Click here to load reader

Regulacija frekvencije i radne snage te - · PDF fileVE u regulaciji frekvencije te u nastavku poglavlja dan je pregled literature sudjelovanja VE u regulaciji frekvencije EES-a prema

  • View
    7

  • Download
    1

Embed Size (px)

Text of Regulacija frekvencije i radne snage te - · PDF fileVE u regulaciji frekvencije te u nastavku...

  • Regulacija frekvencije i radne snage te

    važnost konstante tromosti u

    elektroenergetskom sustavu s velikim

    udjelom vjetroelektrana

    Izvještaj v.1.0

    Zagreb, 2019.

  • 2

    IZVJEŠTAJ/v.1.0

    Projekt: Integracija vjetroelektrana u elektroenergetski

    sustava sa smanjenom tromosti

    WIND energy integration in Low Inertia Power

    System - WINDLIPS

    Dokument: Regulacija frekvencije i radne snage te važnost

    konstante tromosti u elektroenergetskom sustavu s

    velikim udjelom vjetroelektrana (v.1.0)

    Isporuka: I4.1.

    Partneri:

    Autori:

    Tomislav Baškarad, mag.ing., FER

    Nenad Debrecin, prof.dr.sc., FER

    Josip Đaković, mag.ing., FER

    Davor Grgić, prof.dr.sc, FER

    Igor Ivanković, mr.sc., HOPS

    Matej Krpan, mag.ing., FER

    Igor Kuzle, prof.dr.sc., FER

    Nenad Švarc, mr.sc., HEP Proizvodnja

    Tomislav Tomiša, prof.dr.sc, FER

  • 3

    IZVJEŠTAJ/v.1.0

    Sažetak

    Frekvencija je jedna od najvažnijih veličina stanja sustava i vrlo je važno da se održava

    konstantnom jer to osigurava konstantnu brzinu rotacijskih strojeva koji se napajaju iz mreže, a o

    kojima ovisi siguran rad elektrana i industrije. Frekvencijska stabilnost elektroenergetskih sustava

    uvelike se oslanja na tromost rotirajućih masa sinkrono povezanih proizvodnih, i manjim dijelom

    potrošačkih, jedinica. Rotirajuća kinetička energija sadržana u proizvodnim i potrošačkim

    jedinicama sprječava naglu promjenu frekvencije napona i struje pri poremećajima u ravnoteži

    proizvodnje i potrošnje radne snage. Problem nastaje značajnom integracijom obnovljivih izvora

    energije (OIE) jer s jedne strane konvencionalne proizvodne jedinice se isključuju iz pogona te se

    time smanjuje rotirajuća kinetička energija, dok s druge strane većina OIE je na elektroenergetski

    sustav (EES) priključena preko uređaja energetske elektronike te su električki odvojene od mreže

    i stoga nemaju inercijski odziv na promjenu frekvencije te ne doprinose stabilnosti sustava kao

    konvencionalne jedinice. Sve navedeno utječe na smanjenje tromosti sustava što se očituje u većoj

    brzini promjene frekvencije i maksimalnom odstupanju frekvencije od nazivne vrijednosti pri

    poremećajima. U hrvatskom EES-u, integracija vjetroelektrana (VE) u posljednjih 5 godina se

    udvostručila te ukupna instalirana snaga krajem 2018. godine je iznosila 576 MW. Prema

    desetogodišnjem planu razvoja prijenosne mreže za razdoblje 2017. – 2026. ukupna snaga

    planiranih VE za priključak na mrežu u tom razdoblju iznosi oko 1460 MW. Ovaj rad se bavi

    problemima regulacije frekvencije i radne snage u EES-u s velikim udjelom VE. U radu se

    istražuje utjecaj povećane integracije VE na iznos konstantne tromosti i rotirajuće kinetičke

    energije u ovisnosti o vremenskom dijelu godine kao i o geografskoj poziciji elektrana u hrvatskom

    EES-u. Također, predočeni su i opisani problemi koji nastaju vezani uz primarnu, sekundarnu i

    tercijarnu regulacije frekvencije. S obzirom na navedene probleme, dolazi do potrebe za

    promjenom mrežnih pravila za pogon VE te su u radu predstavljeni zahtjevi mrežnih pravila

    hrvatskog EES-a kao i zahtjevi mrežnih pravila nekoliko većih EES-a u svijetu (Njemačka,

