Nová legislatíva na Slovensku – zavádzanie inteligentných meracích systémov (IMS) v elektroenergetike. Fitere Marcel Východoslovenská distribučná a.s. 21. November 2013, kongresové centrum Technopol
[email protected]
Obsah 1. Inteligentné meracie systémy (IMS) v podmienkach SR a okolitých krajín 2. Legislatíva a odporúčania EU a SR 3. Technológia diaľkového zberu dát – súčasnosť vo VSD a.s. 4. Rollout inštalácie IMS v podmienkach VSD a.s. 5. Inteligentné meranie – smart grid, energetická efektívnosť
2
IMS vo vybraných krajinách – stratégia prístupu a aktuálny stav Švédsko
Dánsko Dosiaľ hodinové meranie len pre zákazníkov nad 100 MWh/r. Bez legislatívneho plánu pre inštaláciu IMS pre domácnosti. Záporná CBA.
Česká republika
Roll-out zamietnutý. Záporné CBA aj výsledky pilotov v réžii iOn Cz, Mereni, CEZ v počte ~ 45 tis. meraných odberných miest. Neplánuje sa s legislatívnym rámcom pre IMS.
Prvá krajina, ktorá sa rozhodla pre full rollout. Hodinové meranie pre všetky OM s istením od 63A, mesačné pre OM s istením pod 63A.
Nórsko
Dosiaľ hodinové meranie len pre zákazníkov nad 100 MWh/r. IMS bude mať každé odberné miesto do 1.1.2017, 80% bude vybavených IMS do 1.1.2016
Veľká Británia
Spustenie prevádzky IM je na dodávateľovi, nie na DSO. IMS je prezentovaný ako konkurenčná výhoda.
Nemecko Hranica nastavená na 6 MWh/a Inštalované merače spĺňajú požiadavky, teda nie je dôvod na žiadne masívne zavádzanie inteligentných meračov.
Francúzsko Distribučná spoločnosť ERDF nainštaluje~35 mil. inteligentných meračov do roku 2018 v dvoch fázach : 7 mil. najneskôr do roku 2014, Zvyšok medzi rokmi 2015 a 2018,
3
Fínsko
Plán 80% rollout IMS do konca roku 2014 s možnosťou výnimky pre 20% (odberné miesta s istením do 25A (3f), alebo so spotrebou menšou ako 5 MWh/r.
Poľsko Regulátorom vytvorené priaznivé podmienky pre DSO. Full-rollout je schválený. Bežia prvé inštalácie systémov merania
Maďarsko Dosiaľ bez legislatívneho rozhodnutia, predbežne hranica uvažovaná na úrovni 10MWh/r . Beží multiutilitný pilot.
Rakúsko Regulátor vydal v 01/2013 rámec pre funkčné požiadavky. Zvolený full-rollout. Plán ukončenie roll-outu do konca 2017, v roku 2013 bude ukončená inštalácia na cca 9% OM.
Taliansko 95% zo všetkých 36 miliónov odberateľov elektriny bolo vybavených inteligentnými meračmi do konca roka 2011. Definované minimálne štandardy pre inštaláciu SM na úrovni NN zákazníkov.
