Macierz współczynników WNM w net meteringu na mono rynku energii elektrycznej OZE dr inż. Robert Wójcicki

Transkrypt

1 Centrum Energetyki Prosumenckiej Wydział Elektryczny Instytut Elektrotechniki i Informatyki Konwersatorium Inteligentna Energetyka Macierz współczynników WNM w net meteringu na mono rynku energii elektrycznej OZE dr inż. Robert Wójcicki Gliwice, 23 V 2017

2 ej OK 3 40 ej OK 2 40 ej OK 1 40 CZTEROWYMIAROWA MACIERZ WNM: OSŁONY -TECHNOLOGIE-CZAS-MOC Technologia Czas Fotowoltaika Wiatr Biogaz Osłona Moc OK

3 ENERGIA WPROWADZONA DO SIECI A BILANSOWANA Okres bilansowania net-meteringu Energia wprowadzona do sieci (Ews) przepadająca, na rzecz sprzedawcy (Eu) Ews rozliczana w ramach netmeteringu Koszt uniknięty / MWh Ews brak n-m 100 % 0 % 424 zł 99 % 1 % 421 zł 98 % 2 % 417 zł 75 % 25 % 350 zł 60 % 40 % 305 zł 3 miesiące 50 % 50 % 275 zł 3 % 97 % 138 zł Wartość Ews wyliczone na podstawie: podziału składników ceny energii: 424 zł/mwh cen referencyjnych w aukcjach pv: zł/mwh Prosument wprowadza do sieci drogą zieloną energię w szczycie, a odbiera tanią czarną W okresach nadprodukcji ze źródeł OZE, prosument nie jest w stanie zużyć na bieżąco generowanej energii na potrzeby własne Im krótszy okres bilansowania, tym więcej energii Ews przepada na rzecz sprzedawcy

4 OK 3 40 OK 2 40 OK 1 40 Technologia Czas TEORETYCZNY NEUTRALNY WSPÓŁCZYNNIK WNM Fotowoltaika Wiatr Biogaz Osłona Moc 0,7 1,4 1,7 2, ,9 * 1,7 * 2,1 * 3,5 * 40 * 125 * 0,7 0,9 1,0 1,2 3,6 28 0,7 0,8 1, OK Założenia: Wartość neutralna współczynnika WNM - część energii wprowadzonej ze źródeł OZE do sieci przepada na rzecz sprzedawcy z tytułu WNM i okresu bilansowania, energia ta rekompensuje koszty prowadzenia usługi NM Niewielkie wysycenie sieci źródłami OZE Pasywne dotychczas stosowane algorytmy zarządzania energią przez prosumentów Podatki (VAT, akcyza) płaci sprzedawca * zwolnienie z podatków sprzedawcy i prosumenta, wpływy do budżetu poprzez podatki uzyskane z rozwoju źródeł rozproszonych, wzrost zatrudnienia i konkurencyjności gospodarki, tworzenie nowych technologii

5 NET-METERING vs OBECNA OPŁATA SYSTEMOWO-SIECIOWA Obecny model net-meteringu - rozpływ energii elektrycznej (OK1) Odbiorca płaci pełną opłatę systemowo-sieciową pomimo, że energia przepływa tylko wewnątrz OK2 (sieć ) sieć NN i 110kV sieć SN sieć OK2 opłata NN/110kV energia opłata OK1 Pobór energii elektrycznej z sieci Obecnie: sprzedawca płaci pełną opłatę systemowo-sieciową wraz z opłatą NN/110kV i SN VS Propozycja: sprzedawca płaci część opłaty systemowo-sieciowej opłaty NN/110kV i SN zostały już pokryte sieć NN i 110kV sieć SN sieć OK2 sieć NN i 110kV sieć SN sieć OK2 energia energia opłata NN/110kV opłata OK1 opłata NN/110kV opłata OK1

6 OK 3 40 OK 2 40 OK 1 40 Technologia Czas TEORETYCZNY NEUTRALNY WSPÓŁCZYNNIK WNM sprzedawca płaci część opłaty systemowo-sieciowej Fotowoltaika Wiatr Biogaz Osłona Moc 0,85 1, ,15 * 2,2 * 2,8 * 4,5 * 51 * 161 * ,7 0,9 1,0 1,2 3,6 28 0,7 0,8 1, OK Założenia: Postępujący rozwój rynku: równomierne zwiększanie wysycenia rynku źródłami rozproszonymi oraz skracania okresów rozliczeniowych, bilansowania podatki (VAT, akcyza) płaci sprzedawca * zwolnienie z podatków sprzedawcy i prosumenta, wpływy do budżetu poprzez podatki uzyskane z rozwoju źródeł rozproszonych, wzrost zatrudnienia i konkurencyjności gospodarki, tworzenie nowych technologii

7 PROBLEMY WYSOKICH WSPÓŁCZYNNIKÓW WNM WNM > 1 zachęca do przesunięcia poboru energii poza okres generacji w celu odebrania większej ilości energii niż wprowadzona do sieci, może to prowadzić do patologii: Większa opłacalność czasowego odłączenia prosumenta niż dostarczenia mu energii (efekt: czasowe odłączenia prosumentów) Zastosowanie podczas poboru energii przez prosumentów oscylatora (efekt: straty finansowe sprzedawcy energii): cykliczne wprowadzanie do sieci energii przez pewien czas okresu bilansowania (ob) uzyskane poprzez sztuczne wyłączenie poboru (lub podtrzymania zasilania - UPS), a następnie pobieranie energii zwielokrotnionej przez WNM moc rysunek przedstawia zasadę działania oscylatora dla WNM=20 ob1 ob2 energia wprowadzana do sieci energia pobierana z sieci czas

