Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 1
Problematika uklapanja/integracije vjetroelektrana u elektroenergetski
sustav Hrvatske
HEP - OPS d.o.o
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 2
Sadržaj:
Širi aspekti uklapanja vjetroelektrana u elektroenergetski sustav Lokalni utjecaji na prijenosnu i distribucijsku mrežu Izgradnja i rekonstrukcije okolne elektroenergetske mreže Sistemski utjecaji – stabilnost EES-a Sistemski utjecaji – planiranje i vođenje EES-a Planiranje rada ees-a Integracija VE u EES Vjetroelektrane u pogonu u RH i ostvarenje proizvodnje u 2011. godini i 2012. godini Prognoza proizvodnje VE i greška u prognozi Rezerva i regulacija u ees-u Tehnologije vjetroagregata Tehnički uvjeti za priključenje VE na mrežu Postupak priključenja Provjere prije priključenja i u pogonu Centri vođenja (planiranje, nadzor i upravljanje ) VE Moguća snaga integracije VE u RH u narednom razdoblju sa tehničkog, ekonomskog i
regulatornog aspekta. Potrebni razvoj prijenosne mreže za priključenje VE Zaključci
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 3
Osnovna misija Operatora prijenosnog sustava
Kao Operator prijenosnog sustava, HEP-OPS ima osnovnu misiju javne usluge koja se odnosi na :
Eksploataciju i održavanje mreže visokog (110 kV) i vrlo visokog napona (220 kV i 400 kV);
Integraciju objekata prijenosne mreže u okoliš;
Osiguranje u svakom momentu ravnoteže tokova električne energije/snage u elektroenergetskom sustavu, kao i održavanje sigurnosti, pouzdanosti i efikasnosti rada elektroenergetskog sustava i ;
Garantiranje pristupa i stavljanje na korištinje prijenosne mreže svim korisnicima (proizvođačima, kupcima, distributerima, trgovcima, opskrbljivačima ) na jasan i nediskriminatoran način.
Tri modela organiziranja Operatora prijenosnog sustava prema EU direktivama
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 4
Osnovna misija Operatora prijenosnog sustava Jedan od glavnih zadataka HEP-OPS je pružanje usluga i informacija svim sadašnjim i budućim
korisnicima prijenosne mreže i sudionicima na tržištu električne energije na jasan/transparentan , fer/pošten i nediskriminatorni način.
Time se osigurava svim sudionicima jednak tretman sa jasno definiranim pravima i obvezama. U ovu svrhu HEP-OPS razvija ugovorne okvire koji jasno definiraju sve odnose između HEP-OPS-a i korisnika prijenosne mreže i sudionika na tržištu električne energije.
Ti ugovori pokrivaju slijedeće usluge: Priključenje na prijenosni sustav svih novih korisnika (elektrana, novih elektrodistribucijskih
postrojenja i direktnih potrošača); Pristup prijenosnom sustavu za korištenje mreže; Pristup interkonekcijskim vodovima/dalekovodima za razmjenu (kupnju/prodaju) električne
energije; Osiguranje usluga sustava: - vođenje elektroenergetskog sustava, - regulacija napona i jalovih snaga , - regulacija frekvencije (primarna regulacija, sekundarna rezerva i regulacija,) - ponovna uspostva normalnog rada sustava nakon poremećaja/raspada - rješavanje zagušenja u prijenosnoj mreži i -nabava energije za pokrivanje gubitaka u prijenosnom sustavu; Organiziranje sustava odgovornosti uravnoteženja za sve sudionike na tržištu; Osiguranje mehanizma uravnoteženja u sustavu (tercijalna rezerva i regulacija); Koordinacija remonata i planova održavanja proizvodnih, distribucijskih i prijenosnih postrojenja; Mjerenje i obračun energije na nivou prijenosne mreže i elektroenergtskog sustava i
dostava/razmjena podataka na povjerljiv i transparentan način korisnicima prijenosne mreže i sudionicima na tržištu električne energije
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 5
Uvod VE se u RH priključuju na distribucijsku mrežu (10 kV, 20kV i 35 kV)
(do 10 MW) i prijenosnu 110 kV, 220kV i 400 kV (>10 MW) HR regulativa
Vrijeme pripreme 4-5 godina Vrijeme gradnje 1 godina
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 6
Odabir lokacije i mjerenje brzine vjetra 6000 MW izdato odobrenja za gradnju- zauzeto sve što je u prostornim planovima RH
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 7
Vjetroelektrane u pogonu u Hrvatskoj –Veljača 2012. godine
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 8
Izgrađene elektrane u EU u razdoblju 2000-2010. godine izvor publikacija EVEA
