Wpływ rozwoju elektromobilności na sieć elektroenergetyczną analiza rozpływowa

Transkrypt

1 Wpływ rozwoju elektromobilności na sieć elektroenergetyczną analiza rozpływowa Dr inż. Mariusz Kłos Zakład Elektrowni i Gospodarki Elektroenergetycznej Wydział Elektryczny Politechnika Warszawska Konferencja podsumowująca projekt Efektywność energetyczna przez rozwój elektromobilności w Polsce 1 Warszawa 23 XI 2017

2 Cele analizy W celu sprawdzenia przewidywanych perturbacji jakie mogą zaistnieć w sektorze elektroenergetycznym po wprowadzeniu na szeroką skalę floty samochodów elektrycznych zdefiniowano zakresy analiz i wykonano: Stworzono wzorcowe profile zapotrzebowania energii elektrycznej dla ładowarek pokładowych (w samochodach osobowych) oraz ładowarek szybkich (autobusy, spedycja, punkty ładowania na stacjach ładowania) w ujęciu krajowym. Analizę wystarczalności krajowego sektora wytwórczego pod kątem zakładanego scenariusza ilościowego i obszarowego wprowadzania na szeroką skalę floty samochodów elektrycznych do Polski. Analizy rozpływowe systemu elektroenergetycznego z uwzględnieniem zakładanego scenariusza ilościowego i obszarowego wprowadzania na szeroką skalę floty samochodów elektrycznych do Polski. Rozpoznano wystarczalność techniczną istniejącej infrastruktury elektroenergetycznej KSE na poziomie sieci przesyłowej i dystrybucyjnej. Rozpoznano negatywne interakcje pomiędzy rozproszoną infrastrukturą ładowania a KSE. Przeanalizowano wpływ wzrostu generacji rozproszonej (OZE) na infrastrukturę KSE wraz z infrastrukturą ładowania. 2

3 Wystarczalność infrastruktury przesyłowej KSE Przy opracowaniu projekcji wzrostu obciążenia elementów sieci przesyłowej KSE zastosowano podejście obszarowe (na podstawie mapowania samochodów elektrycznych w ujęciu krajowym) Analiza została przeprowadzona z wykorzystaniem modeli KSE otrzymanych od krajowego operatora PSE SA Infrastruktura elektroenergetyczna na poziomie sieci przesyłowej, dla scenariusza agresywnego 2030, zasilająca największe aglomeracje gdzie przewidywany jest znaczny przyrost mocy zapotrzebowanej wynikający z rozwoju EVCS jest wydolna. 3

4 Wystarczalność sieci dystrybucyjnej Sieć dystrybucyjna zasilająca odbiory na terenie gminy położonej na Mazowszu liczącej ok. 40 tys. osób Zróżnicowanie odbiorców końcowych: domy i osiedla mieszkaniowe, zakłady przemysłowe, biura, dworce autobusowe, sklepy, stacje paliw, szkoła, hotel, szpitale, centrum spedycyjne, ośrodek sportowy 4 Gmina podzielona na strefy wynikające z charakteru lokalnych odbiorców

5 Wpływ EVCS Analizowane parametry: Zapotrzebowanie na energię elektryczną Dobowy profil zapotrzebowania na energię elektryczną Obciążenie transformatorów Obciążenie linii elektroenergetycznych Zmiana wartości prądów w warunkach normalnych Spadki napięć w sieci dystrybucyjnej Zapotrzebowanie na moc bierną Poziomy odkształceń harmonicznych napięć i prądów Wyniki otrzymane po dodaniu infrastruktury EVCS zostały porównane z wynikami Scenariusza Bazowego (2017) 5

6 Wpływ EVCS zapotrzebowanie na moc Zmiana zapotrzebowania na moc czynną [MW] DP Praca DP Wolne 1 DP Wolne 2 DP Noc SbNd Dzień SbNd Noc X Zmiana zapotrzebowania na moc bierną [MVar]

7 Podsumowanie System elektroenergetyczny w stanie obecnym zasadniczo nadaje się do rozwijania infrastruktury EVCS! Potrzeba odpowiedzialnego planowania rozwoju elektromobilności połączonego z modernizacją i rozwojem KSE W celu zapewnienia prawidłowego funkcjonowania sieci elektroenergetycznej na poziomie sieci przesyłowej i dystrybucyjnej wraz z rozwojem EVCS należy przeprowadzać planowane modernizację kompensujące rozpoznane problemy w następujących obszarach: Zwiększone zapotrzebowanie na energię elektryczną Zwiększenie generacji, wprowadzenie Generacji Rozproszonej, wymaganie wysokiego poziomu efektywności energetycznej Zmiana dobowego profilu zapotrzebowania na energię elektryczną dostosowanie planowanej generacji do nowego dobowego profilu obciążenia, zastosowanie sieci inteligentnych (Smart Grid) do monitorowania stanu sieci dystrybucyjnej, wykorzystanie DSR jako dodatkowego środka regulacji strony popytowej Zwiększenie obciążenia transformatorów Sprawdzenie możliwości istniejących transformatorów na okoliczności zasilenia z nich EVCS, Wymiana istniejących transformatorów na nowe, dodanie nowych transformatorów zasilających EVCS, wykorzystanie urządzeń kompensujących lokalnie lub grupowo moc bierną pobieraną przez EVCS 7

8 Podsumowanie Zwiększenie obciążenia linii elektroenergetycznych Sprawdzenie możliwości obciążeniowych linii elektroenergetycznych z uwzględnieniem EVCS, modernizacja istniejących linii, rozbudowanie sieci dystrybucyjnej o nowe linie zasilane bezpośrednio z GPZ Zwiększone spadki napięć w sieci dystrybucyjnej Sprawdzenie spadków napięć na liniach zasilających EVCS, wymiana linii na nowe dobrane z uwzględnieniem dopuszczalnych spadków napięć, stosowanie transformatorów SN/nn z automatyczną regulacją napięcia pod obciążeniem, wprowadzenie Generacji Rozproszonej Wpływ na poziomy odkształceń harmonicznych napięć i prądów Stosowanie inteligentnych filtrów aktywnych wyposażonych w aparaturę kontrolno-pomiarową, wykorzystanie zdalnych urządzeń pomiarowych do ciągłej diagnostyki poziomu odkształceń napięć i prądów w sieci SN i nn, egzekwowanie i kontrola wymogów dotyczących THD dla odbiorów przyłączanych do sieci szczególnie EVCS. 8

9 Dziękuję za uwagę Efektywność energetyczna przez rozwój elektromobilnośći w Polsce Dr inż. Mariusz Kłos mariusz.klos@ien.pw.edu.pl Warszawa ul. Krucza 5/11D tel.: (sekretariat) faks: sekretariat@ios.gov.pl