e-mail: ien@ien.gda.pl VIII Konferencja Straty energii elektrycznej w sieciach elektroenergetycznych" Obszarowe bilansowanie energii z dużym nasyceniem OZE Leszek Bronk Instytut Energetyki IB Oddział Gdańsk Mirosław Matusewicz ENERGA Operator SA Wrocław, 21-22 marzec 2018 r.
Plan prezentacji 1. Lokalny Obszar Bilansowania (LOB) 2. Obszar LOB Władysławowo 3. Koncepcja funkcjonowania LOB 4. Wykorzystanie LOB - wyniki Slajd 2
Lokalny obszar bilansowania (LOB) Wydzielona część systemu dystrybucyjnego SN/nn, Zintegrowane zarządzanie lokalnymi zasobami regulacyjnymi w celu optymalizacji pracy sieci SN Generacja rozproszona, w tym OZE Elastyczni odbiorcy energii Magazyny energii Automatyka sieciowa Zdolność do pracy autonomicznej w stosunku do KSE Slajd 3
LOB - GPZ Władysławowo Zaimplementowany system w rzeczywistych warunkach, w obszarze zasilanym z GPZ Władysławowo Nazwa/lokalizacja Moc [kw] Magazyn Energii 750 FW Łebcz 3 200 FW Połczyno 1 600 FW Swarzewo I 600 FW Swarzewo II 600 Biogazownia Swarzewo Stacje SN/nn 2x400 6 000 (80 stacji SN/nn) Slajd 4
Obszar LOB Slajd 5
LOB zasoby regulacyjne Zasoby regulacyjne w LOB 1. Zasobnik energii 0.75 MVA / 1.50 MWh 2. Transformator 110/15 kv w GPZ Władysławowo Potencjalne zasoby regulacyjne LOB 1. FW Łebcz (ENERCON E48) 2. FW Połczyno (ENERCON E48) 3. Biogazownia Swarzewo Slajd 6
Koncepcja funkcjonowania LOB 1. Maksymalizacja korzyści możliwych do uzyskania strategia optymalizacji pracy magazynu 2. Ograniczone zasoby regulacyjne, np. : a) Moc b) Czas/Pojemność zasobnika 3. Wymóg planowania wykorzystania zasobów regulacyjnych na dobę następna 4. Optymalizacja wykorzystania (uprzednio zaplanowanych) zasobów w czasie rzeczywistym Slajd 7
Komunikacyjny Koncepcja Systemu Zarządzania SYSTEM Zarządzania LOBSter Planowanie i sterowanie mocą czynną w pracy synchronicznej Sterowanie napięciem i mocą bierną Praca wyspowa SCADA Magazyn Energii Stacja pogodowa Dane Pomiarowe SN/nn, GW, URT GPZ Database Aktualizacji modelu sieci Obliczeń Rozpływowych MODUŁ PROGNOZOWANIA STANU SIECI Prognozowania GW Prognozowania PV Prognozowania P, Q w stacjach SN/nn Dane Pomiarowe ENERGA: SYNDIS, AMI, IMiGW Wartości zadane dla elementów sieci w LOB Sterujący Raportowania MODUŁ PLANOWANIA I KONTROLI PRACY ME Strategie wykorzystanie ME MODUŁ PROGNOZOWANIA OTOCZENIA RYNKOWEGO Prognostyczny Cen Energii Raporty Slajd 8
Koncepcja Systemu Zarządzania DANE METEO: IMGiW, Stacja pogodowa SCADA Magazyn Energii URT GPZ SYSTEM ZARZĄDZANIA (EMS) Dane Pomiarowe: SN/nn, GW Dane Pomiarowe: SYNDIS, AMI Slajd 9
Koncepcja Systemu Zarządzania Planowanie wykorzystania zasobów regulacyjnych na dobę następna MODUŁ PROGNOZOWANIA STANU SIECI Prognozowania GW Prognozowania P, Q w stacjach SN/nn MODUŁ PLANOWANIA Prognozowania PV MODUŁ PROGNOZOWANIA OTOCZENIA RYNKOWEGO Strategie wykorzystanie Harmonogram wykorzystania zasobów regulacyjnych na dobę n+1 Prognostyczny Cen Energii Slajd 10
