Energetyka Prosumencka w Wymiarach Zrównoważonego Rozwoju. SYMULATOR HYBRYDOWY KLASTRA ENERGETYCZNEGO Krzysztof Bodzek

Transkrypt

1 Wydział Elektryczny Instytut Elektrotechniki i Informatyki Centrum Energetyki Prosumenckiej Energetyka Prosumencka w Wymiarach Zrównoważonego Rozwoju SYMULATOR HYBRYDOWY KLASTRA ENERGETYCZNEGO Krzysztof Bodzek AKTYWNY SYSTEM ZARZĄDZANIA ENERGIĄ W PROSUMENCKIEJ MIKROINFRASTRUKTURZE ENERGETYCZNEJ Marcin Fice Koszęcin, 9 listopada 2016r. Projekt dofinansowany ze środków NCBiR oraz NFOŚiGW w ramach programu GEKON, pt.: Rewitalizacja prosumenckich mikroinstalacji energoelektrycznych (GEKON1/O2/213877/31/2015)

2 00:15 00:45 01:15 01:45 02:15 02:45 03:15 03:45 04:15 04:45 05:15 05:45 06:15 06:45 07:15 07:45 08:15 08:45 09:15 09:45 10:15 10:45 11:15 11:45 12:15 12:45 13:15 13:45 14:15 14:45 15:15 15:45 16:15 16:45 17:15 17:45 18:15 18:45 19:15 19:45 20:15 20:45 21:15 21:45 22:15 22:45 23:15 23:45 Moc [MW] Politechnika OK4 (rynek WEK 一 rynek NI/EP ) Instalacja C-GEN GPZ1 Li Li+1 Schemat klastra energetycznego Li OK3 30 MW, 120 GWh KLASTER ENERGETYCZNY Li GPZ EB 110 kv/sn Li kv/sn Li+3 4 SN/nN GPZ :00 08:00 12:00 16:00 20:00 00:00 1. Przyłącze nn (taryfy C, G) 2. Linia nn 3. Transformator SN/nN 4. Przyłącze SN (taryfa B) 5. Linia SN 6. GPZ Li+3 OK2 3 SN/nN 2 1 OK kv/sn Opracowanie: J. Popczyk, M. Fice :00 5:20 10:40 16:00 21:20 K. Bodzek: Analiza symulacyjna możliwości pracy samowystarczalnego klastra energetycznego. BŹEP,

3 Interfejs PME (OK1) Wymiana danych w czasie rzeczywistym Stacja SN/nN (OK2) KSE 110 kv Bilans (OK4) Klaster (OK3)

4 Klaster energetyczny (OK3) Odbiorcy Prosumenci Przykładowe dobowe profile OK3 Profil produkcji Profil obciążenia Bilans Budynki użyteczności publicznej Elektrownie klastrowe Zagregowane dane stacji SN/nN

5 Dane z interfejsu PME (OK1) Stacja SN/nN (OK2) Symulator odbiorcy Przykładowe dobowe profile OK2 Profil produkcji Profil obciążenia Bilans Zagregowane dane różnych typów odbiorców Model biogazowni Symulator prosumenta

6 Interfejs PME (OK1) Możliwość automatycznego lub ręcznego sterowania modelami odbiorników Zdalny odczyt z licznika energii Przykładowy dobowy profil OK1 Sterowanie odbiornikami rzeczywistymi Profil produkcji P PV Profil obciążenia P odb Bilans mocy OK1 Model akumulatora Rzeczywisty profil produkcji

7 Przykładowe wyniki badań

8 Klaster energetyczny OK3 Rok 2015 Godzinowe bilansowanie mocy w klastrze Nadwyżka Deficyt

9 Miks energetyczny klastra Dobór źródeł wytwórczych Technologia Moc [MW] Produkcja [GWh] Ogniwa PV 19,1 17,7 EW 15 37,6 EB i meb 5 43,8 EB z zas. 5 27,2 Akumulator 10 (5-efektywna) - Suma Uporządkowany bilans energii w klastrze KE (OK3) Deficyt 6 GWh (5 %) Nadwyżka 12 GWh (10 %)