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 9
“Lokalni” utjecaji na prijenosnu i distribucijsku mrežu Opterećenje elemenata okolne elektroenergetske mreže Statičke varijacije napona u distribucijskoj mreži Dinamičke promjene napona, flikeri, viši harmonici, nesimetrije… Snaga kratkog spoja u priključnom čvoru, zahtjevi na zaštitu Pitanje definiranja tehničkih uvjeta, primarno u fazi definiranja
optimalnog tehničkog rješenja priključka
Izgradnja i rekonstrukcije okolne elektroenergetske mreže U distribucijskoj mreži “zona utjecaja” uglavnom ograničena na
postojeći izvod na koji se priključuje vjetroelektrana U prijenosnoj mreži “zona utjecaja” može biti:
ograničena na DV/TS gdje se vjetroelektrana priključuje (u načelu na područjima deficitarnim proizvodnim objektima)
proširena na susjedne objekte i veći dio mreže (u načelu na područjima s viškom proizvodnje i/ili u slučaju većeg broja vjetroelektrana na užem geografskom području)
Pitanje financiranja troškova priključka i dugoročnog razvoja/izgradnje prijenosne mreže
Širi aspekti uklapanja vjetroelektrana u elektroenergetski sustav (1)
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 10
Sistemski utjecaji – stabilnost EES-a dinamička stabilnost s obzirom na poremećaje - kvarove u prijenosnoj mreži povratni utjecaj ispada vjetroelektrane ili više njih uslijed propada napona u
prijenosnoj mreži (“fault ride through”) ponašanje VE za vrijeme značajnijih naponskih i frekvencijskih devijacija u
mreži Pitanje definiranja tehničkih uvjeta pogona – vođenja VE
Sistemski utjecaji – planiranje i vođenje EES-a
ograničene mogućnosti dugoročnog planiranja proizvodnje ograničene mogućnosti kratkoročnog planiranja proizvodnje dodatni kapaciteti potrebni za sekundarnu P/f regulaciju dodatni kapaciteti potrebni za tercijarnu P/f regulaciju i energiju uravnoteženja potreba za rezervnim kapacitetima klasičnih elektrana s obzirom na
nemogućnost garancije snage vjetroelektrana („capacity credit”) koordinacija na razini sustava vođenja (TSO) Pitanje načina osiguranja sistemskih usluga i pokrivanja pripadnih troškova
Širi aspekti uklapanja vjetroelektrana u elektroenergetski sustav (2)
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 11
Vođenje elektroenergetskog sustava
=
Planiranje
- Najava programa, dnevnih planova sudionika
- Izrada i usklađivanje- Provjera i raspoloživost
- Provjera sigurnosti mreže- Planiranje potrebne rezerve
JUČER
Realizacija
- Nadzor izvršenja planova- Nalozi i promjene u kratkom
vremenu- Provjere pouzdanosti
- Mjere u slučaju poremećaja- Korištenje rezerve i regulacija-Stalne analize sigurnosti mreže
DANAS
Obračun
- Obračun prometa el. energije- Obračun rezerve i pomoćnih
usluga- Obračun odstupanja
SUTRA
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
MW
Konzum RHE Velebit (M)Ostale pumppe Gubici u prijenosnoj mrežiIzvoz električne energije
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
MW
NE Krško Termoelektrane Uvoz električne energije
Vjetroelektrane Male HE Pumpne HE
Protočne hidroelektrane RHE Velebit (P) Akumulacijske HE
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 12
Voditelj BG 1
Voditelj BG n Usklađivanje IzradaDnevnog plana
Slanje Dnevnog plana
Primanje Dnevnog plana
Ispravka Dnevnog plana
OPSProvodi
Dnevni plan
Potvrda o prihvaćanju
Dnevnog planaDo 16:30
Potvrda o primanju
Dnevnog planaDo 14:30
Provjera podataka:
prekogranični kapaciteti
zahtjevi za zagušenje,
kompenzaciju
Sigurnost mreže, pouzdanost EES-
a
NE
DA
DA
NE
Pojednostavljena shema izrade, najave i prihvaćanja Dnevnih planova Voditelja Bilančne grupe od strane Operatora prijenosnog
sustava
Aktivnosti OPS
Aktivnosti BG
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 13
Operativno planiranje rada proizvodnih jedinica jedna je od najvažnijih komponenti u vođenju elektroenergetskog sustava, kojim se može značajno povećati njegova sigurnost, kvaliteta, pouzdanost, učinkovitost i efikasnost.
Osnovni cilj planiranja proizvodnje je na optimalan način iskoristiti postojeće izvore, i to u prvom redu proizvodne izvore, ali i prijenosnu mrežu, te mogućnosti razmjene i tranzita električne energije (i ostalih sistemskih resursa) sa susjednim ees-ima.
