Okos Hálózat irányításának nehézségei és kihívásai Tihanyi Zoltán vezérigazgató-helyettes MAVIR ZRt.
TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0020 Tudományos képzési műhelyek támogatása és a tehetséggondozás rendszerének kialakítása az Óbudai Egyetemen
Tartalom • • • •
Energiapolitikai elvárások MAVIR szerepe a „smart” világban MAVIR projektek Legyen a hálózat és a rendszerirányítás még intelligensebb!
2012. október 6.
2
A megfizethető energia
2012. október 5.
3
Az okos hálózatok kiépítése sokrétűen támogatja a Nemzeti Energiastratégia célkitűzéseit… A Nemzeti Energiastratégia pillérei
Az okos hálózatoktól remélt legfontosabb hasznok A fogyasztói tudatosság elősegítésével közvetlen energia-megtakarítás
Energia ellátásbiztonság
Jobb rendszerszabályozhatóság, a rendszerszintű tartalék igény növekedés mérséklődése A jobb hálózatismeret, ezáltal a hálózatfejlesztési igények pontosabban tervezhetőek
Versenyképesség növelése
Fenntarthatóság (figyelemmel az EU-s célkitűzésekre is)
Illegális vételezés visszaszorítása A hatékonyabb információáramlás által a piaci verseny elősegítése Fogyasztási csúcsok csökkentésével az átlagos kihasználási óraszám nő, ill. a primer energia felhasználás csökken Megújulók és kapcsolt kiserőművek rendszerbe integrálhatóságának elősegítése Közlekedés elektrifikációjának elősegítése
…ezért elterjedésüket az EU is ösztönzi, illetve a hazai VET is okosmérési pilotok indítását tette kötelezővé 2012. október 5.
4
MAVIR okos hálózatok kialakításában vállalt szerepe A jövő útja, hogy az energiafogyasztást új, innovatív technológiák alkalmazásával biztosítsuk, és szemléletformálással tudatossá tegyük a társadalmi szereplőket.
4 célt azonosít: 1. 2. 3. 4.
Energiahatékonyság Megújuló energiaforrásokra épülő villamosenergia-termelés arányának növelése Biztonságos atomenergia Regionális infrastruktúrához való kapcsolódás
2012. október 5.
5
A MAVIR szerepe I. 1. Energiahatékonyság • Az ellátásbiztonság növelése az energiatakarékosság és az energiahatékonyság javításán keresztül • Eszközök: • A hálózat bővítése és modernizációja • Műszaki megoldások • Társadalmi szemléletformálás
2012. október 5.
6
A MAVIR szerepe II. 2. Megújuló energiaforrások • Törekedni kell a megújuló energia részesedésének növelésére a technológiai fejlesztések és a villamosenergia-rendszer szabályozhatósága által • Dinamikus hálózatkezelés: a hatékonyság növelése az ellátásbiztonság fenntartásával
3. Biztonságos atomenergia • A szigorú követelményeknek megfelelő hálózatba illesztés • A biztonsági szempontok érvényesítése az üzemeltetés során
2012. október 5.
7
A MAVIR szerepe III. 4. Regionális infrastruktúrához való kapcsolódás
2012. október 5.
8
A MAVIR szerepe IV. Nemzetközi együttműködés – ENTSO-E European Network of Transmission System Operators for Electricity 41 TSO szervezete 34 országból Korábbi: UCTE NORDEL UKTSOA ATSOI BALTSO ETSO (EU+Svájc+Norvégia) szervezetekből alakult
• • • • •
532 millió fogyasztó ellátás 880 GW termelési kapacitás 305 000 km átviteli hálózat 3 200 TWh/év villamosenergia fogyasztás 380 TWh/év határkeresztező csere 2012. október 5.
9
A MAVIR okos hálózat projektjei • Okos mérés pilot projekt • Hálózati tárolás lehetőségeinek vizsgálata Storage projekt • Tartalékpiaci monitoring rendszer • Piaci szimulációs modell • Dinamikus határérték-figyelés • GCC (automatikus terhelés-szabályzók összehangolása) • • • •
WAMS Távkezelés Diszpécser tréning szimulátor RAAS, EAS
2012. október 5.
