KONFERENCE MĚLNÍK, 20.6.2013
DR. GEORGIEV - MAŘENÍ ENERGIE K VYŠŠÍ SPOLEHLIVOSTI
STRANA 1
Reference M.Sc. Daniel Georgiev, Ph.D. Fakulta aplikovaných věd, ZČU
SIMULACE SOLÁRNÍCH PLACHET PRO NASA
ŘÍZENÍ SYSTÉMŮ PŘES SÍTĚ
DISTRIBUOVANÉ BEZPEČNOSTNÍ SYSTÉMY KOREKCE GPS MĚŘENÍ
ZABEZPEČENÍ KOMUNIKAČNÍCH SÍTÍ NÁVRH BIOTECHNOLOGICKÝCH SYSTÉMŮ
PROVOZ SYSTÉMŮ V ENERGETICE
SPOLEHLIVÝ PROVOZ KOMPLEXNÍCH APLIKACÍ SI VYŽADUJE SYSTÉMOVÝ ZPŮSOB NÁVRHU
DR. GEORGIEV - MAŘENÍ ENERGIE K VYŠŠÍ SPOLEHLIVOSTI
KONFERENCE MĚLNÍK, 20.6.2013
STRANA 2
FP7 - Projekt GARPUR členstvo konsorcia naplňuje 12 univerzit (včetně ZČU) a 7 operátorů (včetně ČEPS) z 12ti zemí Bezpečnost dnešní přenosové soustavy nelze hodnotit pouze kritériem N-1. Existují nové způsoby ohrožení se stochastickou charakteristikou. Existují nové způsoby automatizace i nová rizika provozu. Vyhodnocení bezpečnosti je silně závislé na kriteriální funkci, estimaci a predikci. Cílem Evropského projektu GARPUR je návrh kriteriální funkce, která zajistí do budoucnosti spolehlivé vyhodnocení bezpečnosti v rámci ENTSO-E. pokryti 0
pokryti 1
Smerodatna odchylka od dennich diagramu ACEo (kladna), obdobi = unor - brezen
pokryti 2
400 50
50
50
2011 2010
350 0 0
0.5
1
0 0
0.5
1
0 0
pokryti 4
50
0.5
1
300
pokryti 5
50
250
50
[MW]
Ćetnost
pokryti 3
0 0
0.5
1
0 0
pokryti 6
0.5
1
0 0
pokryti 7
50
0.5
1
150
pokryti 8
50
200
100
50
50 0 0
0.5
1
0 0
0.5 P/P
1
0 0
0.5
1
0 0:00
jasno
6:00
12:00 den
18:00
00:00
EVROPSKÁ PŘENOSOVÁ SOUSTAVA ZPŮSOBY OHROŽENÍ přírodní rizika způsobená rizika výroba odběr regulace trh
NÁCHYLNOST SÍTĚ VYSTAVENÍ
PŘIZPŮSOBIVOST
VÁŽNOST STAVU ovlivněná plocha
technická zařízení
systémové služby
informační technologie
korektivní zásahy
ekonomické ztráty
operační režim
časová granularita
lidské a zdravotní úrazy
doba
f(ohrožení, náchylnost, vážnost) = bezpečnost soustavy
KONFERENCE MĚLNÍK, 20.6.2013
MAŘENÍ ENERGIE K NEJEN VYŠŠÍ SPOLEHLIVOSTI
STRANA 3
KONFERENCE MĚLNÍK, 20.6.2013
DR. GEORGIEV - MAŘENÍ ENERGIE K VYŠŠÍ SPOLEHLIVOSTI
STRANA 4
FVE - denní výroba Vy robená elektr ická energie FVE v Hor uša nech (Plzeň-jih) Kolísá ní při zvýšené ob lač nosti ob sahuj e až 40 % vy robené energie.
