Ενεργειακή ασφάλεια στο απομονωμένο σύστημα της

Transcript

1 Ενεργειακή ασφάλεια στο απομονωμένο σύστημα της Κύπρου Δρ Χρ. Χριστοδουλίδης Διευθυντής Διαχειριστή Συστήματος Μεταφοράς Κύπρου Μάιος 2012, Ηράκλειο, Κρήτη

2 Ενότητες Στοιχεία Ηλεκτρικού Συστήματος της Κύπρου Απώλεια Η/Σ Βασιλικού στις 11 Ιουλίου 2011 Διαχείριση Ενεργειακής Κρίσης Λειτουργία Συστήματος: Προβλήματα και Προκλήσεις Επάρκεια Παραγωγής κατά την θερινή περίοδο 2012 Προβλήματα Σχετικά με Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Διαχείριση Άεργου Ισχύος

3 Το ηλεκτρικό σύστημα της Κύπρου Το Σύστημα Ηλεκτρικής Ενέργειας της Κύπρου είναι ένα μικρό και απομονωμένο σύστημα που αποτελείται από: 3 Σταθμούς Παραγωγής - Καύσιμο: Μαζούτ και Ντήζελ Εγκατεστημένη Ισχύς (πριν τις 11 Ιουλίου 2011): ~1553 MW Προσωρινή Εγκ. Ισχύς: (τέλος 2011): ~165 MW Προσωρινή Εγκ. Ισχύς (Ιούνιος 2012): ~285 MW 58 Υποσταθμούς (132/11 kv and 66/11 kv) ~1100 km 132 kv εναέριες γραμμές μεταφοράς ~130 km of 132 kv Υπόγεια Καλώδια ~290 km of 66 kv εναέριες γραμμές μεταφοράς ~145 Μετασχηματιστές ισχύος (132/11 & 66/11 kv) Ετήσια Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας: ~5,2 GWh Μέγιστη Ζήτηση 2010 ανήλθε σε 1148 MW

4 MW Καμπύλες Διακύμανσης Φορτίου (2010) Η μέγιστη ζήτηση κατά το 2010 ήταν 1148 MW και καταγράφηκε στις 3 Aυγούστου Ημέρα Καλοκαιρινής Μέγιστης Ζήτησης :00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 Time 1148 Ημέρα Χειμερινής Μέγιστης Ζήτησης 2010 Ημέρα Ελάχιστης Ζήτησης

5 Σύστημα Παραγωγής / Μεταφοράς Η/Σ Δεκέλειας EI = 460MW ΑΤΜΟΣΤΡΟΒΙΛΟΙ 6x60 MW=360 MW ΜΕΚ 6Χ16,67 = 100 MW Η/Σ Μονής EI = 300MW ΑΤΜΟΣΤΡΟΒΙΛΟΙ 5x30 MW=150 MW ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΟΙ 4Χ37,5MW= 150 MW Η/Σ Βασιλικού EI = 793 MW ΑΤΜΟΣΤΡΟΒΙΛΟΙ 3x130 MW=390 MW ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΟΙ 1Χ37,5 = 37,5 MW ΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΟΣ ΚΥΚΛΟΣ = 365 MW

6 Μακροπρόθεσμη Πρόβλεψη Ζήτησης

7 Απώλεια Η/Σ Βασιλικού στις 11 Ιουλίου 2011 Στις 11 Ιουλίου 2011 και ώρα 05:48 οι εγκαταστάσεις του Ηλεκτροπαραγωγού Σταθμού Βασιλικού υπέστησαν καταστροφικές ζημιές, ως αποτέλεσμα ισχυρής έκρηξης σε παραπλήσια Ναυτική Βάση Ο Η/Σ Βασιλικού αποτελούσε τον Ιούλιο του 2011 το 50,4% της εγκατεστημένης ισχύος. Kατά την ώρα της απώλειας του κάλυπτε το 63% (320 MW) της συνολικής παραγωγής των 520 MW. Λόγω της απομονωμένης φύσης του Συστήματος της Κύπρου, οι συνέπειες ήταν τεράστιες και η χαώδης κατάσταση που ακολούθησε ήταν πρωτόγνωρων διαστάσεων για την Κύπρο. Ο Η/Σ Βασιλικού είναι μέχρι και σήμερα εκτός λειτουργίας. Έχουν αρχίσει όμως οι επιδιορθώσεις κτηριακών εγκαταστάσεων και η αποκατάσταση της λειτουργίας των πρώτων Μονάδων Παραγωγής