Način i metode planiranja rada EES-a ovise prvenstveno o slijedećim bitnim faktorima:
Veličine EES-a, Strukture elektrana prema tipu i Veza s susjednim EES-ima i mogućnosti razmjene
Planiranje rada EES-a
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 14
Integracija VE u EES
Mogućnost uklapanja vjetroelektrana velikih snaga u elektroenergetski sustav, te usklađivanje njihova rada s ostalim klasičnim proizvodnim objektima/elektranama (termoelektrane, hidroelektrane) i razmjenom električne energije sa inozemstvom uvjetovana je s tehničkog gledišta s tri osnovna elementa:
Prvi se odnosi na stanje prijenosne mreže (110 kV, 220 kV i 400 kV) (sadašnje stanje i njen razvoj) koja će omogućiti siguran plasman i prijenos proizvedene električne energije iz postojećih i novih elektrana do potrošača/ drugih mreža.
Drugi element vezan je za sistemski utjecaj na planiranje i pogon elektroenergetskog sustava s relativno visokim udjelom vjetroelektrana( rezervacija sekundarne i tercijarne snage, angažiranje rezerve za regulaciju , uravnoteženje, regulacija napona i jalove snage, rješavanje poremećaja u sustavu)
I konačno, treći bitan elemenat odnosi se na probleme vezane za dinamičku stabilnost rada elektroenergetskog sustava s visokim udjelom vjetroelektrana.
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 15
Integracija VE u EES
Uključenje velike snage vjetroelektrana u plan rada elektroenergetskog sustava ovisi o slijedećim parametrima i ograničenjima u ees-u:
Tehničke karakteristike elektrana, akumulacija, prijenosne mreže i ostalih komponenti ees-a,
Raspoloživosti navedenih komponeti, Hidrologije, Karakteristike, mogućnosti i strategije korištenja akumulacijskih bazena, Cijene energenata te mogućnosti i ograničenja njihove dobave , Mogućnosti kupoprodaje/razmjene i tranzita električne energije i njihove cijene , Stupnja otvorenosti tržišta Karakteristike, zahtjevi i ograničenja prijenosne mreže Način korištenja termoelektrana - toplana Mogućnosti i strategija korištenja reverzibilnih hidroelektrna Zahtjevi i sigurnosti ees-a Ekološki faktori i ograničenja Mogućnosti upravljanja potrošnjom i dr.
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 16
Integracija VE u EES
Promjenjivost proizvodnje vjetroelektrana (vremenski i prostorno-fluktuacija snage) uvjetovana je promjenljivošću inteziteta vjetra na svim vremenskim razinama, što zahtijeva da se pogon klasičnih elektrana mora prilagođavati (prednost u dispečiranju) kako bi se osigurala stalna ravnoteža proizvodnje i potrošnje električne energije.
Mogućnosti takve podrške su ograničene, a vezane su za strukturu ostalih elektrana u sustavu.
Hidroelektrane su idealni komplement vjetroelektrana u smislu predhodno navedene podrške, budući da su, pogotovo akumulacijske hidroelektrane i naročito reverzibilne elektrane , u mogućnosti osigurati brzu regulaciju djelatne snage na razini primarne, sekundarne i tercijarne regulacije, a također i prilagođavanje proizvodnje na satnom, dnevnom, tjednom i višemjesečnom nivou.
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 17
Dijagram opterećenja EES-a Hrvatske-2011. godina
zima/ -1ºC=+30 MW -grijanje ljeto/ +1ºC=+25 MW - hlađenje
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 18
Dijagram opterećenja EES-a Hrvatske-2011. godina
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 19
Dijagram opterećenja EES-a Hrvatske- Veljača 2012. godine
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 20
Cijena električne energije na spot tržištu burza Epex-Germany – veljača 2012.