O B R Á ZEK 1. Den ní v ý roba e ne rgi e ze solár ních z dr o j ů (FV E) se s klá dá z p ev n é a kolí sa jící s l ož k y, je jíž p red i kc e s e mě ní h od i nově a p od le p oč as í . Č ím v z d áleně jš í je č as ov ý ho ri zont, tí m větší j e ko l is aj í cí s lož ka a tí m men š í je p ev ná složka.
KONFERENCE MĚLNÍK, 20.6.2013
DR. GEORGIEV - MAŘENÍ ENERGIE K VYŠŠÍ SPOLEHLIVOSTI
STRANA 5
FVE - cena regulace R ozbor ceny elektřiny v EUR/MWh dle typ u zdroj e a kompo nenty [1]. Cena FVE zahr nuj e investič ní nákla dy (cca 12,5 EUR/MW h) a cenu regulac e (cca 5, 0 EUR/ MWh) . Pouhá cena regulac e FVE se rovná ceně elektřiny z trad ičních zdroj ů. Cena regulac e FVE a větr né en ergie jsou přib ližně stej né.
O B R Á ZEK 2. R eg ulačn í zálohy js ou alokov ány h od in u a ž de n p řed č as ov ý m h ori zontem. Cena al o kov ané e nerg i e ros te s v ý š í alokov a né k a p a c i ty. Č ím v z d áleně jš í je č as ov ý ho ri zont, tí m menší je m argi náln í c en a s o uč as n é reg ulac e.
[1] The Boston Consulting Group. BCG Perspective on PV Market. Dec. 2011.
KONFERENCE MĚLNÍK, 20.6.2013
DR. GEORGIEV - MAŘENÍ ENERGIE K VYŠŠÍ SPOLEHLIVOSTI
STRANA 6
FVE - dotace Ekono mické ztráty investic do FV E [2]. FVE dota ce v roc e 2009 T ržní cena -1026 Kč /MWh Cena +služb y-4128 Kč/MW h Feed-in ta rif-13 498 Kč/MWh FVE dota ce v roc e 2010 Celkov é ekonom ické ztr áty: 14 m illiard Kč Dota ce hrad ící neefektivno st O ZE technologií: 42% = 5,9 m illia rd Kč
OBRÁZEK 3. FVE technologie jsou ekonomicky nevýhodné díky neúnosným kapitálovým výdajům. Feed-in tarify hradí nadměrné výdaje a stimulují rozvoj OZE. V ČR FIT představují roční ekonomické ztráty na úrovni 6 milliard. Je tedy potřeba neúnosné FIT nahradit či doplnit výhodnější stimulací, která například vyžaduje reinvestice do energetického sektoru.
[2] J. Průša et al., Economic loss in Czech photovoltaic power plants, IES Working paper: 18/2002.
Dota ce hra díc í zisk investorů: 58% = 8,11 m il lia rd Kč
KONFERENCE MĚLNÍK, 20.6.2013
DR. GEORGIEV - MAŘENÍ ENERGIE K VYŠŠÍ SPOLEHLIVOSTI
STRANA 7
FVE - současné maření MAŘ ENÍ P R O BEZPEČ NOST: USA - 25 TWh (2010 ) - 40 TWh (2011) - zma řeno c ca 4% větr né energie - zma řená energ ie j e jen z čá sti kompen zo vána [4]. Bulha rsko [5] - zma řeno 40% energ ie z O ZE v dub nu 2013
[3] W. Zhou, Curtailed wind to curtail coal heating in China: A double advantage? Revolt, 22.4.2013. [4] J. Rogers et al., Examples of wind energy curtailment practices. U.S. Department of energy report. 7.2010. [5] H. O’Brian, Bulgaria curtails wind power, Wind Power Monthly, 30.4.2013.
Average operational hrs
OBRÁZEK 4. Současně maření je využíváno pouze z bezpečnostních důvodů. Příčinou maření mohou být omezené kapacity či překročené meze napětí. Řídicí technologie snadněji umožňují odstavení větrných zdrojů, přestože cena regulace FVE je přibližně stejná.