8 Ο Η/Σ Βασιλικού πριν τις 11 Ιουλίου 2011

9 Ο Η/Σ Βασιλικού μετά τις 11 Ιουλίου 2011

10 Ο Η/Σ Βασιλικού μετά τις 11 Ιουλίου 2011

11 ΣΥΝΘΕΣΗ ΜΟΝΑΔΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΠΡΙΝ ΑΠΟ ΤΗ ΒΛΑΒΗ 11 η ΙΟΥΛΙΟΥ 2011 ΚΑΙ ΩΡΑ 05:46

12 ΣΥΝΘΕΣΗ ΜΟΝΑΔΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΤΗ ΒΛΑΒΗ 11 η ΙΟΥΛΙΟΥ 2011 ΚΑΙ ΩΡΑ 05:50 Χ Χ Χ Χ Χ Χ Χ

13 Απώλεια Η/Σ Βασιλικού στις Απόρριψη Φορτίου Το αυτόματο σύστημα εξισορρόπησης παραγωγής και ζήτησης λειτούργησε πολύ αποτελεσματικά και απέτρεψε την ολοκληρωτική κατάρρευση του ηλεκτρικού συστήματος της Κύπρου. Ενεργοποιήθηκαν για πρώτη φορά και τα 13 στάδια του Σχεδίου Υποσυχνότητας τα οποία απέρριψαν περίπου 65% του φορτίου.

14 ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΓΚΑΤΕΣΤΗΜΕΝΗ ΚΑΙ ΔΙΑΘΕΣΙΜΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓ ΟΣ ΣΤΑΘΜΟΣ ΠΡΙΝ ΤΗΝ 11 η ΙΟΥΛΙΟΥ 2011 ΜΕΤΑ ΤΗΝ 11 η ΙΟΥΛΙΟΥ 2011 ΟΛΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΕΓΚΑΤΕΣΤΗΜΕΝΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ (MW) ΔΙΑΘΕΣΙΜΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ (MW) ΟΛΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΕΓΚΑΤΕΣΤΗΜΕΝΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΠΑΡΑΓΩΓ ΗΣ (MW) ΔΙΑΘΕΣΙΜΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ (MW) ΗΣ ΜΟΝΗΣ ΗΣ ΔΕΚΕΛΕΙΑΣ ΗΣ ΒΑΣΙΛΙΚΟΥ ΟΛΙΚΟ ΑΗΚ: ΑΠ "ΟΡΕΙΤΕΣ" ΣΥΝΟΛΟ % ΗΣΒ 5% ΑΠ 18% ΗΣΜ 28% ΗΣΔ 53% ΗΣΒ 15% ΗΣΜ 32% ΗΣΔ 10% ΑΠ 55% ΗΣΔ 36% ΗΣΜ 64% ΗΣΔ 36% ΗΣΜ

15 Διαχείριση Ενεργειακής Κρίσης Μέτρα που λήφθηκαν άμεσα

16 Διαχείριση Ενεργειακής Κρίσης Μέτρα που λήφθηκαν άμεσα Κατά τις ημέρες που ακολούθησαν λήφθηκαν πολλά μέτρα για τη διαχείριση της ενεργειακής κρίσης για αποφυγή της ολικής σβέσης. Ενδεικτικά αναφέρονται οι πιο κάτω: Τέθηκε αμέσως σε εφαρμογή το Έκτακτο Σχέδιο Δράσης που ετοιμάστηκε από ειδική ομάδα που συστάθηκε υπό την εποπτεία της ΡΑΕΚ για αντιμετώπιση της έκτακτης ενεργειακής κρίσης στο Ηλεκτρικό Σύστημα. Διορίστηκε Ομάδα Διαχείρισης της Ενεργειακής Κρίσης. Συμμετείχαν ΡΑΕΚ, ΔΣΜ, ΑΗΚ και Υπουργείο, η οποία συνεδρίαζε καθημερινά

