Elektrownia hybrydowa EH

Podobne dokumenty
Geneza produktu (1/2)

Bateryjne Systemy Magazynowania Energii ABB

Wpływ mikroinstalacji na pracę sieci elektroenergetycznej

PSPower.pl. PSPower MULTIFAL (Basic ; PV)

INTERFEJSY SIECIOWE. Praca wyspowa źródła niewielkiej mocy wybrane zagadnienia. Referent: Piotr Rzepka. Politechnika Śląska. Wydział Elektryczny


Analiza wpływu źródeł PV i akumulatorów na zdolności integracyjne sieci nn dr inż. Krzysztof Bodzek

KODEKS SIECI RfG. ZBIÓR WYMAGAŃ TECHNICZNYCH DLA MODUŁÓW WYTWARZANIA ENERGII TYPU A

Wykorzystanie farm wiatrowych do operatywnej regulacji parametrów stanów pracy sieci dystrybucyjnej 110 kv

Hoppecke. Koncepcje Systemów Magazynowania Energii rozwijanych przez HOPPECKE. Grid Systemizer

Porównanie bloku jądrowego, węglowego, mikrobiogazowni, mikrowiatraka, silnika samochodowego i pralki w kontekście rozwoju EP.

Modelowanie układów elektroenergetycznych ze źródłami rozproszonymi. 1. Siłownie wiatrowe 2. Generacja PV

EMDX 3 system nadzoru

Obszarowe bilansowanie energii z dużym nasyceniem OZE

Instalacja fotowoltaiczna o mocy 36,6 kw na dachu oficyny ratusza w Żywcu.

Praktyczne aspekty współpracy magazynu energii i OZE w obszarze LOB wydzielonym z KSE

System magazynowania energii EssPro PCS Siła w kontroli energii

REGULACJA I STABILNOŚĆ SYSTEMU ELEKTROENERGETYCZNEGO

B O O K E R I N F O 1

PME jako obiekt regulacji/sterowania

Tematy prac dyplomowych dla studentów studiów I. stopnia stacjonarnych kierunku. Elektrotechnika. Dr inż. Marek Wancerz elektrycznej

Wykład 7. Regulacja mocy i częstotliwości

Zarządzanie systemem rozproszonych źródeł i magazynów energii na przykładzie Centrum Energii Odnawialnej w Sulechowie

Efektywne zarządzanie mocą farm wiatrowych Paweł Pijarski, Adam Rzepecki, Michał Wydra 2/16

ZAŁĄCZNIK NR 10 Symulacja uzysku rocznego dla budynku stacji transformatorowej

ANALIZA DANYCH POMIAROWYCH:

ZAŁĄCZNIK NR 09 Symulacja uzysku rocznego dla budynku garażowo-magazynowego

Energetyka obywatelska. Magazyny energii w rozwoju transportu elektrycznego

Przedszkole w Żywcu. Klient. Osoba kontaktowa: Dariusz ZAGÓL, Projekt

Układy energoelektroniczne na osłonach kontrolnych rynku horyzontalno- wertykalnego

Innowacyjne usługi systemowe magazynów energii zwiększające jakość i wydajność wykorzystania energii elektrycznej. Bartosz Pilecki

Współpraca mikroźródeł z siecią elektroenergetyczną OSD

NC ER warsztaty PSE S.A. Plan odbudowy

f r = s*f s Rys. 1 Schemat układu maszyny dwustronnie zasilanej R S T P r Generator MDZ Transformator dopasowujący Przekształtnik wirnikowy

Zarządzanie energią i regulacja mocy w prosumenckiej mikroinfrastrukturze energetycznej

w instalacjach budynkowych, w małych instalacjach przemysłowych i w lokalnych sieciach wiejskich

Instytut Inżynierii Elektrycznej

Pomiary i automatyka w sieciach elektroenergetycznych laboratorium

Przedsiębiorstwo. Klient. Projekt. Laminer. Wprowadź w Opcje > Dane użytkownika. Laminer

Przedsiębiorstwo. Projekt. Wyciąg z dokumentacji technicznej dla projektu Instalacja fotowoltaiczna w firmie Leszek Jargiło UNILECH Dzwola 82A UNILECH


Podsumowanie projektu gminnego obejmującego budowę 700 PV. Maciej Mróz

Progi mocy maksymalnych oraz wymogi ogólnego stosowania NC RfG. Jerzy Rychlak Konstancin-Jeziorna

Konwersatorium Inteligentna Energetyka. Nowy rynek energii elektrycznej, energetyka NI i symulator hybrydowy gminnej gospodarki energetycznej