ČÍ NA [3] - 20 TWh (2012) - v ob la stech zm ařeno a ž 25% větr n é energie
KONFERENCE MĚLNÍK, 20.6.2013
DR. GEORGIEV - MAŘENÍ ENERGIE K VYŠŠÍ SPOLEHLIVOSTI
KOUPILI JSME TO ... SPOTŘEBOVAT A REGULOVAT TO ALE NEMUSÍME
STRANA 8
KONFERENCE MĚLNÍK, 20.6.2013
DR. GEORGIEV - MAŘENÍ ENERGIE K VYŠŠÍ SPOLEHLIVOSTI
FVE - ekonomické maření OBRÁZEK 5. Vývoj FVE technologií umožňuje centralizované řízení kolísající injekce. Předem stanovené meze na kolísající složku injektované FVE umožní úspory v regulaci. Pokud nárůst ceny regulace (modrá barva) je vyšší než cena náhradní energie (červená barva) je ekonomicky výhodné zmařit část FVE. Často maření je i ekologicky výhodné. Běžící zdroje mohou být částečně odstaveny. Úsporné zdroje mohou být dřívěji spuštěny.
STRANA 9
DR. GEORGIEV - MAŘENÍ ENERGIE K VYŠŠÍ SPOLEHLIVOSTI
KONFERENCE MĚLNÍK, 20.6.2013
STRANA 10
Případová studie INT. SOURCE
28
FIRM SOURCE
REG. LINES and TIE-LINES (arrow = flow dir)
REG. LINES and TIE-LINES w/ INT. FLOW (arrow = flow dir)
1
2
15
18
3
4
14
19
5
12
13
16
17
6
8
9
PASSIVE LOAD
7
11
26
25
27
20
10
22
21
24
29
30
23
OBRÁZEK 6. IEEE 30 bus test system. Do sítě jsou zapojeny pevné zdroje, zdroje PpS a OZE. OZE mají určenou kolísající složku, která se před kompenzací projevuje v kolísajících tocích (přerušené čáry). Optimální meze ekonomického maření určují PpS rezervy a dispečink. Šipky indikují směr následujících průměrných toků.
KONFERENCE MĚLNÍK, 20.6.2013
DR. GEORGIEV - MAŘENÍ ENERGIE K VYŠŠÍ SPOLEHLIVOSTI
STRANA 11
FVE - faktory maření Faktor y ma ření [7] Flexibilní P pS znevýho dňují mař ení: - p lynové zdr oje m aj í nižší cenu cy klo ván í a kratší d obu n asazení a proto snižuj í ma ření Spolehlivost OZE snižuje m aření: - spo leh livost zdro je společ ně s ostatn ími faktor y ur čuje úroveň m aření j ed notlivých zdroj ů
OBRÁZEK 7. Nové technologie umožňují centralizované řízení injektované energie z FV zdrojů pomocí integrovaných měničů. Pevná složka FVE je daná predikcí. Kolísání lze tedy pouze omezit snížením maximální meze výroby. Předem stanovená mez je nejen závislá na ceně regulace. Úroveň maření určuje několik faktorů. V obrázku šipky směřující nahoru indikují faktory, které zmenšují úroveň maření.
[6] R. Tonkoski et. al, Coordinated active power curtailment of grid connected PV inverters for overvoltage prevention. IEEE Transactions on power systems, 2011. [7] D. Georgiev et. al, Risk Limiting Dispatch with Optimal Curtailing in Active Distribution Networks. European Control Conference., July 2013, Zurich, Switzerland.
KONFERENCE MĚLNÍK, 20.6.2013
MAŘENÍ ENRIGE K VYŠŠÍ SPOLEHLIVOSTI
FREE ENERGY
STRANA 12
KONFERENCE MĚLNÍK, 20.6.2013
MAŘENÍ ENRIGE K VYŠŠÍ SPOLEHLIVOSTI
FREE ENERGY
STRANA 13