Optymalizacja wykorzystania (uprzednio zaplanowanych) zasobów w czasie rzeczywistym Koncepcja Systemu Zarządzania Model sieci obszaru LOB Prognoza długoterminowa n +1 DANE POMIAROWE DANE ESTYMOWANE Pomiary on-line P i Q z 17 referencyjnych stacji SN/nn + stacje poza LOB Korekta zapotrzebowania na moc dla stacji nieopomiarowanych SN/nn Strategie wykorzystania LOB Planowanie i sterowanie mocą Pomiary on-line OZE Stany zdalnie sterowanych rozłączników z SYNDIS URT GPZ Władysławowo (nr zaczepu) Obliczenia (rozpływ) Bieżące warunki pracy sieci SN w obszarze LOB Slajd 11
Koncepcja funkcjonowania LOB Piątek 16.03.2018 godz. 12:20 Slajd 12
Koncepcja funkcjonowania LOB Strategie pracy LOB 1. Bilansowanie techniczne LOB 2. Bilansowanie handlowe 3. Zarządzanie obciążeniem elementów sieci SN w LOB 4. Regulacja napięcia w obszarze LOB 5. Stabilizacja przepływu mocy KSE-LOB / praca LOB w obszarze wydzielonym Wszystkie strategie wymagają prognozowania na dobę następną i optymalizacji dysponowania zasobami. Slajd 13
Bilansowanie techniczne LOB Cel strategii: wyrównywanie obciążeń. Ładowanie ME w dolinie obciążenia, rozładowanie w szczycie zapotrzebowania. Wymagane: prognozy zapotrzebowania na moc odbiorców oraz prognozy generacji lokalnej na n+1 Slajd 14
Bilansowanie techniczne - wyniki Układ sieci SN Straty mocy czynnej, kwh z udziałem magazynu energii (ME) Straty mocy czynnej, kwh bez udziału magazynu energii (ME) LD ZS Suma LD ZS Suma Poprawa w stosunku do strat bez ME, % Normalny 8.3 56.0 64.3 8.7 68.3 77.0-16.50% Połczyno 11.0 85.4 96.4 18.4 97.2 115.6-16.65% PZ Puck 11.2 68.6 79.8 18.8 87.4 106.2-24.91% Slajd 15
Regulacja napięcia i racjonalizacja zużycia energii w LOB Strategia wykorzystująca możliwości regulacyjne inwerterów ME w zakresie napięcia i mocy biernej. Cele strategii: spłaszczenie profili napięciowych linii SN w obszarze LOB - poprawa jakości dostaw energii i zmniejszy liczbę operacji łączeniowych podobciążeniowego przełącznika zaczepów GPZ. Slajd 16
Regulacja napięcia w LOB - wyniki Napięcia w węzłach odbiorczych obszaru LOB dla układu normalnego sieci Slajd 17
IEN 2018 wszelkie prawa zastrzeżone Regulacja napięcia w LOB wyniki (1) Napięcia w węzłach odbiorczych obszaru LOB dla układu Połczyno Slajd 18
Regulacja napięcia w LOB wyniki (2) Układ sieci SN Bez ME Różnica napięć pomiędzy węzłami z ME Normalny do 10% Połczyno do 17% PZ Puck do 6% do 4% (70% czasu w roku nie przekracza 2%) do 5% (50% czasu w roku nie przekracza 3%) do 3% (50% czasu w roku nie przekracza 1%) Spłaszczenie profilu napięciowego LOB, stwarza możliwość wdrożenia funkcjonalności CVR (ang. conservation voltage reduction ) polegającej na obniżeniu napięcia w granicach dopuszczalnych normą redukcja strat, zmniejszenie zużycia energii przez odbiorców Slajd 19
Podsumowanie Opracowany System informatyczny LOBSter stanowi skuteczne narzędzie planowania i optymalizacji wykorzystania zasobów w sieci SN Wykorzystanie zasobników energii w sieci SN może przyczynić się do: zmniejszenia strat sieciowych (lokalne wykorzystanie energii OZE) zmniejszenia zużycia energii przez odbiorców końcowych za pomocą funkcji CVR Slajd 20
Dziękuję za uwagę Leszek Bronk Zakład Strategii i Rozwoju Systemu tel.(58) 349-82-11 e-mail: lbronk@ien.gda.pl Slajd 21