ELASTYCZNY SYSTEM PRZETWARZANIA I PRZEKSZTAŁCANIA ENERGII MAŁEJ MOCY DLA MASOWEGO WYKORZYSTANIA W GOSPODARCE ENERGETYCZNEJ KRAJU

PERSPEKTYWY ROZWOJU ELEKTRYCZNYCH AUTOBUSÓW MIEJSKICH MARKI URSUS. URSUS BUS S.A. Dariusz Kasperek

Instytut Inżynierii Elektrycznej

Propozycja OSP wymogów ogólnego stosowania wynikających z Rozporządzenia Komisji (UE) 2016/1388 z dnia 17 sierpnia 2016 r. ustanawiającego kodeks

Przedsiębiorstwo. Projekt. Projekt instalacji fotowoltaicznej. R-Bud. Osoba kontaktowa: Anna Romaniuk

Symulacja generowania energii z PV

Pomiary i automatyka w sieciach elektroenergetycznych laboratorium

Analiza rynku energii elektrycznej wydzielonego obszaru bilansowania (WME) projekt NMG 1

ROZ WIĄ Z ANIA DLA MIKROSIECI. Niezawodne zasilanie gdziekolwiek i kiedykolwiek potrzebujesz PowerStore

OCENA WPŁYWU PRACY FARMY WIATROWEJ NA PARAMETRY JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL MROCZEK BARTŁOMIEJ, Lublin, PL BUP 08/18

Magazyny Energii w Polsce moda czy konieczność?

Przedsiębiorstwo. Projekt. Projekt instalacji fotowoltaicznej. P.H.U MARKUS-TEXI Sp.j. Osoba kontaktowa: Marek Drozdowski

ALGORYTMY OBLICZENIOWE - wykorzystanie danych pomiarowych z liczników bilansujących na stacjach SN/nn

Przedsiębiorstwo. Projekt. Projekt instalacji fotowoltaicznej. P.H.U MARKUS-TEXI Sp.j. Osoba kontaktowa: Marek Drozdowski

WPŁYW UKŁADU KOMPENSACJI PRĄDOWEJ NA PRACĘ GENERATORA PRZY ZMIANACH NAPIĘCIA W KSE

Słownik pojęć i definicji. Instrukcja ruchu i eksploatacji sieci przesyłowej Bilansowanie systemu i zarządzanie ograniczeniami systemowymi

Generacja rozproszona źródłem strat w sieci SN

3D, Podłączona do sieci instalacja fotowoltaiczna (PV) Dane klimatyczne RZESZOW/JASIONKA ( )

Opracowanie koncepcji i założeń funkcjonalnych nowego pakietu narzędzi obliczeniowych z zakresu optymalizacji pracy sieci elektroenergetycznej

TEHACO Sp. z o.o. ul. Barniewicka 66A Gdańsk. Ryszard Dawid

Eaton 5115 Modele: VA

PSPower.pl MULTIFAL. Najbardziej wszechstronne urządzenie do zasilania. Parametry Sposób pracy. v PSPower

Propozycja OSD wymogów ogólnego stosowania wynikających z Rozporządzenia Komisji (UE) 2016/631 z dnia 14 kwietnia 2016 r. ustanawiającego kodeks

Problematyka mocy biernej w instalacjach oświetlenia drogowego. Roman Sikora, Przemysław Markiewicz

Podstawy Automatyki. Wykład 7 - obiekty regulacji. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Doktorant: Mgr inż. Tomasz Saran Opiekun naukowy: Prof. dr hab. inż. Piotr Kacejko

Lekcja 10. Temat: Moc odbiorników prądu stałego. Moc czynna, bierna i pozorna w obwodach prądu zmiennego.

Badania symulacyjne zdolności integracyjnych zautomatyzowanej infrastruktury sieciowej SN/nN dr inż. Krzysztof Bodzek

Scenariuszowa analiza salda wytwórczo-odbiorczego w granulacji dobowo-godzinowej dla klastra energii opartego o farmę wiatrową

Magazyn energii w układzie zasilania kolejowej trakcji elektrycznej 3 kv DC

Zdjęcia Elektrowni w Skawinie wykonał Marek Sanok

Instalacje fotowoltaiczne / Bogdan Szymański. Wyd. 6. Kraków, Spis treści

Centrum Energetyki Prosumenckiej. Konwersatorium Inteligentna Energetyka

Badania przekształtnika sieciowego w prosumenckiej mikroinfrastrukturze energetycznej w stanach statycznych i dynamicznych

Integracja magazynów energii z OZE projekty PGE EO. Bartosz Starosielec Biuro Rozwoju i Innowacji PGE Energia Odnawialna S.A.

