l Obszarowe bilansowanie energii - PTPiREE

IEN

2018 ©

wszelk

ie p

raw

a z

astr

ze

żone

w

ww

.ien.g

da.p

l e

-mail:

ien@

ien.g

da.p

l

Leszek Bronk

Instytut Energetyki IB Oddział Gdańsk

Mirosław Matusewicz ENERGA Operator SA

Wrocław, 21-22 marzec 2018 r.

VIII Konferencja „Straty energii elektrycznej w sieciach

elektroenergetycznych"”

Obszarowe bilansowanie energii

z dużym nasyceniem OZE

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne

www.ien.gda.pl e-mail: [email protected]

Plan prezentacji

Slajd 2

1. Lokalny Obszar Bilansowania (LOB)

2. Obszar LOB Władysławowo

3. Koncepcja funkcjonowania LOB

4. Wykorzystanie LOB - wyniki

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne


Lokalny obszar bilansowania (LOB)

Slajd 3

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

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne


LOB - GPZ Władysławowo

Slajd 4

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 2x400

Stacje SN/nn

6 000

(80 stacji

SN/nn)

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne


Obszar LOB

Slajd 5

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne


LOB – zasoby regulacyjne

Slajd 6

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

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne


Koncepcja funkcjonowania LOB

Slajd 7

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

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne


Koncepcja Systemu Zarządzania

Slajd 8

SYSTEM Zarządzania LOBSter

Moduł Prognozowania

GW

MODUŁ PROGNOZOWANIA STANU SIECI


P, Q w stacjach SN/nn


PV

Mo

du

ł K

om

un

ika

cyjn

y

Moduł Aktualizacji

modelu sieci

Moduł Obliczeń Rozpływowych

Raporty

Moduł

Raportowania

Moduł

Sterujący

Sterowanie napięciem i

mocą bierną

MODUŁ PLANOWANIA I KONTROLI PRACY ME

Strategie

wykorzystanie ME

Planowanie i sterowanie mocą czynną w pracy

synchronicznej

MODUŁ PROGNOZOWANIA

OTOCZENIA RYNKOWEGO

Moduł Prognostyczny

Cen Energii

Dane Pomiarowe ENERGA: SYNDIS,

AMI, IMiGW

Dane Pomiarowe SN/nn, GW, URT GPZ

Stacja pogodowa

SCADA Magazyn Energii

Wartości zadane dla elementów

sieci w LOB

Praca wyspowa

Database

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne



Slajd 9

SYSTEM ZARZĄDZANIA

(EMS)

Dane Pomiarowe:

SYNDIS, AMI

Dane Pomiarowe:

SN/nn, GW

DANE METEO: IMGiW,

Stacja pogodowa

SCADA

Magazyn Energii

URT GPZ

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne



Slajd 10

Planowanie wykorzystania zasobów regulacyjnych

na dobę następna

Moduł

Prognozowania

GW


STANU SIECI

Moduł

Prognozowania

P, Q

w stacjach

SN/nn

Moduł

Prognozowania

PV

MODUŁ PLANOWANIA

Strategie

wykorzystanie


OTOCZENIA RYNKOWEGO

Moduł

Prognostyczny

Cen Energii

Harmonogram

wykorzystania

zasobów

regulacyjnych na

dobę n+1

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne



Slajd 11

Op

tym

ali

zacja

wyko

rzysta

nia

(up

rzed

nio

zap

lan

ow

an

ych

)

za

so

bó

w w

czasie

rzeczyw

isty

m

Planowanie i sterowanie

mocą

Model sieci

obszaru LOB

Pomiary on-line P i Q z 17 referencyjnych

stacji SN/nn + stacje poza LOB

Pomiary on-line OZE

Stany zdalnie sterowanych

rozłączników z SYNDIS

DANE POMIAROWE

Korekta zapotrzebowania na

moc dla stacji nieopomiarowanych

SN/nn

DANE ESTYMOWANE

Bieżące warunki pracy sieci SN w obszarze LOB

URT GPZ Władysławowo

(nr zaczepu)

Obliczenia (rozpływ)

Prognoza długoterminowa

n +1

Strategie wykorzystania

LOB

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne



Slajd 12

Piątek 16.03.2018 godz. 12:20

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne



Slajd 13

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.

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne


Bilansowanie techniczne LOB

Slajd 14

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

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne


Bilansowanie

techniczne -

wyniki

Slajd 15

Układ sieci SN

Straty mocy czynnej, kWh – z

udziałem magazynu energii (ME)

Straty mocy czynnej, kWh – bez

udziału magazynu energii (ME) Poprawa w

stosunku do

strat bez ME,

% LD ZS Suma LD ZS Suma

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%

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne


Regulacja napięcia i racjonalizacja

zużycia energii w LOB

Slajd 16

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.

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne


Regulacja napięcia w LOB - wyniki

Slajd 17

Napięcia w węzłach odbiorczych obszaru LOB dla układu normalnego sieci

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne


Regulacja napięcia w LOB – wyniki (1)

Slajd 18

Napięcia w węzłach odbiorczych obszaru LOB dla układu Połczyno

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne


Regulacja napięcia w LOB – wyniki (2)

Slajd 19

Układ sieci SN

Różnica napięć pomiędzy węzłami

Bez ME z ME

Normalny do 10% do 4%

(70% czasu w roku nie przekracza 2%)

Połczyno do 17% do 5%


PZ Puck do 6% do 3%


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

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne


Podsumowanie

Slajd 20

• 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

IEN

20

18

© w

sze

lkie

pra

wa

za

str

ze

żo

ne

www.ien.gda.pl e-mail: [email protected] Slajd 21

Dziękuję za uwagę

Leszek Bronk

Zakład Strategii i Rozwoju

Systemu

tel.(58) 349-82-11

e-mail: [email protected]

Documents

l Obszarowe bilansowanie energii - PTPiREE