Zdroj: European Smart Metering Landscape Report, www.smartregions.net/
Legislatíva a odporúčania EU a SR EU: 13. júla 2009 SMERNICA EURÓPSKEHO PARLAMENTU A RADY 2009/72/ES o spoločných pravidlách pre vnútorný trh s elektrinou, ktorou sa zrušuje smernica 2003/54/ES 12.apríla.2011 OZNÁMENIE KOMISIE EURÓPSKEMU PARLAMENTU, RADE, EURÓPSKEMU HOSPODÁRSKEMU A SOCIÁLNEMU VÝBORU A VÝBORU REGIÓNOV - Inteligentné siete: od inovácií k zavedeniu 9. marca 2012 ODPORÚČANIE KOMISIE 2012/148/EÚ o prípravách na zavádzanie inteligentných meracích systémov
SR: September 2013 Materiál predložený do vlády pod názvom „Návrh riešenia zavádzania inteligentných meracích systémov v elektroenergetike SR“, 28. októbra 2013 Vyhláška č. 358 Ministerstva hospodárstva Slovenskej republiky, ktorou sa ustanovuje postup a podmienky v oblasti zavádzania a prevádzky inteligentných meracích systémov v elektroenergetike
4
Zdroj: Východoslovenská distribučná a.s., Východoslovenská energetika a.s. , http://eur-lex.europa.eu/
Technológia diaľkového zberu dát – súčasnosť vo VSD V súčasnosti je v distribučnej sústave VSD a.s. pripojených cca 5 130 diaľkovo meraných a monitorovaných odberných miest, ktoré reprezentujú cca 60% súčasnej spotreby v distribučnej oblasti
90%
80%
2011 - 54% (3 600 OM) 2012 - 58% (4 500 OM)
4 MWh/a ( 110 000 OM )
70%
2013 - 60% (5 130 OM) 60% 50%
Súčasný stav
Podiel na celkovej distribúcii VSD
100%
40%
30% 20% 10%
Počet odberných miest v logaritmickej mierke
5
Zdroj: Východoslovenská distribučná a.s., Východoslovenská energetika a.s. www.vsds.sk
590 000
580 000
578 000
570 000
560 000
550 000
520 000
500 000
480 000
450 000
410 000
390 000
350 000
320 000
290 000
260 000
220 000
200 000
170 000
130 000
100 000
60 000
40 000
20 000
12000
4 100
1 000
500
400
300
200
100
50
0%
Funkcie systému AZD* a funkcie IMS Funkcia
AZD*
Obojsmerná komunikácia medzi OM a centrálou IMS Monitoring OM lokálnym pripojením k IMS
Priebehové meranie odbru a dodávky činnej energie s diaľkovým odpočtom Registrácia odberu a dodávky elektriny vo viacerých sadzbách
Pravidelný odpočet určeného meradla a diaľkový prenos nameraných údajov Pravidelná a automatizovaná synchronizácia dátumu a času určeného meradla a ďalších TP Spínanie taríf podľa aktuálnej sadzby Možnosť zmeny času platnosti sadzieb určeného meradla z centrály IMS Registrácia udalostí neštandardných a poruchových stavov určeného meradla a ďalších TP IMS a ich zasielanie do centrály IMS Možnosť ďiaľkovej parametrizácie a akturalizácie programového vybavenia určeného meradla Možnosť parametrizácie alebo odpočtu určeného meradla cez lokálne rozhranie Priebehové štvorkvadrantné meranie odberu a dodávky činnej energie a jalovej energie
Základná Pokročilá Špeciálna
Možnosť diaľkového odpojenia OM povelom z centrály IMS Možnosť diaľkového pripojenia OM povelom z centrály IMS alebo jeho lokálneho pripojenia podmieneného diaľkovým povolením z centrály IMS Prúdové a výkonové obmedzenie v určenom meradle
Možnosť výmeny komunikačného modulu bez zásahu do meracej časti určeného meradla
Priebehové štvorkvadrantné meranie zdanlivej energie a vyhodnocovanie výkonových parametrov
Meranie efektívnych hodnôt napätia a prúdu po fázach Vyhodnocovanie účinníka počítaného z činnej a jalovej energie
Registrácia alarmov a napadnutie určeného meradla
Meranie kvality elektriny pre potreby prevádzkovateľa distribučnej sústavy
Vyhodnocovanie účinníka počítaného z nameraných hodnôt činnej energie a zdanlivej energie
Rozhranie a komunikácia s dispečerským riadiacim systémom
* AZD Automatizovaný zber dát a meracie systémy na diaľkový monitoring používané vo VSD v súčasnosti
6
Zdroj: Východoslovenská distribučná a.s, Východoslovenská energetika a.s. www.vsds.sk
Rollout inštalácie IMS v podmienkach VSD a.s. Štruktúra vybraných OM Kritériá:
•
Rozsah 1% celkového počtu OM pre IMS 25% rozsahu: • Ucelená oblasť - husto umiestnené OM so spotrebou 4 MWh/r • Ideálne s výskytom pripojených OZE • IMS bude osadený na všetkých OM na vývode DTS (test PLC – záťaž) 25% rozsahu: • Zamerané na lokalitu TS • Husto umiestnené OM so spotrebou 4 MWh/r • Dlhý vývod z DTS ( > 300 m - test PLC – vzdialenosť) • IMS bude osadený len na OM so spotrebou 4 MWh/r 50% rozsahu: • OM roztrúsené v regióne • Prioritne OM so spotrebou 15 MWh/r (kategória I.)