CATA ASPEKTY TECHNICZNE WYKORZYSTANIA TECHNOLOGII MAGAZYNOWANIA ENERGII. Centrum Zastosowań Zaawansowanych Technologii MIECZYSŁAW KWIATKOWSKI

Funkcjonalności realizowane w przekształtniku sieciowym AC/DC, przeznaczonym dla prosumenckiej mikroinfrastruktury energoelektrycznej PME

Modele matematyczne do badania bezpieczenstwa systemu elektroenergetycznego TOM

POWERSTOCC. Inwertery fotowoltaiczne

Etapy Projektowania Instalacji Fotowoltaicznej. Analiza kosztów

Instalacje fotowoltaiczne

Sterowanie mocą i energią na rynku energii elektrycznej w osłonie kontrolnej OK4 +

Wydział Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych.

PROPOZYCJE TEMATÓW PRAC DYPLOMOWYCH INŻYNIERSKICH NA ROK AKADEMICKI 2011/2012

Ćwiczenie nr 65. Badanie wzmacniacza mocy

Barbara Adamska. 11 czerwca 2019

Przedsiębiorstwo. Klient. Projekt

Wypieranie CO 2 z obszaru energetyki WEK za pomocą technologii OZE/URE. Paweł Kucharczyk Pawel.Kucharczyk@polsl.pl. Gliwice, 28 czerwca 2011 r.

UKŁADY NAPĘDOWE POMP I WENTYLATORÓW - OSZCZĘDNOŚĆ ENERGII. Mgr inż. Adam Tarłowski TAKOM Sp. z o.o.

Źródła zasilania i parametry przebiegu zmiennego

Mała przydomowa ELEKTROWNIA WIATROWA SWIND 6000

Integracja PV z innymi systemami dom plus energetyczny

Przedsiębiorstwo. Projekt. Projekt instalacji fotowoltaicznej. P.H.U MARKUS-TEXI Sp.j. Osoba kontaktowa: Marek Drozdowski

Katalog sygnałów pomiarowych. Obowiązuje od 10 marca 2015 roku

OPERATOR SYSTEMU PRZESYŁOWEGO. Karta aktualizacji nr CB/3/2012 IRiESP - Bilansowanie systemu i zarządzanie ograniczeniami systemowymi

Transkrypt:

Magazyny Energii w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym 3 października 2016 r., PSE S.A., Konstancin-Jeziorna Koncepcja układu magazynowania energii współpracującego z instalacją PV oraz elektrownią wodną z generatorami asynchronicznymi Dr hab. inż. Robert Lis, prof. Politechniki Wrocławskiej Robert.Lis@pwr.edu.pl Elektrownia hybrydowa EH Koncepcja EH regulacja częstotliwości w izolowanej wyspie Tauron Ekoenergia sp, z o. o. Politechnika Wrocławska nieregulowana mała elektrownia wodna z generatorami asynchronicznymi (410 kw); regulowany bateryjny zasobnik energii elektrycznej o mocy 100 kw; źródło fotowoltaiczne o mocy 40 kw; fragment sieci S z odbiorcami o łącznym zapotrzebowaniu ok. 120 kw. 1

Elektrownia hybrydowa EH GAS S T1 WS EW - elektrownia wodna z generatorami asynchronicznymi SZR 110 kv WARUKI PRACY WYSPOWEJ EH Konwerter DC/AC Regulacja P, Q. Regulacja f, U w trybie pracy wyspowej Konwerter DC/AC Regulacja P, Q. T2 S BES zasobnik energii elektrycznej EPV - źródła fotowoltaiczne Zasobnik Panele PV w sieci publicznej nie dopuszcza się do pracy wyspowej podejście nieracjonalne; wydzielony obszar wyspy może być energetycznie zbilansowany; po odłączeniu od systemu zewnętrznego zbilansowana energetycznie wyspa jest małym izolowanym see. Schemat wyspy z elektrownią wodną, statycznymi źródłami fotowoltaicznymi i bateryjnym zasobnikiem energii elektrycznej wyposażonym w układy regulacji mocy czynnej i biernej. Schemat połączeń elektrycznych poszczególnych jednostek EH z punktami pomiarowymi systemu pomiarów energii elektrycznej (SPEE), systemu monitorowania jakości energii elektrycznej (SMJEE) oraz systemu monitorowania współpracy dynamicznej (SMWD) 2