-1ºC=+5000 MW u EU-sezona grijanja
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 21
Mjesečna energetska vrijednost dotoka vode za HE za različite vjerojatnosti pojave
0
200
400
600
800
1.000
1.200
1.400
1.600
1.800
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
GW
h
ex.v lažna(0,05) v r.v lažan(0,15) v lažna(0,35) normalna(0,5)
suha(0,65) v r.suha(0,85) ex.suha(0,95) očekiv ana
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 22
Primjer voznog reda s VE 2020. godina
nakon ulaska TE Plomin 3 i 400MW u VE
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
MW
NE Krško Termoelektrane Uvoz električne energije
Vjetroelektrane Male HE Pumpne HE
Protočne hidroelektrane RHE Velebit (P) Akumulacijske HE
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 23
Tehnologije vjetroagregata Asinkroni Sinkroni
Sinkroni sa permanetnim magnetima
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 24
Tehnologije vjetroagregata
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 25
Tehnologije vjetroagregata VE Crno Brdo 1,5 MW-permanentni magneti
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 26
Krivulja P= f (v) Enercon E82
y = 0,0092x6 - 0,3968x5 + 6,1955x4 - 44,08x3 + 167,04x2 - 270,03x + 146,12
R2 = 0,9999
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
brzina vjetra (m/s)
P(kW
)
Series1
Series2
Linear (Series1)
Poly. (Series2)
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 27
Tehnologije vjetroagregata
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 28
Satna proizvodnja VE u 2011. godini i od 1.01. do 12.03.2012. godine
0
20
40
60
80
100
120
140
1 721 1441 2161 2881 3601 4321 5041 5761 6481 7201 7921 8641
MW
Satna proizvodnja Krivulja trajanja Prosječna proizvodnja Instalirana snaga
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
110,0
120,0
130,0
140,0
1 97 193
289
385
481
577
673
25 121
217
313
409
505
601
1 97 193
MW
Satna proizvodnja Krivulja trajanja Prosječna proizvodnja Instalirana snaga
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 29
Udio proizvodnje pojedine VE u ukupnoj proizvodnji u 2011. godini i razdoblju 1.01.-12.03.2012. godine
49,75% 12,30%
4,27%
9,39%
13,92%
3,94%
6,12%
0,31%
Krtolin Orlice Ravne-Pag Velika Popina Vrataruša Pometeno brdo Crno brdo Bruška
VE Ravne Pag2,6%
VE Pometeno Brdo1,1%
VE Bruška-ZD318,8%
VE Trtar- Krtolin11,7%
VE Vrataruša20,6%
VE Crno Brdo9,3%
VE Bruška-ZD220,3%
VE Orlice7,4%
VE Velika Popina8,2%
VE Trtar- Krtolin
VE Orlice
VE Ravne Pag
VE Velika Popina
VE Vrataruša
VE Pometeno Brdo
VE Crno Brdo
VE Bruška-ZD2
VE Bruška-ZD3
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 30
Mjesečna proizvodnja u 2011. godini
0
5.000.000
10.000.000
15.000.000
20.000.000
25.000.000
30.000.000
35.000.000
Siječanj Veljača Ožujak Travanj Svibanj Lipanj Srpanj Kolovoz Rujan Listopad Studeni Prosinac
kWh
VE Trtar- Krtolin VE Orlice VE Ravne Pag VE Velika Popina
VE Vrataruša VE Pometeno Brdo VE Crno Brdo VE Bruška
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 31
Ovisnost proizvodnje o temperaturi zraka
y = -0,0175x + 1,147R2 = 0,9927
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
temperatura
Teži
nski
fakt
or
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 32
Prosječna satna proizvodnja na mjesečnom nivou u 2011. godini
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
sati
MW
SiječanjVeljačaOžujakTravanjSvibanjLipanjSrpanjKolovozRujanListopadStudeniProsinacProsjek
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 33
Prosječna dnevna proizvodnja u pojedinom mjesecu 2011. godine (oko 1% potrošnje)
i razdoblju 1.01.-13.03.2012. godine (oko 2%)
589
528
552
482
585
520
362
469
523
653
517
976
564
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100
Siječanj
Veljača
Ožujak
Travanj
Svibanj
Lipanj
Srpanj
Kolovoz
Rujan
Listopad
Studeni
Prosinac
Prosjek
MWh
1024
1008
1301
1067
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
Siječanj
Veljača
Ožujak
Travanj
Svibanj
Lipanj
Srpanj
Kolovoz
Rujan
Listopad
Studeni
Prosinac
Prosjek
MWh
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 34
Vrijeme korištenja instalirane snage na godišnjem nivou u 2011. godini
proizvedeno 206 GWh –podmirenje potrošnje RH za 4 dana