7
Zdroj: Východoslovenská distribučná a.s, Východoslovenská energetika a.s. www.vsds.sk
Rollout inštalácie IMS v podmienkach VSD a.s. Štruktúra vybraných OM Výber lokalít a OM:
8
»
Celkovo vybraných 1100 OM
»
600 pre scenáre 1 a 2 (PLC)
»
500 pre scenár 3 (GPRS)
»
14 vybraných obcí (napr. Veľká Ida, Spišská Belá, Lipany, ...)
»
Všetky obce s vyzbieranou NN sieťou v GIS
»
25 dotknutých DTS, výhradne v HIM VSD
Zdroj: Východoslovenská distribučná a.s, Východoslovenská energetika a.s. www.vsds.sk
Rollout inštalácie IMS v podmienkach VSD a.s. Počet inštalácii elektromerov vrátane nových pripojení vo VSD 75 000
75 000
Periodická výmena elektromerov a nové pripojenia bez IMS Periodická výmena elektromerov
~ 22 000
IMS
~ 22 000
~ 22 000
~ 22 000
~ 1 100 ~ 5 700
50 000
50 000
~ 8 200 25 000
25 000
0
0
2014
9
2015
2016
2017
2018
2019
Zdroj: Východoslovenská distribučná a.s, Východoslovenská energetika a.s. www.vsds.sk
2020
Rollout inštalácie IMS v podmienkach VSD a.s. Odhadované náklady na inštaláciu IMS vs. náklady na periodickú výmenu elektromerov vo VSD 6 000 000 €
6 000 000 €
Náklady na periodickú výmenu elektromerov a nové pripojenia bez IMS Náklady na periodickú výmenu elektromerov Náklady na IMS 4 000 000 €
4 000 000 €
2 000 000 €
2 000 000 €
0€
0€
2014
1
2015
2016
2017
2018
2019
Zdroj: Východoslovenská distribučná a.s, Východoslovenská energetika a.s. www.vsds.sk
2020
Inteligentné meranie – smart grid, energetická efektívnosť Špička výroby a špička spotreby vznikajú v iných časoch
Zaťaženie siete a spotreba odberateľov je nerovnomerná. Riadi sa prirodzenými cyklami počas dňa „ráno – poludnie – večer – noc“, počas ktorých je spotreba daná určitými zvyklosťami odberateľov. (Pozri obrázok). Denný profil spotreby priemernej domácnosti vykazuje nerovnomernosti, ktoré vyvrcholia v popoludňajšej špičke, počas ktorej je potrebné pri výrobe elektriny zapojiť rôzne druhy zdrojov tak, aby pokryli tento nárast spotreby. Inštaláciou napr. fotovoltických zdrojov v elektrizačnej sústave sa síce posilní celkový inštalovaný výkon v sústave, ale špička spotreby a špička výroby vznikajú v rôznych časoch. Teda pôvodné zdroje na báze fosílnych palív je nutné v sústave ponechať, sú však nasadzované zriedkavejšie čo na jednej strane obmedzuje produkciu skleníkových plynov na druhej strane však predražuje ich prevádzku.