Układ magazynowania energii BES Schemat instalacji z zasobnikiem energii EssProTM (źródło ABB) Układ magazynowania energii BES TECHOLOGIA LITOWO-JOOWA - ogniwa cylindryczne o pojemności 75Ah Kontroler magazynu BES obsługuje sygnały z BMS baterii (temp., prądy i napięcia celek, itp.) z możliwością przesłania ich dalej do systemu DCS. System może być sterowany z poziomu zewnętrznego kontrolera. Standardowy interfejs komunikacyjny to Modbus TCP/IP, ale możliwy jest każdy inny przemysłowy lub stacyjny. Możliwy wybór trybu pracy oraz parametrów (tzw. setpointy: napięcie, częstotliwość, moc czynna moc bierna). 3

Układ magazynowania energii BES System magazynowania energii EssPro PCS -ABB Przekształtnik mocy w oparciu o modułową platformę PCS100 pracuje najefektywniej z bateriami wysokonapięciowymi: Pojemność całkowita: 93,24kWh; Pojemność użytkowa (DOD 80%): 75kWh; Moc: 100kW; Liczba cykli: ponad 5000; Trwałość: 10 lat; Wbudowany system BMS. Algorytmy sterowania dla systemu DCS komendy referencyjne mocy czynnej/biernej na podstawie pomiarów parametrów sieci, napięcia i częstotliwości na podstawie pomiarów parametrów sieci, dodatkowe komendy tj. tryb pracy, stan urządzenia i inne. Stabilizacja częstotliwości Pokrycie obciążeń szczytowych f [Hz] 50,02 Pochłanianie energii Obcią żenie Planowan e zużycie energii Zwrot energii 50,00 49,98 Pochłanianie energii Energia w BESE Ładowanie BES t [s] Rozładowywanie BES Energia w BES t [s] Rozładowywanie BES t [s] funkcjonalność BES dla optymalizacji systemu w zakresie regulacji częstotliwości. Ładowanie BES t [s] funkcjonalność BES - dostarczanie energii do sieci w czasie szczytowego zapotrzebowania. 4

Model matematyczny regulacji częstotliwości w wyspie Wydzielenie wyspy następuje po otwarciu wyłącznika WS. W pierwszej chwili może wystąpić niezbilansowaniu mocy w wyspie równe MW Przed wydzieleniem się wyspy, lokalne źródła wymieniały z systemem zewnętrznym, poprzez linię łączącą, moc równą MW Równanie bilansu mocy po przejściu do pracy wyspowej: w jedn. mianowanych 1 dfhz PBESMW MW 2HP D fglmw / HzfHz f dt w jedn. względnych P 2H Df f gdzie: P D D MW P P BES df dt BESMW - względna zmiana mocy wytwarzanej przez zasobnik BES P - względne niezbilansowanie mocy w chwili przejścia do pracy wyspowej W H P fdlmw / Hz P - zastępcza stała inercji mas wirujących w wydzielonej wyspie - współczynnik podatności częstotliwościowej statycznych źródeł oraz odbiorów w wydzielonej wyspie Model matematyczny regulacji częstotliwości w wyspie Po przejściu EH do pracy wyspowej przy niezbilansowaniu MW nastąpi zrównanie mocy generowanej i odbieranej przy nowej częstotliwości - efekt działania układów regulacji bateryjnego zasobnika BES Regulacja pierwotna częstotliwości Regulacja wtórna częstotliwości P ref - K 1 I s P ref =0 G BES P BES k R K S 1+s T S f c BES Zasobnik BES K BES 1+sT BES c PV P PV P BES 1 1+sT PV P L Elektrownia słoneczna PV K S 1+s T S f k R Schemat pierwotnej regulacji częstotliwości wyspy z bateryjnym zasobnikiem energii BES Schemat blokowy pierwotnej i wtórnej regulacji częstotliwości w wyspie 5

