Infrastruktura ładowania pojazdów elektrycznych element sieci Smart Grid

Transkrypt

1 Instytut Inżynierii Elektrycznej Grzegorz BENYSEK Infrastruktura ładowania pojazdów elektrycznych element sieci Smart Grid Kraków, 27 października 2011

2 Smart Grid co to takiego Czego chcą OSP oraz OSD: Stabilnego systemu, odpornego na zakłócenia, przewidywalnego, przyjaznego odbiorcy końcowemu & niezależnego od odbiorcy końcowego. Czego chcą odbiorcy końcowi: Chcą, aby ich urządzenia pracowały poprawnie innymi słowy, chcą dobrej jakości energii oraz wysokiej niezawodności dostawy (szczególnie odbiorcy przemysłowi ponoszą największe starty tytułem złej jakości dostarczanej energii). Chcą najtańszej, jak to tylko możliwe, energii chcą płacić możliwie najniższe rachunki za energię (produkcja energii on-site, efektywne jej wykorzystanie).

3 Smart Grid co to takiego Czym jest Smart Grid na poziomie sieci dystrybucyjnych: 1. SG jest to system z dużym nasyceniem układów automatyki, umożliwiających samo-uzdrawianie sieci w warunkach awaryjnych, bardzo szybki powrót do stanu normalnego pracy (sprzed zakłócenia) Smart Rozdział. 2. Są to sieci monitorowane oraz kontrolowane na poziomie nn Smart Metering & Smart Processing. 3. Są to sieci nasycone układami generacji rozproszonej, pojazdami elektrycznymi jak i układami magazynowania energii Smart Integracja. 4. Są to sieci w których możliwe jest zarządzanie poziomem obciążenia odbiorcy końcowego (zarządzanie efektywnością odbiorcy końcowego), gdzie odbiorca jest aktywnym graczem, aktywnie uczestniczy w rynku energii elektrycznej Smart Odbiorca (Smart Buildings & Smart Cities).

4 Smart Grid co to takiego Operator systemu Telemetria, telemechanika SmartMetering GPZ DG Bilansowanie mocy, regulacja częstotliwości UPFC Regulacja rozpływu mocy GPZ UPS Zasilanie awaryjne Mikrosieć DC DG Generacja w skojarzeniu GPZ Bilansowanie mocy UPQC ES Kompensacja mocy GPZ Sprzęganie źródeł odnawialnych Sieć dystrybucyjna typu Smart Grid z uwzględnieniem technologii Smart Metering, Smart Building oraz EV

5 Smart Grid co to takiego Aby zbudować SG konieczny jest zarówno rozwój technologii sieciowych (m.in. w zakresie automatyzacji sieci, generacji rozproszonej, ADR itp.) jak i efektywne i elastyczne zarządzanie źródłami energii i zasobami sieciowymi. Przy czym równolegle z rozwojem technologii musi iść opracowywanie mechanizmów finansowych, zmiany w prawie oraz eliminacja barier społecznych.

6 Smart Grid co to takiego

7 Smart Grid co to takiego W najbliższym czasie fundusze na inwestycje SG będą pochodziły bądź z kredytów bankowych, bądź ze środków publicznych, np. NCBiR, NFOŚiGW, FPs. Wydaje się, że w dalszej perspektywie środki potrzebne na działania związane z wdrażaniem rozwiązań SG będą pochodziły z nowych usług świadczonych przez DSO na rzecz TSO, usług świadczonych przez i na rzecz odbiorców końcowych (w tym przemysłowych), czy nowych schematów taryfowych. Mało prawdopodobne jest, aby spodziewać się tego typu mechanizmów w najbliższych 3-4 latach.

8 Smart Grid problemy? Problem: W Smart Grid, istnieje konieczności zarządzania zarówno generacją, ale i obciążeniem

9 Smart Odbiorca Smart Grid problemy? Rozwiązanie: piece akumulacyjne (dzisiaj), EV (jutro), Zalety: tania i prosta technologia.

10 Smart Grid Wpływ infrastruktury ładowania EV na obciążenie SEE Dobowe obciążenie polskiego systemu elektroenergetycznego (okres zimowy 2025 r.) z uwzględnieniem obciążenia systemem ładowania EV (1mln EV/30kWh) na tle natężenia ruchu miejskiego

11 Smart Grid Wpływ infrastruktury ładowania EV na obciążenie SEE moc [MW] Dobowe obciążenie systemu energetycznego :15 01:00 01:45 02:30 03:15 04:00 04:45 05:30 06:15 07:00 07:45 08:30 09:15 10:00 10:45 11:30 12:15 13:00 13:45 14:30 15:15 16:00 16:45 17:30 18:15 19:00 19:45 20:30 21:15 22:00 22:45 23:30 godzina - liczba EV: 1 mln - bateria EV: 30 kwh - tryb ładowania: prąd 10 h (1) obciążenie systemu bez uwzględnienia ładowania EV (2) obciążenie systemu z uwzględnieniem EV (współczynnik jednoczesności 0.5) (3) obciążenie systemu z uwzględnieniem EV (współczynnik jednoczesności 1, ograniczenie systemowe czasu ładowania do godz )

12 Smart Grid Technologia V2G element infrastruktury Smart Grid

13 Smart Grid Technologia V2G element infrastruktury Smart Grid - ładowanie EV; - poprawa parametrów energii elektrycznej; - bilansowanie energii; - zasilanie awaryjne;

14 Infrastruktura ładowania EV Struktura komunikacyjna systemu V2G Management.avi

15 Oddziaływanie OSD na OSEV Infrastruktura ładowania EV działanie OSD Operator 1 Operator 2 taryfy dostępne w danej chwili na obszarze działania konkretnego OSD

16 Struktura energetyczna systemu Infrastruktura ładowania EV V2G Supply.avi

17 Struktura energetyczna systemu: Typ II Infrastruktura ładowania EV

18 Terminale: miejskie Infrastruktura ładowania EV

19 Terminale: szybkiego ładowania Infrastruktura ładowania EV Napięcie wejściowe Prąd wejściowy Napięcie wyjściowe Prąd wyjściowy Sprawność Współczynnik mocy Złącze 400 VAC 85 A VDC max 250 A >90% 0.99 JEVS G105

20 Grzegorz BENYSEK, Uniwersytet Zielonogórski