    Kanada, Australija itd.) za pogon VE. Vrlo značajan porast udjela VE diljem svijeta motivirao je

    brojna istraživanja utjecaja VE na frekvencijski odziv EES-a te istraživanja mogućnosti

    sudjelovanja VE u regulaciji frekvencije EES-a stoga u završnom poglavlju ovog rada je

    predstavljeno modeliranje vjetroagregata za potrebe dinamičkih simulacija EES-a i sudjelovanje

    VE u regulaciji frekvencije te u nastavku poglavlja dan je pregled literature sudjelovanja VE u

    regulaciji frekvencije EES-a prema podjeli na: incercijski odziv, primarnu regulaciju frekvencije,

    te na kraju sekundarnu i tercijarnu regulaciju frekvencije.

  • 4

    IZVJEŠTAJ/v.1.0

    Sadržaj

    1 Uvod ...................................................................................................................................... 11

    2 Hrvatski elektroenergetski sustav .......................................................................................... 13

    3 Vjetroelektrane u hrvatskom EES-u ...................................................................................... 20

    3.1 Tipovi vjetroagregata u Hrvatskoj .................................................................................. 23

    3.1.1 Vjetroagregat Tip 2 ................................................................................................. 23

    3.1.2 Vjetroagregat Tip 3 ................................................................................................. 24

    3.1.3 Vjetroagregat Tip 4 ................................................................................................. 25

    3.2 Planirane nove vjetroelektrane u hrvatskom EES-u ....................................................... 26

    3.3 Problemi integracije VE u hrvatski EES ........................................................................ 28

    3.3.1 Sažetak problema koje donosi integracija VE u hrvatski EES ................................ 34

    4 Tromost elektroenergetskog sustava ..................................................................................... 35

    4.1 Konstanta tromosti .......................................................................................................... 35

    4.2 Tromost hrvatskog EES-a ............................................................................................... 39

    4.3 Stanje u europskim sinkronim zonama ........................................................................... 44

    4.4 Tromost u budućim elektroenergetskim sustavima ........................................................ 46

    5 Regulacija frekvencije i radne snage u hrvatskom EES-u .................................................... 47

    5.1 Primarna regulacija ......................................................................................................... 47

    5.2 Sekundarna regulacija ..................................................................................................... 48

    5.3 Tercijarna regulacija ....................................................................................................... 49

    5.4 Zahtjevi za frekvencijskim odzivom vjetroelektrana ..................................................... 49

    5.5 Poremećajni pogon mreže .............................................................................................. 51

    5.5.1 Podfrekvencijsko rasterećenje mreže ...................................................................... 51

    5.5.2 Odvajanje proizvodnih jedinica od mreže ............................................................... 52

    6 Regulacija napona i jalove snage u hrvatskom EES-u .......................................................... 53

    6.1 Prolazak kroz kvar .......................................................................................................... 54

    7 Regulativa prema mrežnim pravilima ENTSO-E ................................................................. 55

    7.1 Regulacija frekvencije i radne snage prema ENTSO-E ................................................. 58

  • 5

    IZVJEŠTAJ/v.1.0

    7.1.1 Određivanje kapaciteta regulacijskih rezervi .......................................................... 59

    7.2 Regulacija napona i jalove snage prema ENTSO-E ....................................................... 60

    7.2.1 Zahtjevi za sinkrone jedinice ................................................................................... 60

    7.2.2 Zahtjevi za PPM jedinice ........................................................................................ 61

    8 Mrežna pravila ostalih zemalja za pogon VE ........................................................................ 63

    8.1 Ujedinjeno Kraljevstvo ................................................................................................... 63

    8.2 Irska ................................................................................................................................ 65

    8.3 Njemačka ........................................................................................................................ 67

    8.4 Danska ............................................................................................................................ 69

    8.5 Kanada (Quebec) ............................................................................................................ 72

    8.6 Australija ........................................................................................................................ 74

    9 Modeliranje vjetroagregata za potrebe dinamičkih simulacija EES-a i sudjelovanje

    vjetroelektrana u regulaciji frekvencije ......................................................................................... 76

    9.1 Modeliranje vjetroagregata za potrebe dinamičkih simulacija EES-a............................ 76

    9.1.1 Model vjetra ...........................................................

Search related