1. a podstawie odchylenia częstotliwości wyspy regulator centralny powinien wygenerować sygnał wymuszający przyrost wytwarzanej mocy, aby przywrócić częstotliwość znamionową w wyspie. 2. Obliczona wartość przyrostu mocy zadanej ΔP ref może być pokryta tylko przez źródła o regulowanej mocy i posiadające rezerwę mocy. 3. Takim źródłem może być tylko bateryjny zasobnik energii BES oraz, jeśli posiadają aktualną rezerwę mocy, źródła fotowoltaiczne. 4. Rozdział wymaganego przyrostu mocy zadanej ΔP ref na poszczególne źródła powinien się odbywać zgodnie z wcześniej ustalonymi współczynnikami udziału c. W przypadku zasobnika jest to współczynnik c BES, a dla źródeł fotowoltaicznych c PV. c BES+ c PV =1 Przykładowa symulacja pierwotnej i wtórnej regulacji częstotliwości w wyspie Bilans mocy wydzielonej wyspy: 120 kw - wydzielone odbiory wyspy, 100 kw - stała i nieregulowana moc elektrowni wodnej z gen. asynchronicznymi, 20 kw - moc zasobnika BES (zakres regulacji od 0 do 100 kw), 0 kw - brak generacji paneli fotowoltaicznych z powodu silnego zachmurzenia. Inercja zastępcza wyspy: Uwzględniono typową stałą inercji dla małych hydrozespołów H=0,3s, co pozwala oszacować stalą czasowa TS=0,5s i KS=0,8. Inercja zasobnika BES: Wprowadzono niezbędną sztuczną inercję zasobnika TBES=0,2s. Regulacja pierwotna: Współczynnik kr= 20, co odpowiada statyzmowi równemu 0,05 (5%). Regulacja wtórna: Współczynnik wzmocnienia KI powinien zostać dobrany eksperymentalnie z zakresu od 0 do 100. Wyniki symulacji Dla kilku wartości współczynnika ={5;20;100}. Założono, że w regulacji wtórnej będzie uczestniczył tylko zasobnik, czyli c BES =1,0 oraz c PV =0. 50.1 50 f [Hz] 49.9 49.8 49.7 =100 =20 =5 49.6 49.5 49.4 49.3 0 5 10 15 20 25 30 35 czas [s] Przebieg zmian częstotliwości w wyspie z początkowym deficytem mocy czynnej wynoszącym 10% mocy BES 6

Wyniki symulacji Dla kilku wartości współczynnika ={5;20;100}. Założono, że w regulacji wtórnej będzie uczestniczył tylko zasobnik, czyli c BES =1,0 oraz c PV =0. 50.7 50.6 50.5 f [Hz] 50.4 50.3 =5 =20 =100 50.2 50.1 50 49.9 0 5 10 15 20 25 30 35 czas [s] Przebieg zmian częstotliwości w wyspie z początkową nadwyżką mocy czynnej wynoszącą 10% mocy BES Regulacja napięcia w wyspie z EH Za regulację napięcia w wyspie odpowiedzialny będzie zasobnik BES ależy liczyć się z koniecznością generacji lub poboru mocy biernej przez BES. Wykorzystanie mocy czynnej ogranicza jego zdolności do regulacji mocy biernej i na odwrót. Teoretycznie najkorzystniejszy jest przypadek, kiedy BES w minimalnym stopniu generuje lub pobiera moc czynną, w zakresie niezbędnym do utrzymania częstotliwości, natomiast pracuje głównie jak sterowane źródło mocy biernej. W celu utrzymania napięcia w wyspie na odpowiednim poziomie U inwerter BES będzie sterowany zgodnie z typową charakterystyką ze U 0 statyzmem, którego wartość może być k Q =tg określona na podstawie charakterystyk odbiorów w wyspie. W rzeczywistości U=U 0 - k Q *(Q/Q n ) statyzm charakterystyki BES może być dobrany drogą pomiarową podczas eksperymentu pracy wyspowej. Q/Q - 1 1 n Charakterystyka napięciowa regulatora inwertera BES 7

Wnioski Zaproponowana koncepcja układu regulacji częstotliwości wyizolowanej wyspy oparta jest o wykorzystanie bateryjnego zasobnika energii jako węzła bilansującego. Pokazano, że parametry układu regulacji częstotliwości mogą być oszacowane na podstawie pomiarów mocy i częstotliwości przy przejściu do pracy wyspowej. Parametry układu regulacji częstotliwości mogą też zostać określone w drodze eksperymentu wykonanego w układzie rzeczywistym. Prawidłowa praca układu wyspowego będzie możliwa, jeżeli przed odcięciem od systemu moc wymiany z systemem nie przekroczy możliwości regulacyjnych zasobnika energii BES. Przed intencjonalnym wydzieleniem wyspy konieczne jest wstępne ustalenie mocy generowanej przez elektrownię wodną z generatorami asynchronicznymi na poziomie bliskim zapotrzebowania mocy przez odbiory wyspy. 8

Robert.Lis@pwr.edu.pl 9