Spotreba domácnosti počas špičkových hodín Spotreba domácnosti mimo špičky Výroba elektriny vo fotovoltickom zdroji
1
11
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Zdroj: Východoslovenská distribučná a.s, Východoslovenská energetika a.s. www.vsds.sk
Inteligentné meranie – smart grid, energetická efektívnosť Sedem štúdií očakáva výrazný pokles cien za batérie. Klesajúci trend z minulého roka bude pokračovať aj v budúcnosti Odhady cien pre lítium-iónové batérie USD/kWh
Deutsche Bank (Analyst Report 03/10)
900
Štúdia BCG (12/09) VW (Zitat 03/12)
800
Bloomberg (New Energy Finance 2012)
700
McKinsey (Studie 06/12)
Pike (Report 2012)
elementenergy (Studie 03/12)
600 500 400 300
"Bod zvratu" 1)
200 100 0
2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 1) Konkurencieschopnosť elektrických vozidiel od ceny batéria od 220 $/kWh;
1
Zdroj: McKinsey jún 2012; foto: BOSCH
Elektromobilita a iné technológie Možnosť ako vyriešiť vzťahy výroba/spotreba. Spotrebovať elektrinu v čase keď je jej dostatok resp. mimo špičky a zároveň ju uložiť v čase prebytku. Týmto sa dostávame k inteligentným sieťam a elektromobilite. Inteligentné siete budú motivovať odberateľov používať spotrebiče v požadovaných časoch tak, aby nevznikali špičky v spotrebe. Elektromobilita naopak pomôže uchovať elektrinu napr. v batériách automobilov v čase jej prebytku. K plnej funkčnosti tejto myšlienky však zostáva ešte náročná cesta. Technické prostriedky ako sú inteligentné merače, komunikačné a informačné systémy sú už technologicky zvládnuté. Veľkou výzvou členských štátov EU bude zmeniť zvyklosti odberateľov v prospech viac vyrovnaného denného profilu spotreby. Aj v prípade že sa to čiastočne podarí, kľúčovú úlohu zohrajú budúce „zásobníky elektriny“ (akumulačné batérie, resp. iné technológie) na ktorých v súčasnosti prebieha intenzívny výskum. Tieto sú z hľadiska budúcich potrieb rozhodujúce.
13
Zdroj: Východoslovenská distribučná a.s, Východoslovenská energetika a.s. www.vsds.sk
Ďakujem za pozornosť
[email protected]
© 2010 Digit, s.r.o.
Backup Kritériá a podmienky na zavedenie inteligentných meracích systémov pre jednotlivé kategórie koncových odberateľov elektriny 1. PDS nainštaluje inteligentný merací systém do nasledujúcich kategórií odberných miest koncových odberateľov elektriny pripojených do distribučnej sústavy na napäťovej úrovni nízkeho napätia. 2. Koncový odberateľ elektriny kategórie 1 je taký, ktorý má ročnú spotrebu elektriny na odbernom mieste najmenej 15 MWha maximálnu rezervovanú kapacitu na odbernom mieste najmenej 30 kW alebo najmenej 45 A. Na odberných miestach koncového odberateľa elektriny kategórie 1 PDS nainštaluje inteligentný merací systém s pokročilou funkcionalitou inteligentného meracieho systému podľa § 4 ods. 3. 3. Koncový odberateľ elektriny kategórie 2 je taký, ktorý má ročnú spotrebu elektriny na odbernom mieste najmenej 4 MWh a maximálnu rezervovanú kapacitu na odbernom mieste najmenej 30 kW alebo najmenej 45 A. Na odberných miestach koncového odberateľa elektriny kategórie 2 PDS nainštaluje inteligentný merací systém s pokročilou funkcionalitou inteligentného meracieho systému podľa § 4 ods. 3. 4. Koncový odberateľ elektriny kategórie 3 je taký, ktorý má ročnú spotrebu elektriny na odbernom mieste najmenej 4 MWh a maximálnu rezervovanú kapacitu na odbernom mieste menej ako 30 kW alebo menej ako 45 A. Na odberných miestach koncového odberateľa elektriny kategórie 3 PDS nainštaluje inteligentný merací systém so základnou funkcionalitou inteligentného meracieho systému podľa § 4 ods. 2. 5. Koncový odberateľ elektriny kategórie 4 je taký, ktorý má zariadenie na výrobu elektriny pripojené do distribučnej sústavy, koncový odberateľ elektriny, ktorý má v odbernom mieste pripojenú nabíjaciu stanicu pre elektromobily určené na prevádzku na pozemných komunikáciách, odovzdávacie miesta, v ktorých sú do distribučnej sústavy pripojené zariadenia na výrobu elektriny, koncový odberateľ, u ktorého budú PDS zistené nepriaznivé spätné vplyvy jeho zariadení na sústavu, a koncový odberateľ, u ktorého PDS na základe vyhodnotenia informácií, ktoré sú PDS známe z jeho činnosti, rozhodne o sledovaní výkonových a kvalitatívnych parametrov elektriny. Na odberných miestach koncového odberateľa elektriny kategórie 4 PDS nainštaluje inteligentný merací systém so špeciálnou funkcionalitou inteligentného meracieho systému podľa § 4 ods. 4.