Výstavba chytré sít s µems

Výstavba chytré sít s µEMS Jarní konference EZ, 16. - 17. dubna 2014 Igor Dremelj, VP Smart Grid Solutions EMEA

Copyright © 2014 Toshiba Corporation and Landis+Gyr. All rights reserved.

1

Skupina TOSHIBA a její podnikatelské segmenty Název spole nosti:

TOSHIBA CORPORATION

Sídlo :

Tokyo

Založena:

v ervenci 1875

Kmenové akcie:

439 901 milion ¥ (~ 3,2 miliardy €)

istý obrat (tržby):

TOSHIIBA Group President & CEO

5 800 miliardy ¥ (~ 43 miliardy €)

Mr. Hisao TANAKA

Celková aktiva:

6 106 732 milion ¥ (~ 45,2 miliardy €)

Po et zam stnanc :

206 087

Energy & Infrastructure

Community Solutions

Clouds & Solutions

Healthcare

Electronic Devices

Consumer & Lifestyles

Power Systems Infrastructure Systems

Community Solutions

Cloud Services

Medical systems Healthcare IT Services

Semiconductor & Storage Products

Digital Products Home Appliances

T&D, BESS, µEMS, AMM, …

Elevators, Lightning, HVAC, HEMS, BEMS, VPP, … * Nové organiza ní uspo ádání k 1. íjnu 2013 Copyright © 2014 Toshiba Corporation and Landis+Gyr. All rights reserved. Výsledky za finan ní rok 2012. Sm nný kurs EUR: 1 € = 134.96 ¥, hodnota jen pro porovnání. 2

Sít s konven ní výrobou elekt iny a b žným zatížením. Jednosm rné toky energie z p enosové soustavy ke Jaká je historie? koncovému spot ebiteli

jaderné elektrárny

tepelné elektrárny

edem daný nízký podíl distribuovaných zdroj energie (DG*), pokud se v bec vyskytly Nízká úrove monitorování a ízení SN/NN sítí, pokud to v bec bylo nutné („pasivní ízení”) Centralizované ízení koncových energetických zdroj a p enosové soustavy ístup „správn dimenzovat a zapomenout“ – evážná v tšina problém se vy ešila v etap plánování / projektování sít

hydroelektrárny

DOMÁCNOSTI

PR MYSL VELKÉ BUDOVY Copyright © 2014 Toshiba Corporation and Landis+Gyr. All rights reserved.

* DG – Distribuované generování elektrické energie

Dnešní a budoucí sít ? * ICT – informa ní a regula ní technologie

trné elektrárny

Distribuované a p erušované generování elektrické energie Aktivní ízení sí ové soustavy Koordinovaná centralizovaná a distribuovaná regulace

Solární zdroje

?

Chytré elektrom ry

Investice do ICT* Nová legislativa a odpov dnosti – DNO** + systémové služby = DSO**? Zajišt ní bezpe nosti soustavy a kvalitních služeb ** DNO – distribuovaný provoz sítí ** DSO - distribuovaný provoz soustavy Chytré elektrom ry

Chytré elektrom ry

Elektrická Systém pro akumulaci vozidla (elektromobily) energie

Solární zdroje

Solární zdroje Solární zdroje

Klimatizace


Systém pro akumulaci energie

Systém pro akumulaci energie

Nové výzvy = Nové úkoly pro energetické trhy? Výzvy vycházející z nových sítí stanovují nové požadavky na úkoly a interakce trhu

Reakce na dodávku energie a optimalizace portfolia

Generování energie

Integrace obnovitelných zdroj energie: na bázi v tru, bioplynu, i fotovoltaiky

Prodej

Zajišt ní tržeb, zabrán ní výpadk m a redukce výluk [p erušení dodávek elekt iny]

Generation

Transmission

Sales „Energetická hodnota”

Ochrana infrastruktury / technických za ízení a optimalizace

Agregace

Dynamické ízení kapacity – vyhlazování špi ek spot eby namísto zvýšené produkce energie

„Hodnota tech. za ízení”

Prosumer Aggregation

Bilancování elektrické energie, energetická innost a optimalizace

enos

Distribution Balancing

Distribuce

Bilancování / vyrovnávání [nabídky a poptávky energie] Prosumer – nový druh zákazníka, jenž m že být zárove producentem i spot ebitelem energie…