8 OGRANICZENIA WSPÓŁCZYNNIKA WNM Ograniczenie WNM arbitralnie ustalona maksymalna wartość WNM zalety: prostota regulacji wady: źle dobrany może dyskryminować prosumenta Ograniczenie ilościowe ustalona maksymalna ilość odebranej energii w usłudze n-m, np. nie większa niż możliwa do wygenerowania przez prosumenckie źródło wytwórcze w okresie bilansowania zalety: równoważy moc instalacji i ilość bilansowanej w n-m energii, zapobiega oscylatorowi, wspiera zużycie na potrzeby własne wady: trudne do precyzyjnego zdefiniowania, możliwe spory Ograniczenie mocy moc przyłączeniowa, moc źródła Dynamiczny WNMd - podczas wprowadzania energii do sieci i poboru zalety: współczynniki WNMd dopasowane do bieżącej sytuacji rynkowej, wspiera regulację rynku wady: konieczność utworzenia odpowiedniej infrastruktury teleinformatycznej

9 WYSYCANIE RYNKU ŹRÓDŁAMI OZE W KONTEKŚCIE OGRANICZEŃ SIECIOWYCH WWS współczynnik wysycenia sieci źródłami OZE WWS E exp E ws WWS Moc źródeł OZE P max P k Moc niezbilansowanych rozproszonych źródeł wytwórczych wewnątrz osłony kontrolnej, dla której: P 0 energia elektryczna E oze wypływa poza nadrzędną osłonę kontrolną jako (E exp ) i jest wprowadzana do sieci wyższego poziomu P k E exp osiąga moc krytyczną, zbliżoną do możliwości technicznych sieci i stacji transformatorowej P max moc maksymalna, granice techniczne sieci i stacji transformatorowej OK3 WNS = 0 E imp > 0 E exp = 0 0% OK3 n 0 n 100% 1 Wysycenie rynku źródłami rozproszonymi współczynnik WWS moc niezbilansowanych źródeł OZE WNS > 0 E imp = 0 E exp > 0 E exp P 0 SN E imp SN OK2 E ws OK2 E ws µeb µeb A B C energia lokalnie wprowadzona do sieci i zużyta lokalnie energia zaimportowana spoza osłony kontrolnej A B C energia lokalnie wprowadzona do sieci i zużyta lokalnie nadmiar energii wyeksportowany poza osłonę kontrolną

10 ZMIANA WNM W PROCESIE WYSYCANIA RYNKU ŹRÓDŁAMI ROZPROSZONYMI (POSTĘPUJĄCEJ SKUTECZNOŚCI SELFDISPATCHINGU/SAMOBILANSOWANIA SIĘ RYNKU W OSŁONACH KONTROLNYCH) WNM WWS Moc źródeł OZE P max P k P 1 P 0 0% NM NM współczynnik WNM współczynnik WWS NM0 100% Wysycenie rynku źródłami rozproszonymi moc niezbilansowanych źródeł OZE NM rozpoczęcie procesu zmniejszania statycznego współczynnika WNM, energia E ws wypływa poza nadrzędną osłonę kontrolną (jako E exp ) do osłony wyższego poziomu NM przyspieszenie zmniejszania statycznego współczynnika WNM i wygaszanie statycznego net-meteringu NM 0 całkowite wygaszenie statycznego net-meteringu, WNM = 0 Moc niezbilansowanych wewnątrz OK rozproszonych źródeł wytwórczych, dla której: P 0 energia elektryczna E ws wypływa poza nadrzędną OK sieci jako (E exp ) i jest wprowadzana do sieci wyższego poziomu P 1 znaczna część E ws wypływa poza nadrzędną osłonę kontrolną P k poziom krytyczny, wsparcie usługi net-metgeringu jest zakończone P max moc maksymalna, granice techniczne sieci i stacji transformatorowej

11 OK 3 40 OK 2 40 OK 1 40 Technologia Czas WSPÓŁCZYNNIK WNM Fotowoltaika Wiatr Biogaz Osłona Moc 0,8 1,4 1,3 D D D D 1.0 * 1,7 * 1,6 * 0,8 0,9 0,9 D D D D 0.9 * 1,1 * 1,0 * 0,8 0,8 0,9 D D D D 0.9 * 1,0 * 1,1 * OK Założenia: Niewielkie wysycenie sieci źródłami OZE dla długich okresów bilansowania (miesięczne, roczne) Skracanie okresów bilansowania i zmniejszanie WNM wraz z rozwojem rynku (wysycaniem źródłami rozproszonymi) Rynek dojrzały to rynek szybki wykorzystujący taryfy dynamiczne Ewolucja stosowanych algorytmy zarządzania energią przez prosumentów D statyczny net-metering wygaszony na dojrzałym rynku, wprowadzony net-metering dynamiczny jako narzędzie regulacyjne * zwolnienie z podatków sprzedawcy i prosumenta, wpływy do budżetu poprzez podatki uzyskane z rozwoju źródeł rozproszonych, wzrost zatrudnienia i konkurencyjności gospodarki, tworzenie nowych technologii