17 Διαχείριση Ενεργειακής Κρίσης Μέτρα που λήφθηκαν άμεσα Εξισορρόπηση της διαθέσιμης παραγωγής και της ζήτησης του Συστήματος Ως αποτέλεσμα της σημαντικής μείωσης της ικανότητας παραγωγής, στο μέσο της καλοκαιρινής περιόδου, υπήρχε συνεχής ανάγκη για εξισορρόπηση της διαθέσιμης παραγωγής και της ζήτησης του Συστήματος Για την εύρυθμη διαχείριση της έκρυθμης κατάστασης ετοιμάστηκε σε πλήρη συνεργασία ΔΣΜ και ΑΗΚ πρόγραμμα για εκ περιτροπής περικοπή φορτίου διακοπών δίωρης διάρκειας, που εφαρμόστηκε με απόλυτη επιτυχία από τους Μηχανικούς Βάρδιας του Εθνικού Κέντρου Ελέγχου Ενέργειας με της χρήση του Συστήματος Τηλελέγχου και Διαχείρισης Ενέργειας (SCADA/EMS) Οι εκ περιτροπής διακοπές φορτίου συνεχίστηκαν μέχρι τις 11 Αυγούστου 2011

18 Το Εθνικό Κέντρο Ελέγχου Ενέργειας

19 Σημαντικότητα Συστήματος SCADA/EMS Κατά την ημέρα των γεγονότων της 11ης Ιουλίου το υπόψη σύστημα απέτρεψε την κατάρρευση του ηλεκτρικού συστήματος που θα είχε ως συνεπακόλουθο την ολική σβέση (total blackout) της Κύπρου. Περαιτέρω, κατά τη διαχείριση της ενεργειακής κρίσης και της έκρυθμης κατάστασης που ακολούθησε, η εφαρμογή του προγράμματος δίωρων διακοπών παροχής προς τους καταναλωτές δεν θα μπορούσε να επιτευχθεί χωρίς την ύπαρξη και λειτουργία του συστήματος αυτού. Μέσω του συστήματος SCADA, διενεργείτο καθημερινά ένας μεγάλος αριθμός τηλεχειρισμών σε διακόπτες, χωρίς την ανάγκη μετάβασης προσωπικού σε Υποσταθμούς ανά το παγκύπριο. Διαχείριση και Λειτουργία του Συστήματος Μεταφοράς, Απρίλιος 2012 Πανεπιστήμιο Κύπρου

20 Διαχείριση Ενεργειακής Κρίσης Μέτρα για ενημέρωση του κοινού Στις πρώτες μέρες τα πράγματα ήσαν πάρα πολύ δύσκολα και δεν μπορούσε να δημοσιευθεί πρόγραμμα διακοπών. Μέσα σε διάστημα 7 ημερών ετοιμάστηκε πρόγραμμα εκ περιτροπής διακοπής φορτίου καταναλωτών Για την ενημέρωση των καταναλωτών γινόταν καθημερινή δημοσίευση του προγράμματος διακοπών για την επόμενη μέρα σε ιστοσελίδα, ενώ ταυτόχρονα τέθηκε σε εφαρμογή σύστημα αποστολής μηνυμάτων κειμένου προς κινητά τηλέφωνα (SMS) για σκοπούς πληροφόρησης σε σχέση με επερχόμενη διακοπή/επαναφορά στην παροχή ηλεκτρισμού

21 Διαχείριση Ενεργειακής Κρίσης Μέτρα που λήφθηκαν για Εξασφάλιση Επάρκειας Παραγωγής Διασύνδεση με το Δίκτυο των κατεχομένων περιοχών (18/7/2011) Μετά από την έκδοση του σχετικού διατάγματος από την ΡΑΕΚ, για εξουσιοδότηση της ΑΗΚ όπως προχωρήσει με την εξασφάλιση επιπρόσθετης παραγωγής για αντιμετώπιση της κρίσης, η ΑΗΚ προχώρησε με τη σύναψη συμβολαίων με τις ακόλουθες εταιρείες για την προσωρινή εγκατάσταση μονάδων ΜΕΚ ως ακολούθως: TERNA - 25MW (8/8/11 ΗΣ Βασιλικού) DAMCO 45MW (12/8/11 - ΗΣ Βασιλικού) ENERGY INTERNATIONAL 60MW (26/8/11 ΗΣ Δεκέλειας) ENERGY INTERNATIONAL 35MW (3/9/11 ΗΣ Μονής) Η συνολική διαθέσιμη επιπρόσθετη προσωρινή παραγωγή ανήλθε στα 165MW. Μέσα σε ένα μήνα εξασφαλίστηκε Επάρκεια Παραγωγής και στις 11 Αυγούστου 2011 σταμάτησαν οι εκ περιτροπής διακοπές φορτίου