Copyright © 2014 Toshiba Corporation and Landis+Gyr. All rights reserved. 5

íklad: Jakost dodávky elekt iny Kontinuita dodávky elekt iny v sítích – SAIDI, SAIFI, ENS, AIT... Plánované x neplánované p erušení (porucha) dodávky Lokalizace poruchy a doba obnovení dodávky Vliv po así Podíl nadzemních x kabelových vedení

Schopnost distributora i výrobce elekt iny reagovat na p íslušné požadavky koncových zákazník (komer ní jakost) Nemá p ímou souvislost s fyzickým provozem soustavy Pobídky

Pobídkové/sank ní mechanismy Motiva ní ízení jakosti SAIDI, SAIFI, ENS… jako parametry spolehlivosti Sankce jako procentový podíl ro ního poplatku za sí ové služby, pr rná hodnota ENS, …

SAIDI - Index pr rné doby p erušení distribuce SAIFI - Index pr rné etnosti p erušení distribuce Copyright © 2013 Toshiba Corporation and Landis+Gyr. All rights reserved. ENS – Doba bez dodávky elekt iny AIT – Pr rná doba p erušení dodávky elekt iny 6

Sankce

íklad: Statistika finského trhu s elekt inou 2011 DNO (operáto i distribu ních sítí) ve Finsku Délka sítí km Po et odb ratel elekt iny jedn. Po et odb rových míst jedn. primární rozvodny Po et rozvoden distribu ní rozvodny erušení dodávky elekt iny u odb ratele, za trvání, hodiny rok po et, jedn. NN sí Po et neplánovaných erušení dodávky SN sí

85 382’740 3’348’730 1’758 ’642 1’097 132’368 6.20 9.31 23’319 54’703

Rozd lení výpadk / p erušení dodávky

neplánovan é údržba opožd. obnovení autom. obnovení

Postižení odb ratel

Odb ratelé oprávn ní k odškodn ní (2011) Po et postižených odb ratel : 371’630 Odškodn ní (pr rn /na odb ratele): ~126 € >> ZNA NÝ DOPAD NEP ÍZNIVÝCH POV TRNOSTNÍCH PODMÍNEK! >> VYSOKÝ PODÍL NADZEMNÍCH VEDENÍ NA VENKOV ! Copyright © 2013 Toshiba Corporation and Landis+Gyr. All rights reserved. 7

íklad: Slovinsko únor 2014


Vývoj sm rem k chytrým sítím Infrastruktura s chytrými elektrom ry (AMI)

esné informace na úrovni odb ratele Transparentnost stavu sít pro koncové odb ratele Historická data pro plánování a p edpov di do budoucnosti

Digitalizace a aktivní ízení sít

Informovanost o stavu SN a NN sít Lokalizace poruchy Regulace nap tí ízení obnovitelných zdroj Bilancování [vyrovnávání] poptávky a dodávky energie

Správné informace v reálném ase budou klí ové pro úsp šnou transformaci!


Dynamické prost edí si vyžádá nové nástroje edpovídání poptávky [požadavk na dodávku elekt iny]

edpov di a plánování

edpovídání výkonu obnovitelných zdroj asové plánování dodávky elekt iny Vyrovnávání prom nlivostí p i ízení výkonu fotovoltaiky a v trných turbin (v reálném ase) ízení dodávky a poptávky elekt iny v reálném ase

Monitorování a ízení v reálném ase

Regulace hladin nap tí ízení poptávky

Správné asové plánování

Optimalizace sít


Informovanost umožní optimalizaci technických prost edk a zvýší innost Digitalizace sítí a rozvoden povede k dobré informovanosti o SN/NN sítích a tím se usnadní aktivní ízení sítí! TSO

DNO

100%

SCADA Dostupné informace RTU

µEMS Automatizace chytrých distribu ních rozvoden Chytré elektrom ry

0

HV

SN

NN


íklad: Aktivní regulace nap tí v distribu ních sítích ízení komplexního SN/NN sí ového prost edí vyžaduje digitalizaci sítí a transformátor !