27522558
24352314
2072 2013
1476
638
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500V
E V
elik
aP
opin
a
VE
Trta
r-K
rtolin
VE
Vra
taru
ša
Uku
pno
VE
Crn
o B
rdo
VE
Orli
ce
VE
Rav
ne P
ag
VE
Pom
eten
obr
do
(bro
j sat
i)
VE Velika Popina VE Trtar- Krtolin VE Vrataruša Ukupno
VE Crno Brdo VE Orlice VE Ravne Pag VE Pometeno brdo
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 35
Vrijeme korištenja instalirane snage na godišnjem nivou u razdoblju 1.01-13.03.2012.godine
Očekuje se proizvednja VE 300 GWh –podmirenje potrošnje RH za 6dana u 2012. godini
4094
2993
1681
3497
1914
684
3460
43153979
2974
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
VE Trtar- Krtolin
VE Orlice
VE Ravne Pag
VE Velika Popina
VE Vrataruša
VE Pometeno
Brdo
VE Crno Brdo
VE Bruška-ZD2
VE Bruška-ZD3
Ukupno
(bro
j sat
i)
VE Trtar- Krtolin VE Orlice VE Ravne Pag VE Velika PopinaVE Vrataruša VE Pometeno Brdo VE Crno Brdo VE Bruška-ZD2VE Bruška-ZD3 Ukupno
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 36
Mjesečne krivulje trajanja proizvodnje VE vjetra uvijek ima i uvijek će ga biti
0
20
40
60
80
100
120
1 32 63 94 125 156 187 218 249 280 311 342 373 404 435 466 497 528 559 590 621 652 683 714
MW
Siječanj Veljača Ožujak Travanj Svibanj Lipanj
Srpanj Kolovoz Rujan Listopad Studeni Prosinac
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 37
Potrebna rezerva snage za automatsku sekundarnu regulaciju
1.01. - 12.03.2012. godine
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
1 193 385 577 769 961 1153 1345 1537 1729 1921 2113
sati
MW
ASR (+)
ASR (-)
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 38
Ostvarena sekundarna regulacija u razdoblju od 1.01.-15.03.2012. godine
-150
-100
-50
0
50
100
150
1 97 193 289 385 481 577 673 769 865 961 1057 1153 1249 1345 1441 1537 1633 1729
sati
MW
Ostvarena sekundarna regulacija (ASR+) za povećanje
Ostvarena sekundarna regulacija (ASR-) za smanjenje
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 39
Glavne elektrane koje pružaju rezervu i regulaciju u regulacijskom području HR
danas i sutra (poželjna reverzibilna elektrana od 3X200MW u sustavu-zlata vrijedna)
NDC Zagreb
HE SenjAg1 (36-72 MW)Ag2 (36-72 MW)Ag3 (36-72 MW)
HE VinodolAg1 (0-30 MW)Ag2 (0-30 MW)Ag3 (0-30 MW)
HE ZakučacAg1 (50-108 MW)Ag2 (50-108 MW)Ag3 (85-135 MW)Ag4 (85-135 MW)
RHE VelebitAg1 (85-136 MW)Ag2 (85-136 MW)
HE OrlovacAg1 (50-79 MW)Ag2 (50-79 MW)Ag3 (50-79 MW)
HE DubrovnikAg1 (50-108 MW)
HEP Operator prijenosnog sustava
Rezerva sekundarne regulacije prema formulli UCTE je =√(10 * 3200 + 150*150) -150 = + 83,5 MW/-83,5 MW kod maksimalnog opterećenja
TE Plomin Ag3 500 MW)
PE DalmacijaAg (300-400 MW)
TE/PTE Sisak Ag3 (235 MW)
PTE Slavonija Ag (300-400 MW)
TE Rijeka Ag (120-300 MW)
TE SisakAg1 +Ag2 (100-400
MW)
Rezerva/Regulacija f/P u EES-u
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 40
Sustavi regulacije u EES-u
Frekvencija 50 Hz
Primarna regulacija
Djelovanje između 0 do 30 sec Do 15 min
Tercijarna regulacija
Djelovanje do 15 minkoliko je potrebno
Kontrolno područjeDavanje u sustav = Primanje iz sustava
Stabilizacija f
Djelovanje Δ f
Sekundarna regulacija
Djelovanje između 30 sec do 15 minkoliko je potrebno
Stabilizacija f i snage razmjene
Signal neravnoteže
Oslobađa primarnu rezervu
Oslobađa sekundarnu rezervu
Signal neravnoteže
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 41
Potrebna tercijarna rezerva snage za “ručnu” regulaciju u ovisnosti instalirane snage vjetroelektrana
-500
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900
Vjetroelektrane P(MW)
TR
(MW
)
Tercijarna rezerva za povećanje Tercijarna rezerva za smanjenje
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 42
Osnovni principi angažiranja tercijarne rezerve
Elektrane HEP ODS
HEP OPSPružatelj tercijarne
rezerveHEP Proizvodnja
Voditelj bilančne grupeHEP Trgovina
HEP Opskrba
Dnevni planovi (D+1)
Zahtjev za TR
Dnevni planovi (D+1)
Informacija o zahtjevu za TR
Podaci za nadzor
Podaci za nadzor
Zahtjev za TR
Podaci o mjerenju (kWh,kVAr)
Podaci o m
jerenju
Podaci o m
jerenju
Podaci o m
jerenju
Na prijenosnoj i didtribucijskoj mreži
P,Q,limiti,uk/isk
HEP-OPS 2012.
