása idegen nyelvről idegen nyelvre

3,6

Szakszöveg fordítása képírásról magyar nyelvre

Megállapodás szerint

Fordítás megállapodás szerint

Megállapodás szerint

LEKTORÁLÁS Magyar nyelvű szöveg lektorálása

0,9

Idegen nyelvű szakszöveg lektorálása

1,25

Lektorálás idegen nyelvről idegen nyelvre

1,8

Lektorálás képírásról magyar nyelvre

Megállapodás szerint

Lektorálás megállapodás szerint

Megállapodás szerint

HELYSZÍNI SZAKFORDÍTÁS

Megállapodás szerint

PÓTDÍJAK

Az alapdíj százaléka (%)

Sürgős (8000 karakter/munkanap)

50

Expressz (14 000 karakter/munkanap)

100

Rendkívüli (14 000 karakter felett/munkanap)

200

Nem világnyelvről történt fordításnál, ill. lektorálásnál

25 vagy 50

Nehezen olvasható szöveg fordításánál, ill. lektorálásánál

25

Igen nehéz szakszöveg fordításánál, ill. lektorálásánál

25

Szerkesztett fordításnál (ábra, táblázat, képlet stb. az eredetivel teljesen azonos formájú anyag)

40

● Áraink az ÁFA-t nem tartalmazzák, amelyet 25%-os kulccsal számítunk fel.

● A fordítás terjedelmét karakterben (karakterek száma szóközökkel) határozzuk meg. ● FONTOS! 1150-nél kisebb karakterszámú fordítás esetén szabott ár érvényes: Idegen nyelvről magyarra: 2000,– Ft + ÁFA/oldal Magyar nyelvről idegenre: 2800,– Ft + ÁFA/oldal

Érdeklődni:

Tel.: 4575-314 Fax: 4575-317 e-postacím: [email protected] http://www.info.omikk.bme.hu

74