Rozvodna pro distribuci

zát ž

zát ž

zát ž

zát ž

zát ž

zát ž

NN/SN tok energie

ípustné rozmezí nap tí

TVR

BESS

horní mez dolní TVR - tyristorový regulátor nap tí STATCOM - statický synchronní kompenzátor Copyright © 2014 Toshibaenergie Corporation and µEMS Landis+Gyr. rights reserved. BESS – bateriový systém akumulování –Allmikro-systém pro ízení energetických sítí

STATCOM Nár st nap tí

musí být Voltage v Rise rozmezí

Nástroje pro digitalizaci a aktivní ízení sítí EMS ešení pro ídící systém energie

Automatizace chytrých distribu ních rozvoden

SCiB ešení pro akumulaci energie

Zlepšení informovanosti pomocí nástroje Gridstream AMI


Digitalizace a aktivní ízení sítí pomocí µEMS Použití

Technické za ízení v SN síti

Technické za ízení v NN síti

Vizualizace energetické soustavy

µEMS server Chytrá distribu ní rozvodna

Chytrá distribu ní rozvodna Chytré elektrom ry

Lokalizace poruchy

Chytrá distribu ní rozvodna

Chytrá distribu ní rozvodna Chytré elektrom ry

Regulace nap tí

RDT / TVR (tyrist. regulátor nap tí) SVC / STATCOM Akumulace energie v síti µEMS regulátor

TVR (tyrist. regulátor nap tí) Akumulace energie u samovýrobce µEMS regulátor

ízení obnovitelných energetických zdroj

Chytrý invertor (pro fotovoltaiku / v trné turbiny)

Chytrý invertor (pro fotovoltaiku / v trné turbiny)

Akumulace energie v síti

Tepelné erpadlo Chytré elektrom ry Akumulace energie u samovýrobce

Optimalizace energie


Naše nabídka pro chytré sít Systém pro ízení energetických sítí

Infrastruktura chytrých elektrom Sí

SCADA DMS Pr mysloví a komer ní odb ratelé

Chytré domácnosti

Automatizace chytrých distribu ních rozvoden


Chytré ešení pro ízení energetických sítí - µEMS µEMS se používá pro udržení stability energetického systému, do n hož jsou ipojeny obnovitelné zdroje energie

edpov di

edpov di pro obnovitelné zdroje edpov di pro poptávku energie

Monitorování a regulace

asové plánování

asové plánování pro energetické zdroje asové plánování pro akumulaci energie

Aplika ní funkce mikro-systému pro ízení energetických sítí (µEMS) edpov di pro dodávku a poptávku energie asové plánování pro generování a akumulaci energie Vyhlazování produkce energie z obnovitelných zdroj Regulace dodávky a poptávky energie v reálném ase Vyrovnávání ú inku zát ží, které nelze p edpovídat nap . ze sektoru EV (elektromobil ) Regulace nap tí v SN a NN sítích Regulace kmito tu v mikrosítích Reakce na poptávku (požadavky) na energii

Stabilizace elektrického proudu Redukce kolísání pro frekven ní zát žovou regulaci obnovitelných zdroj


Chytrá ešení baterií pro akumulaci energie Výkon baterií

Rozsahy bateriových systém

Akumulace energie pro samovýrobce: malé až st ední bateriové systémy (BESS)

Velké systémy

Zvyšují využití energie u samovýrobc Krátko- až st edn dobý nouzový zdroj energie p i výpadku dodávky

St ední systémy

Akumulace energie v síti: st ední až velké bateriové systémy (BESS)

Malé systémy Kapacita baterií

Integrace obnovitelných zdroj na SN úrovni Redukce špi kových zát ží p enosových systém Regulace kmito tu / nap tí eklenutí krátkodobých výpadk elekt iny

Chytrá technologie baterií - SCiB™ - Vysoký vstupní i výstupní výkon - Provoz p i nízkých teplotách - Rychlé nabíjení - Dlouhá životnost

SCiB – Super Chargeable ion Battery [Super-nabíjecí iontové baterie] (http://www.scib.jp/en/product/index.htm) Copyright © 2014 Toshiba Corporation and Landis+Gyr. All rights reserved. 17

Automatizace chytré distribu ní rozvodny Funkcionality v rámci automatizace chytré distribu ní rozvodny (SDSA) Monitorování a regulace transformátor a rozvodny Sledování výkonu, proudu, nap tí a sm ru toku energie Sledování jakosti dodávky energie Indikace SN poruchy (výpadku, zemn ní a zkratu) ízení NN sít Indikace NN výpadku Dálkové ízení SN vypína e s op tným zapínáním Dálkové ízení a monitorování lokálních energetických zdroj Referen ní m ení spot eby pro analýzy sí ových ztrát


Rozší ená informovanost prost ednictvím Gridstream AMI Systém energetického ízení