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 43
Ostvarena tercijarna regulacija u razdoblju od 1.01.-15.03.2012. godine
-150
-100
-50
0
50
100
150
1 97 193 289 385 481 577 673 769 865 961 1057 1153 1249 1345 1441 1537 1633 1729
sati
MW
Ostvarena tercijarna regulacija (TR+) za povećanje
Ostvarena tercijarna regulacija (TR-) za smanjenje
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 44
Ostvarena razmjena električne energije sa susjednim regulacijskim područjima - greška 1,66% od planirane razmjene –vrlo dobro
-150
-100
-50
0
50
100
1 97 193 289 385 481 577 673 769 865 961 1057 1153 1249 1345 1441 1537 1633 1729
sati
MW
Preuzeto više od plana(sustav kratak) Preuzeto manje od plana (sustav dug)
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 45
Satno podmirenje konzuma u HR u razdoblju 1.01. – 12.03.2012. godine
maksimalno u HR 6,5% na satnom nivou i 3,9 na dnevnom nivou
u Svijetu (Spain) 59,6 % na satnom nivou i 34% na dnevnom nivou
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1 193 385 577 769 961 1153 1345 1537 1729 1921 2113
MW
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
%
Konzum HR Postotak podmirenja konzuma sa VE
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 46
Regulacija napona i jalove snage
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 47
Naponske prilike u TS Konjsko na 400 kV - 2011. godine) potrebana ugradnja prigušnice 150 MVAr (10 G)
Izvrsne mogućnosti VE za regulaciju napona
400 MW u VE u Dalmaciji – Regulacija napona obveza +/-135 MVAr za cos φ =+/-0,95 - +/-9 kV u TS Konjsko
ugovor kao pomoćna usluga +/- 200 MVAr za cos φ =+/- 0,9 +/-13 kV u TS Konjsko
>440 kV; 1; 0%<400 kV;
181; 2%430-440 kV;
237; 3%
400-410 kV; 674; 8%
420-430 kV; 4097; 46%410-420 kV;
3570; 41%
>440 kV 430-440 kV 420-430 kV410-420 kV 400-410 kV <400 kV
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 48
Uporedba planirane i ostvarene satne proizvodnje VE razdoblju 1.03 do 18.03.2012. godine
greška u prognozi (brzina i smjer vjetra, temperatura zraka)
20-30% za dan unaprijed 5% za sat unaprijed
2% za 15 minuta unaprijed
0
20
40
60
80
100
120
1 49 97 145 193 241 289 337 385 433 481 529 577 625 673 721
sati
MW
Plan proizvodnje VE (D-1) Ostvarena proizvodnja VE (D)
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 49
Greška u prognozi VE od 1.03. – 18.03.2012. godine
Kvaliteta prognoze proizvodnje VE je bitan element za uravnoteženje u elektroenergetskom sustavu
ima direktan utjecaj na njegovu sigurnost
-70
-50
-30
-10
10
30
50
70
1 49 97 145 193 241 289 337 385 433 481 529 577 625 673 721
sati
MW
Proizvodnja VE manja od plana Proizvodnja VE veća od plana
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 50
Potrebno radno mjesto za nadzor i vođenje Vjetroelektrana u NDC HEP OPS-a za 24/24 sata
Primjer Španjolska
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 51
Dodatni troškovi rada elektroenergetskog sustava i povećanje cijene električne energije koju plaćaju kupci kroz poticaje
u HR na godišnjem nivou Razlika između otkupne cijene VE i
tržišne cijene električne energije Dodatni troškovi snage tercijarne
rezerve Dodatni troškovi angažiranja
automatske sekundarne i aktiviranja tercijarne regulacije
Smanjena efikasnost rada ostalih elektrana zbog prilagođenja proizvodnji VE (prednost u dispečiranju)
Preljevi vode na HE Dodatni troškovi nabave električne
energije dnevna nabava (Peak) umjesto u 24sata(Base) Uravnoteženje VE ???, prihodi HEP
OPS-a (pravilnik, 10%)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
100 200 300 400 500 600
Snaga VE (MW)
(M€)
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 52
Različiti modeli otkupa električne energije iz VE u pojedinim zemljama EU (izvor-TSO RED Electrica)
Zaštita kupaca električne energije
Razuman povrat kapitala investitorima >15%
28 €/MWh
83 €/MWh
2000 sati
> 2800 sati
Francuska, Portugal - u funkciji otkupa 10 +5 godina i vremena vremena korištenja instalirane snage
€/MWh
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 53
Zaključak Da će hidroelektrane, prije svega akumulacijske, a nešto malo i protočne
hidroelektrane (ovisno dotocima i karakteristima kompenzacijskih bazena) najviše sudjelovati u prilagodbi/regulaciji snage svoje proizvodnje potrebama uklapanja vjetroelektrana u planu rada (voznog reda) elektroenergetskog sustava,
U razdoblju od studenog do travnja (vlažni mjeseci hidrološke godine) u slučaju pojave vlažne hidrologije (35%), vrlo vlažne (15%) i ekstremno vlažne (5%) smanjuje se mogućnosti prilagodbe hidroelektrana u uklapanju vjetroelektrana u voznim redovima (veliki dotoci i mogućnosti preljeva vode), te se ograničavaju mogućnosti sudjelovanja HE Zakučac (samo za ekstremne slučajeve hidrologije) i HE Senj (vozi s punom snagom)u radu sekundarne regulacije snage, dok se za ostale hidroelektrane smanjuju mogućnosti sudjelovanja u tercijarnoj rezervi/regulaciji na povećanje i smanjenje snage (mogućnost preljeva),
Za navedene slučajeve hidrologije, potrebna je prilagodba proizvodnje termoelektrana, (korištenje brze i spore tercijarne rezerve) na povećanje i smanjenje snage za uredno uklapanje proizvodnje vjetroelektrna u vozni red i uravnoteženja u elektroenergetskom sustavu,
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 54
Noćni sati u voznim redovima (22-07 sati) tijekom cijele godine predstavljat će velike probleme u učinkovitom i efikasnom uklapanju vjetroelektrana kako za hidroelektrane, tako i za termoelektrane s obzirom na njihovu angažiranost i mogućnost sudjelovanja u sekundarnoj i tercijarnoj regulaciji.