22 Προβλήματα και προκλήσεις κατά τη Λειτουργία Συστήματος Επάρκεια Παραγωγής μετά την καταστροφή του Ηλεκτροπαραγωγού Σταθμού Βασιλικού κατά την επερχόμενη θερινή περίοδο 2012 Προβλήματα κατά τη λειτουργία του Συστήματος λόγω ένταξης Παραγωγής από ΑΠΕ Διαχείριση Πλεονάζουσας Χωρητικής Άεργου Ισχύος

23 Επάρκεια παραγωγής κατά τη θερινή περίοδο 2012 Μέχρι το πρώτο δεκαπενθήμερο του Ιούνη 2012, θα έχουν ενταχθεί άλλα 120 MW με προσωρινές Μονάδες παραγωγής (Μονάδες Εσωτερικής Καύσης στον Η/Σ Μονής) Εάν δεν σημειωθούν απρόοπτες βλάβες σε μονάδες παραγωγής, η διαθέσιμη παραγωγή κατά τις ημέρες της μέγιστης ζήτησης θα είναι της τάξης των 1250 MW. Αναμένεται ότι δεν θα απαιτηθούν εκ περιτροπής διακοπές παροχής σε καταναλωτές

24 Επάρκεια Παραγωγής κατά τη θερινή περίοδο 2012

27 Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Ο ΔΣΜ προσφέρει πλήρη και ανεπιφύλακτη υποστήριξη στην εισαγωγή, ένταξη στο δίκτυο και αξιοποίηση ενέργειας που παράγεται από Ανανεώσιμες Πηγές Ο ΔΣΜ είναι υπεύθυνος για τη μελέτη και σύνδεση των έργων ΑΠΕ και την έκδοση των όρων σύνδεσης και λειτουργίας, έργο επίπονο και χρονοβόρο ο ΔΣΜ έδωσε ιδιαίτερη βαρύτητα στην άμεση σύνδεση αιολικών πάρκων και έτσι κατά την περίοδο κατέστη δυνατή η έκδοση όρων και υπογραφή Σύμβασης Σύνδεσης για αριθμό αιολικών πάρκων Τώρα η συνολική εγκατεστημένη ισχύς από τρία Αιολικά Πάρκα είναι 146,7 MW. Αναμένεται ότι θα αυξηθεί σε 175 MW μέχρι το τέλος του 2014 και γύρω στα 220 MW μέχρι το τέλος του 2016

28 Αιολικά Πάρκα - Μάρτιος 2012

29 Αναμενόμενη Ανάπτυξη Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας Εθνικό Σχέδιο Δράσης Στόχοι Εκτίμηση συνολικού μεριδίου (εγκατεστημένη δυναμικότητα) που αναμένεται από κάθε Τεχνολογία Ανανεώσιμης Ενέργειας και ενδεικτική ενδιάμεση πορεία από ΑΠΕ στην ηλεκτροπαραγωγή Τεχνολογία ΑΠΕ 16% of RES in Electricity Production until MW MW MW MW MW Wind 114 (146) 165 (175) 180 (220) Photovoltaic Solar-thermal Biomass TOTAL Λαμβάνονται μέτρα για επίσπευση υλοποίησης Φ/Β Σταθμών

30 Ηλεκτροπαραγωγή από ΑΠΕ κατά το 2011! Κατά τους τέσσερεις πρώτους μήνες του 2012 η ηλεκτροπαραγωγή από ΑΠΕ ξεπέρασε το 6% της συνολικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από το οποίο 5,2 % προήλθε από Αιολικά Πάρκα.

31 Προβλήματα κατά τη λειτουργία του Συστήματος λόγω ένταξης ΑΠΕ Ψηλή ποσοστό Διείσδυσης αιολικής ηλεκτροπαραγωγής Απότομη αύξηση Αιολικής Ηλεκτροπαραγωγής κατά τις ώρες ελάχιστου φορτίου Ψηλός Ρυθμός Μεταβολής Αιολικής Ηλεκτροπαραγωγής