Infrastruktura chytrého ení spot eby elekt iny

AMI (Infrastruktura chytrého m ení spot eby) zajiš uje p esnou informovanost na úrovni odb ratele elekt iny asné informace o spot eb v etn historických profil Reverzní m ení [spot eby] elekt iny z mikroenergetických zdroj asné informace o jakosti elekt iny Záznam o jakosti nap tí (EN50160) Statistika výpadk Vzdálené ízení zát ží u odb ratel v domácnostech Analýza dynamických trend spot eby elekt iny


Interakce chytré sít a chytrého trhu

azení hodnoty „volné kapacit ” v distribu ních sí ích 15 nebo 60 min data spot eby elekt iny (odb ru)

I/O zát že

vyú tování: ISU, EDM…

AMI

Sb r tržních dat tém v reálném ase (<1min)

tržní data

Virtual Power Plant DR programy

signály DR/DLC

ízení distribuovaných energetických zdroj

Obchodování s elekt inou

kapacita

Data tém v reálném ase

signály DER

DR/DLC – Reakce na poptávku / Regulace p ímé zát že

DER – Distribuované energetické zdroje


Právnické osoby v rámci chytrého trhu

Interakce chytré sít a chytrého trhu

Cena elekt iny v porovnání s kapacitou sít – ízení zahlcení sít

Chytrý trh

Chytrá sí

operuje s fiktivní cenou jako „regula ním signálem” usiluje o energetickou vyváženost cena (poptávky / dodávky)

používá „fyzikální m ení” pro ízení usiluje o optimalizaci využití sít

í, monitoruje, reaguje

limity sít zatížení Zásah operátora distribu ní soustavy!

ízení zahlcení sít má prioritu, z toho vyplývá, že se nejprve provád jí opat ení v rámci sít a až nakonec u koncového zákazníka; vše musí být transparentní, objektivní a bez diskriminace! Copyright © 2014 Toshiba Corporation and Landis+Gyr. All rights reserved. 21

Souhrn Decentralizované ešení na bázi µEMS (mikro-systému pro ízení energetických sítí) pro optimální ízení energetické soustavy v náro ném novém dynamickém prost edí distribu ních sítí edpov di pro dodávku a poptávku elektrické energie

Obnovitelné zdroje

asové plánování výroby a akumulace elektrické energie ízení / kontrola poptávky v reálném ase a ízení zahlcení sít Vyhlazování / vyrovnávání prom nlivosti výroby elektrické energie z obnovitelných zdroj

Poptávka

Vyvažování ú inku zát ží, které nelze p edpovídat - nap . ze sektoru EV (elektromobil ) Regulace nap tí v SN a NN sítích

[Stávající] energ. zdroj

Regulace kmito tu v mikrosítích a v sekundárních zdrojích Copyright © 2014 Toshiba Corporation and Landis+Gyr. All rights reserved. 22

kuji vám za pozornost


Dodatek Aplikace µEMS - p ípady a p íklady


edpov di poptávky edpov

Informace o zát ži

po así

Požadovaný p íkon (MW)

Historická data poptávky

Denní doba 0:00

edpov


12:00

24:00

poptávky

edpov di dodávky edpov

po así

Požadovaný p íkon / výkon (MW)

Historická data po así

Produkce z fotovoltaiky PV 0:00

edpov


12:00

Denní doba 24:00

výkonu fotovoltaiky (PV)

asové plánování produkce a akumulace elekt iny Elektrický p íkon / výkon (MW)

Produkce z fotovoltaiky Akumulace

PV 0:00

12:00

Denní doba 24:00 Domácnosti

Obnovitelné zdroje Pr mysl

asový plán produkce Velké budovy

Stávající energetické zdroje Copyright © 2014 Toshiba Corporation and Landis+Gyr. All rights reserved.

Bilancování dodávky: nadbytek energie Elektrický výkon (MW) Fotovoltaika

PV

Generator [Stávající] energetické zdroje

Akumulace

Denní doba 0:00

12:00

24:00 Domácnosti




Bilancování dodávky: nedostatek energie Fotovoltaika

PV Generator [Stávající] energetické zdroje

Akumulace

Denní doba 0:00

12:00

24:00 Domácnosti




Vyrovnávání prom nlivého výkonu obnovitelných zdroj Výkon fotovoltaiky

Sí

Akumulace

Výkon bateriového systému akumulace energie 10:50

11:00

Denní doba 11:10 Domácnosti


Velké budovy


Vyrovnávání zát že od elektromobil v síti

Akumulace Denní doba 16:00

18:00

20:00

Domácnosti

Obnovitelné zdroje

Velké budovy elektromobily


Výstavba chytré sít s µems

Recommend Documents