Uklapanje plana proizvodnje vjetroelektrana u vozne redove tijekom noći (kada je cijena električne energije najjeftinija na tržištu), predstavljat će pri nabavi/prodaji električne energije na svim vremenskim razinama (od satnog do godišnjeg plana) osjetljivo i rizično pitanje, posebno u definiranju dodatnih ograničenja, mogućnosti otkazivanja, deponiranje energije, cijena i dr.
U slučajevima vrlo suhe (85%) i ekstremno suhe (95%) hidrologije u svim mjesecima također se smanjuju mogućnosti sudjelovanja hidroelektrana u prilagodbi svoje snage proizvodnje potrebama uklapanja proizvodnje vjetroelektrana, te se dodatno mora koristiti prilagodba termoelektrana (angažiranje tercijarne rezerve na povećanje i smanjenje snage),
RHE Velebit se može tijekom cijele godine (ovisno o dotocima i sadržaju akumulacije Štikada) koristiti u crpnom pogonu (tijekom noći) za uravnoteženje sustava s jednim ili dva agregata i time pridonijeti efikasnijem uklapanju vjetroelektrana izuzev kada su dotoci takvi da bi se mogli izazvati preljevi (eksremno vlažna, vrlo vlažna i vlažna hidrologija u razdoblju studeni-travanj hidrološke godine,
Zaključak
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 55
Sve ove analize uklapanja proizvodnje vjetroelektrana u plan voznog reda elektroenergetskog sustava pokazuju da će se povećati troškovi rada ostalih elektrana (za hidroelektrane povećanja mogućnosti preljeva i manje optimalan način rada zbog dodatnog angažiranja u sekundarnoj i tercijarnoj regulaciji), također i za termoelektrane (dodatno angažiranje u tercijarnoj regulaciji pri povećanju i smanjenju snage, odstupanje od optimalnog ekonomičnog rada), a posebno bit će osjetljivo pitanje nabave i prodaje električne energije, te pitanje troškova sistemskih usluga (sekundarne i tercijarne regulacije).
Problematiku povećanja troškova rada elektroenergetskog sustava treba posebno istražiti posebnom analizom. Procjena dodatnih troškova je od 4 - 7 €/MWh od planirane proizvodnje vjetroelektrana.
Sustavni pristup organizaciji i razvoju procesa planiranja rada elektroenergetskog sustava kao i konkretna operativna uporaba realno primjenivih metoda i procedura planiranja na svim vremenskim nivoima jedna je od osnovnih predpostavki za ekonomično i sigurno vođenje elektroenergetskog sustava, kao i za kontinuirano podizanje kvalitete.
Osim toga ulazak velikog broja vjetroelektrana u elektroenergetski sustav istaknut će i povećat će značaj i ulogu toga procesa planiranja i podizanja kvalitete kod gore navedenih subjekta.
Zaključak
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 56
Zaključak Problematika uklapanja visokog udjela vjetroelektrana u elektroenergetski sustav
već duži niz godina se intenzivno istražuje po svim tehničkim, ekonomskim i regulatornim aspektima
Istraživanja provedena na EES-u RH vrlo su skromna: opći principi i zaključci mogu se prihvatiti iz svjetske prakse, ali specifičnosti rada EES-a Hrvatske svakako je potrebno detaljno istražiti.
Posebno je bitna implementacija odgovarajućeg tehničkog, ekonomskog i regulatornog okvira po pitanju priključka i pogona vjetroelektrana.