10 Algorytm sterujący akumulatorami klastra Klaster energetyczny (OK3) Sterowanie indywidualne Technologia Moc [MW] Produkcja [GWh] Ogniwa PV 19,1 17,7 EW 9 22,5 EB i meb 8,25 72,3 C-GEN 5 15,2 Akumulator 7,1 [MWh] -0,39 Suma 41,35 127,7 Nadwyżka 10,3 Deficyt 3,0 Uporządkowany bilans energii w klastrze KE Wirtualny magazyn Technologia Moc [MW] Produkcja [GWh] Ogniwa PV 19,1 17,7 EW 9 22,5 EB i meb 8,25 72,3 C-GEN 5 18,2 Akumulator 7,1 [MWh] -0,22 Suma 41,35 130,7 Nadwyżka 12,5 Deficyt 2,0 Wirtualny magazyn Sterowanie indywidualne

11 Technologia C-GEN niskotemperaturowe zgazowanie biomasy/odpadów Badanie nowych technologii Rok 2015 Nadwyżka C-GEN Deficyt

12 Cenotwórstwo czasu rzeczywistego Badanie funkcji ceny dla 5 minutowych bilansów Zakres dat: Nadwyżka Wysoka cena Deficyt Niska cena

13 AKTYWNY SYSTEM ZARZĄDZANIA ENERGIĄ W PROSUMENCKIEJ MIKROINFRASTRUKTURZE ENERGETYCZNEJ

14 Wyniki analizy bez zasobnika Parametry energetyczne wybranej doby: Energia produkowana: 13 kwh Energia odbiorników: 8,5 kwh bez sterowania odbiornikami sterowanie odbiornikami

15 Parametr weryfikujący dla PME WW OZE = 1 - Energia oddana do KSE Energia produkowana (w PV) WW OZE 0 1 bardzo źle bardzo dobrze

16 Wyniki analizy bez zasobnika bez sterowania odbiornikami WW OZE = 0,18 Energia oddana: 10,5 kwh Energia kupiona: 6, kwh sterowanie odbiornikami WW OZE = 0,33 Energia oddana: 8,7 kwh Energia kupiona: 4,3 kwh

17 Wyniki analizy z zasobnikiem bilans bez zasobnika WW OZE = 0,33 Energia oddana: 8,7 kwh Energia kupiona: 4,3 kwh bilans z zasobnikiem WW OZE = 0,71 Energia oddana: 3 kwh Energia kupiona: 0,7 kwh Ograniczenia akumulatora: SOC 0 = 70% SOC min = 50% SOC end = 85%

18 MWh Zużycie roczne: 4 MWh Produkcja roczna: 2,5 MWh/rok Sprawność akumulatora 80% Energia kupiona Sprzedaż nadwyżki 0,8/1 10% 30% 50% 70% 90% Wykorzystanie na potrzeby własne 10% 30% 50% 70% 90% Wykorzystanie na potrzeby własne 0,8/1 0,5/1 18

19 MWh Zużycie roczne: 4 MWh Produkcja roczna: 4,2 MWh/rok Sprawność akumulatora 80% Energia kupiona Sprzedaż nadwyżki 0,8/1 0,8/1 0,5/ % 30% 50% 70% 90% 10% 30% 50% 70% 90% Wykorzystanie na potrzeby własne Wykorzystanie na potrzeby własne 19

20 Algorytm tworzenia bazowego profilu PME Start Pobranie prognozy produkcji OZE Pobranie bazowego WNM OSD/OHT Pobranie planowanych profili odbiorników Dobór cykli pracy odbiorników (profil wyjściowy, wyjściowy bilans PME) wg kryterium min WWE OZE Bazowy profil dobowy PME Opracowano we współpracy z A. Musialik 20

21 Prognozowanie produkcji PV Moc średnia prognozowana Moc maksymalna w prognozowanym okresie Moc średnia zmierzona Moc maksymalna w zmierzonym okresie Nasłonecznienie maksymalne 21

22 Prognozowanie produkcji PV Energia rzeczywista: 10,8 kwh Energia prognozowana: 11 kwh 22

23 Wydział Elektryczny Instytut Elektrotechniki i Informatyki Centrum Energetyki Prosumenckiej marcin.fice@polsl.pl 23