Okos hálózatok, okos mérés

PTE Műszaki és Informatikai Kar

DR. GYURCSEK ISTVÁN

Okos hálózatok, okos mérés (Outlook; Smart Grid; Smart Metering)  Milyen tulajdonságokkal rendelkezik az okos hálózat?  Milyen új lehetőségeket, szolgáltatásokat nyújt a hagyományos (centralizált) energiaelosztó rendszerekhez képest?  Milyen megoldásokat kínál a szolgáltatónak, fogyasztónak az okos hálózat részét képező okos mérés (smart metering)?  Hol tartunk jelenleg és merre tart a világ az okos hálózatok területén?

1

2015.09.10..

SMART GRID – SMART METERING – DR. GYURCSEK ISTVÁN

Bevezetés – „Smart Grid Use Cases”

PÉLDA 1 - túl nagy termelt teljesítmény Éjjel erős szél  villamosenergia-többletet  helyi felhasználás (vezérelt fogyasztók bekapcsolása)  légkondicionálók felszabályozása pl. „Comfort” üzemmódba;  hőszivattyk felszabályozása;  egyéb vezérelhető fogyasztók (pl. vízmelegítők) bekapcsolása;  villamos járművek töltése. PÉLDA 2 - helyi feszültségemelkedés Nyár, nappal, „üres lakás” (fogyasztás minimális)  PV rendszer (napelemes kiserőmű) max. teljesítményen. Energia áramlása megfordul  feszültségemelkedés! Védelem: PV rendszer invertere kikapcsol (nem termel) Helyi energiamenedzsment  helyi fogyasztás növelés (helyi vezérelhető fogyasztók bekapcsolása). 2

2015.09.10..


Bevezetés – „Smart Grid Use Cases” PÉLDA 3 – Esti városi csúcsterhelés  vezérlés „kölcsönvesz” pl. járművek akkumulátoraiból. PÉLDA 4 - túl kis termelt teljesítmény  légkondicionálók leszabályozása pl. „Eco” üzemmódba;  hőszivattyúk leszabályozása;  vezérelhető fogyasztók (pl. vízmelegítők) kikapcsolása;  villamos járművek töltésének kikapcsolása. PÉLDA 5 - transzformátor-túlterhelés Esti órákban közcélú hálózati transzformátorok túlterhelődhetnek .beavatkozás a transzformátorkörzet szintjén (kikapcsolások) A villamos autó átl.10 órát a garázsban, 5-7 órá töltési idő  (töltésvezérlés éjszakai / hajnali órákra időzítve (+kedvezőbb tarifa) (Megjegyzések a töltésvezérléshez: csak földelt járművön kapcsol be, töltéskor a jármű nem indítható, töltésvezérlés városi, transzformátorkörzeti és helyi irányítással (akár visszatáplálás is) Forrás: The interaction between KNX and the intelligent power grid (smart grid), KNX Journal, 1/2013. 3

2015.09.10..


Bevezetés – „Smart Grid”

Egy kis történelem…  A hagyományos (váltóáramú) villamos hálózat alapgondolata 120 éves (Nikola Tesla)  A 20. századra összekapcsolódott nagy hálózatok, központi erőművek, csúcserőművek, nehézkes fogyasztásmérés.  A 21. századra megújuló energiaforrások igénye, a IT fejlődése  a hálózat újragondolása. (központosított rendszer  decentralizált áramhálózat)  Az ezredfordulóra az első projekt (Olaszország) 27 millió háztartás okos hálózatban. SMART GRID… Az okos hálózat vagy smart grid, szemben a központosított struktúrájú hagyományos hálózattal egy olyan elosztott struktúrájú elektromos hálózat, mely az információs és kommunikációs technológiák segítségével gyűjt adatokat a szolgáltatók és a fogyasztók szokásairól, majd ezeket felhasználva automatikusan képes növelni a hálózat hatékonyságát, megbízhatóságát, gazdaságosságát és fenntarthatóságát. „Az intelligens épületek az épületfelügyeleti rendszerük energiamenedzsment funkcióján keresztül kapcsolódnak a helyiség intelligens hálózatára (Intelligent Power Network). Az egyes épületek rendelkezhetnek főleg megújuló energiaforrásokon alapuló kiserőművel/háztartási kiserőművel, amelyek terhelésének elosztását végzi az okos hálózat irányítása.”

4

2015.09.10..


Emlékeztető…

Váltakozóáramú teljesítménytípusok értelmezése

Teljesítménytényező

Hatásos teljesítmény  Átalakul más teljesítménytípussá (fogyasztás)  Egyenáramú teljesítményhez hasonló Meddő teljesítmény  Nincs egyenáramú megfelelője.  Teljesítménylengés generátor és reaktancia között.  Elfogyasztásra nem kerül (szolgáltató nem számlázza”)  Jelentős áram a távvezetéken Látszólagos teljesítmény  Közvetlenül mérhető „eredő”

Fázisjavítás  Terhelés = induktív meddő (általában).  Kapacitív meddővel kompenzálható.  „Kedvezmény”, ha

Teljesítményveszteség távvezetéken A meddő teljesítmény kerülendő! 5

2015.09.10..


Villamosenergia-ellátás (hagyományos rendszer)

Változások az energia-ellátó rendszerben… (röviden)

Nem vill. energia

Energiaszolgáltató

6

2015.09.10..

Vill. energia

I > Iw 

Áramszolgáltató

Nem vill. energia

Villamosfogyasztó


Villamosenergia-ellátás (Smart Grid) Hagyományos energia elosztó rendszer  Centralizált  Egyirányú áramlás  Kumulatív mérés

Intelligens energiaszabályozás

•Foszilis energia drágul •Megújuló források igénye (napenenergia 0,17%, de technológia, nem csak labor kísérlet… árcsökkenés várható)

Smart Grid

Smart Metering

HÁLÓZAT ÚJRAGONDOLÁSA!!!

7

2015.09.10..


Villamosenergia-ellátás (Smart Grid)

Smart Grid jellemzői  Elosztott/decentralizált rendszer

 Megújuló források támogatása  „Elpusztíthatatlan” (terrorizmus elleni védelem)  Online adatkapcsolat

8

2015.09.10..


Villamosenergia-ellátás (Smart Grid)

Flexibilis topológia  Irányfüggetlen kapcsolat  Elosztott termelést támogat  Fotovoltaikus (Napenergia) támogatás  Szélerőmű támogatás  Rugalmas bővíthetőség

9

Megbízhatóság

Hatékonyság

 Távmenedzselhető

 Info gyűjtés szokásokról

 „öngyógyító”

 Optimalizálási javaslat

 Hibajelző/előrejelző (statisztikák)

 Időfüggő tarifa (fogyasztás ösztönzés)

2015.09.10..


Villamosenergia-ellátás (Smart Metering)

Jellemzői  Kommunikál+Mér kapcsol, riaszt (PDU)  Mér

 timestapm,U,I,P,Q  Időfüggő tarifa  Online lekérdezés

Kommunikál  PowerLine  ZigBee standard  WiFi  Külön vonal

10

2015.09.10..


Villamosenergia-ellátás (merre tartunk?)

11

2015.09.10..


Villamosenergia-ellátás (merre tartunk?)

12

2015.09.10..


Kérdések

? 13

2015.09.10..


Okos hálózatok, okos mérés

Recommend Documents