10
Okos Mérés Pilot projekt A Központi mérőoperátor számos előnnyel rendelkezik az elosztói és a területi modellekhez képest Egyetlen mérési központ és infrastruktúra → költség-megtakarítás
A Központi mérőoperátori modell optimális módon a MAVIR által valósítható meg
A rendszerirányítási szinergiák kihasználása, további okoshálózati technológiák integrálása
Országosan egységes technológia és szabványok használata
Szigorúan ellenőrzött működési függetlenség (ITO modell)
Tulajdonosi függetlenség a kiskereskedelmi JPE-ktől → verseny ösztönzése
Kommunikációs technológiák iránt semleges
Nincs (komoly) önérdek a fogyasztáscsökkentés ellen
Transzparens gazdálkodás
Multi-utility könnyebben ösztönözhető
Nemzetgazdasági érdekek prioritása
A fentiek miatt a Magyar Állam egy nagyméretű okos mérési/hálózati pilot projekt mellett döntött, amit a MAVIR valósít meg 2012. október 5.
11
Smart grid topológia Az okos hálózat működése során a fogyasztói adatok eljutnak a mérőközpontba, illetve dinamikus vezérléssel a rendszeroperátor biztosítani tudja a rendszer optimumot
Forrás: okme.hu, aquicon
2012. október 6.
12
Fogyasztói célok Fogyasztói szokások
A „rugalmatlan” fogyasztók Csökkenthetik fogyasztásukat akár 10-15%-al, illetve eltolhatják/átcsoportosíthatják más azt – kedvezőbb tarifájú időzónákba, ezzel csökkentve a rendszer csúcsterhelését indirekt módon.
Fogyasztás időbeni elosztását, a csúcs- és völgyidőszakok optimalizálását eredményezi A „rugalmas” fogyasztók A hálózati igényekhez igazítva (direkt beavatkozással), időben eltolva, vagy a megújuló energiát sztochasztikus jellegét kompenzálva vezérelhetik, távkapcsolhatják. (pl.: hőtárolós fogyasztók, elektromos autók)
Magasabb szintű fogyasztói kooperáció 2012. október 6.
13
Intelligens energia az épületekben Az okos hálózatok és mérések kialakítása lehetőséget teremt a hagyományos energia források optimalizálására és a megújuló energiák általános befogadására
Energia menedzsment
Okos villany, gáz és víz mérőórák segítségével lehetőség nyílik folyamatosan monitorozni és optimalizálni az épület összes energia fogyasztását
Forrás: atissun.com
Megújuló energia felhasználás folyamatos mérése és visszatáplálása az elosztó hálózatba
Rugalmas fogyasztók távoli vezérlése a hálózati terhelés függvényében
2012. október 6.
14
Napi rendszerterhelés
2012. október 6.
15
Szélerőművek termelése
2012. október 6.
16
Storage Mintaprojekt • • •
2020-ra a megújuló részarányt 14,6%-ra kell növelni Szekunder szabályozási nehézségek Szivattyús energiatároló megvalósíthatósága kérdéses
Elektrokémiai energiatároló eszköz • 1×10 MW/50 MWh vagy 2×5 MW/25 MWh • Li-YPO4 és/vagy VRB és/vagy NaS Felhasználási lehetőségek • Szekunder szabályozás • Szükség esetén tercier szabályozás • Teljesítményáramlás szabályozása • Feszültség/meddő teljesítmény szabályozás • Hálózati veszteség csökkentése • Black start
2012. október 5.
17
Tartalékpiaci Monitoring Rendszer A MAVIR által fizetett szabályozási rendelkezésre állási díjak növekedése
…egyre jelentősebb részt képvisel a fogyasztói villamosenergia-árban is
A MAVIR által lekötött rendszerszintű tartalékok rendelkezésre állási díja (mrd Ft)
A rendszerszintű tartalék lekötések elismert költsége a MAVIR díjaiban (Ft/kWh, nettó)
60
1,3 1,2
50
1,1
40
1,0 0,9
30
0,8
20
0,7 0,6
10
0,5
0
0,4 2007
2008
2009
2010
2011
2012 várh.