32 Διαχείριση Αιολικής Ηλεκτροπαραγωγής Η στιγμιαία Αιολική Ηλεκτροπαραγωγή έχει ήδη φθάσει σε επίπεδα της τάξης του 37% της συνολικής παραγωγής Σε ένα απομονωμένο σύστημα όπως αυτό της Κύπρου η στοχαστική φύση της Αιολικής Ενέργειας δημιουργεί διάφορα σοβαρά προβλήματα κατά τη λειτουργία του συστήματος τα σοβαρότερα των οποίων είναι: Απότομη απώλεια ηλεκτροπαραγωγής από Αιολικά Πάρκα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τον προγραμματισμό παραγωγής ώστε να μπορεί να αντιμετωπιστεί Απότομη αύξηση της ηλεκτροπαραγωγής κατά την περίοδο ελάχιστης ζήτησης ελλοχεύει κινδύνους επειδή οι συμβατικές μονάδες λειτουργούν στην ελάχιστη σταθερή παραγωγή τους (Minimum Stable Generation) Ψηλός ρυθμός ανόδου και καθόδου της αιολικής ηλεκτροπαραγωγής προκαλεί καταπόνηση των συμβατικών μονάδων και έχει επιπτώσεις στην τήρηση της συχνότητας Διαχείριση και Λειτουργία του Συστήματος Μεταφοράς, Απρίλιος 2012 Πανεπιστήμιο Κύπρου

33 Διείσδυση Αιολικής Ηλεκτροπαραγωγής

34 Ψηλή Διείσδυση Αιολικής Ηλεκτροπαραγωγής Διαχείριση και Λειτουργία του Συστήματος Μεταφοράς, Απρίλιος 2012 Πανεπιστήμιο Κύπρου

35 Μέγιστη Στιγμιαία διείσδυση Αιολικής Ηλεκτροπαραγωγής που έχει καταγραφεί 37% Διαχείριση και Λειτουργία του Συστήματος Μεταφοράς, Απρίλιος 2012 Πανεπιστήμιο Κύπρου

36 Απότομες μεταβολές αιολικής ηλεκτροπαραγωγής Διαχείριση και Λειτουργία του Συστήματος Μεταφοράς, Απρίλιος 2012 Πανεπιστήμιο Κύπρου

37 Προβλέψεις Αιολικής Ηλεκτροπαραγωγής Ο ΔΣΜ υποχρεώνει τους Παραγωγούς ΑΠΕ να υποβάλλουν επί καθημερινής βάσης προβλέψεις της παραγωγής τους ανά ημίωρο για τις επόμενες τρεις ημέρες Δίνεται μια περίοδος χάριτος για βελτίωση της ακρίβειας της πρόβλεψης ώστε να εμπίπτει μέσα στο -/+ 20% που απαιτούν οι Κανόνες Μεταφοράς και Διανομής. Μετά ο ΔΣΜ έχει το δικαίωμα να επιβάλει μέτρα ή και πρόστιμο Έχει παρατηρηθεί σημαντική βελτίωση στην ακρίβεια της πρόβλεψης ιδιαίτερα για Αιολικά Πάρκα που βρίσκονται σε λειτουργία για πάνω από 6 μήνες

38 Παραγωγή από Αιολικά Πάρκα (kw) Προβλέψεις Αιολικής Ηλεκτροπαραγωγής

39 Προβλέψεις Αιολικής Ηλεκτροπαραγωγής

40 Διαχείριση Άεργου Ισχύος Η λειτουργία υπόγειων καλωδίων υψηλής τάσης στο Σύστημα Μεταφοράς της Κύπρου, έχει ως επακόλουθο τη διείσδυση άεργου ισχύος στο ηλεκτρικό δίκτυο, λόγω της χωρητικής φύσης των καλωδίων. Υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας σε περιόδους ψηλής ζήτησης φορτίου, η χωρητική αυτή άεργος ισχύς χρησιμοποιείται για την ικανοποίηση των επαγωγικών φορτίων που βρίσκονται συνδεδεμένα στο δίκτυο και αφομοιώνεται εξολοκλήρου από το σύστημα. Η πλεονάζουσα άεργος ισχύς που δεν απαιτείται για κάλυψη των αναγκών του Συστήματος πρέπει να απορροφάται από τις συμβατικές μονάδες παραγωγής, κάτω από συνθήκες ασφάλειας και αξιοπιστίας. Το πρόβλημα της άεργου ισχύος εμφανίζεται κατά τις περιόδους χαμηλής ζήτησης κατά τις οποίες ο αριθμός των μονάδων σε λειτουργία είναι περιορισμένος και η ζήτηση άεργου ισχύος από το σύστημα βρίσκεται στο ελάχιστο, γεγονός που υποχρεώνει το ΔΣΜ να αποσυνδέει καλώδια σε καθημερινή βάση για σκοπούς ασφαλούς λειτουργίας του Συστήματος.