Vrlo veliki broj projekata vjetroelektrana je u razvoju, realizacija se ubrzava svake godine tako da je u idućih nekoliko godina za očekivati nagli rast ukupno instaliranog kapaciteta VE :
• Do kraja 2012. godine se očekuje u pogonu oko 200 MW • Do kraja 2013. godine se očekuje u pogonu oko 300 MW • Do kraja 2015. godine se očekuje u pogonu oko 400 MW • Do kraja 2020. godine se očekuje u pogonu oko ???? MW Posebno je otvoreno pitanje razvoja prijenosne mreže (3G, 5G i 10 G) u cilju
prihvaćanja veće instalirane snage VE, pogotovo na određenim geografskim područjima s visokom koncentracijom lokacija za VE : planiranje razvoja mreže, pokrivanje investicijskih troškova razvoja prijenosne mreže ( ??? k€/MW vjetroelektrana, problem nesigurnosti realizacije planiranih lokacija…
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 57
Studija razvoja prijenosne mreže Elementi prijenosne mreže su mnogo jeftiniji od proizvodnih objekata i planovi razvoja prijenosne
mreže se rade nakon donošenja Indikativnog plana razvoja proizvodnih objekata
Istraživanja trasa i lokacija na terenu Broj i veličina naponskih nivoa Osnovna struktura prijenosnog sustava Broj, veličina i lokacija transformatorskih stanica Pogonski uvjeti prijenosnog sustava Priključenje elektrana na prijenosnu mrežu Veličina, lokacija i vrsta izvora jalove snage Konfiguracija dalekovodne i kabelske mreže Tokovi radnih i jalovih snaga i naponske prilike Snage i struje kratkih spojeva Statička i dinamička stabilnost Gubici u prijenosnoj mreži Sekcioniranje mreže Optimalne karakteristike prijenosne mreže Studija stupnja korisnosti prijenosne mreže Pouzdanost i sigurnost napajanja potrošača Specijalani problemi u prijenosnoj mreži Rješavanje zagušenja u prijenosnoj mreži Redosljed izgradnje objekta prijenosne mreže
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 58
Mreža vjetroelektrane (10,20 i 30 kV) i Priključak na prijenosnu mrežu
razgraničenje i obračunsko mjerno mjesto
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 59
Zaključak Ima li dovoljno vremena za pripremu i postepenu prilagodbu postojeće prakse
planiranja i vođenja EES-a RH u uvjetima povećane razine integracije VE: istraživanje parametara varijabilnosti brzina vjetra na potencijalnim
lokacijama za izgradnju vjetroelektrana i varijabilnosti proizvodnje izgrađenih vjetroelektrana
istraživanje utjecaja varijabilnosti i nesigurnosti proizvodnje vjetroelektrana na planiranje i vođenje EES-a, osiguranje potrebnih pomoćnih usluga, sekundarne i tercijarne rezerve snage, potrebne regulacije i energije uravnoteženja itd.
dopuna odgovarajuće zakonske/tehničke regulative po gornjem pitanju u cilju definiranja transparentnih operativnih procedura i ekonomskih odnosa,
istraživanje i praktična primjena unaprijeđenih modela za planiranje rada EES-a u uvjetima visoke razine penetracije vjetroelektrana u EES,
istraživanje i praktična primjena prognostičkih modela za prognozu brzina vjetra u RH,suradnja HEP OPS sa DHMZ, korištenje modela neuronskih mreža
istraživanje mogućnosti i postepeno uvođenje potpuno komercijalnog uklapanja vjetroelektrana u tržište električne energije, s punom odgovornošću i rizicima za ugovaranje isporuke električne energije, troškova regulacije i uravnoteženja i sl. (uz dopunu odgovarajuće zakonske regulative),
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 60
Obračun troškova energije uravnoteženja prema EU modelu
Stanje u nacionalnom regulacijskom području
Sustav suficitaran/dugPotrošnja+ Izvoz< Proizvodnja +Uvoz
Sustav deficitaran/kratakPotrošnja+Izvoz > Proizvodnje +Uvoz
A- HEP OPS plaća VBG A- HEP OPS plaća VBG
Co- osnovna cijena na tržištu * α1pomaže sustavu-smanjuje grešku
Cs- Cijena regulacije za smanjenje * β1odmaže sustavu-povećava grešku
C- VBG plaća HEP OPS C- VBG plaća HEP OPS
Co- osnovna cijena na tržištu * α2pomaže sustavu-smanjuje grešku
Cs- Cijena regulacije za povećanje * β2odmaže sustavu-povećava grešku
Pozitivandavanje u
sustav> od
primanja iz sustava
Odstupanje VBGNegativandavanje u
sustav< od
primanja iz sustava
Keficijente α i β (koeficijenti «odvraćanja») određuje Regulator u skladu sa prihodima HEP OPS od obračuna uravnoteženja za odstupanja VBG sa troškovima angažiranja regulacije
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 61
Hvala na pažnji !
Šezdeset minuta bilo kakvog razmišljanja neumitno vodi do zbunjenosti i tuge. James Thurber
(1894-1961)
Prezentacija na FER-u, Zagreb, 20.03.2012. godine 62
Top Related