2007
2008
2009
2010
2011
2012 várh. Megj.: 2012-ben a Q2-Q4 tender miatti várható többlet nélkül
A rendszerszintű tartalékok költségeinek mérséklésére megoldás lehet a tartalékpiac MAVIR általi megfigyelése, ami által ellenőrizhető, hogy a piaci szereplők mennyire felelnek meg a piaci szabályoknak, és lehetővé teszi a különféle zavarok megfigyelését és a szükséges intézkedések megtételét. 2012. október 5.
18
Rendszerszintű tartalékok
2012. október 6.
19
WAMS - Wide-Area Monitoring System Szinkronizált fazor-mérés
A villamosenergia-rendszer üzemirányításában és a fellépett üzemzavarok kiértékelésében, előrejelzésében segítséget nyújtó mérési technológia.
a.) Fazor reprezentáció
A fazor egy komplex szám, amely reprezentálja a szinuszos feszültség és áram nagyságát és fázisszögét egy adott időpontban a hálózat különböző csomópontjain. A mérés GPS időszinkonizálással történik az alállomásokon elhelyezett PMU-k (Phasor Measurement Unit) segítségével. Az adatokat egy központi adatkoncentrátor (PDC) tárolja, amelyhez a kiértékelő program kapcsolódik.
a.) Alállomási PMU csatlakoztatás 2012. október 6.
WAMS – Wide-Area Monitoring System az ENTSO-E CE-ben
2012. október 6.
MAVIR WAMS megvalósítás – PROLAN rendszer
Alállomási megvalósítás: PMU-k helyett PROLAN PROFIELD mezőgépekben (RTU) speciális mérőkártyákkal.
PDC adatszerver és központi kiértékelés, megjelenítés
2012. október 6.
MAVIR WAMS megvalósítás – mérési helyek a magyar VER-ben
2012. október 6.
WAMS felvételek
Erőművi kiesés Spanyolországban (Libikóka effektus)
2012. október 6.
WAMS felvételek (Önmagától felgerjedő rendszerközi lengések 2011. február 19-én, 8:00-8:20 között.)
a.) ENTSO-E CE felvételek
b.) MAVIR felvételek
2012. október 6.
WAMS – Wide-Area Monitoring System az USA-ban
Amerikai üzemelő PMU-k és új telepítési tervek (Smart Grid beruházások keretében) 2012. október 6.
Átviteli hálózat
2012. október 6.
27
Átviteli és elosztóhálózat
2012. október 6.
28
Átviteli hálózati alállomás
2012. október 6.
29
Távkezelés Rendszerirányítás
Hálózat irányítás
Távkezelés
OP1
OP2
Hálózat üzemeltetés WAM
Távkapcsolás Helyszíni kapcsolások irányítása
Távkapcsolás
HÜSZ
Készülék Alállomás
Helyszíni kapcsolás
Kommunikációs kapcsolatok: Hálózat normál üzeme mellett Kiesett / kikapcsolt hálózati elemek esetében Rendkívüli hálózati esetekben 2012. október 6.
30
Távkezelés
2012. október 6.
31
X-GRAM - áttekintő
2012. október 6.
32
A gyakorlat megszerzése Sok-sok átélt és kezelt üzemzavar Kockázat:
nincs elég üzemzavar
Megoldás: legyen Akadály:
nem tehetjük meg
Kiút:
szimulátor
2012. október 6.
33
Majdnem igazi (Close To Real)
2012. október 6.
34
Saját szimulátorunk
• 4 diszpécser gyakorolhatja • a magyar energiarendszer eseményeit 2012. október 6.
35
MAVIR megfigyelési területe
2012. október 6.
36
A
R É S Z L E T E K
F É L R E V E Z E T N E K ! 2012. október 6.
37
A régió állapotfigyelő rendszere (RAAS)
2012. október 6.
38
22:10:29 22:10:15 22:10:13 22:10:22 22:10:27 22:10:25 22:10:19 22:10:28 22:10:31
2012. október 6.
39
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!
